[发明专利]一种基于变频调速技术的纸浆模塑烘干线及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于变频调速技术的纸浆模塑烘干线及其生产工艺。

背景技术

纸浆模塑制品被认为是EPS白色污染包装产品的最佳替代品，被称为“21世纪的绿色包装”。纸浆模塑制品的生产工艺流程是：碎浆，真空成型，烘干，热压整型。首先，把废纸团或原浆板与一定比例的水结合，投入水力碎浆机，利用水力作用高速搅碎分解，从而使纸纤维混合于水中，形成符合一定要求的浆料。再通过真空吸附的方法，使浆料均匀分布在成型模具上，进一步脱水，脱模，此时湿纸坯基本成型。但成型后的湿纸坯含有较高水分，需要干燥除去。为使纸浆模塑制品有更好的防震性能及更整洁光滑的外观，干燥后的制品可放在高温高压的整型机模具上加以定型，至此纸浆模塑制品的生产工序已全部完成。纸浆模塑工业在一些发达国家已有80多年历史，并具一定规模。而我国纸浆模塑工业发展相对缓慢。国外纸浆模塑发展特点是：应用范围广；制品设计标准化；自动化程度高；能源利用率高，节省劳动力。但我国纸浆模塑生产线普遍存在着自动化程度不高，能源浪费大，产品及格率低等制约因素。尤其在纸浆模塑烘干工序上，对上述制约因素表现更为突出。纸浆模塑制品的烘干成本占整个生产成本的30％-40％。而热风对流干燥是国内外普遍采用的干燥方式。目前，国内外的烘干生产线都采用中央供热，分段烘干的构造形式，由燃烧机或其它热源向燃烧室中央供热，主烘道采用烘干区段形式，并通过每段烘道的循环风机把热风从燃烧室输送到烘干区段并持续循环，链式输送带从烘道中间穿过，热风通过气体分布板上的风孔向输送带上的纸浆湿制品吹送，对产品进行分段干燥，烘道内的水分由抽湿风机带走。

通常每段烘道的循环风机(抽湿风机)的容量是按照系统需要的最大要求而设计的，然而在实际应用中(根据产品的不同尺寸及质量)，系统大多数时间里在远小于设计容量下工作。当需要减低输送风量的时候，传统的调节方法是在循环风机(抽湿风机)的出口处加装风门，用关小风门加大系统局部阻力即改变管路系统特性曲线的方法来进行调节。这种方法简单有效，但严重影响了系统的效率且浪费了大部分的电能及热能。由流体力学理论可知，风机的输送风量与风机的转速n的一次方成正比，风机的转矩与n的二次方成正比，而其功率则与n的三次方成正比。因此，当风机风量由100％下降到80％时，不采用关小风门的方法而采用改变三相异步电动机的定子供电频率，而改变风机的运行转速的方法，则有效地把风机功耗降到51.2％，从而节约电能49.7％。而且传统烘干线风门开度的调节是人工操作的，它不能及时根据系统参数的变化作出自适应的调节，也没有针对纸浆模塑制品在不同的干燥阶段的干燥特性设置出最优的工作曲线进行分段控制，系统存在严重的随机性及盲目性，导致烘干时间过短或过长，产品变型严重，能源浪费大，烘干效率低，废品率高等制约因素。

发明内容

本发明提供的一种基于变频调速技术的纸浆模塑烘干线，包括燃烧机、热风炉、烘箱、循环风机、抽湿风机、输送带，燃烧机连接热风炉；上述烘箱采用框架结构，输送带安装在烘箱内部，烘箱长度及宽度根据生产量决定，烘箱分为若干个烘干区段；每个烘干区段安装有循环风机，每个循环风机连接风机专用型变频器，循环风机除了循环烘箱内的热空气外，循环风机进风口还连接有由热风炉引出的热风管，在热风管与循环风机的进风口之间装有电动风门，电动风门连接有变频器；循环风机出风口与排风管连接，排风管把热风直接送进输送带上；在烘箱内装有抽湿风机，抽湿风机连接风机专用型变频器，在烘干线的每个烘干区段的中央及热风管的出风口处分别安装温度传感器，在抽湿风机的进风口安装湿度传感器，在抽湿风机的出风口安装温度传感器；烘干线的控制由可编程逻辑控制器PLC来完成，PLC通过接收各传感器的数据，并与设定的最优值相比较，得出调节量并向各个变频器发出控制指令；输送带安装有传动电机，传动电机连接变频器，蜗轮蜗杆减速器安在传动电机与输送带之间；烘干线控制台安装有人机界面的触摸屏。

上述与循环风机连接的变频器是三菱公司生产的风机专用型变频器FR-740-5.5k-CHT(1)，它通过FX2N-485-BD模块与PLC连接，实现对循环风机转速的调节.

上述与抽湿风机连接的变频器是三菱公司生产的风机专用型变频器FR-740-3.7k-CHT(1)，它通过FX2N-485-BD模块与PLC连接，实现对抽湿风机转速的PID调节.

上述与风门连接的变频器是三菱公司生产的风机专用型变频器FR-740-1.5k-CHT(1)，它通过FX2N-485-BD模块与PLC连接，实现对风门开度的PID调节.