一种离心机转鼓内布料的控制方法与流程

本发明涉及离心机转鼓，尤其涉及一种离心机转鼓内布料的控制方法。

背景技术：

1、离心机是利用离心力，分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各组分的机械。离心机主要用于将悬浮液中的固体颗粒与液体分开，或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开。

2、离心机有一个绕本身轴线高速旋转的圆筒，称为转鼓，通常由电动机驱动。悬浮液或乳浊液加入转鼓后，被迅速带动与转鼓同速旋转，在离心力作用下各组分分离，并分别排出。通常，转鼓转速越高，分离效果也越好。

3、现有的离心机进料方式有多种，但是要达到的目的是相同的，就是要让物料尽可能的均匀分布在转鼓内，常用的是中间加料，进料管轴线与转鼓轴线重合，转鼓中心传动装置的顶端设置一个带有一定锥度的布料盘，物料流到布料盘上，重力作用下物料向布料盘周边散开，然后向转鼓周边散布。

4、离心机振动问题是离心机使用过程中的关键问题，如果振动过大对离心机有极大损害，严重时会导致离心机结构被破坏，如轴承损坏、密封失效、承载结构变形等问题，甚至主轴断裂。离心机使用时的振动主要是因转鼓内物料分布不均造成的。

5、中国专利公开号：cn107309099a公开了一种离心机转鼓内布料的控制方法，该方法包括在转鼓中心上方的位置设置红外线料位探测仪，将红外线料位探测仪与控制装置电联接；将转鼓壁从上到下分为至少四个布料区，红外线料位探测仪在布料管由上往下或由下往上的某一布料行程结束后，对每个布料区物料厚度进行分别测定，将数据传给控制装置，由控制装置计算出转鼓壁上物料厚度平均值，并计算单个布料区物料厚度与平均物料厚度的百分比值；如果某个布料区料层厚度为平均厚度的90％-95％，则下一布料行程中，布料管在该布料区经过时间延长t秒；如果某个布料区料层厚度小于平均厚度的90％，则下一布料行程中，布料管在该布料区经过时间延长t1秒。

6、现有技术无法根据转鼓的震荡情况调节布料装置的送料量、转速以及布料装置的角度导致离心机轴承损坏、密封失效、承载结构变形等问题。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种离心机转鼓内布料的控制方法用以克服现有技术中因布料装置的送料量、转速和角度调节不及时导致离心机结构被破坏的问题。

2、为实现上述目的，本发明所述离心机转鼓内布料的控制方法，包括：

3、步骤s1，在单个周期中，中控模块控制设置于离心机壳体内壁的红外测距装置对若干时刻的转鼓侧壁与壳体内壁的距离进行检测以求得转鼓震荡程度评价参数，并根据所述转鼓震荡程度评价参数与预设标准震荡程度评价参数的对比结果判定转鼓的震荡程度是否符合标准；

4、步骤s2，所述中控模块在初步判定所述转鼓的震荡程度不符合标准时，中控模块根据布料装置的送料量以及布料装置的转速对转鼓震荡程度评价参数计算公式中的第三权重系数进行修正，以及，根据修正后的第三权重系数对转鼓震荡程度评价参数实际值进行计算，以及，根据转鼓震荡程度评价参数实际值二次判定转鼓的震荡程度是否符合标准；

5、步骤s3，所述中控模块在判定所述转鼓的震荡程度不符合标准时，根据单个周期中的转鼓侧壁与壳体内壁的距离的若干检测时刻和若干检测时刻检测到的若干转鼓侧壁与壳体内壁的距离对时间-距离曲线进行绘制，并根据该曲线调节下一周期中各对应时间节点中布料电机的转速。

6、进一步地，在所述步骤s1中，所述中控模块根据所述红外测距装置检测到的若干时刻的若干转鼓侧壁与壳体内壁的距离对距离波动区间d进行计算，其中，d的计算公式为：d=dmax-dmin，其中，dmax为单个周期中转鼓侧壁与壳体内壁距离的最大值，dmin为单个周期中转鼓侧壁与壳体内壁距离的最小值，中控模块根据d对转鼓震荡程度评价参数s进行计算，设定，其中，v为转鼓转速，qa为转鼓内物料量，a为第一权重系数，b为第二权重系数，c为第三权重系数，a=0.2m-1，b=0.3min/r，c=0.5g-1，中控模块根据转鼓震荡程度评价参数确定转鼓的震荡程度是否符合标准的判定方式，其中，

7、第一判定方式为，所述中控模块判定转鼓的震荡程度符合标准；

8、第二判定方式为，所述中控模块初步判定转鼓的震荡程度不符合标准，并根据布料装置的送料量以及布料电机的转速对所述第三权重系数进行修正，计算所述转鼓震荡程度评价参数实际值s’，并根据s’二次判定转鼓的震荡程度是否符合标准；

9、第三判定方式为，所述中控模块判定转鼓的震荡程度不符合标准，同时绘制时间-距离曲线，并根据曲线调节下一周期中各对应时间节点中布料电机的转速。

10、进一步地，所述第一判定方式满足转鼓震荡程度评价参数小于等于第一预设标准震荡程度评价参数；

11、所述第二判定方式满足转鼓震荡程度评价参数大于第一预设标准震荡程度评价参数且小于等于第二预设标准震荡程度评价参数；

12、所述第三判定方式满足转鼓震荡程度评价参数大于第二预设标准震荡程度评价参数；

13、其中，第一预设标准震荡程度评价参数小于第二预设标准震荡程度评价参数。

14、进一步地，所述中控模块在第一预设条件下根据送料能力评价参数与预设标准送料能力评价参数的对比结果确定第三权重系数的修正方式，其中，

15、第一权重系数修正方式为，所述中控模块使用第一修正系数将所述第三权重系数修正至对应权重系数；所述第一权重系数修正方式满足送料能力评价参数小于等于第一预设标准送料能力评价参数；

16、第二权重系数修正方式为，所述中控模块使用第二修正系数将所述第三权重系数修正至对应权重系数；所述第二权重系数修正方式满足送料能力评价参数大于第一预设标准送料能力评价参数且小于等于第二预设标准送料能力评价参数；

17、第三权重系数修正方式为，所述中控模块使用第三修正系数将所述第三权重系数修正至对应权重系数；所述第三权重系数修正方式满足送料能力评价参数大于第二预设标准送料能力评价参数；

18、其中，第一预设标准送料能力评价参数小于第二预设标准送料能力评价参数；

19、所述中控模块重新计算修正后的所述转鼓震荡程度评价参数，记为s’，根据s’二次判定转鼓的震荡程度是否符合标准；

20、所述第一预设条件为，转鼓震荡程度评价参数s大于第一预设标准震荡程度评价参数且小于等于第二预设标准震荡程度评价参数。

21、进一步地，在单个周期中根据所述布料装置的送料量qb以及布料电机的转速w对送料能力评价参数g进行计算，其中，g的计算公式为：

22、

23、其中，γ为布料装置单位转速对应的送料损失量。

24、进一步地，所述中控模块在第二预设条件下根据修正后的转鼓震荡程度评价参数s’与第一预设标准震荡程度评价参数s1的差值△s’确定布料装置送料量的调节方式，设定△s’=s’-s1，其中，

25、第一送料量调节方式为所述中控模块使用第一预设送料量调节系数将所述布料装置的送料量调低至第一送料量；所述第一送料量调节方式满足△s’小于等于第一预设震荡程度评价参数差值；

26、第二送料量调节方式为所述中控模块使用第二预设送料量调节系数将所述布料装置的送料量调低至第二送料量；所述第二送料量调节方式满足△s’大于第一预设震荡程度评价参数差值且小于等于第二预设震荡程度评价参数差值；

27、第三送料量调节方式为所述中控模块使用第三预设送料量调节系数将所述布料装置的送料量调低至第三送料量；所述第三送料量调节方式满足△s’大于第二预设震荡程度评价参数差值；

28、其中，第一预设震荡程度评价参数差值小于第二预设震荡程度评价参数差值；

29、所述第二预设条件为，转鼓震荡程度评价参数s’大于第一预设标准震荡程度评价参数s1。

30、进一步地，所述中控模块在第三预设条件下绘制时间-距离曲线，根据单个周期内检测到的若干转鼓侧壁与壳体内壁的距离对转鼓侧壁与壳体内壁的距离的平均值d进行计算，并根据d与dmin的差值△d确定下一周期中针对处于dmin处时间节点的布料电机的转速的调节方式，设定△d=d-dmin，其中，

31、第一转速调节方式为所述中控模块使用第一转速调节系数将所述布料电机的转速调高至第一转速值；所述第一转速调节方式满足△d小于等于第一预设距离差值；

32、第二转速调节方式为所述中控模块使用第二转速调节系数将所述布料电机的转速调高至第二转速值；所述第二转速调节方式满足△d大于第一预设距离差值且小于等于第二预设距离差值；

33、第三转速调节方式为所述中控模块使用第三转速调节系数将所述布料电机的转速调高至第三转速值；所述第三转速调节方式满足△d大于第二预设距离差值；

34、其中，第一预设距离差值小于第二预设距离差值；

35、所述第三预设条件为，转鼓震荡程度评价参数s大于第二预设标准震荡程度评价参数s2。

36、进一步地，所述中控模块根据布料装置的送料量qb与最小送料量qbmin的差值△qb确定所述布料装置与所述转鼓内壁的距离的调节方式，设定△qb=qb-qbmin，其中，

37、第一距离调节方式为所述中控模块使用第一距离调节系数将所述布料装置与所述转鼓内壁的距离调高至第一距离值；所述第一距离调节方式满足△qb小于等于第一预设标准送料量差值；

38、第二距离调节方式为所述中控模块使用第二距离调节系数将所述布料装置与所述转鼓内壁的距离调高至第二距离值；所述第二距离调节方式满足△qb大于第一预设标准送料量差值且小于等于第二预设标准送料量差值；

39、第三距离调节方式为所述中控模块使用第三距离调节系数将所述布料装置与所述转鼓内壁的距离调高至第三距离值；所述第三距离调节方式满足△qb大于第二预设标准送料量差值；

40、其中，第一预设标准送料量差值小于第二预设标准送料量差值。

41、进一步地，所述中控模块根据调节后的所述布料电机的转速wa与预设最大转速值wmax的差值△w确定所述布料装置与所述转鼓内壁的距离的调节方式，设定△w=wmax-wa，其中，

42、第四距离调节方式为所述中控模块使用第四距离调节系数将所述布料装置与所述转鼓内壁的距离调低至第四距离值；所述第四距离调节方式满足△w小于等于第一预设标准转速差值；

43、第五距离调节方式为所述中控模块使用第五距离调节系数将所述布料装置与所述转鼓内壁的距离调低至第五距离值；所述第五距离调节方式满足△w大于第一预设标准转速差值且小于等于第二预设标准转速差值；

44、第六距离调节方式为所述中控模块使用第六距离调节系数将所述布料装置与所述转鼓内壁的距离调低至第六距离值；所述第六距离调节方式满足△w大于第二预设标准转速差值；

45、其中，第一预设标准转速差值小于第二预设标准转速差值。

46、进一步地，所述中控模块在调节所述布料装置与所述转鼓内壁的距离l时，布料装置与竖直方向的夹角θ与l满足一个对应关系，即：

47、l/tanθ≥0.8×h

48、其中，h为转鼓内壁高度。

49、与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过在离心机壳体内壁设有红外测距装置，检测转鼓侧壁与壳体内壁的距离变化，求得转鼓在该周期中的震荡程度评价参数，从而初步判定转鼓的震荡程度是否符合标准，有效的对离心机的整体情况进行判定，避免因判定不及时，导致离心机的结构被破坏；同时，本发明在判定转鼓的震荡程度不符合标准时，通过调节布料装置的送料量以及布料电机的转速以使转鼓的震荡程度符合标准，通过调节布料装置的各个参数为下一周期中各对应时间节点布料做铺垫，有效的保证了设备的正常运行，避免因调节不及时导致设备损坏耽误进程。

50、进一步地，本发明通过在离心机壳体内壁设有红外测距装置，检测转鼓侧壁与壳体内壁的距离变化，求得转鼓在该周期中的震荡程度评价参数，从而判定转鼓的震荡程度是否符合标准，有效的对离心机的整体情况进行判定，避免因判定不及时，导致离心机的结构被破坏。

51、进一步地，本发明从实际情况出发，根据布料装置的送料量和布料电机的转速对转鼓震荡程度评价参数中转鼓内物料量的系数进行修正，从而使求得的震荡程度评价参数更接近真实值，进一步对转鼓的震荡情况做出更合理的判定，有效的避免了因发现不及时导致离心机结构被破坏，从而影响分离或沉降进程。

52、进一步地，本发明在将转鼓震荡程度评价参数进行修正后，将修正后的震荡程度评价参数与各预设标准震荡程度评价参数进行对比，当修正后的震荡程度评价参数大于第一预设标准震荡程度评价参数时，根据差值将布料装置的送料量减小至对应值，有效的避免了因送料量不断的增加导致震荡情况愈加剧烈，从而损坏设备。

53、进一步地，本发明在判定转鼓的震荡程度不符合标准时，绘制曲线，求得该周期中转鼓侧壁与壳体内壁的平均距离，根据平均距离与转鼓侧壁与壳体内壁的最小值的差值将布料电机的转速调节至对应值，通过调节布料装置的转速，以使离心机的转动趋于平稳，有效避免了因转速过快导致离心机结构被损坏，转速过慢导致离心不彻底，影响离心效率。

54、进一步地，本发明通过计算布料装置的送料量与最小送料量的差值，并根据差值调节布料装置与转鼓内壁的距离，有效的保证了离心机不会因为布料装置距离转鼓过近导致转鼓内物料量过多导致离心机运行不平稳而出现震荡的情况发生，进一步保证了离心机的使用寿命。

55、进一步地，本发明通过计算调节后的布料电机的转速与预设最大转速的差值，并根据差值将布料装置与转鼓内壁的距离调节至对应值，根据布料装置的转速调节布料装置与转鼓内壁的距离，有效的保证了转鼓内物料量在合理的范围内，避免因转速过快，而布料装置与转鼓内壁的距离很远导致转鼓内物料不达标，从而影响离心效率。