[發(fā)明專利]用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010280678.5
• 申請(qǐng)日: 2020-04-10
• 公開（公告）號(hào): CN111425424A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州四鑫工業(yè)泵制造有限公司
• 主分類號(hào): F04D25/16
• 分類號(hào): F04D25/16;F04D17/12;F04D29/28;F04D29/30;F04D29/46;F04D29/42;F04D29/053;F04D27/00;F16H1/22
• 代理公司: 杭州龍華專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33302
• 代理人: 鄭漢康

1.一種用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)，其特征在于：包括由電機(jī)帶動(dòng)的驅(qū)動(dòng)軸、主齒輪、齒輪箱、第一獨(dú)立泵頭、第二獨(dú)立泵頭和一臺(tái)根據(jù)工況需求選擇連接風(fēng)路的輔助泵頭，所述主齒輪配置在所述齒輪箱內(nèi)，所述主齒輪的中心與所述驅(qū)動(dòng)軸傳動(dòng)連接，所述第一獨(dú)立泵頭和第二獨(dú)立泵頭均為輸入口配置有吸入管的獨(dú)立透平風(fēng)機(jī)，第一獨(dú)立泵頭和輔助泵頭的輸入口朝向相背，所述第一獨(dú)立泵頭的轉(zhuǎn)子與所述輔助泵頭的轉(zhuǎn)子為同軸聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)子，同軸聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)子的中段與所述主齒輪的第一側(cè)傳動(dòng)連接，所述第二獨(dú)立泵頭的轉(zhuǎn)子與主齒輪的第二側(cè)傳動(dòng)連接，第二獨(dú)立泵頭的轉(zhuǎn)子與主齒輪的傳動(dòng)比小于或等于同軸聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)子與主齒輪的傳動(dòng)比。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)，其特征在于：所述驅(qū)動(dòng)軸與所述主齒輪之間為相互嚙合的斜齒輪傳動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)軸與所述主齒輪相互垂直，所述同軸聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)子與所述主齒輪之為相互嚙合的斜齒輪傳動(dòng)，所述同軸聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)子與所述主齒輪相互垂直，所述第二獨(dú)立泵頭的轉(zhuǎn)子與所述主齒輪之間為相互嚙合的斜齒輪傳動(dòng)，所述第二獨(dú)立泵頭的轉(zhuǎn)子與所述主齒輪相互垂直，所述同軸聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)子與所述第二獨(dú)立泵頭的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)，其特征在于：所述第一獨(dú)立泵頭的輸出口通過受控的連接管與輔助泵頭的輸入口連接，所述輔助泵頭的輸出口通過受控的連接管與第二獨(dú)立泵頭的輸入口連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)，其特征在于：所述第一獨(dú)立泵頭、第一獨(dú)立泵頭和輔助泵頭均配置有蝸殼、葉輪和轉(zhuǎn)子，所有的轉(zhuǎn)子均與主齒輪嚙合，所有的葉輪均由對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)，所述葉輪和轉(zhuǎn)子均與蝸殼相匹配，所述獨(dú)立透平風(fēng)機(jī)的蝸殼輸出口小于所述輔助泵頭的蝸殼輸出口，所述輔助泵頭的輸入口配置有用于連接受控的連接管的法蘭盤。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)，其特征在于：所述同軸聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子主軸，所述轉(zhuǎn)子主軸的中段位置上配置有斜齒輪，所述轉(zhuǎn)子主軸上固定有兩條限位環(huán)，所述兩條限位環(huán)位于斜齒輪的同一側(cè)，所述轉(zhuǎn)子主軸的兩端與葉輪相連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)，其特征在于：所述主齒輪的直徑至少是第二獨(dú)立泵頭的轉(zhuǎn)子上傳動(dòng)齒輪直徑的5倍。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)，其特征在于：所述第一獨(dú)立泵頭、第二獨(dú)立泵頭和輔助泵頭上均配置有用于風(fēng)速檢測(cè)的風(fēng)速傳感器，所述電機(jī)為伺服電機(jī)，所述風(fēng)速傳感器與工控機(jī)電連接，所述工控機(jī)與所述的伺服電機(jī)電連接。

8.一種用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制方法，適用于如權(quán)利要求1所述的用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)，其特征在于：在初次工作前，輸入第一獨(dú)立泵頭、第二獨(dú)立泵頭和輔助泵頭的額定轉(zhuǎn)速和額定負(fù)壓值，根據(jù)第二獨(dú)立泵頭的轉(zhuǎn)子與主齒輪的傳動(dòng)比以及同軸聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)子與主齒輪的傳動(dòng)比，獲得第一獨(dú)立泵頭與第二獨(dú)立泵頭的葉輪轉(zhuǎn)速比及負(fù)壓對(duì)比值；

用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)初始化之前將設(shè)定的目標(biāo)負(fù)壓值輸入至工控機(jī)內(nèi)，根據(jù)目標(biāo)負(fù)壓值配置第一獨(dú)立泵頭、第二獨(dú)立泵頭和輔助泵頭的連接方式；

第一獨(dú)立泵頭、第二獨(dú)立泵頭和輔助泵頭根據(jù)設(shè)定的風(fēng)速和轉(zhuǎn)速進(jìn)行工作，當(dāng)風(fēng)速下降時(shí)，提高驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，當(dāng)風(fēng)速上升時(shí)，降低驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于造紙的多級(jí)透平風(fēng)機(jī)自動(dòng)控制方法，其特征在于：當(dāng)?shù)谝华?dú)立泵頭輸出口與輔助泵頭的輸入口連接，輔助泵頭的輸出口與第二獨(dú)立泵頭的輸入口連接，第一獨(dú)立泵頭的輸入口為形成負(fù)壓工作的空氣輸入口，第二獨(dú)立泵頭的輸出口為空氣輸出口時(shí)，對(duì)驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速控制方法包括以下子步驟：

串聯(lián)控制子步驟一：計(jì)算當(dāng)前輸入口風(fēng)速值V_i與目標(biāo)風(fēng)速值V_t之間的差值，記為ΔV，串聯(lián)控制子步驟二：保持當(dāng)前驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，當(dāng)檢測(cè)到的ΔV的累加值ΔV_i的絕對(duì)值大于設(shè)定值時(shí)執(zhí)行串聯(lián)控制子步驟三，對(duì)驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制；

串聯(lián)控制子步驟三：根據(jù)

W_o＝Tp·f₂(f₁(ΔV_i))+W_i

計(jì)算調(diào)節(jié)后的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，上式中，W_i為當(dāng)前驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，W_o為調(diào)節(jié)后的驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)速，Tp為第一獨(dú)立泵頭與第二獨(dú)立泵頭的轉(zhuǎn)速比，f₁(ΔV_i)為根據(jù)ΔV_i的第一獨(dú)立泵頭調(diào)節(jié)函數(shù)，f₂(f₁(ΔV_i))為第一獨(dú)立泵頭和第二獨(dú)立泵頭的風(fēng)速變換函數(shù)。