优化纸浆浓度调节器的安装方式及构成

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：构成纸浆浓度调节器的主要组成部分，除了感测元件之外，其他组成部分与一般的自动调节器相同。纸浆浓度调节器又有两种安装方式，一种是把部分纸浆引出，通过感测元件，称为分流式；另一种是全部纸浆都通过感测元件，称为全通过式。图3-4为局部阻力型的浓度调节器。这种浓度调节器的感测元件是纸浆通过一定直径的弯管，因流动阻力引起的浆位变化而反映出浓度的变化。

稳定纸料的浓度是保证造纸机正常操作，防止纸页定量波动的必要条件。在纸机前的供浆系统中，使用浓度调节器的地方有：配浆箱之前，稳定各种纸浆的浓度；成浆池后纸浆的稀释之前，稳定进入调浆箱的纸浆浓度；还有在进纸机流浆箱之前，设置低浓度的浓度调节器（如光电式浓度变送器）。

构成纸浆浓度调节器的主要组成部分，除了感测元件之外，其他组成部分（如调节器、执行机构等）与一般的自动调节器相同。

感测纸浆浓度的方法主要有两种，一种是根据纸浆的水力学性质测量浓度；另一种是利用纸浆对电磁波、超声波、光波的吸收程度来测量浓度。现在普遍使用的是利用纸浆流体力学性质的浓度感测办法。这种方法的感测元件基本上有两种类型，第一种是利用纸浆流动所产生的局部阻力测量浓度；第二种是利用转动元件（桨叶、锥体、转盘、球体）或者是在流动浆管内插入静止的元件，测量纸浆抵抗剪切的变形阻力。

纸浆浓度调节器又有两种安装方式，一种是把部分纸浆引出，通过感测元件，称为分流式；另一种是全部纸浆都通过感测元件，称为全通过式。

图3-4为局部阻力型的浓度调节器。这种浓度调节器的感测元件是纸浆通过一定直径的弯管，因流动阻力引起的浆位变化而反映出浓度的变化。这种感测浓度的方法实质上就是将浓度的测量转变成浆位的测量。在图3-4中利用一个溢流箱保持箱内浆位的稳定，箱壁有锐边的孔口分出一定容积的浆料至测量室，测量室内有用来测量纸浆液位的吹气管及排料的弯管。因通过锐孔的压头损失仅与速度有关，在溢流箱中的液面恒定的情况下，通过锐孔的流量保持不变。由此可见，测量室中的液面就是纸浆通过弯管的压头损失，压头损失又随浓度而改变。因此，测量室中的液面反映出浓度的高低。液面的变化由吹气式液面计输出气压信号，通过调节器的作用，开关稀释水的控制阀。为了改善调节器的动力特性，在纸浆入口附加柱塞，以提高该区域的速度，减小测量系统的过渡时间滞后。

图3-4 局部阻力型浓度调节器

1—稳压室 2—测量室 3—吹气管 4—锐边孔口 5—排料弯管 6—柱塞 7—信号转换器 8—调节阀 9—浆池 10—浆泵

图3-5为具有转动测量元件的浓度调节器。浓度的感测元件是一个由电动机带动旋转的桨叶，电动机的定子又可以绕本身的轴而转动。当纸浆的浓度发生变化时，抵抗桨叶剪切的阻力也跟着变化，使电动机的定子向与叶片相反方向扭转，定子的扭转量通过弹簧元件控制气动执行机构而产生调节作用。

图3-6为刀式浓度调节器。它的浓度感测元件是一个装在管道内的静止弯刀，在正常条件下，弯刀上同时作用两种力：第一种力F，是由于纸浆在刀身的侧平面上流过而产生的形变阻力；第二种力F₁及F′₁，分别是由于刀身迎向浆流的前端和后尾边缘上，浆料冲击和剪切的结果。这两个力各自垂直于自身的表面，是引起压力降的基本作用力，但因刀身的几何形状对称，力F₁和F′₁的力矩各自抵消。剩下的力F作用于封闭中心轴线上而产生测量力矩。纸浆浓度的改变使这一力矩也跟着变化，通过力臂和摇臂的移动，控制挡板—喷嘴输出的气压信号，使气动调节器系统产生调节作用。

以上的流体力学式的浓度测量元件，测量浓度的范围比较狭窄。局部阻力型可靠测量范围为1.5%～4%，超出这一范围其误差可达±10%～15%；切变阻力型的测量范围为0.6%～6%，在此范围之外也不能获得满意的结果。这是因为这两类测量元件在测量范围之外阻力与浓度不呈线性关系。

图3-5 转子式浓度调节器

1—浆液槽 2—转子感测元件 3—检测变送器 4—白水调节阀 5—浆池 6—浆泵

图3-6 刀式浓度调节器

1—弯刀感测元件 2—摇臂 3—摇臂转轮 4—挠性连接器 5—喷嘴挡板 6—气动调节系统

优化纸浆浓度调节器的安装方式及构成

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