专利名称:徽机控制间歇式节能烤花设备的制作方法
本实用新型涉及一种采用微机控温装置调节与控制温度的间歇式热工设备，特别是一种节能的间歇套式烤花设备。适合于最高烧成温度在1000℃以下的陶瓷、玻璃和搪瓷等硅酸盐制品的烤花、素烧。
众所周知，陶瓷生产厂的热工设备，每年都要消耗大量的能源、热效率不高，尤其是间歇式窑炉，其热效率更低、窑体的积、散热要占到总热耗的15－25％，减少这部分的热耗，对提高窑炉的热效率、节约能源，将有重要的意义。自硅酸铝纤维保温材料问世以来，现有的间歇式陶瓷烤花窑炉开始采用“硅酸铝纤维材料贴面的硅藻土砖”保温结构，由于硅酸铝纤维材料的蓄热少，减少了热滞后效应，可适应快速烧成工艺。但是，如果升温程序不能得到合理控制，易造成制品的开裂及其它彩烧缺陷，而现有的陶瓷烤花窑炉仍靠人工凭经验合电闸来控制升温程序，烤花时间长达5小时，能耗约920千卡／kg瓷，热效率仍然较低，最佳的节能快烧工艺仍难以在生产中实现由于现有的陶瓷间歇式烤花窑是井式结构，制品进出窑时容易碰撞，以致产生彩烧缺陷，并且工人的劳动强度大。电阻丝发热体仅靠硅酸铝纤维毡来托放和电阻丝制的卡子固定在窑体内表面，电阻丝容易被拉长，影响其使用寿命并发热不均匀，而且硅酸铝纤维受电阻丝表面高温辐射而易损坏。硅酸铝纤维毡仅用高温粘接剂粘接在硅藻土砖窑壁上，其大面积粘接效果较差，特别是硅酸铝纤维与窑体平行更易造成脱落。
本实用新型的任务是要提出一种采用微机控制升温程序的节能的间歇式套式轻体烤花设备，它蓄热、散热少、热效率高，能适应快速烧成工艺(烤花时间约2小时)，能耗仅336千卡／kg瓷。实现节能指标60％，本设备并能够方便地使烤花过程按产品的烤花工艺要求编制的最佳烧成曲线自动进行。
本实用新型是以如下方式完成的本实用新型由节能间歇式烤花窑与微机控温装置组合而成，配套使用，微机控温装置对烤花过程进行温度调节与控制，微机控温装置的工作原理是微机控温装置每隔一定时间对窑温采样测量一次，即将采样测量的毫伏数通过温度变送器变成毫安电流信号，再通过采样电阻取出与毫安数对应的电压信号。并同时计算出该时间的给定值，尔后算出偏差。该偏差首先用来选择控制方式，并计算调节量，通过可控硅调压器进行控制，在输出调节量后再用偏差计算评价函数I＝∫∞0｜ek｜dt＝Σon]]>｜ek｜进行系统参数优化选择工作，采样周期的选择我们知道数字计算机控制系统，实际上是一个采样调节系统，采样过程是将连续变化的模拟信号按一定的时间间隔，抽样为离散的采样信号。显然，采样周期过长，将会丢失变化的信息，造成信号的“失真”。采样定理给出了确定周期(T)的上限的原则T≤ 1/(2fm) (其中fm为信号上限频率)。另外，在采样反馈控制系统中，周期过大，对系统的动态性能不利，甚至会导致系统的不稳定。因此，采样周期可尽量取得小一些，采样周期小对系统的动态品质是有利的。但当采样周期小到一定值再减小就无意义了，而且会增加计算机的负担。考虑精度的要求和计算机控制算法时间的限制，本实用新型一种具体实施例在试烤中通过对几种采样周期的调节品质比较后，选定采样周期为1秒。这样，就赋于控制系统自动搜索最佳工况的自适应能力，使它在任何情况下都具有良好的调节品质，进而保证了控制对象－－节能间歇套式烤花窑在烤花过程中始终处于最佳工作状态，严格按照最佳节能烤花工艺曲线自动、准确地烧成。也就是说，微机控温装置为节能间歇套式烤花窑高度节能所必须的快烧工艺提供了一种可行的控制手段。
节能间歇套式烤花窑采用窑底座和窑门固定，壳体移动的套式传动结构形式，活动壳体可在有效行程内随意移动，制品装在固定的窑底座上窑具内，有效地克服了现有烤花窑因进出窑时制品碰撞所产生的缺陷，窑体采用金属外壳，硅酸铝纤维内壁，设计异型硅酸铝纤维毡每决相互咬合成型，硅酸铝纤维内壁与金属外壳间采用高温粘接剂和陶瓷瓷螺栓固定，本实用新型以电为热源，采用电阻丝为发热体，将石英玻璃棒穿入电阻丝内支撑固定在窑体内壁表面的不锈钢支架上(除底座内表面外)，以保护硅酸铝纤维不受电阻丝表面高温辐射而损坏，同时也增加了热辐射面积，使电阻丝不致于被拉长，可延长电阻丝使用寿命并发热均匀。电阻丝的分布为上稀下密，合理安排不同规格的电阻丝，以使窑内温度均匀，窑下部四周设有进气孔，可不定期地通入气体。窑顶装有测温孔及排气烟囱，可以排放一些废气，冷却时也可作为散热孔使用，以提高产品光泽度、降低制品的铅溶出量。窑体下部设有砂封槽和密封裙板，窑内配有层架式耐热钢窑具，窑具内可用耐热钢板隔成数层，每层高度可根据制品而定，以满足各种规格的制品要求。
本实用新型集微机新技术、硅酸铝纤维新材料、合理的套式传动结构、节能的快烧工艺于一体，实现节能指标达60％。本实用新型具体实施例，经测定每窑耗电43度，与同容量的现有间歇式陶瓷烤花窑相比，每窑节电65度，年节电达19500度(按年工作日300天，每天1窑计算)。
以下将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述
图1是本实用新型一种窑体具体结构主视示意图。
图2是图1(1)处剖视示意图。
图3是图1(2)处剖视示意图。
图4是本实用新型一种窑体具体结构俯视示意图。
图5是本实用新型一种窑体具体结构侧视示意图。
图6是本实用新型一种微机控温原理框图。
参照图1、图2、图3、图4、图5，窑底座和窑门(1)用4号角钢焊为一整体，活动壳体(7)采用3号角钢焊接而成，外表面采用铝合金板封盖，在窑底座上设有轨道(9)，壳体(7)下端设有四个滚轮(8)，壳体(7)可在窑底座上轨道(9)和延伸轨道的有效行程内移动。关窑时壳体(7)向窑门方向移动，开窑时壳体(7)借助滚轮(8)推离窑门，窑体采用硅酸铝纤维毡(2)与铝合金板外壳间采用高温粘接剂和陶瓷螺栓旋钩(14)，陶瓷螺栓(15)固定，用石英玻璃管(13)穿入发热体电阻丝(12)内，稳定在不锈钢支架(17)上，不锈钢支架(17)通过固定在铝合金板外壳上的绝缘子(16)固定，在壳体(7)下端设有切向孔洞四个，以作通气使用，壳体外壁设有接线端板(5)和保护端罩(6)，壳体(7)顶端设有烟囱法兰(3)和热电偶支座(4)，窑底座上设有砂封槽(11)，在壳体(7)下部设有密封裙板(10)，装窑后，壳体(7)推向窑门时，密封裙板(10)就插入砂封槽(11)内，借助砂封槽(11)内的砂子，起到密封作用。
参照图6，微机控温装置的工作原理是，Z80单板微型机(19)，每隔一定时间对窑炉顶部窑温采样测量一次，同时热电偶(23)将所取得的窑内温度的毫伏信号通过DBW温度变送器(24)变成0－10mA电流信号，再通过1K采样电阻，取出与mA对应的0－10V信号并同时计算出该时间的给定值，尔后算出偏差ek，该偏差首先用来选择控制方式，并计算调节量PK，通过ZK－03可控硅电压调整器(20)，通过调整窑炉电源电压来改变工作电流的大小，从而控制窑内温度。XCT－101温度显示仪表(25)，可直接显示窑温数值，并在达到给定的烧成温度时，自动切断加热电源，同时启动蜂鸣器，以提醒操作人员及时关机(即关闭微机电源(18))。考虑到节能间歇套式烤花设备其烧成曲线是按固定程序而变化的，因此控制系统是一种数字程序调节系统。为了使微机控制节能间歇套式烤花设备适应更换制品品种，装载量变化和发热体阳值变化等情况的能力，使之不仅适用于陶瓷行业彩烧各种制品，又能适应于玻璃、搪瓷、机械等行业的不同用途和要求，采用自校正调节器，即调节参数可以随环境和特性的变化而自动整定。所以，对于各种不同的运行条件，系统都能很好地工作，并使被控过程输出对其设定值的偏差达到最小，产品的质量自然比较稳定，同时，也可节省能源的消耗，另外，这种自校正调节器，算法简单，可以在单板机上实现。本实用新型实施的一种具体微机控温装置可控制八台烤花窑连续工作，以提高微机控温装置的使用率，降低设备造价，对用户来说，经济上合算。
权利要求
1.一个由窑底座和窑门(1)、硅酸铝纤维毡(2)、烟囱法兰(3)、热电偶支座(4)、接线端板(5)、保护端罩(6)、壳体(7)、电阻丝(12)、密封裙板(10)、砂封槽(11)所组成的节能间歇套式烤花设备、其特征在于组合微机控温装置。
2.如权利要求
1所述的节能间歇套式烤花设备，其特征在于在窑底座上设有轨道(9)、壳体下端设有滚轮(8)，壳体(7)可在窑底座上轨道(9)和延伸轨道的有效行程内移动。
3.如权利要求
1或权利要求
2所述的节能间歇套式烤花设备，其特征在于硅酸铝纤维(2)内壁与金属外壳间采用高温粘接剂和陶瓷螺栓旋钩(14)、陶瓷螺栓(15)固定。
4.如权利要求
3所述的节能间歇套式烤花设备，其特征在于用石英玻璃管(13)穿入发热体电阻丝(12)内，稳定在不锈钢支架(17)上，不锈钢支架(17)通过固定在金属外壳上的绝缘子(16)固定在硅酸铝纤维(7)内壁表面上。
专利摘要
本实用新型提供了一种采用微机控温装置调节与控制温度的节能间歇套式烤花设备，适合于最高烧成温度在1000℃以下的陶瓷。玻璃和搪瓷等硅酸盐制品的烤花、素烧。该设备的特点是能够方便地使烤花过程按产品的烤花工艺要求编制的升温曲线自动进行，采用活动壳体，有效地克服了现有烤花窑因进出窑时制品碰撞所产生的缺陷，该设备与现有的间歇式烤花设备相比，节能高达60％。
文档编号G05D23/22GK87202357SQ87202357
公开日1988年6月15日 申请日期1987年2月28日
发明者虞雪琴, 陈吉秀, 洪铨 申请人:轻工业部陶瓷工业科学研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan