一种适用于纤维素的智能自动化喂料排料系统

技术领域

本发明涉及新溶剂法纤维素制备的技术领域，具体说是一种适用于纤维素的智能自动化喂料排料系统。

背景技术

针对新溶剂法纤维素连续生产工艺的特殊性，对设备的安全生产性能也提出了更高的要求——即对设备进行日常保养、维修和清洗的自动化和智能化就显得更加重要。目前市场上纤维素的喂料排料系统，存在着自动化程度低、清洗难、维护保养难、具有安全隐患等技术问题，既不能满足自动化生产的要求，也不能满足客户及市场需求，还不符合国家对绿色低碳及可持续发展的战略目标的要求。

发明内容

本发明的目的正是为了解决上述技术问题而提出的一种适用于纤维素的智能自动化喂料排料系统。利用本发明能够实现工作工位与辅助工位的灵活切换，满足正常生产状态与工艺调试、维护或清洗等非正常生产状态之间的智能自动转换，能够实现纤维素喂料排料系统的智能自动清洗，为实现无人车间和绿色车间提供了保障。

本发明的目的可通过以下措施来实现：

本发明的一种适用于纤维素的智能自动化喂料排料系统包括通过螺栓结合上下连通的变径进料甬道和落料主甬道，高端连通位于落料主甬道中上部正侧面的侧敞口、低端安装在支腿上且与外部仓储系统连通的排料溜槽组件，安装在落料主甬道的内腔中、通过翻转在封堵侧敞口的工作工位和封堵下料口的辅助工位之间切换的自动挡板阀组件，环布在落料主甬道四周的智能清洗机构，以及DCS控制系统（本发明设计有两个物料通道——当正常生产状态时，自动挡板阀组件处于工作工位，物料沿着上下连通的变径进料甬道、落料主甬道进入后续主设备；当非正常生产状态时，自动挡板阀组件处于辅助工位，物料沿着径进料甬道、自动挡板阀组件中的挡板、排料溜槽组件进入外部仓储系统。本发明通过DCS控制系统联动控制自动挡板阀组件的自动化翻转能够实现工作工位与辅助工位的灵活切换，满足正常生产状态与工艺调试、维护或清洗等非正常生产状态之间的智能自动转换。本发明通过联动智能清洗机构（4）的启闭能够实现智能自动清洗，为实现无人车间和绿色车间提供了保障）；所述落料主甬道是由落料变径段和落料直筒段焊接而成（作为物料通道的组成部分），在落料变径段的上端和落料直筒段的下端均设置有连接法兰Ⅱ（便于快速安装或拆卸），在落料直筒段的左侧面上安装有阀缸安装座（作为减压阀、气缸的安装基础），在落料直筒段的右侧面上安装有观察窗（便于观察落料主甬道的内部情况）；所述自动挡板阀组件包括通过串联减压阀后与外部气源相连通的气管、安装在阀缸安装座上且通过气管串联的电磁阀和气缸、铰接在气缸另一端的曲柄、一头嵌装在曲柄另一端的转轴、以榫槽结合方式插嵌在转轴同一轴测线上的挡板（当需要进行正常生产工序时，DCS控制系统对电磁阀发出控制指令，气管连通，气缸动作，带动曲柄转动，转轴、挡板随着同步转动，最后挡板翻转到位于封堵侧敞口的工作工位，纤维素从变径进料甬道进入落料主甬道，并从落料主甬道的底部下料口下落到相连的后续主设备中。当需要进行工艺调试、维护或清洗等非正常生产工序时，DCS控制系统对电磁阀发出控制指令，气管连通，气缸动作，带动曲柄转动，转轴、挡板随着同步转动，最后挡板翻转到位于封堵下料口的辅助工位，纤维素从变径进料甬道进入落料主甬道并下落到挡板上，再经由排料溜槽组件送入智能化仓储系统）；所述智能清洗机构包括呈盘山路状环布在落料主甬道外围四周、且通过串装电动阀后与外部清洗液存储器相连通的主水管，通过三通和分水管串联后与主水管相连通、且分别垂直插装在落料主甬道的四个筒壁上能向相对方向内壁上呈扇状喷射清洗液的四个喷嘴，在每个喷嘴的周围均布置一个实时监测粘连在落料主甬道内壁上纤维素厚度变化的传感器（当传感器将实时监测的粘连在落料主甬道内壁上纤维素厚度变化值信号传输到DCS控制系统并经智能判断后，需要启动智能清洗机构则对电动阀发出开启指令，外部清洗液存储器内的清洗液进入主水管，随后沿着三通分流到分水管，再从对应的喷嘴呈扇状喷向相对方向的落料主甬道内筒壁进行冲洗，直到传感器后续发来的纤维素厚度值信号达到关闭清洗的要求时，DCS控制系统对电动阀发出关闭指令，清洗停止，这样整个过程就实现了智能自动化的清洗）；所述DCS控制系统与自动挡板阀组件中的电磁阀、智能清洗机构中的电动阀和传感器、后续主设备中的传动系统均以电信号方式联动结合（本发明通过DCS控制系统联动控制自动挡板阀组件的自动化翻转能够实现工作工位与辅助工位的灵活切换，满足正常生产状态与工艺调试、维护或清洗等非正常生产状态之间的智能自动转换。本发明通过联动智能清洗机构的启闭能够实现智能自动清洗，为实现无人车间和绿色车间提供了保障）。

本发明中四个所述喷嘴均布置在落料主甬道的落料直筒段四个筒壁的中心轴侧线上，相对方向的两个喷嘴为上下交错布置、且各自的扇状喷射区构成互补关系（实现对落料主甬道内筒壁的全方位喷洗，避免留有冲洗死角）。

本发明中所述变径进料甬道是由变径进料段和调节进料段通过螺栓连接而成（通过调换合适高度的调节进料段，能够灵活调节进料甬道的整体高度，满足不同物料的进料需求）；在变径进料段的上下端、调节进料段的上端和中部均设置有连接法兰Ⅰ（便于快速更换调节进料段；便于快速与落料主甬道相连）。

本发明中所述排料溜槽组件包括由溜槽固定端和溜槽拼接段通过螺栓连接构成的溜槽（作为非正常生产状态时物料流向外部仓储系统的物料通道组成部分），铰接在溜槽拼接段低端的加长甬道（便于调节接料距离）。

本发明中位于落料主甬道的落料变径段顶端的连接法兰Ⅱ与变径进料甬道的调节进料段底端的连接法兰Ⅰ之间夹放有密封垫（防止上方异物进入落料主甬道）。

本发明中位于所述落料主甬道中落料直筒段底端的连接法兰Ⅱ通过螺纹结合方式与后续主设备相连（便于快速安装以及维修拆卸）。

本发明的工作原理如下：

本发明设计有两个物料通道——当正常生产状态时，自动挡板阀组件处于工作工位，物料沿着上下连通的变径进料甬道、落料主甬道进入后续主设备；当非正常生产状态时，自动挡板阀组件处于辅助工位，物料沿着径进料甬道、自动挡板阀组件中的挡板、排料溜槽组件进入外部仓储系统。本发明通过DCS控制系统联动控制自动挡板阀组件的自动化翻转能够实现工作工位与辅助工位的灵活切换，满足正常生产状态与工艺调试、维护或清洗等非正常生产状态之间的智能自动转换。本发明通过联动智能清洗机构的启闭能够实现智能自动清洗，为实现无人车间和绿色车间提供了保障。

更具体讲，本发明中设计有通过翻转在封堵侧敞口的工作工位和封堵下料口的辅助工位之间切换的自动挡板阀组件，在落料主甬道四周环布有智能清洗机构，且自动挡板阀组件中的电磁阀、智能清洗机构中的电动阀和传感器、后续主设备中的传动系统均与DCS控制系统以电信号方式联动结合。当需要进行正常生产工序时，DCS控制系统对电磁阀发出控制指令，气管连通，气缸动作，带动曲柄转动，转轴、挡板随着同步转动，最后挡板翻转到位于封堵侧敞口的工作工位，纤维素从变径进料甬道进入落料主甬道，并从落料主甬道的底部下料口下落到相连的后续主设备中。当需要进行工艺调试、维护或清洗等非正常生产工序时，DCS控制系统对电磁阀发出控制指令，气管连通，气缸动作，带动曲柄转动，转轴、挡板随着同步转动，最后挡板翻转到位于封堵下料口的辅助工位，纤维素从变径进料甬道进入落料主甬道并下落到挡板上，再经由排料溜槽组件送入智能化仓储系统；其中是否需要启停智能清洗机构，是借助布置在喷嘴的周围实时监测粘连在落料主甬道内壁上纤维素厚度变化的传感器传输到DCS控制系统的信号，由DCS控制系统根据所得信号与预设值对比后智能自动启停智能清洗机构——即当传感器将实时监测的粘连在落料主甬道内壁上纤维素厚度变化值信号传输到DCS控制系统并经智能判断后，需要启动智能清洗机构则对电动阀发出开启指令，外部清洗液存储器内的清洗液进入主水管，随后沿着三通分流到分水管，再从对应的喷嘴呈扇状喷向相对方向的落料主甬道内筒壁进行冲洗，直到传感器后续发来的纤维素厚度值信号达到关闭清洗的要求时，DCS控制系统对电动阀发出关闭指令，清洗停止，这样整个过程就实现了智能自动化的清洗。

本发明的有益效果如下：

利用本发明能够实现工作工位与辅助工位的灵活切换，满足正常生产状态与工艺调试、维护或清洗等非正常生产状态之间的智能自动转换，能够实现纤维素喂料排料系统的智能自动清洗，为实现无人车间和绿色车间提供了保障。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是变径进料甬道的结构示意图。

图3是落料主甬道的结构示意图。

图4是自动挡板阀组件的部分结构示意图。

图5是自动挡板阀组件和智能清洗机构的部分结构及安装示意图。

图6是智能清洗机构的管路连接后视图。

图7是智能清洗机构的管路连接右视图。

图中零件序号说明：1、变径进料甬道，1-1、变径进料段，1-2、调节进料段，1-3、连接法兰Ⅰ；2、落料主甬道，2-1、落料变径段，2-2、落料直筒段，2-3、连接法兰Ⅱ，2-4、阀缸安装座，2-5、观察窗；3、自动挡板阀组件，3-1、减压阀，3-2、气管， 3-3、电磁阀，3-4、气缸，3-5、曲柄，3-6、转轴，3-7、挡板；4、智能清洗机构，4-1、电动阀，4-2、主水管，4-3、三通，4-4、分水管，4-5、喷嘴，4-6、传感器；5、排料溜槽组件，5-1、溜槽，5-1-1、溜槽固定端，5-1-2、溜槽拼接段，5-2、加长甬道；6、DCS控制系统；7、支腿；8、密封垫。

具体实施方式

本发明以下将结合附图作进一步描述：

如图1～图7所示，本发明的一种适用于纤维素的智能自动化喂料排料系统包括通过螺栓结合上下连通的变径进料甬道1和落料主甬道2，高端连通位于落料主甬道2中上部正侧面的侧敞口、低端安装在支腿7上且与外部仓储系统连通的排料溜槽组件5，安装在落料主甬道的内腔中、通过翻转在封堵侧敞口的工作工位和封堵下料口的辅助工位之间切换的自动挡板阀组件3，环布在落料主甬道四周的智能清洗机构4，以及DCS控制系统6（本发明设计有两个物料通道——当正常生产状态时，自动挡板阀组件3处于工作工位，物料沿着上下连通的变径进料甬道1、落料主甬道2进入后续主设备；当非正常生产状态时，自动挡板阀组件3处于辅助工位，物料沿着径进料甬道1、自动挡板阀组件3中的挡板3-7、排料溜槽组件5进入外部仓储系统。本发明通过DCS控制系统6联动控制自动挡板阀组件3的自动化翻转能够实现工作工位与辅助工位的灵活切换，满足正常生产状态与工艺调试、维护或清洗等非正常生产状态之间的智能自动转换。本发明通过联动智能清洗机构4的启闭能够实现智能自动清洗，为实现无人车间和绿色车间提供了保障）；所述落料主甬道2是由落料变径段2-1和落料直筒段2-2焊接而成（作为物料通道的组成部分），在落料变径段2-1的上端和落料直筒段2-2的下端均设置有连接法兰Ⅱ2-3（便于快速安装或拆卸），在落料直筒段2-2的左侧面上安装有阀缸安装座2-4（作为减压阀3-1、气缸3-4的安装基础），在落料直筒段2-2的右侧面上安装有观察窗2-5（便于观察落料主甬道2的内部情况）；所述自动挡板阀组件3包括通过串联减压阀3-1后与外部气源相连通的气管3-2、安装在阀缸安装座2-4上且通过气管串联的电磁阀3-3和气缸3-4、铰接在气缸另一端的曲柄3-5、一头嵌装在曲柄另一端的转轴3-6、以榫槽结合方式插嵌在转轴同一轴测线上的挡板3-7（当需要进行正常生产工序时，DCS控制系统6对电磁阀3-3发出控制指令，气管3-2连通，气缸3-4动作，带动曲柄3-5转动，转轴3-6、挡板3-7随着同步转动，最后挡板3-7翻转到位于封堵侧敞口的工作工位，纤维素从变径进料甬道1进入落料主甬道2，并从落料主甬道2的底部下料口下落到相连的后续主设备中。当需要进行工艺调试、维护或清洗等非正常生产工序时，DCS控制系统6对电磁阀3-3发出控制指令，气管3-2连通，气缸3-4动作，带动曲柄3-5转动，转轴3-6、挡板3-7随着同步转动，最后挡板3-7翻转到位于封堵下料口的辅助工位，纤维素从变径进料甬道1进入落料主甬道2并下落到挡板3-7上，再经由排料溜槽组件5送入智能化仓储系统）；所述智能清洗机构4包括呈盘山路状环布在落料主甬道外围四周、且通过串装电动阀4-1后与外部清洗液存储器相连通的主水管4-2，通过三通4-3和分水管4-4串联后与主水管相连通、且分别垂直插装在落料主甬道的四个筒壁上能向相对方向内壁上呈扇状喷射清洗液的四个喷嘴4-5，在每个喷嘴4-5的周围均布置一个实时监测粘连在落料主甬道内壁上纤维素厚度变化的传感器4-6（当传感器4-6将实时监测的粘连在落料主甬道内壁上纤维素厚度变化值信号传输到DCS控制系统6并经智能判断后，需要启动智能清洗机构4则对电动阀4-1发出开启指令，外部清洗液存储器内的清洗液进入主水管4-2，随后沿着三通4-3分流到分水管4-4，再从对应的喷嘴4-5呈扇状喷向相对方向的落料主甬道内筒壁进行冲洗，直到传感器4-6后续发来的纤维素厚度值信号达到关闭清洗的要求时，DCS控制系统6对电动阀4-1发出关闭指令，清洗停止，这样整个过程就实现了智能自动化的清洗）；所述DCS控制系统6与自动挡板阀组件3中的电磁阀3-3、智能清洗机构4中的电动阀4-1和传感器4-6、后续主设备中的传动系统均以电信号方式联动结合（本发明通过DCS控制系统6联动控制自动挡板阀组件3的自动化翻转能够实现工作工位与辅助工位的灵活切换，满足正常生产状态与工艺调试、维护或清洗等非正常生产状态之间的智能自动转换。本发明通过联动智能清洗机构4的启闭能够实现智能自动清洗，为实现无人车间和绿色车间提供了保障）。

本发明中四个所述喷嘴4-5均布置在落料主甬道2的落料直筒段2-2四个筒壁的中心轴侧线上，相对方向的两个喷嘴4-5为上下交错布置、且各自的扇状喷射区构成互补关系（实现对落料主甬道2内筒壁的全方位喷洗，避免留有冲洗死角）。

本发明中所述变径进料甬道1是由变径进料段1-1和调节进料段1-2通过螺栓连接而成（通过调换合适高度的调节进料段1-2，能够灵活调节进料甬道1的整体高度，满足不同物料的进料需求）；在变径进料段1-1的上下端、调节进料段1-2的上端和中部均设置有连接法兰Ⅰ1-3（便于快速更换调节进料段1-2；便于快速与落料主甬道2相连）。

本发明中所述排料溜槽组件5包括由溜槽固定端5-1-1和溜槽拼接段5-1-2通过螺栓连接构成的溜槽5-1（作为非正常生产状态时物料流向外部仓储系统的物料通道组成部分），铰接在溜槽拼接段5-1-2低端的加长甬道5-2（便于调节接料距离）。

本发明中位于落料主甬道2的落料变径段2-1顶端的连接法兰Ⅱ2-3与变径进料甬道1的调节进料段1-2底端的连接法兰Ⅰ1-3之间夹放有密封垫8（防止上方异物进入落料主甬道2）。

本发明中位于所述落料主甬道2中落料直筒段2-2底端的连接法兰Ⅱ2-3通过螺纹结合方式与后续主设备相连（便于快速安装以及维修拆卸）。

本发明的具体使用情况如下：

在使用本发明之前，首先按照上述结构描述及附图所示的相对装配关系组装好本发明。本发明组装和连接完毕后，就可以投入正常使用。

当需要进行正常生产序时，DCS控制系统6对电磁阀3-3发出控制指令，气管3-2连通，气缸3-4动作，带动曲柄3-5转动，转轴3-6、挡板3-7随着同步转动，最后挡板3-7翻转到位于封堵侧敞口的工作工位，纤维素从变径进料甬道1进入落料主甬道2，并从落料主甬道2的底部下料口下落到相连的后续主设备中。

当需要进行工艺调试、维护或清洗等非正常生产时，DCS控制系统6对电磁阀3-3发出控制指令，气管3-2连通，气缸3-4动作，带动曲柄3-5转动，转轴3-6、挡板3-7随着同步转动，最后挡板3-7翻转到位于封堵下料口的辅助工位，纤维素从变径进料甬道1进入落料主甬道2并下落到挡板3-7上，再经由排料溜槽组件5送入智能化仓储系统。其中是否需要启停智能清洗机构4，是借助布置在喷嘴4-5的周围实时监测粘连在落料主甬道内壁上纤维素厚度变化的传感器4-6传输到DCS控制系统6的信号，由DCS控制系统6根据所得信号与预设值对比后智能自动启停智能清洗机构4——即当传感器4-6将实时监测的粘连在落料主甬道内壁上纤维素厚度变化值信号传输到DCS控制系统6并经智能判断后，需要启动智能清洗机构4则对电动阀4-1发出开启指令，外部清洗液存储器内的清洗液进入主水管4-2，随后沿着三通4-3分流到分水管4-4，再从对应的喷嘴4-5呈扇状喷向相对方向的落料主甬道内筒壁进行冲洗，直到传感器4-6后续发来的纤维素厚度值信号达到关闭清洗的要求时，DCS控制系统6对电动阀4-1发出关闭指令，清洗停止，这样整个过程就实现了智能自动化的清洗。