[发明专利]气力输送烟丝速度柔性控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种气力输送烟丝速度柔性控制装置，其特征是：它包括安装在卷烟机集丝箱上的除尘管端口和除尘管之间的速度调节气阀、第一气体整流器、第一计算机、气体流量计、压力传感器、空气歧管、补风调节气阀、第二气体整流器、第二计算机、空气滤清器、除尘管弯管、回风电控气阀及安装在卷烟机集丝箱上的烟丝输送管端口和烟丝输送管道之间的第一烟丝输送管弯管、第二烟丝输送管弯管、烟丝速度测量仪；

除尘管入口端连接速度调节气阀出口端，速度调节气阀入口端连接第一气体整流器出口端，第一计算机安装在第一气体整流器上，用于控制速度调节气阀；

第一气体整流器入口端连接气体流量计出口端，气体流量计入口端连接空气歧管的直管出口端，空气歧管的直管入口端连接除尘管弯管出口端，空气歧管的歧管入口端连接补风调节气阀出口端，补风调节气阀入口端连接第二气体整流器出口端，第二气体整流器入口端连接空气滤清器出口端，空气滤清器入口端与大气相通；

压力传感器连接在空气歧管的直管出口端附近，与空气歧管内部连通；第二计算机安装在第二气体整流器上，用于控制补风调节气阀；

除尘管弯管入口端连接回风电控气阀出口端，回风电控气阀入口端连接卷烟机集丝箱上的除尘管端口；

卷烟机集丝箱上的烟丝输送管端口连接第一烟丝输送管弯管出口端，第一烟丝输送管弯管入口端连接第二烟丝输送管弯管出口端，第二烟丝输送管弯管入口端连接烟丝速度测量仪出口端，烟丝速度测量仪入口端连接到烟丝输送管道出口端，烟丝速度测量仪上的速度传感器应安装在最接近地面的底部，以便准确地测量在重力作用下沿输送管道底部滑动的烟丝密相集团流；单元控制器安放在卷烟机机台上，用来控制气力输送烟丝速度柔性控制装置正常工作；

上述电气结构如下：送丝开始信号和送丝停止信号送入单元控制器输入端A，烟丝速度测量仪输出端连接到单元控制器输入端B，气体流量计输出端连接到单元控制器输入端C，压力传感器输出端连接到单元控制器输入端D；单元控制器输出端A连接到第一计算机输入端，第一计算机输出端连接到速度调节气阀；单元控制器输出端B连接到第二计算机输入端，第二计算机输出端连接到补风调节气阀；单元控制器输出端C连接到回风电控气阀。

2.根据权利要求1所述的一种气力输送烟丝速度柔性控制装置，其特征是：烟丝速度测量仪上的速度传感器采用微波多普勒速度传感器或激光多普勒速度传感器，采用微波多普勒速度传感器时，其工作频率高于24GHz。

3.一种通过气力输送烟丝速度柔性控制装置来控制烟丝输送的方法，其特征是：它是通过气力输送烟丝速度柔性控制装置来控制烟丝的输送，其具体步骤如下：

一、在卷烟机开始送丝时，单元控制器接收到送丝开始信号，控制回风电控气阀逐渐开启，同时通过第二计算机控制补风调节气阀同步关闭，实现烟丝气力输送系统软启动，减少启动阶段的烟丝造碎；气力输送系统启动后，烟丝速度测量仪直接测量在重力作用下沿输送管道底部滑动的烟丝密相集团流的输送速度，并且将该速度信号送单元控制器运算处理，再通过第一计算机控制速度调节气阀增加或减少气阀的开度调节输送气流速度来控制烟丝输送速度，使水平管道中输送的大部分烟丝控制在速度范围为5m～10m/s的连续稳定密相集团流态下沿管道底部滑动流动，使之既不会出现管道堵塞，又不会出现以飞翔流为主的烟丝流动状态；气体整流器用于减少空气歧管内的气流扰动，以提高测量和控制精度；气体流量计测量工作常态输送气流速度，送单元控制器储存，其范围为15m～25m/s；

在卷烟机送丝的间歇停止期，单元控制器接收到送丝停止信号，控制回风电控气阀关闭，随着控制送丝的回风电控气阀的关闭，单元控制器通过第二计算机控制补风调节气阀同步加大气阀的开度，空气通过空气滤清器和第二气体整流器进入，再根据单元控制器储存的工作常态输送气流速度数据，与气体流量计测量的输送气流速度相运算，控制补风调节气阀增加或减少补风气流流量来模拟卷烟机的送丝工况，以稳定除尘管道内的压力及风量；然后，通过压力传感器测量除尘管道的压力，送单元控制器处理，再通过第二计算机微调补风调节气阀的开度，进一步稳定除尘管道内的压力及风量，此时除尘管道内的压力范围为9000Pa～14000Pa，输送气流速度与工作常态输送气流速度基本相等，这样就达到了最大限度减少因卷烟机送丝过程的间隙性、随机性和临时停机等导致的烟丝气力输送系统中的压力及风量波动的目的；

所述的烟丝输送速度、输送气流速度和除尘管道压力参数储存在单元控制器内，并由单元控制器来控制烟丝输送速度、输送气流速度和除尘管道压力；

二、具体的工作流程如下：

A、开机，单元控制器内置计算机初始化；

B、单元控制器接收到送丝开始信号；

C、单元控制器控制回风电控气阀逐渐开启，通过第二计算机控制补风调节气阀同步关闭；

D、单元控制器通过第一计算机控制速度调节气阀根据预先储存的烟丝输送速度数值开启合适的开度；

E、烟丝速度测量仪测量烟丝密相集团流的输送速度模拟信号送单元控制器处理；

F、单元控制器将模拟速度信号经内置的AD转换器转换成数字信号；

G、与预先设定并储存的烟丝输送速度数据进行比较运算；

H、根据运算结果通过第一计算机控制速度调节气阀的开度；

I、气体流量计测量输送烟丝过程中的工作常态输送气流速度，信号送单元控制器储存；

J、压力传感器测量正常工作时的压力，信号送单元控制器储存；

K、单元控制器接收到卷烟机送丝停止信号；

L、通过第一计算机保持速度调节气阀工作开度不变；

M、控制回风电控气阀关闭，并通过第二计算机控制补风调节气阀同步开启；

N、单元控制器根据储存的工作常态输送气流速度数据控制补风调节气阀继续开启到模拟送丝工况；

O、压力传感器测定除尘管道内的压力，模拟信号送单元控制器；

P、单元控制器将压力模拟信号经内置的AD转换器转换成数字信号；

Q、与正常工作时的压力数据进行比较运算；

R、根据运算结果通过第二计算机微调补风调节气阀的开度以稳定除尘管道内的压力及风量；

S、重复B～R步骤，直到卷烟机停机；

T、卷烟机停机后，继续按照L～S步骤工作。