一种纸浆烘干设备及其控制方法与流程

本发明涉及一种造纸技术领域，尤其是一种纸浆烘干设备及其控制方法。

背景技术：

造纸的烘干工艺是将纸浆进行脱水，形成纸张的过程。现有技术中，为了保证纸浆脱水的均匀性，不能将烘干温度设置的过高，这就导致纸浆烘干过程耗时较长。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种纸浆烘干设备及其控制方法，能够解决现有技术的不足，在保证纸浆烘干均匀度的同时，提高了纸浆的烘干效率。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种纸浆烘干设备，包括箱体，箱体内固定有烘干托盘，烘干托盘的底面为滤网层，所述滤网层的下方设置有第一加热器，所述滤网层的上方设置有第二加热器，第一加热器和第二加热器滑动安装在滑杆上，第一加热器和第二加热器分别通过气缸实现在滑杆上的滑动；第一加热器内设置有送风管，第一加热器的一侧设置有回风管，回风管内安装有湿度传感器。

作为优选，所述第一加热器包括第一外壳，外壳内安装有若干个相互平行的第一电阻丝加热管，送风管缠绕在第一电阻丝加热管上；第一外壳靠近滤网层的一端设置有若干个通槽，送风管的出口位于通槽的下方。

作为优选，所述通槽的侧壁设置有凹槽，凹槽的表面设置有齿形部；送风管的出口设置有与通槽一一对应的导风孔，导风孔通过连接轴与第一外壳连接，每个连接轴上安装有一个锁止螺母。

作为优选，所述导风孔内设置有柔性导风板，柔性导风板的两端以及中点分别连接有支撑杆，导风孔上设置有通孔，通孔外侧固定有套筒，套筒侧壁螺纹连接有锁止螺栓，支撑杆贯穿通孔和套筒，锁止螺栓对支撑杆进行固定。

作为优选，所述回风管上设置有过滤器。

作为优选，所述第二加热器包括第二外壳，第二外壳内设置有若干行第二电阻丝加热器，相邻两行的第二电阻丝加热器交错设置，每个第二电阻丝加热器的顶部设置有一个反射板。

一种上述的纸浆烘干设备的控制方法，包括以下步骤：

a、向烘干托盘内注入纸浆；

b、启动第一加热器和第二加热器，并使用气缸实现第一加热器和第二加热器的相向移动；

c、送风管向滤网层吹送高温气流，回风管将气体排出，保持箱体内的气压稳定；

d、湿度传感器对箱体内的气体湿度进行监控，根据监控结果对第一加热器和第二加热器的加热功率以及送风管的送风流量进行控制。

作为优选，步骤d中，对第一加热器和第二加热器加热功率的控制方法为，

d1、根据纸浆成分和纸浆含水量确定第一加热器和第二加热器总加热功率；

d2、初始状态下，对第一加热器分配70%的总加热功率，对第二加热器分配30%的总加热功率；

d3、根据湿度传感器采集的气体湿度历史数据平均值对加热总功率进行控制，气体湿度历史数据平均值变化量的平方与加热总功率的变化量成正比；

d4、根据湿度传感器采集的气体湿度实时数据对送风管的送风流量进行控制，气体湿度实时数据变化量与送风流量变化量成正比。

作为优选，步骤d4中，当送风流量发生变化时，第一加热器的加热功率同步进行调整，调整幅度为加热功功率的10%，当第一加热器的加热功率调整幅度未超出加热总功率的10%时，送风流量的变化量与第一加热器加热功率的变化量成反比，当按照上述计算方式得到的第一加热器加热功率的变化量超出加热总功率的10%时，第一加热器的加热功率调整幅度保持在加热总功率的10%不变。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明设计的烘干装置采用双面循环烘干的方式，不会造成对纸浆局部长时间集中辐射而出现的温度过高，加热过程均匀、可控。通过在纸浆底部进行气流吹送，不仅可以提高第一加热器向外辐射热量的效率，而且通过气流对纸浆底部的吹扫，可以避免纸浆脱水后粘附在滤网层上。另外，通过对吹送气流湿度的监控，实现对加热总功率和气流流量的实时控制，从而提高整个纸浆烘干过程中加热功率控制的精确性。在对加热总功率进行调节的过程中，利用气流流量对气体湿度的实时变化进行反馈控制，从而避免了由于气体湿度瞬时的大幅度波动导致加热功率的剧烈波动。在送风流量发生变化时，通过对第一加热器加热功率的微调，可以减少由于气流流量变化导致的气流温度变化幅度。本发明专门设计了相互配合的通槽和导风孔，导风孔的送风角度可以灵活调整，从而实现气流与凹槽作用角度的变化，丰富出风状态。通过改变支撑杆的位置，可以改变柔性导风板的形状，从而改变气流局部的流速，利用气流流速差产生的压差实现控制气流扩散方向的目的，与导风孔送风角度调节相配合，实现气流吹送的两级调节。通过在第二电阻丝加热器上加装反射板，可以提高第二加热器的加热辐射均匀度。

附图说明

图1是本发明一个具体实施方式的结构图。

图2是本发明一个具体实施方式中第一加热器的结构图。

图3是本发明一个具体实施方式中导风孔的结构图。

图4是本发明一个具体实施方式中第二加热器的结构图。

图5是本发明一个具体实施方式中回风管的结构图。

图6是本发明一个具体实施方式中滤网层的局部放大图。

图中：1、箱体；2、烘干托盘；3、滤网层；4、第一加热器；5、第二加热器；6、滑杆；7、气缸；8、送风管；9、回风管；10、湿度传感器；11、第一外壳；12、第一电阻丝加热管；13、通槽；14、凹槽；15、齿形部；16、导风孔；17、连接轴；18、锁止螺母；19、柔性导风板；20、支撑杆；21、通孔；22、套筒；23、锁止螺栓；24、过滤器；25、第二外壳；26、第二电阻丝加热器；27、反射板；28、导流槽；29、斜槽。

具体实施方式

本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。

参照图1-6，本发明一个具体实施方式包括箱体1，箱体1内固定有烘干托盘2，烘干托盘2的底面为滤网层3，所述滤网层3的下方设置有第一加热器4，所述滤网层3的上方设置有第二加热器5，第一加热器4和第二加热器5滑动安装在滑杆6上，第一加热器4和第二加热器5分别通过气缸7实现在滑杆6上的滑动；第一加热器4内设置有送风管8，第一加热器4的一侧设置有回风管9，回风管9内安装有湿度传感器10。第一加热器4包括第一外壳11，外壳内安装有若干个相互平行的第一电阻丝加热管12，送风管8缠绕在第一电阻丝加热管12上；第一外壳11靠近滤网层3的一端设置有若干个通槽13，送风管8的出口位于通槽13的下方。通槽13的侧壁设置有凹槽14，凹槽14的表面设置有齿形部15；送风管8的出口设置有与通槽13一一对应的导风孔16，导风孔16通过连接轴17与第一外壳11连接，每个连接轴17上安装有一个锁止螺母18。导风孔16内设置有柔性导风板19，柔性导风板19的两端以及中点分别连接有支撑杆20，导风孔16上设置有通孔21，通孔21外侧固定有套筒22，套筒22侧壁螺纹连接有锁止螺栓23，支撑杆20贯穿通孔21和套筒22，锁止螺栓23对支撑杆20进行固定。回风管9上设置有过滤器24。第二加热器5包括第二外壳25，第二外壳25内设置有若干行第二电阻丝加热器26，相邻两行的第二电阻丝加热器26交错设置，每个第二电阻丝加热器26的顶部设置有一个反射板27。

在滤网层3底面设置有若干个相互平行的导流槽28，导流槽28与通槽13呈15°夹角，导流槽28的两侧分别连通有若干个斜槽29，斜槽29的深度从靠近导流槽28的一端向另一端逐渐变小。带有斜槽29的导流槽28可以对吹扫到滤网层3底面的气流进行导流，使气流均匀分布在滤网层3底面。

一种上述的纸浆烘干设备的控制方法，包括以下步骤：

a、向烘干托盘2内注入纸浆；

b、启动第一加热器4和第二加热器5，并使用气缸7实现第一加热器4和第二加热器5的相向移动；

c、送风管8向滤网层3吹送高温气流，回风管9将气体排出，保持箱体1内的气压稳定；

d、湿度传感器10对箱体内的气体湿度进行监控，根据监控结果对第一加热器4和第二加热器5的加热功率以及送风管的送风流量进行控制。

步骤d中，对第一加热器4和第二加热器5加热功率的控制方法为，

d1、根据纸浆成分和纸浆含水量确定第一加热器4和第二加热器5总加热功率；

d2、初始状态下，对第一加热器4分配70%的总加热功率，对第二加热器5分配30%的总加热功率；

d3、根据湿度传感器10采集的气体湿度历史数据平均值对加热总功率进行控制，气体湿度历史数据平均值变化量的平方与加热总功率的变化量成正比；

d4、根据湿度传感器10采集的气体湿度实时数据对送风管的送风流量进行控制，气体湿度实时数据变化量与送风流量变化量成正比。

步骤d4中，当送风流量发生变化时，第一加热器4的加热功率同步进行调整，调整幅度为加热功功率的10%，当第一加热器4的加热功率调整幅度未超出加热总功率的10%时，送风流量的变化量与第一加热器4加热功率的变化量成反比，当按照上述计算方式得到的第一加热器4加热功率的变化量超出加热总功率的10%时，第一加热器4的加热功率调整幅度保持在加热总功率的10%不变。

本发明对于纸浆烘干均匀度高，烘干速度快。发明人团队通过在银鸽集团位于漯河的铜版原纸中试线上进行试生产，产品的烘干时间可缩短30%，产品的横幅定量差可以控制在0.5～1g/㎡。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。