Система управления напорным ящиком бумагоделательной машины

80 1 093256 С 01 ОЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 3(511 3 21 Г 1/06 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ 2502195/29-1215.07.7770582816,07.76США15,05,84, Бюл, В 18Эдгар Дж. Джастас (США)Белойт Корпорейшн (США)681.35(088.8)1. Патент США У 3923593,162-301, 1975.(54)(57) СИСТЕИА УПРАВЛКНИЯ НАПОРНЫМЯИ 1 ИК 0 И БУ 1 А 10 ДБЛАТБЛ 1 Н 0 й ГЛАШИНЫ, содержащая регуляторы скорости подачимассы для каждого канала, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения точности управления, онаимеет датчики давления, установленные в каждом канале напорного ящика,и датчики суммарного давления и скорости установленные на выходе напорного ящика, согласующие блоки, индикаторы, блоки сравнения, функциональные преобразователи, датчик скоростипроволачивания, вычислительный блок,регулятор давления, блоки определения соотношения для внешних каналовнапорного ящика и расходомер, при этом выходы датчиков давления связаны с соответствующими входами согласующих блоков, выходы которых соединены с соответствующими индикаторами и дополнительно - с соответствующими первыми входами блоков сравнения, вторые входы которых связаны с датчиком суммарного давления посредством соответствующего согласующего блока, первые выходы блоков сравнения подключены к соответствующим входам функциональных преобразователей, вторые выходы блоков сравнения связаны посредством соответствующих блоков определения соотношенияс входами соответствующих регуляторов скорости Е подачи массы, выход блока сравнения, р соответствующего среднему каналу напорного резервуара, подключен к входу расходомера, причем датчик скорости проволачивания связан с первым Я входом вычислительного блока, выход которого соединен с входом соответствующего регулятора скорости, второй вход вычислительного блока соеди Ф нен с выходом регулятора давления, 4 ф а третий его вход - с датчиком ско- , Ю рости, установленным на выходе напор- СЛ ного ящика, 4 ЬИзобретение относится к устройствам управления напорным ящиком бумагоделательной машины и может бытьиспользовано при изготовлении бумаги.Известна система управления напорным ящиком бумагоделательной машины,содержащая регуляторы скорости подачи массы для каждого канала 1 3.Недостатком известной системы1 Оуправления является невысокая точность управления.Цепь изобретения - повышение точности управления,Поставленная цель достигается тем,что система управления напорным ящи 15ком бумагоделательной машины, содержащая регуляторы скорости подачимассы для каждого канала, имеет датчики давления, установленные в каждом канале напорного ящика, и датчи 20ки суммарного давления и скорости,установленные на выходе напорногоящика, согласующие блоки, индикаторы,блоки сравнения функциональные преЭ25образователи, датчик скорости проволачивания, вычислительный блок, регулятор давления, блоки определениясоотношения для внешних каналов напорного ящика и расходомер, при этомвыходы датчиков давления связаны ссоответствующими входами согласующихблоков, выходы которых соединены с.соответствующими индикаторами и дополнительно - с соответствующимипервыми входами блоков сравнения, 35вторые входы которых связаны с датчиком суммарного давления посредством соответствующего согласующегоблока, первые выходы блоков сравнения подключены к соответствующим входам функциональных преобразователей,вторые выходы блоков сравнения связаны посредством соответствующих блоков определения соотношения с входами соответствующих регуляторов скорости подачи массы, выход блока сравнения, соответствующего среднему каналу напорного резервуара, подключенк входу расходомера, причем датчикскорости проволачивания связан с первым входом вычислительного блока,выход которого соединен с входом соответствующего регулятора скорости,второй вход вычислительного блокасоединен с выходом регулятора давления, а третий его вход - с датчикомскорости, установленным на выходенапорного ящика,На фиг. 1 приведена блок-схема системы управления напорным ящиком; на фиг. 2 - то же.Система управления напорным ящиком бумагоделательной машины содержит входные трубопроводы 1, 2 и 3, устройство 4 управления и обработки информации, распределительное устройство 5, которое содержит каналы 6 бумажной массы, сходящиеся к отверстию нанесения тонким слоем 7, ширина которого соответствует ширине требуемого полотна. Поток бумажной массы, вытекающей из отверстия нанесения тонким слоем 7 таким образом, чтобы начать процесс изготовления полотна бумаги, поступает в горловину 8 на входном койце обезвоживающего хода формующего устройства бумагоиэготавливающего станка, состоящего из матерчатых или проволочных лент 9, движущихся над формующими или подпирающими роликами 10.Внутри распределительного устройства 5 бумажная масса для ряда слоев, предназначенных для создания многослойного бумажного полотна, поступает в соответствующий ряд отдельных каналов, сходящихся к отверстию нанесения массы тонким слоем 7, и протекает по ним. В иллюстрируемом примере для создания трехслойной бумажной продукции (используемый термин "бумага" включает бумагу с подложкой, слоистую бумагу и им подобную) распределительное устройство включает центральный канал 11 и два внешних канала 12, один иэ которых на чертеже показан сверху центрального канала 11, а другой снизу центрального канала 11, и по существу имеют одинаковую протяженность с центральным каналом. Бумажная масса соответствующего состава с помощью соответствующих трубопроводов подается к входным концам каналов распределительного устройства. В состав трубопроводов входят трубопровод 13, сообщающийся с каналом 11, и соответственные трубопроводы 14, сообщающиеся с каналами 12. На выходе ка- налов 11 и 12 бумажная масса проходит через перфорированную перегородку 15, за которой каналы сходятся к отверстию .нанесения массы тонким слоем 7.Система управления также включает в себя отверстие 16 горловины 8. насос 17 крыльчатопо типа, сетчатыефильтры 18, трубопроводы 19, 20 и 21,крыльчатые насосы 22, сетчатые фильтры 23, связанные с насосами 22 трубопроводами 24, устройства 25 и 26 передачи потока, .управляющие устройства 27, клапаны 28, датчики 29 и 30давления, устройства 31 передачидавления, индикаторы давления 32,устройства 33 передачи перепада давления, устройство 34 передачи давления, датчик 35 давления, функциональные преобразователи 36 и 37, расходо"мер 38, управляющие устройства 39.Система управления содержит блоки 40опреДеления соотношения для внешнихканалов напорного ящика, линии 41связи, регуляторы 42 скорости, двигатели 43 насосов бумажной массы,переключатели 44 управления, датчик 45 скорости проволачивания, связанный проводом 46 с вычислительнымблоком 47,.пневматический датчик 48давления, устройство 49 передачиперепада давления, регулятор 50, ма. нометр 51, соединенный с устройством 49 передачи перепада давленияи регулятором 50 трубопроводом 52,блоки 53 сравнения, регулятор 54 скорости двигателя 55 линию 56, соеди 30няющую блок 53 с переключателем 57.После включения система управленияфункционирует следующим образом.Включаются средства, предназначенныедля автономной подачи бумажной массы с требуемой концентрацией по трубопроводу 13 подачи к каналу 11 н бумажной массы с соответствующей концентрацией к внешним каналам 12 по ихтрубопроводам. 14 подачи. Хотя концентрация подводимой по трубопроводу 13центрального канала бумажной массыбудет отличаться от концентрации бумажной массы, подаваемой по трубопроводам 14 к внешним каналам 12,бумажная масса внешних каналов можетбыть либо одинаковой, либо разной,и зависимости от сорта создаваемого.многослойного бумажного полотна.Поэтому, хотя трубопровод 13 подачиподводится от соответствующего ящика(не показанного) тяжелой бумажноймассы(бумажной массы, которая находится в более тяжелой первоначальной ".концентрации, чем фактический требуется для отверстия нанесения массытонким слоем), который не связан систочником снабжения трубопроводов 14, в зависимости от требований тяжелая бумажная масса в трубопроводы 4 может подаваться либо из автономных камер бумажной массы (не показанных); либо из общей камеры. Тяжелая бумажная масса для трубопровода 13 проходит по трубопроводу к впускному устройству насоса 17 типа крыльчатого насоса, а затем из насо са через сетчатые фильтры 18 поступает в трубопровод 13 для подачи под создаваемым насосом давлением в канал 11, Для разжижения тяжелой бумажной массы до требуемой консистенции или концентрации к впускной стороне насоса 17 вместе с тяжелой бумажной массой подается вода, например, по трубопроводу 19, Подобным образом тяжелая бумажная масса к каждому нз трубопроводов 14 подается по соответственным трубопроводам 20 и, соединяясь с соответствующей водой, подаваемой посредством трубопроводов 21, поступает к впускным сторонам крыльчатых насосов 22, а затем от сторон нагнетания насосов через сетчатые фильтры 23 - в соответственные трубопроводы 14. Разжижение тяжелой бумажной массы может осуществляться примерно от 1,0-107 волокон, от 0,1-1,077 волокон в суспензии бумажной массы, выпускаемой из отверстия нанесения тонким слоем 7 распределительного устройства. Воду можно подавать по трубопроводам 19.и 21 ототдельных источников или от общего единственного бункера, предназначенного. для подачи белой воды к системе. Каждая линия трубы или каждый трубопровод 19 и 20 тяжелой бумажной массы автономно контролируется и управляется в зависимости от потребностей насосов при помощи соответственных устройств 25 передачи потока, сигналы с которых поступают иа показывающие расходы управляющие устрой ства 27 с целью приведения в действиенаходящихся выше по потоку от устройств передачипотока клапанов 28 в соответствии с сигналами с показы" вающих расход управляющих устройств,С целью автоматического поддержания требуемого соотношения потоков бумажной массы в каналах распределительного устройства 5 обеспечиваются средства, предназначенные для поддержания внешних каналов 12 в управляемой зависимости от внутреннего5 1093256 6канала 11, поскольку внутренний каналобычно устанавливают таким образом,чтобы он создавал более толстый слойв составном бумажном полотне. Дляэтой цели устанавливают соответствующий датчик 29 давления, в качестве которого можно использовать датчик пневматического типа. Устанавливают его таким образом, чтобы онреагировал на давление в центральномканале 11 выше по потоку от пластиныперфорированной перегородкой в каждом из внешних каналов 12, От каждого из датчиков 29 и 30 сигналы подаются на отдельные устройства 31 передачи давления, подсоединенные к отдельным индикаторам давления 32, которые могут осуществлять отображениена соответствующей приборной доске(не показано), связанной с бумагоделательной машиной. Каждое из устройств 31 передачи давления передаетсигнал к отдельному устройству 33передачи перепада давления. В устройствах 33 передачи перепада давлениясравнивается сигнал от устройства 34передачи давления, связанного с пневматическим датчиком, установленнымв конце центрального канала 11 у отверстия нанесения массы тонким слоем,Результирующие сигналы перепада откаждого устройства 33 передачи перепада давления направляются к отдельным устройствам 37 извлечения квадратного корня, в которых из различ 35ных перепадов давления извлекаютсяквадратные корни, Это дает возможность сравнивать скорости прохождениябумажной массы в трех каналах распределительного устройства 5, посколькугидравлический напор и скорость жид 1кости, движущейся в трубе или в закрытом канале, находятся во взаимнойзависимости в соответствии со следующей формулой:ч-см г где Ь - гидравлический напор;С - постоянная;Г - коэффициент трения трубы;50- длина трубы или канала;п - гидравлический радиус;- ускорение силы тяжести;Ч - скорость.Сигнал от преобразователя (устрой ства извлечения квадратного корня) 37для центрального канала поступаетна расходомер 38, который может быть установпен на приборной доске. Сигналы от устройств 36 и 37 извлеченияквадратного корня двух внешних каналов поступают на соответственные показывающие расход управляющие устройства 39 для каждого из двух внешнихканалов 12. Сигнал с устройства 37 передачи корня квадратного из перепада давле ния для центрального канала 11 подается также в блоки 40 определениясоотношения для каждого из двух внешних каналов 12. Благодаря своим взаимным связям блоки 40 определениясоотношения вырабатывают идентичныезаданные значения для показывающихрасход управляющих устройств 39, ос"нованные на потоке в центральномканале 11. Эти заданные значениязатем сравниваются в показывающихрасход управляющих устройствах 39 для двух внешних каналов 12 с сигналами,поступающими с устройств передачизначения корня квадратного из перепада давления внешних каналов. Сигналы с показывающих расход управляющихустройств 39 поступают на отдельныесоответственные регуляторы 42 скорости для управления соответственными приводами двигателей 43 насосовбумажной массы. Таким образом, скорость .работы насосов 22, регулирующих подачу бумажной массы для двухвнешних каналов 12, управляется взависимости от скорости работы насоса, питающего центральный канал 11.Если в любом одном или обоих каналах 12 требуется применять ручноеуправление скоростью подачи бумажной массы, заданные значения относительно этих каналов можно установить вручную посредством соответственных переключателей 44 автоматического- ручного управления, которые могут быть размещены между показывающими расход управляющими устройствами 39и регуляторами 42 скорости. Таким способом осуществляется полное управление скоростями подачи бумажной массы в каждом из внешних каналов 12,Благодаря управляемой зависимости внешних каналов 12 от центрального канала 11 просто посредством управления скороствю прохождения бумажной массы в центральном канале 11 относительно скорости движения формующий ленты в формующем устройстве машины обеспечивается полное поддержание требуемого отношения движения к во7 1093 лоченню (отношения скорости движения проволоки к скорости составного пото" ка, выходящего из распределительного устройства 5). Это отношение обычно берут равным около 1,0, но оно может изменяться, примерно, от 1,1 до 0,9, в зависимости от таких факторов, как скорость работы машины, консистенция бумажной массы и тип изготавливаемой бумаги. Скорость движения 10 проволоки или ленты определяется на основании скорости вращения совместно действующего валика грунтовки (не показанного) и передается в качестве технической скорости через датчик 45 скорости проволачивания в вычислительный блок 47 отношения движения к:волочению. Во время работы пневматический датчик 48 давления, установленный на выходном конце воз ле отверстия нанесения тонким слоем центрального канала 11 в распределительном устройстве 5, контролирует скорость потока и подает. сигнал на устройство 49 передачи перепада дав ления, сигнал с которого подается на вычислительный блок 47 отношения движения к волочению. Сигнал с датчика 48 давления фактически сообщает устройству передачи перепада давленияз 0 об измеряемом этим датчиком давлении составного потока бумажной массы около отверстия нанесения массы тонким слоем. Хотя устройство 49 передачи перепада давления может работать автономно, его предпочтительно соединяют с регулятором 50 давления, обеспечивающим смещение на устройство 49 передачи перепада давления давлением воздуха, которое дает возможность 40 устройству 49 передачи выдавать сигналы на вычислительный блок 47 отношения движения к волочению с более высокой разрешающей способностью. Это желательно потому, что диапазон дав- .45 лений внутри распределительного устройства 5 во. время работы вблизи расчетной скорости работы машины при требуемой консистенции бумажной массы сильно не изменяется и не превы,шает полного диапазона устройства 4950 передачи. Поэтому более высокая разрешающая способность показываемого устройством 49 передачи давления выполняется в том случае, если оно управляется таким образом, что давле 55 ние считывалось в более узком диапазоне, перекрывающим фактические давления, которые ожидается встретить 256 8во время работы. Дпя достижения этого с регулятора 50 на одно плечоустройства 49 передачи подается сме"щение воздушным давлением, котороеконтролируется манометром 51. Этовызывает работу устройства 49 передачи в более низком диапазоне, например в диапазоне 5080 мм вод, ст.,и увеличивает таким образом его точность, например, до 0,257. по сравнению, например, с 0,5-1,07, которуюможно было бы ожидать в диапазонедавлений 10160 мм вод. ст. Изменяясмещающее воздушное давление, можнопо желанию изменять рабочий диапазони точность устройства 49 передачиперепада давления.В процессе работы вычислительныйблок 47 отношения движения к волочению вырабатывает заданное значение, которое используется показывающим цавпением управляющим устройством 53 для сравнения с сигналом, поступающим с устройства 49 передачи перепада давления, с целью подачи соответствующего сигнала на регулятор 54 скорости двигателя 55, приводящего в действие насос 17 центрального канала. В качестве альтернативы заданное значение можно установить вручную переключателем 57 автоматического-ручного управления.В соответствии с изобретением обеспечивается не только регулирующее управление одного иэ каналов бумажной массы любым другим каналом в распределительном устройстве 5, но и высокая чувствительность распределительного устройства 5 к скорости работы совместно действующего устройства формования бумагоделательной машины. Благодаря тому, что в распределительном устройстве 5 обеспечивается автоматическая управляемая зависимость каналов направления бумажной массы внешних слоев от центрального канала 11, после выполнения требуемых индивидуальных регулировок в отношении каждого из (аналов и в отверстии нанесения массы тонким сло" ем 7 соотношение между точностью направления бумажной массы и скоростью работы формующего устройства во время работы станка поддерживается автоматически.Использование изобретения позволит повысить точность управления.тент", г.ужгород, ул,Проекгна Филиал ППП 7 Тираж 372.ИИПИ Государственнопо делам изобре113035, Москва, Ж, Рауш Подписикомитета СССРний и открытийкая наб д. 4/5