СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЕСА 1 МБУМАЖНОГО ПОЛОТНА Российский патент 2020 года по МПК D21F1/06 D21F1/08 D21F7/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к устройствам для регулирования массы 1 м² бумажного или картонного полотна.

Уровень техники

Чем более равномерной поддерживается масса 1 м² бумаги, тем более равномерной оказывается бумага и по другим показателям качества: влажности, толщине, плотности, просвету, показателям механической прочности и др. Поэтому желательно вырабатывать бумагу с нормой массы 1 м², соответствующей нижнему пределу, а постоянство массы 1 м² изготовляемой бумаги - важная задача технологов-бумажников [1-5]. Концентрация в потоке неоднородна и постоянно меняется, а также узлоуловитель, в последней инстанции, располагающийся перед напорным ящиком, дополнительно вносит свои колебания, путем "несанкционированного" вывода в отходы годного волокна, в виде флокул или сгустка бумажных волокон. Сложность поддержания веса заключается в том, что системы контроля и регулирования параметра веса 1 м² находятся в конце бумагоделательной машины, а объект регулирования находится в начале машины, постоянной части размольно-подготовительного участка, что приводит довольно к большому транспортному запаздыванию [14]. Поэтому регулировка веса происходит с интервалами более одной транспортной задержки. Это приводит к разбросу параметра веса бумажного полотна, в интервалах между регулировками. Поэтому возникает необходимость уменьшить интервал регулировки веса бумажного полотна, не нарушая при этом устойчивость управления и регулировании системой в целом.

Известны в бумажной промышленности системы контроля и регулирования качества бумаги, далее сканер, готового бумажного полотна, которые одновременно измеряют многие параметры бумаги, вес 1 м², влажность, зольность, гладкость и т.д. [8-13]. В них используется способ, при котором измеряют рассогласование между заданным и фактическими значениями веса бумаги и регулируют вес по результатам рассогласования. Недостатком известного способа в этих системах является наличие транспортной задержки, которая при изменении концентрации в напорном ящике, приводит к разбросу веса 1 м² бумажного полотна между интервалами регулирования веса.

Из известных аналогов наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению и достигаемому результату является способ регулирования влажности и массы 1 м² бумажного полотна [15], заключающийся в измерении рассогласования между заданным и фактическим значениями этих параметров, а также определяют зону установленных значений массы и влажности полотна, регулируют поддерживая их значения в указанной зоне, а при выходе первого за пределы зоны прекращают регулировку второго, запоминают это значение и возобнавляют регулировку второго с запомненного значения при входе первого параметра в зону установленных значений. Недостатком известного способа является также наличие транспортной задержки, которая приводит к большому интервалу по времени между регулировками веса бумажного полотна, при изменении концентрации в напорном ящике, что приводит к разбросу веса 1 м² бумажного полотна между интервалами регулирования.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является повышение качества изготовления веса 1 м² бумажного полотна. Указанная цель достигается тем, что на выходе узлоуловителя контролируют концентрацию бумажной суспензии, поступающей в напорный ящик и при изменении разницы между заданным и фактическим значениями параметра производят корректировку открытия массной задвижки, изменяя подачу количества бумажного волокна в поток, корректируя при этом концентрацию бумажной суспензии, поступающей в напорный ящик. А так как расстояние от массной задвижки до узлоуловителя в десятки раз меньше чем расстояние от массной задвижки до сканера, то это позволяет во много раз чаще производить регулировку концентрации бумажной суспензии на выходе узлоуловителя.

Поставленная цель достигается тем, что в способе регулирования влажности и массы 1 м² бумажного полотна, заключающегося в измерении рассогласования между заданным и фактическим значениями этих параметров, также определяют зону установленных значений массы и влажности полотна, регулируют поддерживая их значения в указанной зоне, а при выходе первого за пределы зоны прекращают регулировку второго, запоминают это значение и возобновляют регулировку второго, с запомненного значения, при входе первого параметра в зону установленных значений.

В предпочтительном варианте на выходе узлоуловителя контролируют концентрацию бумажной суспензии, поступающей в напорный ящик и при увеличении разницы между заданным и фактическим значениями параметра производят корректировку открытия массной задвижки, изменяя подачу количества массы в поток, корректируя при этом концентрацию бумажной суспензии, поступающей в напорный ящик. А так как расстояние от массной задвижки до узлоуловителя в десятки раз меньше чем расстояние от массной задвижки до сканера, то это позволяет во много раз чаще производить регулировку концентрации бумажной суспензии на выходе узлоуловителя, достигая при этом более равномерную концентрацию, в напорном ящике, и как следствие, получая бумажное полотно с меньшим разбросом веса 1 м² бумажного полотна, не нарушая при этом устойчивость управления и регулировании системой в целом, что выгодно отличает его от прототипа.

Перечень фигур чертежей изобретения

На Фиг. 1 представлена технологическая схема устройства в соответствии с настоящим изобретением.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления Изобретения

На Фиг. 1 представлена схема регулирования веса бумажного полотна. Способ регулирования веса 1 м² бумажного полотна и устройство для его реализации содержит:

- 1 вход волокнистого материала

- 2 регулируемая массная задвижка

- 3 узлоуловитель (напорная сортировка)

- 4 сброс отходов

- 5 датчик концентрации

- 6 напорный ящик

- 7 блок контроля концентрации

- 8 блок контроля и регулирования веса бумажного полотна

- 9 выход готовой продукции

В качестве блока контроля веса бумажного полотна 8 может выступать любой сканер, дополненный блоком контроля концентрации бумажной суспензии 7.

Способ регулирования веса 1 м² бумажного полотна и работа устройства показана на фиг. 1 и состоит в следующем:

Волокнистый материал со входа 1 через регулируемую массную задвижку 2 поступает в узлоуловитель 3, где происходит последняя стадия очистки волокнистого материала и брак поступает в отходы 4, меняя при этом концентрацию бумажного волокна в напорном ящике 6 на ту величину, которая ушла в брак. Значение концентрации массы с выхода датчика 5, в виде аналогового или цифрового сигнала и поступает на вход блока контроля концентрации 7, где происходит обработка сигнала и определение рассогласования между заданным и фактическим значениями концентрации волокнистого материала. Значение поступает на вход блока контроля и регулирования веса бумажного полотна, которое при наличии рассогласования концентрации бумажной суспензии изменяет угол открытия регулируемой массной задвижки 2, исполнительный механизм которой подключен к выходу блока контроля и регулирования веса бумажного полотна. Интервал регулирования значения концентрации Тк, определяется временем прохождения бумажного волокна от массной задвижки до датчика концентрации 5. Блок 8 постоянно в процессе работы производит контроль веса бумажного полотна готовой продукции, и при отклонении фактического от заданного веса бумаги выставляет новое задание концентрации в блоке 7, которая будет поддерживаться в напорном ящике. Частота смены задания концентрации в блоке 7 будет определяться временем прохождения бумажного волокна от напорного ящика до сканера Тнс. Скорость машины известна, расстояния тоже, поэтому эти транспортные задержки легко высчитываются и далее используется в процессе регулировании концентрации бумажного волокна, поступающего в напорный ящик. Как следует из сказанного выше регулировка угла открытия массной задвижки 2, для регулирования веса бумажного полотна, происходит с транспортной задержкой Тк, с выхода блока 8, и производится не по заданной и фактической разнице веса бумажного полотна, а по заданной и фактической разнице концентрации бумажной суспензии. Транспортная задержка Тнс используется для смены задания концентрации в блоке 7 блоком 8, производя контроль веса бумажного полотна на выходе готовой продукции бумагоделательной машины. Сумма времен Тк+Тнс является общей транспортной задержкой и используется в прототипе для регулировки веса бумаги. Бумажное полотно с выхода блока 8 поступает на выход готовой продукции 9.

Таким образом в отличие от аналогов предлагаемый способ регулирования веса 1 м² бумажного полотна и устройство для его реализации, используя значительно меньшее транспортное запаздывание, и позволяет повысить частоту регулирования концентрации в напорном ящике, что позволяет более жестко удерживать значение концентрации в заданном диапазоне, получая при этом бумажное полотно с меньшим разбросом веса 1 м² бумаги, и как следствие, повышая при этом, качество выпускаемой продукции, не нарушая при этом устойчивость управления и регулировании системой в целом.

Список литературы:

1. С.Н. Иванов «Технология бумаги» Москва, 2006 г.

2. Б.З. Смоляницкий Переработка макулатуры. М.: Лесная промышленность 1980 г.

3. Технология бумаги Д.М. Фляте 1988 г.

4. Свойства бумаги Д.М. Флятте Издание третье, переработанное и дополненное «Лесная промышленность» 1986 г.

5. М.В. Ванчаков, А.В. Кулешов, Т.Н. Коновалова Технология и оборудование для переработки макулатуры Санкт-Петербург 2011 г.

6. Технология целлюлозно-бумажного производства в 3 т.СПб Политехника 2004 г.

7. Г.Б. Буйлов Автоматизация оборудования целлюлозно-бумажного производства: учебное пособие по дипломному проектированию. - Санкт-Петербург: Изд-во СПБГТУРП СПБГТУРП, 2009. - 166 с.

8. Система DaVinci («Honeywell», США) http://honeywel.com.

9. Система Experion MX («Honeywell», США).

10. Система OnQ («Voith Paper Automation)), Германия) http://voith.com.

11. Система PaperlQ («Metso Automations)), Финляндия) http://www.metso.com.

12. Система Aquar-Paper («Аквар-Систем», Белоруссия) http://aquar-system.ru.

13. Система QCS («Consys», Россия) http://paper.consys.ru.

14. Алгоритмы управления бумаго- и картоноделательными машинами с транспортными запаздываниями. XXIX Неделя науки СПбГТУ. Материалы межвузовской научной конференции. Ч.V: С. 116-117, 2001. Санкт-Петербургский государственный технический университет, 2001. http://elib.spbstu.ru/dl/000538.pdf/download/000538.pdf.

15. Патент - способ регулирования влажности и массы 1 м² бумажного полотна №1170028 D21 F, 5/00 1980 https://patentdb.ru/patent/ 170028.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, а именно к способу регулирования веса 1 м² бумажного полотна. Технический результат: повышение качества выпускаемого бумажного полотна. Сущность изобретения: способ регулирования веса 1 м² бумажного заключается в измерении рассогласования между заданным и фактическим значениями параметра, определении зоны установленных значений массы 1 м² бумажного полотна, регулировании и поддержании их значений, при этом на выходе узлоуловителя контролируют концентрацию бумажного волокна, поступающего в напорный ящик, и при рассогласовании между заданным и фактическим значениями параметра изменяют угол открытия массной задвижки, изменяя подачу количества массы в напорный ящик, увеличивая при этом частоту регулировок угла открытия массной задвижки, для поддержания заданной концентрации в напорном ящике, а при изменении на выходе готовой продукции веса бумажного полотна корректируют и устанавливают новое значение заданной величины концентрации, которая будет использоваться при регулировке концентрации бумажного волокна, поступающего в напорный ящик. Положительный эффект достигается за счет увеличения частоты регулирования концентрации в напорном ящике путем использования меньшего по времени интервала транспортного запаздывания при контроле концентрации бумажного волокна, и как следствие повышается качество веса 1 м² бумажного полотна, не нарушая при этом устойчивость управления и регулирования системы в целом. 1 ил.

Способ регулирования веса 1 м² бумажного полотна, заключающийся в измерении рассогласования между заданным и фактическим значениями параметра, определении зоны установленных значений массы 1 м² бумажного полотна, регулировании и поддержании их значений, отличающийся тем, что на выходе узлоуловителя контролируют концентрацию бумажного волокна, поступающего в напорный ящик, и при рассогласовании между заданным и фактическим значениями параметра изменяют угол открытия массной задвижки, изменяя подачу количества массы в напорный ящик, увеличивая при этом частоту регулировок угла открытия массной задвижки, для поддержания заданной концентрации в напорном ящике, а при изменении на выходе готовой продукции веса бумажного полотна корректируют и устанавливают новое значение заданной величины концентрации, которая будет использоваться при регулировке концентрации бумажного волокна, поступающего в напорный ящик.