CN109701429A - 一种纸浆浓度控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纸浆浓度控制方法及装置，包括纸浆箱、搅拌装置、浓度传感器、加水管道、原料管道、输出管道、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀及PIC控制器，通过先搅拌后测量的方式对浆体箱内的浆体进行浓度检测，确定加水或原料的量对浆体浓度进行改善。本发明的有益效果是在每次浓度传感器检测之前，均使用搅拌装置对纸浆箱内的浆体进行搅拌，有利于浆体的均匀混合，再通过浓度传感器检测，提高了检测精度；若浓度不在检测范围内，则通过浓度实际值与预设最大值、预设最小值的关系进行加水或加原料的方式改善浆体浓度，使得浆体达到设定的浓度范围，进而提高产品的质量。

Description

一种纸浆浓度控制方法及装置

技术领域

本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种纸浆浓度控制方法及装置。

背景技术

纸浆是以植物纤维为原料，经不同加工方法制得的纤维状物质。可根据加工方法分为机械纸浆、化学纸浆和化学机械纸浆；也可根据所用纤维原料分为木浆、草浆、麻浆、苇浆、蔗浆、竹浆、破布浆等。又可根据不同纯度分为精制纸浆、漂白纸浆、未漂白纸浆、高得率纸浆、半化学浆等。一般多用于制造纸张和纸板。

纸浆浓度是核验纸张质量的重要标准之一，其中，纸浆浓度受水流量、原料流量或人工操作的影响，造成纸浆的浓度不稳定，进而影响产品的质量。现有的纸浆浓度检测精度低，无法对纸浆浓度的高低做出进一步改善的措施，导致纸张成品质量受到不同程度的影响。

发明内容

为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明公开了一种纸浆浓度控制方法及装置，解决纸浆浓度检测有误差等问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种纸浆浓度控制装置，包括纸浆箱、搅拌装置、浓度传感器、加水管道、原料管道、输出管道、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀及PIC控制器；

浓度传感器的探头内置于纸浆箱内，搅拌装置用于纸浆箱内浆体的混合搅拌，纸浆箱上设置的加水进口与所述加水管道连通，纸浆箱上设置的加料进口与所述原料管道连通，第一电磁阀设置于加水管道上，第二电磁阀设置于原料管道上，第三电磁阀设置于输出管道上，PLC控制器与所述浓度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀控制连接；

还包括支持搅拌装置位置可调的驱动机构，所述驱动机构包括横向组件及纵向组件，横向组件通过滑板一活动安装于纵向组件上，且搅拌装置通过滑板二安装于横向组件上。

优选地，所述纵向组件包括纵向底座，纵向底座上设置有纵向导轨，滑板一活动装入纵向导轨上，且滑板一与纵向伸缩气缸控制连接，纵向伸缩气缸与PLC控制器电性连接；

所述横向组件包括横向底座，横向底座与滑板一固定连接，横向底座上设置有横向导轨，搅拌装置通过滑板二活动装入横向导轨上，且滑板二与横向伸缩气缸连接，横向伸缩气缸与PLC控制器电性连接。

优选地，所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌电机及多个搅拌叶，搅拌轴由搅拌电机驱动，搅拌电机多个搅拌叶以搅拌轴为中心对称分布于搅拌轴上，且纸浆箱内的浆体覆盖所述搅拌叶。

优选地，还包括计重器，计重器用于待加原料的称重。

优选地，还包括流量计，流量计设置于所述加水管道上，且流量计与PLC控制器连接。

一种纸浆浓度控制方法，包括以下步骤：

S1：通过搅拌装置对纸浆箱内的浆体进行搅拌；

S2：通过浓度传感器检测当前纸浆箱内的浓度实际值，PLC控制器分析计算当前浓度实际值，若浓度实际值大于预设最大值，则进入步骤S3；若浓度实际值小于预设最小值，则进入步骤S4；

S3：PLC控制器打开第一电磁阀，往纸浆箱内加水稀释；

S4：PLC控制器打开第二电磁阀，往纸浆箱内加原料稀释；

S5：重复步骤S1-S2，直至浓度实际值小于预设最大值，且浓度实际值大于预设最小值，产品合格。

优选地，在步骤S2中，浓度实际值为浓度传感器多次检测值的平均值。

优选地，在步骤S3中，PLC控制器计算所需水量的体积：

根据预设最大值计算所需水的总体积为：

根据所述浓度计算参与搅拌的水的第一体积，其中，c表示浓度实际值，m表示原料质量，表示预设最大值,V为总体积，V1为第一体积；

待加水量的第二体积

9.如权利要求1所述的纸浆浓度控制方法，其特征在于：在步骤S4中，PLC控制器计算所需原料的体积：

根据预设最小值计算所需原料总质量为

根据所述浓度计算参与搅拌的原料的第一质量，

待加原料的第二质量为其中， 表示预设最小值，V3为原有搅拌水的体积。

本发明的有益效果是在每次浓度传感器检测之前，均使用搅拌装置对纸浆箱内的浆体进行搅拌，有利于浆体的均匀混合，再通过浓度传感器检测，提高了检测精度；若浓度不在检测范围内，则通过浓度实际值与预设最大值、预设最小值的关系进行加水或加原料的方式改善浆体浓度，使得浆体达到设定的浓度范围，进而提高产品的质量。

附图说明

图1是本发明的一种具体实施方式结构示意图。

图2是本发明所述驱动机构的一种具体实施方式结构示意图。

图3是本发明控制方法的一种具体实施方式流程示意图。

附图标记：1-纸浆箱，2-浓度传感器，21-探头，3-驱动机构，4-搅拌电机，5-搅拌轴，51-搅拌叶，6-加水管道，61-第一电磁阀，62-流量计，7-原料管道，71-第二电磁阀，8-输出管道，81-第三电磁阀，9-纵向底座，91-纵向导轨，101-滑板一，102-滑板二，11-横向底座，111-横向导轨，12-浆体,13-横向伸缩旗杆，14-纵向伸缩气缸。

具体实施方式

以下结合附图及附图标记对本发明的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：参见附图1，附图2，附图3所示的一种纸浆浓度控制装置，包括纸浆箱1、搅拌装置、浓度传感器2、加水管道6、原料管道7、输出管道8、第一电磁阀61、第二电磁阀71、第三电磁阀81及PIC控制器；

浓度传感器2的探头21内置于纸浆箱1内，搅拌装置用于纸浆箱1内浆体12的混合搅拌，纸浆箱1上设置的加水进口与所述加水管道6连通，纸浆箱1上设置的加料进口与所述原料管道7连通，第一电磁阀61设置于加水管道6上，第二电磁阀71设置于原料管道7上，第三电磁阀81设置于输出管道8上，PLC控制器与所述浓度传感器2、第一电磁阀61、第二电磁阀71、第三电磁阀81控制连接；

还包括支持搅拌装置位置可调的驱动机构3，所述驱动机构3包括横向组件及纵向组件，横向组件通过滑板一101活动安装于纵向组件上，且搅拌装置通过滑板二102安装于横向组件上。

如附图1及附图2所示，为本发明装置的结构示意图，纸浆箱1内盛放浆体12，搅拌装置设置在纸浆箱1上方，用于浆体12的搅拌，浓度传感器2实时检测浆体12的浓度，并将信号转换为电信号至PLC控制器，由PLC控制器分析检测结构，若浓度实际值大于预设最大值，则打开第一电磁阀61，通过加水管道6对纸浆箱1内通入水稀释，降低浆体12浓度值，且同时流量计62计算通过加水管道6内的水，当达到PLC控制器计算的水量后将信号传至PLC控制器，使PLC控制器关闭第一电磁阀61，停止加水；若浓度实际值小于预设最小值，则打开第二电磁阀71，通过原料管道7对纸浆箱1内通入原料，提高浆体12浓度值，且同时计重器对待加原料进行称重，对原料管道7加入一定量的原料，加入原料后，PLC控制器关闭第二电磁阀71，停止加料，重复上述过程，直至浓度实际值大于预设最小值且小于预设最大值。

其中，搅拌装置通过驱动机构3对搅拌轴5进行位置变换，增强浆体12的均匀混合度，提高浓度传感器2的检测精度，具体的实施方式为：纵向组件包括纵向底座9，纵向底座9上设置有纵向导轨91，滑板一101活动装入纵向导轨91上，且滑板一101与纵向伸缩气缸14控制连接，纵向伸缩气缸14与PLC控制器电性连接；横向组件包括横向底座11，横向底座11与滑板一101固定连接，横向底座11上设置有横向导轨111，搅拌装置通过滑板二102活动装入横向导轨111上，且滑板二102与横向伸缩气缸13连接，横向伸缩气缸13与PLC控制器电性连接；

纵向组件改变搅拌电机4的Y方向上的位置，横向组件改变搅拌电机4的X方向上的位置，纵向伸缩气缸14的输出轴与滑板一101传动连接，通过纵向伸缩气缸14的直线往复直线运动，对滑板一101进行位置变换，从而改变设置在滑板一101上的横向组件的Y方向上的位置；

横向底座11固定安装在滑板一101上，滑板二102与设置在横向底座11上的横向导轨111活动连接，且滑板二101与横向伸缩气缸13的输出轴传动连接，横向伸缩气缸13的直线往复运动使滑板二102位置变换，从而改变设置在滑板二102上的搅拌电机4X方向位置的变换，搅拌电机4的输出轴与搅拌轴5传动连接，搅拌电机4位置的改变即搅拌轴5位置的改变，多个搅拌叶51以搅拌轴5为中心对称分布于搅拌轴5上，搅拌叶51用于浆体12的混合搅拌。

附图3为本发明控制方法的流程示意图，一种纸浆浓度控制方法，包括以下步骤：

S1：通过搅拌装置对纸浆箱1内的浆体12进行搅拌；

S2：通过浓度传感器2检测当前纸浆箱1内的浓度实际值，PLC控制器分析计算当前浓度实际值，若浓度实际值大于预设最大值，则进入步骤S3；若浓度实际值小于预设最小值，则进入步骤S4；

S3：PLC控制器打开第一电磁阀61，往纸浆箱1内加水稀释；

S4：PLC控制器打开第二电磁阀71，往纸浆箱1内加原料稀释；

S5：重复步骤S1-S2，直至浓度实际值小于预设最大值，且浓度实际值大于预设最小值，产品合格。

通过搅拌装置对纸浆箱1内的浆体12进行搅拌，然后浓度传感器2检测当前纸浆箱1内的浆体12浓度，并将该信号传输至PLC控制器，PLC控制器分析浓度实际值，确定实际浓度值与预设最大值、预设最小值的关系。具体的，假设预设最大值为15%，预设最小值为10%，在步骤S3中，PLC控制器计算所需水量的体积：

根据预设最大值计算所需水的总体积为：其中m为已知量，假如m=50㎏，则可计算出V=250升，

根据所述浓度计算参与搅拌的水的第一体积，，其中，c表示浓度实际值，m=50㎏，表示预设最大值,若当前实际浓度值为20%，则计算出V1=200升；待加水量的第二体积即还需要假如50升水。

在步骤S4中，PLC控制器计算所需原料的体积：

根据预设最小值计算所需原料总质量为若加入搅拌的水为已知量，假设V3=300升，则计算出所需总质量m=33.4㎏；

根据所述浓度计算参与搅拌的原料的第一质量，若当前实际浓度值为8%，则参与搅拌的第一质量计算为m1=26.1㎏；

待加原料的第二质量为其中，表示预设最小值，V3为原有搅拌水的体积，则第二质量m2=7.3㎏。

其中，在步骤S2中，浓度实际值为浓度传感器2多次检测值的平均值，平均值作为浓度实际值参与预设最大值、预设最小值的比较，有利于提高检测精度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种纸浆浓度控制装置，其特征在于：包括纸浆箱、搅拌装置、浓度传感器、加水管道、原料管道、输出管道、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀及PIC控制器；

浓度传感器的探头内置于纸浆箱内，搅拌装置用于纸浆箱内浆体的混合搅拌，纸浆箱上设置的加水进口与所述加水管道连通，纸浆箱上设置的加料进口与所述原料管道连通，第一电磁阀设置于加水管道上，第二电磁阀设置于原料管道上，第三电磁阀设置于输出管道上，PLC控制器与所述浓度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀控制连接；

还包括支持搅拌装置位置可调的驱动机构，所述驱动机构包括横向组件及纵向组件，横向组件通过滑板一活动安装于纵向组件上，且搅拌装置通过滑板二安装于横向组件上。

2.如权利要求1所述的纸浆浓度控制装置，其特征在于：所述纵向组件包括纵向底座，纵向底座上设置有纵向导轨，滑板一活动装入纵向导轨上，且滑板一与纵向伸缩气缸控制连接，纵向伸缩气缸与PLC控制器电性连接；

所述横向组件包括横向底座，横向底座与滑板一固定连接，横向底座上设置有横向导轨，搅拌装置通过滑板二活动装入横向导轨上，且滑板二与横向伸缩气缸连接，横向伸缩气缸与PLC控制器电性连接。

3.如权利要求2所述的纸浆浓度控制装置，其特征在于：所述搅拌装置包括搅拌轴、搅拌电机及多个搅拌叶，搅拌轴由搅拌电机驱动，搅拌电机多个搅拌叶以搅拌轴为中心对称分布于搅拌轴上，且纸浆箱内的浆体覆盖所述搅拌叶。

4.如权利要求1所述的纸浆浓度控制装置，其特征在于：还包括计重器，计重器用于待加原料的称重。

5.如权利要求1所述的纸浆浓度控制装置，其特征在于：还包括流量计，流量计设置于所述加水管道上，且流量计与PLC控制器连接。

6.一种纸浆浓度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：通过搅拌装置对纸浆箱内的浆体进行搅拌；

S2：通过浓度传感器检测当前纸浆箱内的浓度实际值，PLC控制器分析计算当前浓度实际值，若浓度实际值大于预设最大值，则进入步骤S3；若浓度实际值小于预设最小值，则进入步骤S4；

S3：PLC控制器打开第一电磁阀，往纸浆箱内加水稀释；

S4：PLC控制器打开第二电磁阀，往纸浆箱内加原料稀释；

S5：重复步骤S1-S2，直至浓度实际值小于预设最大值，且浓度实际值大于预设最小值，产品合格。

7.如权利要求1所述的纸浆浓度控制方法，其特征在于：在步骤S2中，浓度实际值为浓度传感器多次检测值的平均值。

8.如权利要求1所述的纸浆浓度控制方法，其特征在于：在步骤S3中，PLC控制器计算所需水量的体积：

根据预设最大值计算所需水的总体积为：

根据所述浓度计算参与搅拌的水的第一体积，其中，c表示浓度实际值，m表示原料质量，表示预设最大值,V为总体积，V1为第一体积；

待加水量的第二体积

如权利要求1所述的纸浆浓度控制方法，其特征在于：在步骤S4中，PLC控制器计算所需原料的体积：

根据预设最小值计算所需原料总质量为

根据所述浓度计算参与搅拌的原料的第一质量，

待加原料的第二质量为其中， 表示预设最小值，V3为原有搅拌水的体积。