一种气流烘丝机安全高效节水系统的制作方法

本实用新型属于烟丝生产加工设备技术领域，特别涉及一种气流烘丝机安全高效节水系统。

背景技术：

SH947型燃气管道式烘叶丝机工作原理是利用高温高湿的工艺气体对烟丝进行快速地干燥,增加烟丝的卷曲度和弹性,提高烘后烟丝的品质,提高填充率,使烟丝更加柔软,不易破碎,工艺性好。

气流烘丝机系统的主工艺风机功率为 200kW，电机运行过程中会产生大量的热量，需要冷却水对其轴承箱进行降温，该冷却水是由动力车间提供的软化水，冷却后的软化水直接排入下水道。对一批重约9000kg烟丝进行烘丝处理的话，从热车到生产结束再到降温全过程会有大约6000kg的冷却水排入下水道，再加上保养用水以及生产用水共需10000kg水左右，长期以往，由于不能高效循环利用水资源而造成的浪费数目是惊人的，对一个水资源十分短缺的国家来说，水资源严重制约我国经济的可持续发展，节约用水是每个企业的责任，安全高效节水系统的广泛推进势在必行。

技术实现要素：

本实用新型目的在于提供一种用于气流烘丝机安全高效节水系统，该系统能够将主工艺风机轴承冷却水分为三条支路充分进行循环回收再利用，节水效果非常明显。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型包括依次连通的第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱和第四储水箱；所述第一储水箱进水口与软化水管路相连通；所述第一储水箱通过风机轴承冷却子系统管路和第二储水箱上端第二喷淋装置相连通；所述第二储水箱出水口设置第二齿轮泵，所述第二储水箱通过保养用水子系统管路连通用来储存保养用水的第三储水箱，所述保养用水子系统管路上设置第二电磁阀；第二储水箱通过生产用水子系统管路连通用于储存生产用水的第四储水箱，生产用水子系统管路上设置第三电磁阀和第二过滤器；第二储水箱通过冷却水循环回收子系统管路再次连通第一储水箱上端的第一喷淋装置；所述保养用水子系统管路、生产用水子系统管路和冷却水循环回收子系统管路共用第二齿轮泵。当第三储水箱和第四储水箱储水量达到工艺要求后，第二储水箱内的水经冷却水循环回收子系统管路再次回流至第一储水箱中循环再用。

作为本实用新型的进一步改进，所述软化水管路上设置有压力表、过滤器和第一电磁阀；所述过滤器和第一电磁阀之间设置有安全生产备用管路；所述安全生产备用管路第一出口端设置第一手动截止阀且连通风机轴承冷却子系统管路；第二出口端设置有第二手动截止阀且连通第三储水箱；第三出口端设置有第三手动截止阀且连通第四储水箱；所述安全生产备用管路上还设置有总截止阀。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一储水箱上部一侧向上倾斜设置有第一轴流风机使其风向与所述第一喷淋装置的水流呈夹角的对流，可以根据水箱大小及喷淋装置安装位置等进行灵活设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述第二储水箱上部一侧向上倾斜设置有第二轴流风机，使其风向与所述第二喷淋装置的水流呈夹角的对流。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一轴流风机和第二轴流风机上端水箱壁上均设置有防水结构，防水结构为沿水箱内壁垂直向下伸出的一小段防水挡板34，防水挡板34的长度优选1~2cm。

作为本实用新型的进一步改进，所述风机轴承冷却子系统管路上依次设置有齿轮泵、主工艺风机轴承和温度传感器；所述保养用水子系统上设置有第二齿轮泵；所述温度传感器通过PA网络信号传输至PLC系统；所述PLC系统控制所述齿轮泵和第二齿轮泵的变频器。所述PLC系统为可编程逻辑控制器系统，其控制过程和具体结构为本领域技术人员可以得知的公知常识，在此不做赘述。PLC根据第二水箱13内水位高低情况来控制第一齿轮泵8的变频器，进而改变齿轮泵8的频率（转速），但是为了保证冷却效果，即使水位达到上限时，也得按照一个合适的速度运行，不能停止，这就需要第二齿轮泵17来配合调速，以避免水满外溢造成浪费；温度传感器用于测量冷却水温度，该温度值通过PA网络可以被PLC系统采集到，然后对水温进行比较分析，当水温达到设定值30℃时，PLC系统控制变频器改变第一齿轮泵的运行频率，加大水流量进行降温，当水温达到设定值35℃时，PLC通过DO模块向继电器发送命令，进而打开第一排水电磁阀7进行排水，当水位降低到设定值时，同理第一电磁阀3打开补充水，即可起到迅速降温的作用。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱和第四储水箱侧壁分别设置有与下水道连通且开口垂直向下的第一溢流管、第二溢流管、第三溢流管和第四溢流管。溢流管是在系统出现故障，即水箱内水位超过正常值时才会发挥作用，而在系统可靠运行情况下是闲置不用的，如果溢流管开口为垂直向上，由于制丝车间的特殊性，会被保养时漂浮到空中的烟末、烟丝甚至烟叶等杂物堵塞；因此本实用新型将溢流管开口设置于水箱侧壁，且开口垂直向下，有效防止了烟丝粉末堵塞溢流管；为了防止下水道异味上反，第一溢流管、第二溢流管、第三溢流管和第四溢流管均设置U型结构。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱和第四储水箱上分别设置有第一液位计、第二液位计、第三液位计和第四液位计。第三液位计将测量信号通过AI模块传输至PLC系统，然后PLC进行比较，如果水位低于或者高于设定值，PLC通过DO模块向继电器发送命令，来控制第二电磁阀的通断情况，使得第三储水箱内始终存有一定量的保养用水。同理，第四储水箱的水位控制过程与其相同。为了保证顺利生产，通过合理的设计，每个储水箱必须满足注入水流量大于生产用水流量。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一储水箱、第二储水箱、第三储水箱和第四储水箱下端分别设置有连通下水道的排污管。

为了保证控制效果以及顺利生产，对来水压力有一定的要求，因此安装有压力表，对该压力进行测量，若不符合生产要求，可以及时发现并进行调整。

因为生产用水的洁净度要求很高，因此需要第一过滤器和第二过滤器对水进行过滤。

本实用新型具有如下技术效果：

1）传统的冷却系统是冷却轴流风机轴承后的水经过冷却后收集到第二储水箱中，一部分回流至第一储水箱中进行再次循环使用，另一部分直接排至下水道，而本实用新型冷却轴流风机轴承后的水经过冷却后收集到第二储水箱中，一部分用于保养用水，一部分经过过滤用于生产用水，多余的另一部分回流至第一储水箱中进行再次循环使用，最大限度的节约了用水，为企业节省了大量的生产成本；

2）在实际生产中会由于各种原因而导致用水控制系统的故障，不得不停车检修，这就会严重影响该批烟丝的内在产品质量，造成很大的经济损失；而本实用新型设置安全生产备用水管路系统，任何原因导致用水控制系统出现故障的时候，都可以通过启动安全生产备用水管路系统进行应急补水，为不间断生产提供了可靠的保障，且主系统和备用水管路系统之间相对独立的设计，使得任何一个用水控制系统出现故障，都不影响其他系统的正常工作。

3）轴流风机向上倾斜设置，与喷淋装置形成对流，可以取得明显的降温效果，间接节约用水。

4）防水挡板沿水箱壁垂直向下伸出，可以有效阻断水滴顺水箱内壁流下，将倾斜安装的轴流风机淋湿，进而影响其线路的正常工作，达到了良好的防水效果。

5）传统的冷却系统一般是在温度传感器检测到温度高于生产要求时，就对水箱内进行放水，然后补入新的冷却水以达到降温目的，而本实用新型在温度传感器检测到温度较高时， 先由PLC系统控制变频器改变第一齿轮泵的运行频率，加大水流量对主工艺风机轴承进行降温，当水温达到设定上限值时，PLC通过DO模块向继电器发送命令，进而打开第一排水电磁阀7进行排水，当水位降低到设定值时，同理第一电磁阀3打开补充水，从而起到迅速降温的作用，不仅降温效果显著提高，同时也进一步达到了节水生产的目的。

6）溢流管是在系统出现故障，即水箱内水位超过正常值时才会发挥作用，而在系统可靠运行情况下是闲置不用的，传统的溢流管开口为垂直向上，由于制丝车间的特殊性，会被保养时漂浮到空中的烟末、烟丝甚至烟叶等杂物堵塞，而本实用新型将溢流管开口设置于水箱侧壁，且开口垂直向下，有效防止了杂物堵塞溢流管。

7）本实用新型操作简单、控制可靠、保养方便、成本最低化。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为防水挡板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型包括依次连通的第一储水箱4、第二储水箱13、第三储水箱19和第四储水箱26；所述第一储水箱4进水口与软化水管路相连通；所述第一储水箱4通过风机轴承冷却子系统管路和第二储水箱13上端第二喷淋装置11相连通；所述第二储水箱13出水口设置第二齿轮泵17，然后通过保养用水子系统管路连通用来储存保养用水的第三储水箱19，所述保养用水子系统管路上设置第二电磁阀18；第二储水箱13通过生产用水子系统管路连通用于储存生产用水的第四储水箱26，生产用水子系统管路上设置第三电磁阀24和第二过滤器25；第二储水箱13通过冷却水循环回收子系统管路再次连通第一储水箱4上端的第一喷淋装置31；所述保养用水子系统管路、生产用水子系统管路和冷却水循环回收子系统管路共用第二齿轮泵17。当第三储水箱和第四储水箱储水量达到工艺要求后，第二储水箱内的水经冷却水循环回收子系统管路再次回流至第一储水箱中循环再用。

所述软化水管路上设置有压力表1、过滤器2和第一电磁阀3；所述过滤器2和第一电磁阀3之间设置有安全生产备用管路；所述安全生产备用管路第一出口端设置第一手动截止阀36且连通风机轴承冷却子系统管路；第二出口端设置有第二手动截止阀37且连通第三储水箱19；第三出口端设置有第三手动截止阀38且连通第四储水箱26；所述安全生产备用管路上还设置有总截止阀35。

所述第一储水箱4上部一侧向上倾斜设置有第一轴流风机32使其风向与所述第一喷淋装置31的水流呈夹角的对流，可以根据水箱大小及喷淋装置安装位置等进行灵活设置。

所述第二储水箱13 上部一侧向上倾斜设置有第二轴流风机12使其风向与所述第二喷淋装置11的水流呈夹角的对流，用以与第二喷淋装置11中的水进行热交换，从而对水进行降温。

如图2所示，所述第一轴流风机32和第二轴流风机12上端水箱壁上均设置有防水挡板34，防水挡板34为顺着水箱内壁垂直向下伸出的一小段挡板34，本实施例中防水挡板34为2cm，防水挡板34可以有效阻断水滴顺水箱内壁流下，将倾斜安装的轴流风机淋湿，进而影响其线路的正常工作，达到了良好的防水效果。

所述风机轴承冷却子系统管路上依次设置有齿轮泵8、主工艺风机轴承9和温度传感器10；所述保养用水子系统上设置有第二齿轮泵17；所述温度传感器10通过PA网络信号传输至PLC系统；所述PLC系统控制所述齿轮泵8和第二齿轮泵17的变频器。所统PLC系统为可编程逻辑控制器系统，其控制过程和具体结构为本领域技术人员可以得知的公知常识，在此不做赘述。PLC根据第二水箱13内水位高低情况来控制第一齿轮泵8的变频器，进而改变齿轮泵8的频率即转速，但是为了保证冷却效果，即使水位达到上限时，也得按照一个合适的速度运行，不能停止，这就需要第二齿轮泵17来配合调速，以避免水满外溢造成浪费；温度传感器10用于测量冷却水温度，该温度值通过PA网络可以被PLC系统采集到，然后对水温进行比较分析，当水温达到设定值30℃时，PLC系统控制变频器改变第一齿轮泵8的运行频率，加大水流量进行降温，当水温达到设定值35℃时，PLC通过DO模块向继电器发送命令，进而打开第一排水电磁阀7进行排水，当水位降低到设定值时，同理第一电磁阀3打开补充水，即可起到迅速降温的作用。

所述第一储水箱4、第二储水箱13、第三储水箱19和第四储水箱26侧壁分别设置有与下水道33连通的第一溢流管5、第二溢流管14、第三溢流管20和第四溢流管27。每个溢流管是在系统出现故障，即水箱内水位超过正常值时才会发挥作用，而在系统可靠运行情况下是闲置不用的，如果溢流管开口为垂直向上，由于制丝车间的特殊性，会被保养时漂浮到空中的烟末、烟丝甚至烟叶等杂物堵塞，而本实用新型将溢流管开口设置于水箱侧壁，且开口垂直向下，有效防止了杂物堵塞溢流管；为了防止下水道异味外溢，第一溢流管5、第二溢流管14、第三溢流管20和第四溢流管27均设置U型结构。

所述第一储水箱4、第二储水箱13、第三储水箱19和第四储水箱26上分别设置有第一液位计6、第二液位计15、第三液位计21和第四液位计28。第三液位计21将测量信号通过AI模块传输至PLC系统，然后PLC进行比较，如果水位低于或者高于设定值，PLC通过DO模块向继电器发送命令，来控制第二电磁阀18的通断情况，使得第三储水箱19内始终存有一定量的保养用水。同理，第四储水箱26的水位控制过程与其相同。为了保证顺利生产，通过合理的设计，每个储水箱必须满足注入水流量大于生产用水流量。

所述第一储水箱4、第二储水箱13、第三储水箱19和第四储水箱26下端分别设置有连通下水道33的排污管，分别由第一电磁控制阀7、第二电磁控制阀16、第三电磁控制阀22和第四电磁控制阀29控制。

本实用新型的工作流程如下：

软化水管路中的冷却水通过第一过滤器2过滤后流入第一储水箱4中进行存储，然后由第一齿轮泵8将其抽取对主工艺风机轴承9进行冷却，然后冷却水进入第二喷淋装置11中，在此过程中第二轴流风机12风向与第二喷淋装置11的水形成对流对其进行降温后喷入第二储水箱13中，第二储水箱13中的水一部分由第二电磁阀18控制，经过第二齿轮泵17抽取至第三储水箱19，与保养用水管路23连通，用于保养用水，另一部分由第三电磁阀24控制，经过第二齿轮泵17抽取，经过第二过滤器25过滤后进入第四储水箱26作为生产用水，与生产用水管路30连通；当第三储水箱19和第四储水箱26中存储水量到达工艺要求时，则由第二齿轮泵17抽取进入第一储水箱4上端的第一喷淋装置31经过第一轴流风机32的降温后进入第一储水箱4中循环再用。

当风机轴承冷却子系统管路、保养用水子系统管路和生产用水子系统管路中任意子系统出现故障时，及时启用安全生产备用管路中对应的手动截止阀，进行临时补水，具体过程如下：依次打开总截止阀35，打开第一手动截止阀36使过滤后的水对主工艺风机轴承9进行冷却降温，然后进入第二储水箱13，打开第二手动截止阀37后，水进入第三储水箱19，对保养用水进行补水，打开第三手动截止阀38后，水进入第四储水箱26，对生产用水进行补水。

所述PLC系统、AI模块、DO模块以及PA网络均为本领域公知常识，在此不做赘述。

本实用新型的安全生产备用系统的控制方式不限于手动截止阀，也可以是其他控制开关；溢流管、排污管和电磁液位计安装位置及设计形状也不限于本实用新型所示，也可以是为了达到其目的而进行的类似变换；四个储水箱不限于长方体，也可以是圆柱体和正方体等其他形状；四个溢流管和四个电磁液位计安装位置也不限于水箱左右位置，也可以是其他位置；为了达到防水且高效降温的效果，不限于该实用新型设计的喷淋装置和轴流风机冷却装置的安装方式和安装角度以及挡板的安装方式，也可以是因此而演变出的其他变换；各个支路的空间位置不限于该实用新型举例所示，也可以是其他变换等等，对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。