Устройство для автоматической опти-мизации процесса напуска бумажноймассы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сеюэ Севетсних

Социапистичесних

Рвспублнн

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 09. 09. 76 (2t } 2403972/29-12 ,l с присоединением заявки Ио (51)м. кл.з

0 21 F 1/06

Государстоеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230381 Ьюллетень Й9

Дата опубликования описания 250381 (53) УДК 676.05 (088.8) (72) Автор изобретения

Н. С. Пиргач

Украинский научно-исследовательский институт целлюлозно-бумажной промышленности

P1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ

ПРОЦЕССА НАПУСКА БУМАЖНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к производству бумаги и картона и предназначено для использования в напорных ящиках с воздушной и безвоздушной подушкой, осуществляющих напуск массы на сетку бумаго- и картоноделательных машин.

Известно устройство для автоматической оптимизации процесса напуска бумажной массы, содержащее датчик уровня, связанный с регулятором уровня, датчик скорости сетки, резистор суммарного напора, регулирующие органы на воздухопроводах и массопроводе к напорному ящику и датчйк суммарного напора (1J . 15

Недостаток указанного устройства автоматического регулирования соотношения "скорость массы — скорость сетки" заключается в принципе работы, предполагающем такой процесс напуска 20 массы на сетку, при котором скорость истечения массы через напускную щель постоянна, а изменяется только скорость сетки. Однако известно, что скорость истечения массы практически не остается постоянной в процессе напуска массы, а более того, изменяется значительно чаще и на большую величину, чем скорость сетки, что .не обеспечивает однородность полотна. 30

Цель изобретения — повышение однородности бумажного полотна.

Поставленная цель достигается тем, что устройство имеет регулятор скорости сетки, блок извлечения корня, подключенный к датчику суммарного напора, элементов сравнения и задатчик коэффициента отставания скорости массы от скорости сетки, сумматоры и вычислительный блок, входы которого соединены с датчиком скорости сетки, блоком извлечения корня, выходами элементов сравнения и задатчиком коэффициента отставания, а выходы соединены с регуляторами суммарного напора и скорости. сетки соответственно через еумматоры, ко входам которых подключены входы элементов сравнения.

На чертеже представлена схема устройства автоматической оптимизации процесса напуска бумажной массы.

Схема включает напорный ящик 1, смесительный насос 2, компрессор 3, регулирующий орган 4 для массы, регулирующие органы 5 н 6 для воздуха, датчик 7 уровня массы, датчик 8 суммарного напора, -датчик 9 скорости сетки, электродвигатель 10 с регулируемым числом оборотов, корнеизвлекающий прибор 11, регулятор 12 уров815101

3 4 ня, регулятор 13 скорости истечения массы, регулятор 14 скорости сетки, суммирующиеэлементы 15. и 18, элементы 1б и 17 сравнения, логический вычислительный блок 19, включающий .элемент 20 сравнения ключи 21 и 22 множительный блок 23 и делительный блок 24, задатчик 25 соотношения "скорость истечения массы - скорость сет-. ки", задатчик 2б скорости истечения массы и задатчик 27 скорости сетки. ц)

Стабилизация напора массы осуществляется при помощи систем автоматического регулирования (CAP), состоящей из датчика 8 суммарного напора, корнеиэвлекающего прибора 11, элемента 1б сравнения, суммирующего элемента 15, регулятора 13 -скорости истечения массы и регулирующего органа 4 для массы стабилизация скорости сетки осуществляется САР, состоящей из датчика 9 скорости сетки, элемента 11 3) сравнении, суммирующего элемента 18, регулятора 14 скорости сетки и элект" родвигателя 10 с регулируемым числом оборотов.

Для пояснения принципа действия предлагаемого устройства автоматической оптимизации процесса напуска массы рассмотрим математические зависимости, лежащие в основе его построения.

Для изменения либо скорости истечения массы в зависимости от измене. ния скорости сетки, либо скорости сетки в зависимости от изменения скорости истечения массы служит логический блок, срабатывающий в зависимости от величины и знака отклонения указанных регулируемых величин. Причем ввод сигнала, характеризующего скорость сетки, в автоматическую систему регулирования скорости истечения 40 массы осуществляется тогда, .когда скорость сетки больше или меньше,,чем скорость истечения массы, а отклонение текущей скорости истечения массы от заданного значения меньше или 45 больше отклонения текущей скорости сетки от заданного значения

Чс Ч„, но а VA bVc (1)

Ввод сигнала, характеризующий скорость истечения массы, в автоматичес- кую систему, регулирования скорости сетки осуществляется тогда, когда скорость истечения массы больше или меньше скорости сетки, но отклонение скорости сетки от заданного значения меньше или больше отклонения скорости истечения массы от заданного значения.

Ч,„>Ч, но а V,> 4Ч, (Z) где Ч„ z Ч вЂ” соответственно, текущая скорость истечения мас- @) сы и скорость сетки;

4Ч и4Ч,Ч, — отклонение текущей скорости сетки и текущей скорости истечения массы от заданных значений.g5

В силу этого логический блок, уп равляющий двумя системами, не равнозначен элементу сравнения текущей и заданной величин, что имеет место при

Построении систем автоматического регулирования (CAP) и сигнал, исходя" щий иэ логического блока, поступает в укаэанные системы минуя соответствующие элементы сравнения - CAP скорости истечения массы и CAP скорости сетки.

Заданный коэффициент отставания

C скорости истечения массы Vô от скорости сетки Vc выражается формулой о

Cl Vc (3)

В приращениях выражение (3) имеет вид или ham m— o C Г

6Че 4Чс

Vc V, (5)

Так как цепь оптимизации состоит в том, чтобы AoL = О, то аЧщ дЧг при Vg Const (6)

4Ч вЂ” 4V> при Vc Const (7)

Следовательно, при изменении скорости сетки иа величинУ 4Vc скоРость истечения массы должна измениться на величину Е 4Ч . Наоборот, при изменении скорости истечения массы на величину g Ч„„ величина скорости сетки изменяется на величину,- k, Чд,.

Для вычисления указанных в выражениях (б) и (7) приращений служат множительный блок 23 и делительный блок 24. Сигналы на эти блоки поступают от элементов 1б и 17 сравнения, а выходы из них, проходя соответствующие ключи 21 и 22 управления поступают в суммирующие элементы 15 и 18. Закон срабатывания ключа 21 определяется выражением (2), а закон срабатывания ключа 22 — выражением (1).

В процессе работы устройства, когда в элемент 20 сравнения поступают текущие значения скорости истечения масси и скорости сетки, а также отклонения их от заданных значений, возможно несколько вариантов работы устройства.

Пусть скорость сетки уменьшается по сравнению с ее заданным значением, а скорость истечения массы соответствует заданному значению, т.е. о. о

ЧО c Vc; Чм V ; Ь Чс c4V c 4Ч,м 0.

В этом случае CAP скорости сетки будет отрабатывать величину рассогласования в сторону увеличения скорости сетки. В то же время этот же сигнал рассогласования с элемента сравнения поступает в множительный блок 23, где в соответствии с выражением (б) происходит вычисление того значения скорости истечения массы, которое должно соответствовать изменившейся скорости сетки. Для подачи вычисленного значения скорости истечения массы через

815101.

1ключ 21 необходимо, чтобы он был от крыт. Так как Ь Ч имеет отрицательное значение, согласйо условия задачи, а д Ч„ц О, то согласно формулы (2) д V+ >hV< ° едовательно, ключ 21 открйт. В силу того сигнал от множительного блока ЯЗ поступает в суммирующий элемент 15, а затем и на регулятор суммарного напора 13, который уменьшает подачу массы, а значит и скорость ее исте- © чения через напускную щель. Следует отметить, что положение ключа 22 в » этот момент времени не имеет значения, так как выходной сигнал в делительном блоке 24 отсутствует, ввиду отсутствия выходного сигнала íà его входе.

Пусть скорость сетки уменьшается по сравнению с ее заданным значением, а скорость истечения массы соответсто. нует заданному значению, т.е. Чр V< 20

Ч V; д Ч ьЧм О. В этом случае САР .скорости сетки отрабатывает величину рассогласования в сторону уменьшения скорости сетки. В то же время этот сигнал рассс гласования 25 с элемента 17 сравнения поступает в множительный блок 23. Так как по условию задачи Ve> Чн, а д Чс дЧ„„ О, то согласно формул (1) и (2) ключи 21 и 22 будут открыты. Следователь-З но, сигнал с элемента 17 сравнения поступает в множительный блок 23, где в соответствии с выражением (6) вычисляется то значение приращения скОРОсти истечениЯ массы Ь Чм, кОторое необходимо подать на регулятор суммарного напора 18 через суммирующий элемент 15 с целью увеличения скорости истечения массы, равной по величине изменившейся скорости сетки.

Хотя ключ 22 тоже открыт, но ввиду 40 отсутствия выходного сигнала в делительном блоке 24 (отсутствует выходной сигнал на элементе 16 сравнения) в суммирующий элемент 18 ничего не поступает. 45

Пусть скорость истечения массы по сравнению с ее заданным значением уменьшается, а скорость сетки способствует ее заданному значению.. B этом случае Чц Чм., Чс = Чс, а ЬЧк сдЧо

О. Следовательно, ключи 21 и 22 открыты. Сигнал рассогласования с элемента 16 сравнения поступает в делительный блок 24, где в соответствии выражением (7) вычисляется соответтвующее приращение скорости сетки. з делительного блока 24 выходной сигнал через. ключ 22 поступает в суммирующий элемент 18, а из него — на регулятор 14 скорости сетки, который своим регулирующим воздействием умень-60 шает скорость сетки таким образом, чтобы она соответствовала изменившейся скорости истечения массы. Хотя ключ 21 тоже открыт, но ввиду отсутствия выходного сигнала на злементе 17 сравнения, выходной сигнал в множительном блоке 23 отсутствует.

Пусть скорость истечения массы по сравнению с ее заданным значением увеличивается, а скорость сетки равна

Ье заданному значению. Согласно усло вий (1) и (2) ключи 21 и 22 открыва4, Ь ются. В- этом случае V > Ч„; Ч V4; дЧ>д>дЧс О. Следовательно, сигнал рассогласования с элемента 16 сравнения поступает в делительный блок 24, где в соответствии с выражением (7) вычисляется соответствующее приращение скорости сетки, равное по величине изменившейся скорости истечения массы. Из делительного блока 24 выходной сигнал через ключ 22 поступает в суммирующий элемент 18, а из него— на регулятор 14 скорости сетки, который своим регулирующим воздействием увеличивает скорость сетки таким образом, чтобы она соответствовала изменившейся скорости истечения массы.

Выходной сигнал множительного блока 23 не может оказать соответствующего воздействия на регулятор 13 суммарного. напора ввиду Отсутствия сигнала на выходе элемента 17 сравнения.

Пусть скорость истечения массы и скорость сетки равны заданным значениям, т.е. V Ч„„; ЧС = Чо, д V = о. о.

=Ь;Чс = О. В этом случае выходные сигналы в множительном блоке 23 и делительном блоке 24 отсутствуют ввиду отсутствия выходных сигналов на элементах.16 и 17 сравнения. Однако такое состояние предлагаемого устройст= ва возможно только.в случае идентичности динамических характеристик составляющих его систем, что маловероятно.

Пусть скорость сетки и скорость истечения массы уменьшаются одновременно на равные величины, т.е. пусть дЧС д Ч р, д Ч, где Ь Ч. — некоторая величина, характеризующая либо увеличение, либо уменьшение скорости. Изменение коэффициента отставания (опережения) скорости истечения массы от скорости сетки может быть в общем случае записано как

ЬЧм -о ЬЧс

h O.

Чо с

Если д Ч дЧ = Ь.Ч, 4- oL. ьос - дч. (8)

Чс

Анализируя выражение (8) замечаем, что если коэффициент oC = 1, то любые изменения скорости сетки, равные изменениям скорости истечения массы, не могут отразиться на изменении заданного значения коэффициента оС. Например, если V = Vo = 100, то о = 1. Если дЧм ЬЧ ЬЧ = 10, то Ч„+ ЬЧ„„110.и Ч Ь Ч = 110, следовательно тоже ос = 1. Аналогичный вывод можно сделать исходя из формулы (8): 1 . — о = 1 - 1 = О, следовательно, любые изменения Ь V не

815101 то оказывают влияния на заданное значение коэффициента с в силу того, что ОБ= 0 °

Таким образом, если указанный ко.эффициент близок к единице, то равные по величине изменения скорости сетки и скорости истечения массы не могут нарушить заданное соотношение скоростей. По этой причине устройство не вступает в работу.

Качество работы предлагаемого устройства определяется тем, насколько

Ь, отличается от нуля, если О = 0,94-0,98.

Если aC = 0,4; V —— 100; Ьа Ч=

= 10, то (1-0, 94) ° 10 0 006 (9

100 .Ф Ф следовательно о „= + h, „= О, 94 +

+ 0,006 = 0,946.

Если С = 0,98;V = 100; à V=10, следовательно ос 2 = Ы + АМИТ= 0.94 +

+ 0,002 = 0,942.

Анализируя выражения (3) и (4) замечаем, что даже в случае неравенства <у, единице, и в случае одинакового отклонения скорости сетки и скорости массы, что маловероятно, качество работы предлагаемого устройства довольно высокое.

Применение предлагаемого изобретения позволяет повысить качество бумаги., например однородность бумаги по толщине и массе 1 м, структуру полотна и др.

Формула изобретения

Устройство для автоматической оптимизации процесса напуска бумажной массы, содержащее датчик уровня, связанный регулятором уровня, датчик скорости сетки, регулятор суммарного напора, регулирующие органы на воздухопроводах и массопроводе к напорному ящику и датчик сухарного напора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения однородности

15 бумажного полотна, оно имеет регулятор скорости сетки, блок извлечения корня, подключенный к датчику суммарного напора, элементов сравнения, задатчик коэффициента отставания ско;ф рости массы от скорости сетки, сумматоры и вычислительный блок, входы которого соединены с датчиком скорости сетки, блоком извлечения корня, выходами элементов сравнения и задатчиком коэффициента отставания, а выходы соединены с регулятором суммарного напора и скорости сетки соответственно через суматоры,ко входам которых подключены входы элементов сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У .422812, кл. 0 21 F 1/06, 1974.

ВНИИПИ Заказ 977/45

Тираж 407 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä,óë.ÏðîåêTHàÿ,4