一种纸机湿部脱水流量测量装置及监测系统的制作方法

1.本实用新型属于造纸生产和工业控制技术领域，具体涉及一种纸机湿部脱水流量测量装置及监测系统。


背景技术：

2.在造纸生产的控制工艺中，纸机湿部(包括网部和压榨部)的脱水一般是通过真空系统将水吸出，然后通过收集槽进行回收。脱水量的大小对纸机湿部各个真空点的真空值的控制具有非常重要的指导意义，直接影响纸机的正常运行，脱水量的检测对于纸张生产的质量控制非常重要。但是，绝大多数的纸机没有配备准确可靠的网部、压榨部脱水流量的计量系统。
3.目前，也有少数纸机通过电磁流量计来监测纸机湿部的脱水流量。如图1所示，是现有技术中利用电磁流量计监测纸机湿部脱水流量的原理示意图，纸机湿部的脱水沿箭头所示进入水收集池1中，在水收集池1与水回收槽2之间的管道中设置电磁流量计3来监测纸机湿部的脱水流量。
4.虽然纸机配备了传统的电磁流量计3，鉴于纸机湿部脱水的特殊性，存在脱水流量不稳定、水中纤维含量高、泡沫多、电导率波动大等问题，电磁流量计3无法准确的反映出真实的脱水流量，无法为真空调节提供依据。主要问题在于：1、湿部真空系统的脱水量不稳定，通过水收集池1后进入管道，仅靠自身重力流动，流速一般在0-1米每秒，流速太慢，会存在不满管的问题，对电磁流量计3的测量影响巨大，导致测量数据不准确。2、为了避免空管问题，如果设计成u型弯管道，时间长了会产生污泥的沉积，清理工作量巨大且影响测量。3、水收集池1中存在大量的细小纤维和气泡、固体混合物等，导致其电导率不稳定，对电磁流量计3的测量准确性也有很大的影响。4、水中的碳酸钙、纤维等时间长了会污染电磁流量计3的电极，导致测量不准确，且维修维护非常麻烦，工作量很大。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型设计的测量装置及监测系统，其采用了重力原理、设计了一个特殊结构的水槽、巧妙地将纸机湿部脱水流量的测量转换为水槽内液位的测量，通过设计的水槽进水、出水的控制和利用压力变送器对液位的测量、将测量的压力值转换为相应的流量值，巧妙地实现了对纸机湿部脱水流量的精准测量。本实用新型所采用的技术方案如下：
6.一种纸机湿部脱水流量测量装置，包括：密封的槽体外壳，在槽体外壳的上侧面处开设进水口，在进水口下方焊接一个缓冲板；在槽体外壳内部的底部侧面中心位置焊接一个内槽体，所述的内槽体为上下开放的圆筒状，内槽体的底部与出水管道相连接，在内槽体的侧面开有条状的长方形的堰口；在槽体外壳内部靠近底部的位置、在一个侧面上固定设置一个以上的压力变送器，所述的压力变送器与plc控制器连接，所述的plc控制器用于将压力变送器的压力值换算成纸机湿部脱水流量值。
7.纸机湿部脱出的白水进入槽体外壳后形成一定的液位，随着液位升高然后会通过堰口的条状缝隙流入内槽体中。此时进入槽体外壳内的水量大小会与在槽体外壳内的水的液位形成一定的比例关系，液位越高形成的水压力也越大，通过安装在水槽底部侧面的压力变送器便可测量出相应的压力数值，将压力数值换算成水流量数值，从而换算出相应的纸机湿部脱水流量值。
8.优选的，在槽体外壳顶部的一角设置盖子，所述的盖子通过不锈钢合页安装至槽体外壳上，所述的盖子上设置有把手。
9.优选的，在槽体外壳的一侧面偏上的位置设置观察窗，所述的观察窗为透明塑料材质的长方形窗口。
10.优选的，在槽体外壳的底部一角开口、设置一排污管，在排污管上设置排污手阀。
11.优选的，所述的槽体外壳设计为长方体结构。
12.优选的，所述的压力变送器采用平法兰的隔膜式变送器。
13.优选的，所述的测量装置的安装高度等于或者略高于白水回收罐的高度。
14.一种纸机湿部脱水流量监测系统，应用前述的测量装置，包括：io通道模块、plc控制器、控制屏幕，所述的io通道模块的输入端通过电缆与压力变送器连接，io通道模块的输出端与plc控制器电连接，所述的plc控制器与控制屏幕电连接。利用io通道模块实现压力变送器与plc控制器的数据交互，纸机操作人员通过控制屏幕实时监测纸机湿部脱水流量，根据流量值精准控制纸机湿部各个真空点的真空值。
15.本实用新型的有益效果：
16.1、彻底消除了现有的纸机湿部脱水后回收的白水流速慢、杂质多等问题的影响，测量准确、重复性好。相比传统的电磁流量计，最大限度的避免水中的气泡、纤维及其它因素的影响，从而显著提高脱水流量测量的准确性。
17.2、清理方便。水槽顶部设计了盖子，底部设计了一个手动的排污阀，打开使用清水冲洗即可，简单省力。
18.3、标定简单，水位到达堰口下部时标定压力变送器4ma，水位到达堰口顶部时，标定20ma即可；测量水在堰口的高度，堰口的水液位与进水的流量成正比，可快速将压力值换算为流量值。
19.4、能够准确的反馈出脱水流量的变化情况，有助于纸机对真空进行调整，从而减少断纸次数，提高产量。
20.5、通过脱水量调整真空，有效地延长织物特别是毛布的使用寿命，节约成本。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。
22.图1是现有技术中利用电磁流量计监测纸机湿部脱水流量的原理示意图；
23.图2是本实用新型实施例的纸机湿部脱水流量测量装置的结构示意图；
24.图3是本实用新型实施例的纸机湿部脱水流量监测系统的原理示意图；
25.图中，1-水收集池，2-水回收槽，3-电磁流量计，4-缓冲板，5-内槽体，6-堰口，7-排污手阀，8-盖子，9-观察窗，10-压力变送器，11-槽体外壳，12-进水口，13-io通道模块，14-plc控制器，15-控制屏幕。
具体实施方式
26.下面结合附图，具体说明本实用新型的实施方式。
27.如图2所示，是本实用新型实施例的纸机湿部脱水流量测量装置的结构示意图。一种纸机湿部脱水流量测量装置，包括：密封的槽体外壳11，所述的槽体外壳11设计为长方体结构。在槽体外壳11的上侧面处开设进水口12，在进水口12下方焊接一个缓冲板4，使纸机湿部脱水后进入槽体外壳11时先流到缓冲板4上，然后再均匀地分散到槽体外壳11内，一是避免直接流入槽体外壳11顶部的进水口12影响测量，二是缓冲水流对槽体外壳11内液位的冲击，保持液位的相对稳定、减少波动，不会产生太大的水冲击力影响到压力值的测量，确保压力测量的准确性。
28.在槽体外壳11内部的底部侧面中心位置焊接一个圆筒型的内槽体5，所述的内槽体5为上下开放的圆筒状，在内槽体5的侧面开有条状的长方形的堰口6，堰口6的高度明显大于其宽度。为防止生产中可能出现的进水量突然超出设计量程的突发情况，内槽体5采用了顶部开口的开放型设计，当进水量超过堰口6时，会通过内槽体5顶部的开口流走，不会造成测量装置溢水。
29.在槽体外壳11内部靠近底部侧面的位置，在一个侧面上固定设置一个以上的压力变送器10，所述的压力变送器10与plc控制器14连接，所述的plc控制器14用于将压力变送器10的压力值换算成纸机湿部脱水流量值。所述的压力变送器10采用平法兰的隔膜式变送器，采用标准的法兰安装方式，可以安装多个进口或者国产品牌的变送器。纸机湿部脱出的白水进入槽体外壳11后形成一定的液位，随着液位升高然后会通过堰口6的条状缝隙流入内槽体5中，内槽体5的底部与出水管道相连接。此时，进入槽体外壳11内的水量大小会与在槽体外壳11内的水的液位形成一定的比例关系，液位越高，说明进水量越大、纸机湿部脱水流量也越大。同时，液位越高形成的水压力也越大，通过安装在水槽底部侧面的压力变送器10便可测量出相应的压力数值，从而对应计算出相应的纸机湿部脱水流量值。通过压力值计算出脱水流量值的方法是现有技术，在此不再详细描述。通过实验，将液位和脱水流量的数据列出，用于标定压力变送器10的量程。根据实验测量数值和公式计算，压力变送器10的量程设定400mm水柱，对应流量量程2000l/min。
30.在槽体外壳11顶部的一角设置盖子8，所述的盖子8可通过不锈钢合页连接安装至槽体外壳11上。所述的盖子8上设置有把手，可通过把手打开或关闭盖子8。打开盖子8后，可对槽体外壳11内部进行清洗及观察。
31.在槽体外壳11的一侧面偏上的位置设置观察窗9，所述的观察窗9为透明塑料材质的长方形窗口，操作人员不用打开盖子8、就可以通过观察窗9观察到槽体外壳11内的水位等情况。
32.在槽体外壳11的底部一角开口、设置一排污管，在排污管上设置排污手阀7。排污手阀7平时处于关闭状态，测量装置使用一段时间之后，可以打开排污手阀7将沉淀在槽体
外壳11底部的纤维等杂质排出，保证测量装置的安全稳定运行。
33.在实际生产应用中，将本实用新型的测量装置安装于纸机网部、压榨部脱水系统的白水回收管道上。纸机的白水回收管道从二楼下顺到一楼，然后进入安装在一楼的测量装置，白水回收管道与测量装置的进口通过法兰进行连接，出水管道也通过法兰与测量装置的出水口进行连接。测量装置的安装高度一般在2.5米，这样出水口的水就可以通过落差流入高度在2.5米以下的回收罐内。安装标准一般为测量装置高度等于或者略高于白水回收罐的高度为宜。
34.另外，可以根据实际纸机情况安装一个或者多个测量装置，比如网部一个、压榨部一压一个、压榨部二压一个等，准确测量各个脱水部位的水流量情况。
35.如图3所示，是本实用新型实施例的纸机湿部脱水流量监测系统的原理示意图。一种纸机湿部脱水流量监测系统，包括：前面所述的测量装置，所述测量装置的压力变送器10通过电缆与io通道模块13进行连接，io通道模块13与plc控制器14电连接，所述的plc控制器14与控制屏幕15电连接，io通道模块13用于实现压力变送器10与plc控制器14之间的数据交互。压力变送器10相应的4-20ma信号经过io通道模块13进入plc控制器14、经过换算将纸机湿部脱水流量显示在控制屏幕15上。
36.最后需要说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。