專利名稱：一種密封循環(huán)系統(tǒng)用多位紡絲風(fēng)量控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種干法制造高強聚乙烯纖維生產(chǎn)裝置中的密封循環(huán)系統(tǒng)用多位紡絲風(fēng)量控制方法。
背景技術(shù)：
干法制備高強聚乙烯纖維生產(chǎn)裝置中，密閉循環(huán)風(fēng)量系統(tǒng)的主要工藝為使用氮氣風(fēng)將紡位絲束中的溶劑蒸發(fā)，使絲束凝固成型；而帶有溶劑蒸汽的氮氣風(fēng)在回收溶劑以后循環(huán)使用，并且不得泄露入大氣或混入空氣。在生產(chǎn)過程中，由壓縮機(jī)驅(qū)動的高壓、大風(fēng)量氮氣將會被分配到各個吹風(fēng)裝置和甬道中。由于高性能聚乙烯纖維產(chǎn)品質(zhì)量好壞直接與進(jìn)入每個吹風(fēng)裝置和甬道中的氮氣流量和壓力的均勻性有關(guān)。根據(jù)生產(chǎn)的工藝要求，進(jìn)入每個吹風(fēng)裝置和甬道中的氮氣流量要求穩(wěn)定并保持一致，與設(shè)定值的偏差必須< I %，并能夠 在很寬的溫度范圍內(nèi)保持測量準(zhǔn)確、控制精確穩(wěn)定。而氣體的流量和壓力的控制精度相對液體來說，精度較難控制，以前往往采用高精度的儀表設(shè)備進(jìn)行控制，投資成本較高。采用干法紡絲工藝生產(chǎn)高強聚乙烯纖維的實驗裝置，其紡絲位置只有兩個，所以各位的風(fēng)量間的干擾不大，所以風(fēng)量控制采用的是手動控制。而在實際生產(chǎn)中，紡絲位置高達(dá)幾十個，甚至更多，各個位的風(fēng)量、風(fēng)壓的相互干擾會很大，若仍然采用手動控制，無疑會加強人工勞動力，增加人工成本。因此手動控制風(fēng)量和風(fēng)壓已不能適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)的要求，必須采用自動化控制；而目前針對干法紡絲生產(chǎn)工藝的自動控制風(fēng)量方法還未出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種密封循環(huán)系統(tǒng)用多位紡絲風(fēng)量控制方法，是一種針對密閉循環(huán)系統(tǒng)側(cè)吹風(fēng)和甬道風(fēng)風(fēng)量和回風(fēng)壓力控制而發(fā)明的寬溫度范圍氣體流量測量、控制方法，多回路側(cè)吹和甬道風(fēng)流量壓力控制解耦方法和非密封管道微小壓力控制，阻斷管道內(nèi)外氣體交換的控制方法。保證在多回路的密閉循環(huán)系統(tǒng)側(cè)吹風(fēng)和甬道風(fēng)風(fēng)量和風(fēng)壓的波動控制在設(shè)定范圍內(nèi)。技術(shù)方案為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種密封循環(huán)系統(tǒng)用多位紡絲風(fēng)量控制裝置，包括側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置、側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置、甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置、甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置和控制器；所述側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置包括電阻體TE1、標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FTl和控制閥VI，所述側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置包括壓力變送器PT2和控制閥V2，所述甫道風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置包括電阻體TE4、標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FT4和控制閥V4，所述甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置包括壓力變送器PT3和控制閥V3;所述側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置和側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置設(shè)置在每個紡絲位的側(cè)吹風(fēng)進(jìn)風(fēng)管道和側(cè)吹風(fēng)回風(fēng)管道上，所述甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置和甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置設(shè)置在每個紡絲位的甬道風(fēng)進(jìn)風(fēng)管道和甬道風(fēng)回風(fēng)管道上，在每個紡絲位甬道的絲束出口處設(shè)有氮封閥V5，通過V5施加一定壓力的氮氣阻斷甬道內(nèi)外介質(zhì)交換；所述控制器內(nèi)部設(shè)有側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊、側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊、甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊和甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊；所述電阻體TEl的輸出端和標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FTl的輸出端連接側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊的輸入端，側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊的輸出端連接控制閥Vl ;所述壓力變送器PT2的輸出端連接側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊的輸入端，側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊的輸出端連接控制閥V2 ;所述電阻體TE4的輸出端和標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FT4的輸出端連接甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊的輸入端，甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊的輸出端連接控制閥V4 ;所述壓力變送器PT3的輸出端連接甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊的輸入端，甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊的輸出端連接控制閥V3。
本發(fā)明提供的密封循環(huán)系統(tǒng)用多位紡絲風(fēng)量控制裝置，由于絲束運行的關(guān)系，在機(jī)械上不能做到完全密封，需要通過對整個裝置管道內(nèi)的風(fēng)壓控制，阻斷風(fēng)道內(nèi)外氣體交換，保證整個裝置為實際密封循環(huán)的工作系統(tǒng)。在本發(fā)明中，通過對各個紡位的回風(fēng)壓力控制與總管的尾風(fēng)壓力精確控制，將循環(huán)風(fēng)道非機(jī)械密封處的壓力保持在非常接近于環(huán)境大氣壓值附近，只在絲束出口的開口處使用少量氮氣風(fēng)，阻斷循環(huán)管道與周圍大氣的氣體交換，使多位紡絲風(fēng)量循環(huán)系統(tǒng)在實際上機(jī)械不密封情況下，構(gòu)成了實際的密封系統(tǒng)。所述控制器可以為PLC控制器。一種針對本發(fā)明提供的密封循環(huán)系統(tǒng)用多位紡絲風(fēng)量控制裝置的控制方法，主要包括(a)側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制、(b)側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制、(C)甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制和(d)甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制幾個部分其中，(a)側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制包括如下步驟 (al)側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊通過電阻體TEl和標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FTl提供的信息計算側(cè)吹風(fēng)實際流量值；(a2)比較側(cè)吹風(fēng)實際流量值與側(cè)吹風(fēng)設(shè)定流量值的差值A(chǔ)F1，判斷差值A(chǔ)Fl是否為零，若判斷結(jié)果為是返回步驟(al)；(a3)若步驟(a2)的判斷結(jié)果為否，則調(diào)節(jié)控制閥Vl開度；(a4)返回步驟(al)；其中，(b)側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制包括如下步驟(bl)側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊通過壓力變送器PT2提供的信息計算側(cè)吹回風(fēng)實際壓力值；(b2)比較側(cè)吹回風(fēng)實際壓力值與側(cè)吹回風(fēng)設(shè)定壓力值的差值A(chǔ)P2，判斷差值A(chǔ)P2是否為零，若判斷結(jié)果為是返回步驟(bl)；(b3)若步驟(b2)的判斷結(jié)果為否，則調(diào)節(jié)控制閥V2開度；(b4)返回步驟(bl)；其中，(c)甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制包括如下步驟 (cI)甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊通過電阻體TE4和標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FT4提供的信息計算甬道風(fēng)實際流量值；(c2)比較甬道風(fēng)實際流量值與甬道風(fēng)設(shè)定流量值的差值A(chǔ)F4，判斷差值A(chǔ)F4是否為零，若判斷結(jié)果為是返回步驟(Cl)；(c3)若步驟(c2)的判斷結(jié)果為否，則調(diào)節(jié)控制閥V4開度；(c4)返回步驟(Cl)；其中，(d)甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制包括如下步驟
(dl)甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊通過壓力變送器PT3提供的信息計算甬道回風(fēng)實際壓力值；(d2)比較甬道回風(fēng)實際壓力值與甬道回風(fēng)設(shè)定壓力值的差值A(chǔ)P3，判斷差值A(chǔ)P3是否為零，若判斷結(jié)果為是返回步驟(dl)；(d3)若步驟(d2)的判斷結(jié)果為否，則調(diào)節(jié)控制閥V3開度；(d4)返回步驟(dl)。本系統(tǒng)采用了傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置差壓/流量計作為流量測量儀表，結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低。標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置是以伯努利方程和流體連續(xù)性方程為依據(jù)，根據(jù)節(jié)流原理，當(dāng)流體流經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)孔板時，在其前后產(chǎn)生壓差，此差壓值與該流量的平方成正比。標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種密封循環(huán)系統(tǒng)用多位紡絲風(fēng)量控制裝置，其特征在于所述控制裝置包括側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置、側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置、甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置、甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置和控制器；所述側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置包括電阻體TE1、標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FTl和控制閥VI，所述側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置包括壓力變送器PT2和控制閥V2，所述甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置包括電阻體TE4、標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FT4和控制閥V4，所述甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置包括壓力變送器PT3和控制閥V3 ;所述側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置和側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置設(shè)置在紡絲位的側(cè)吹風(fēng)進(jìn)風(fēng)管道和側(cè)吹風(fēng)回風(fēng)管道上，所述甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置和甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置設(shè)置在紡絲位的甬道風(fēng)進(jìn)風(fēng)管道和甬道風(fēng)回風(fēng)管道上，在紡絲位甬道的絲束出口處設(shè)有氮封閥V5;所述控制器內(nèi)部設(shè)有側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊、側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊、甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊和甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊；所述電阻體TEl的輸出端和標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FTl的輸出端連接側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊的輸入端，側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊的輸出端連接控制閥Vl ;所述壓力變送器PT2的輸出端連接側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊的輸入端，側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控 制模塊的輸出端連接控制閥V2 ;所述電阻體TE4的輸出端和標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FT4的輸出端連接甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊的輸入端，甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊的輸出端連接控制閥V4 ;所述壓力變送器PT3的輸出端連接甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊的輸入端，甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊的輸出端連接控制閥V3。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的密封循環(huán)系統(tǒng)用多位紡絲風(fēng)量控制裝置，其特征在于所述控制器為PLC控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的密封循環(huán)系統(tǒng)用多位紡絲風(fēng)量控制裝置的控制方法，其特征在于所述控制方法包括(a)側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制、(b)側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制、(C)甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制和(d)甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制； 其中，(a)側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制包括如下步驟 (al)側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊通過電阻體TEl和標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FTl提供的信息計算側(cè)吹風(fēng)實際流量值； (a2)比較側(cè)吹風(fēng)實際流量值與側(cè)吹風(fēng)設(shè)定流量值的差值A(chǔ)F1，判斷差值A(chǔ)Fl是否為零，若判斷結(jié)果為是返回步驟(al)； (a3)若步驟(a2)的判斷結(jié)果為否，則調(diào)節(jié)控制閥Vl開度； (a4)返回步驟(al)； 其中，(b)側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制包括如下步驟 (bl)側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊通過壓力變送器PT2提供的信息計算側(cè)吹回風(fēng)實際壓力值； (b2)比較側(cè)吹回風(fēng)實際壓力值與側(cè)吹回風(fēng)設(shè)定壓力值的差值A(chǔ)P2，判斷差值A(chǔ)P2是否為零，若判斷結(jié)果為是返回步驟(bl)； (b3)若步驟(b2)的判斷結(jié)果為否，則調(diào)節(jié)控制閥V2開度； (b4)返回步驟(bl)； 其中，(c)甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制包括如下步驟 (cI)甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制模塊通過電阻體TE4和標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置FT4提供的信息計算甬道風(fēng)實際流量值；(c2)比較甬道風(fēng)實際流量值與甬道風(fēng)設(shè)定流量值的差值A(chǔ)F4，判斷差值A(chǔ)F4是否為零，若判斷結(jié)果為是返回步驟(Cl)； (c3)若步驟(c2)的判斷結(jié)果為否，則調(diào)節(jié)控制閥V4開度； (c4)返回步驟(cl)； 其中，(d)甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制包括如下步驟 (dl)甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制模塊通過壓力變送器PT3提供的信息計算甬道回風(fēng)實際壓力值； (d2)比較甬道回風(fēng)實際壓力值與甬道回風(fēng)設(shè)定壓力值的差值A(chǔ)P3，判斷差值A(chǔ)P3是 否為零，若判斷結(jié)果為是返回步驟(dl)； (d3)若步驟(d2)的判斷結(jié)果為否，則調(diào)節(jié)控制閥V3開度； (d4)返回步驟(dl)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種密封循環(huán)系統(tǒng)用多位紡絲風(fēng)量控制裝置及其控制方法，所述控制裝置包括側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置、側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置、甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制裝置、甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制裝置和控制器；所述控制方法包括(a)側(cè)吹風(fēng)流量監(jiān)測控制、(b)側(cè)吹回風(fēng)壓力監(jiān)測控制、(c)甬道風(fēng)流量監(jiān)測控制和(d)甬道回風(fēng)壓力監(jiān)測控制。本發(fā)明提供的控制裝置及其控制方法，利用傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)孔板節(jié)流裝置，通過可編程程序控制器，對密閉循環(huán)系統(tǒng)側(cè)吹風(fēng)流量、甬道風(fēng)流量、側(cè)吹回風(fēng)壓力和甬道回風(fēng)壓力進(jìn)行控制，同時使用非密封管道微小壓力控制阻斷管道內(nèi)外氣體交換，能夠使系統(tǒng)在很寬的溫度范圍內(nèi)保持測量準(zhǔn)確、控制精確穩(wěn)定，且投資成本小。
文檔編號G05B19/05GK102654757SQ201110050028
公開日2012年9月5日 申請日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者周桂存, 楊勇, 沈云, 肖平, 陳建軍, 高玉文 申請人:中國石化儀征化纖股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司