專利名稱:徽機(jī)控制間歇式節(jié)能烤花設(shè)備的制作方法
本實(shí)用新型涉及一種采用微機(jī)控溫裝置調(diào)節(jié)與控制溫度的間歇式熱工設(shè)備，特別是一種節(jié)能的間歇套式烤花設(shè)備。適合于最高燒成溫度在1000℃以下的陶瓷、玻璃和搪瓷等硅酸鹽制品的烤花、素?zé)?br>眾所周知，陶瓷生產(chǎn)廠的熱工設(shè)備，每年都要消耗大量的能源、熱效率不高，尤其是間歇式窯爐，其熱效率更低、窯體的積、散熱要占到總熱耗的15－25％，減少這部分的熱耗，對提高窯爐的熱效率、節(jié)約能源，將有重要的意義。自硅酸鋁纖維保溫材料問世以來，現(xiàn)有的間歇式陶瓷烤花窯爐開始采用“硅酸鋁纖維材料貼面的硅藻土磚”保溫結(jié)構(gòu)，由于硅酸鋁纖維材料的蓄熱少，減少了熱滯后效應(yīng)，可適應(yīng)快速燒成工藝。但是，如果升溫程序不能得到合理控制，易造成制品的開裂及其它彩燒缺陷，而現(xiàn)有的陶瓷烤花窯爐仍靠人工憑經(jīng)驗(yàn)合電閘來控制升溫程序，烤花時(shí)間長達(dá)5小時(shí)，能耗約920千卡／kg瓷，熱效率仍然較低，最佳的節(jié)能快燒工藝仍難以在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)由于現(xiàn)有的陶瓷間歇式烤花窯是井式結(jié)構(gòu)，制品進(jìn)出窯時(shí)容易碰撞，以致產(chǎn)生彩燒缺陷，并且工人的勞動強(qiáng)度大。電阻絲發(fā)熱體僅靠硅酸鋁纖維氈來托放和電阻絲制的卡子固定在窯體內(nèi)表面，電阻絲容易被拉長，影響其使用壽命并發(fā)熱不均勻，而且硅酸鋁纖維受電阻絲表面高溫輻射而易損壞。硅酸鋁纖維氈僅用高溫粘接劑粘接在硅藻土磚窯壁上，其大面積粘接效果較差，特別是硅酸鋁纖維與窯體平行更易造成脫落。
本實(shí)用新型的任務(wù)是要提出一種采用微機(jī)控制升溫程序的節(jié)能的間歇式套式輕體烤花設(shè)備，它蓄熱、散熱少、熱效率高，能適應(yīng)快速燒成工藝(烤花時(shí)間約2小時(shí))，能耗僅336千卡／kg瓷。實(shí)現(xiàn)節(jié)能指標(biāo)60％，本設(shè)備并能夠方便地使烤花過程按產(chǎn)品的烤花工藝要求編制的最佳燒成曲線自動進(jìn)行。
本實(shí)用新型是以如下方式完成的本實(shí)用新型由節(jié)能間歇式烤花窯與微機(jī)控溫裝置組合而成，配套使用，微機(jī)控溫裝置對烤花過程進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)與控制，微機(jī)控溫裝置的工作原理是微機(jī)控溫裝置每隔一定時(shí)間對窯溫采樣測量一次，即將采樣測量的毫伏數(shù)通過溫度變送器變成毫安電流信號，再通過采樣電阻取出與毫安數(shù)對應(yīng)的電壓信號。并同時(shí)計(jì)算出該時(shí)間的給定值，爾后算出偏差。該偏差首先用來選擇控制方式，并計(jì)算調(diào)節(jié)量，通過可控硅調(diào)壓器進(jìn)行控制，在輸出調(diào)節(jié)量后再用偏差計(jì)算評價(jià)函數(shù)I＝∫∞0｜ek｜dt＝Σon]]>｜ek｜進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化選擇工作，采樣周期的選擇我們知道數(shù)字計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，實(shí)際上是一個(gè)采樣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，采樣過程是將連續(xù)變化的模擬信號按一定的時(shí)間間隔，抽樣為離散的采樣信號。顯然，采樣周期過長，將會丟失變化的信息，造成信號的“失真”。采樣定理給出了確定周期(T)的上限的原則T≤ 1/(2fm) (其中fm為信號上限頻率)。另外，在采樣反饋控制系統(tǒng)中，周期過大，對系統(tǒng)的動態(tài)性能不利，甚至?xí)?dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定。因此，采樣周期可盡量取得小一些，采樣周期小對系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)是有利的。但當(dāng)采樣周期小到一定值再減小就無意義了，而且會增加計(jì)算機(jī)的負(fù)擔(dān)?？紤]精度的要求和計(jì)算機(jī)控制算法時(shí)間的限制，本實(shí)用新型一種具體實(shí)施例在試烤中通過對幾種采樣周期的調(diào)節(jié)品質(zhì)比較后，選定采樣周期為1秒。這樣，就賦于控制系統(tǒng)自動搜索最佳工況的自適應(yīng)能力，使它在任何情況下都具有良好的調(diào)節(jié)品質(zhì)，進(jìn)而保證了控制對象－－節(jié)能間歇套式烤花窯在烤花過程中始終處于最佳工作狀態(tài)，嚴(yán)格按照最佳節(jié)能烤花工藝曲線自動、準(zhǔn)確地?zé)?。也就是說，微機(jī)控溫裝置為節(jié)能間歇套式烤花窯高度節(jié)能所必須的快燒工藝提供了一種可行的控制手段。
節(jié)能間歇套式烤花窯采用窯底座和窯門固定，殼體移動的套式傳動結(jié)構(gòu)形式，活動殼體可在有效行程內(nèi)隨意移動，制品裝在固定的窯底座上窯具內(nèi)，有效地克服了現(xiàn)有烤花窯因進(jìn)出窯時(shí)制品碰撞所產(chǎn)生的缺陷，窯體采用金屬外殼，硅酸鋁纖維內(nèi)壁，設(shè)計(jì)異型硅酸鋁纖維氈每決相互咬合成型，硅酸鋁纖維內(nèi)壁與金屬外殼間采用高溫粘接劑和陶瓷瓷螺栓固定，本實(shí)用新型以電為熱源，采用電阻絲為發(fā)熱體，將石英玻璃棒穿入電阻絲內(nèi)支撐固定在窯體內(nèi)壁表面的不銹鋼支架上(除底座內(nèi)表面外)，以保護(hù)硅酸鋁纖維不受電阻絲表面高溫輻射而損壞，同時(shí)也增加了熱輻射面積，使電阻絲不致于被拉長，可延長電阻絲使用壽命并發(fā)熱均勻。電阻絲的分布為上稀下密，合理安排不同規(guī)格的電阻絲，以使窯內(nèi)溫度均勻，窯下部四周設(shè)有進(jìn)氣孔，可不定期地通入氣體。窯頂裝有測溫孔及排氣煙囪，可以排放一些廢氣，冷卻時(shí)也可作為散熱孔使用，以提高產(chǎn)品光澤度、降低制品的鉛溶出量。窯體下部設(shè)有砂封槽和密封裙板，窯內(nèi)配有層架式耐熱鋼窯具，窯具內(nèi)可用耐熱鋼板隔成數(shù)層，每層高度可根據(jù)制品而定，以滿足各種規(guī)格的制品要求。
本實(shí)用新型集微機(jī)新技術(shù)、硅酸鋁纖維新材料、合理的套式傳動結(jié)構(gòu)、節(jié)能的快燒工藝于一體，實(shí)現(xiàn)節(jié)能指標(biāo)達(dá)60％。本實(shí)用新型具體實(shí)施例，經(jīng)測定每窯耗電43度，與同容量的現(xiàn)有間歇式陶瓷烤花窯相比，每窯節(jié)電65度，年節(jié)電達(dá)19500度(按年工作日300天，每天1窯計(jì)算)。
以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述
圖1是本實(shí)用新型一種窯體具體結(jié)構(gòu)主視示意圖。
圖2是圖1(1)處剖視示意圖。
圖3是圖1(2)處剖視示意圖。
圖4是本實(shí)用新型一種窯體具體結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
圖5是本實(shí)用新型一種窯體具體結(jié)構(gòu)側(cè)視示意圖。
圖6是本實(shí)用新型一種微機(jī)控溫原理框圖。
參照圖1、圖2、圖3、圖4、圖5，窯底座和窯門(1)用4號角鋼焊為一整體，活動殼體(7)采用3號角鋼焊接而成，外表面采用鋁合金板封蓋，在窯底座上設(shè)有軌道(9)，殼體(7)下端設(shè)有四個(gè)滾輪(8)，殼體(7)可在窯底座上軌道(9)和延伸軌道的有效行程內(nèi)移動。關(guān)窯時(shí)殼體(7)向窯門方向移動，開窯時(shí)殼體(7)借助滾輪(8)推離窯門，窯體采用硅酸鋁纖維氈(2)與鋁合金板外殼間采用高溫粘接劑和陶瓷螺栓旋鉤(14)，陶瓷螺栓(15)固定，用石英玻璃管(13)穿入發(fā)熱體電阻絲(12)內(nèi)，穩(wěn)定在不銹鋼支架(17)上，不銹鋼支架(17)通過固定在鋁合金板外殼上的絕緣子(16)固定，在殼體(7)下端設(shè)有切向孔洞四個(gè)，以作通氣使用，殼體外壁設(shè)有接線端板(5)和保護(hù)端罩(6)，殼體(7)頂端設(shè)有煙囪法蘭(3)和熱電偶支座(4)，窯底座上設(shè)有砂封槽(11)，在殼體(7)下部設(shè)有密封裙板(10)，裝窯后，殼體(7)推向窯門時(shí)，密封裙板(10)就插入砂封槽(11)內(nèi)，借助砂封槽(11)內(nèi)的砂子，起到密封作用。
參照圖6，微機(jī)控溫裝置的工作原理是，Z80單板微型機(jī)(19)，每隔一定時(shí)間對窯爐頂部窯溫采樣測量一次，同時(shí)熱電偶(23)將所取得的窯內(nèi)溫度的毫伏信號通過DBW溫度變送器(24)變成0－10mA電流信號，再通過1K采樣電阻，取出與mA對應(yīng)的0－10V信號并同時(shí)計(jì)算出該時(shí)間的給定值，爾后算出偏差ek，該偏差首先用來選擇控制方式，并計(jì)算調(diào)節(jié)量PK，通過ZK－03可控硅電壓調(diào)整器(20)，通過調(diào)整窯爐電源電壓來改變工作電流的大小，從而控制窯內(nèi)溫度。XCT－101溫度顯示儀表(25)，可直接顯示窯溫?cái)?shù)值，并在達(dá)到給定的燒成溫度時(shí)，自動切斷加熱電源，同時(shí)啟動蜂鳴器，以提醒操作人員及時(shí)關(guān)機(jī)(即關(guān)閉微機(jī)電源(18))。考慮到節(jié)能間歇套式烤花設(shè)備其燒成曲線是按固定程序而變化的，因此控制系統(tǒng)是一種數(shù)字程序調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為了使微機(jī)控制節(jié)能間歇套式烤花設(shè)備適應(yīng)更換制品品種，裝載量變化和發(fā)熱體陽值變化等情況的能力，使之不僅適用于陶瓷行業(yè)彩燒各種制品，又能適應(yīng)于玻璃、搪瓷、機(jī)械等行業(yè)的不同用途和要求，采用自校正調(diào)節(jié)器，即調(diào)節(jié)參數(shù)可以隨環(huán)境和特性的變化而自動整定。所以，對于各種不同的運(yùn)行條件，系統(tǒng)都能很好地工作，并使被控過程輸出對其設(shè)定值的偏差達(dá)到最小，產(chǎn)品的質(zhì)量自然比較穩(wěn)定，同時(shí)，也可節(jié)省能源的消耗，另外，這種自校正調(diào)節(jié)器，算法簡單，可以在單板機(jī)上實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型實(shí)施的一種具體微機(jī)控溫裝置可控制八臺烤花窯連續(xù)工作，以提高微機(jī)控溫裝置的使用率，降低設(shè)備造價(jià)，對用戶來說，經(jīng)濟(jì)上合算。
權(quán)利要求
1.一個(gè)由窯底座和窯門(1)、硅酸鋁纖維氈(2)、煙囪法蘭(3)、熱電偶支座(4)、接線端板(5)、保護(hù)端罩(6)、殼體(7)、電阻絲(12)、密封裙板(10)、砂封槽(11)所組成的節(jié)能間歇套式烤花設(shè)備、其特征在于組合微機(jī)控溫裝置。
2.如權(quán)利要求
1所述的節(jié)能間歇套式烤花設(shè)備，其特征在于在窯底座上設(shè)有軌道(9)、殼體下端設(shè)有滾輪(8)，殼體(7)可在窯底座上軌道(9)和延伸軌道的有效行程內(nèi)移動。
3.如權(quán)利要求
1或權(quán)利要求
2所述的節(jié)能間歇套式烤花設(shè)備，其特征在于硅酸鋁纖維(2)內(nèi)壁與金屬外殼間采用高溫粘接劑和陶瓷螺栓旋鉤(14)、陶瓷螺栓(15)固定。
4.如權(quán)利要求
3所述的節(jié)能間歇套式烤花設(shè)備，其特征在于用石英玻璃管(13)穿入發(fā)熱體電阻絲(12)內(nèi)，穩(wěn)定在不銹鋼支架(17)上，不銹鋼支架(17)通過固定在金屬外殼上的絕緣子(16)固定在硅酸鋁纖維(7)內(nèi)壁表面上。
專利摘要
本實(shí)用新型提供了一種采用微機(jī)控溫裝置調(diào)節(jié)與控制溫度的節(jié)能間歇套式烤花設(shè)備，適合于最高燒成溫度在1000℃以下的陶瓷。玻璃和搪瓷等硅酸鹽制品的烤花、素?zé)Ｔ撛O(shè)備的特點(diǎn)是能夠方便地使烤花過程按產(chǎn)品的烤花工藝要求編制的升溫曲線自動進(jìn)行，采用活動殼體，有效地克服了現(xiàn)有烤花窯因進(jìn)出窯時(shí)制品碰撞所產(chǎn)生的缺陷，該設(shè)備與現(xiàn)有的間歇式烤花設(shè)備相比，節(jié)能高達(dá)60％。
文檔編號G05D23/22GK87202357SQ87202357
公開日1988年6月15日 申請日期1987年2月28日
發(fā)明者虞雪琴, 陳吉秀, 洪銓 申請人:輕工業(yè)部陶瓷工業(yè)科學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan