宋晓光

(大宇制纸有限公司，黑龙江牡丹江，157013)

一种超高压摆动喷淋设备的应用实践

宋晓光

(大宇制纸有限公司，黑龙江牡丹江，157013)

介绍了一种采用步进电机做为驱动装置的超高压摆动喷淋设备在生产中的应用情况。

步进电机;摆动喷淋设备;驱动装置

造纸毛布是造纸厂重要的脱水器材，也是贵重易耗品，它在纸机的压榨部起到传送、脱水、垫层等作用。造纸毛布的透气性、透水性和含水量等是生产和使用过程中评价造纸毛布品质重要的物理性能指标，毛布的通透清洗与否直接影响到造纸厂的生产效率、产品质量和生产成本。纸浆纤维、杂质等，尤其是具有黏性的物质进入毛布，如洗涤不够，随着反复压榨，毛布逐步被压实，这些滞留物使毛布脱水通道堵塞而迫使毛布因压花 (即毛布印)而提前下机。不仅如此，在造纸生产中，随着二次纤维回用量的增加，其中的热熔物、施胶剂和无机填料、细小纤维等黏附在一起沉积在压榨毛布上，就会缩短毛布的使用寿命，影响纸幅脱水，从而对产品质量产生影响。基于此，在纸机的脱水毛布区域采用超高压摆动喷淋设备，对运行的毛布进行洗涤，可以使毛布的清洁度达到生产要求，加强对毛布的清洗，清除掉堵塞毛布毛孔的细小纤维组分，可以保证生产纸张的质量，延长毛布使用寿命，这对于提高产量，降低生产成本，有着积极的作用。

1 原喷淋设备存在的问题

(1)原超高压摆动喷淋采用异步电机配套减速器，采用曲柄滑块机构带动所连接的喷淋杆运动，使喷淋杆做来回往复运动。由于曲柄滑块机构运行轨迹为正弦曲线，因此整个运动周期为非匀速状态，喷淋杆直线运行速度不均，因此，对毛布的洗涤不均匀，清洗不到位。而且由于运行速度较快，完成一个往返运行周期仅需6 s左右，因此对毛布的清洗效果较差。

(2)原喷淋机构往返换程时间长。换程时有1 s的滞缓时间，形成高压 (20 MPa)水针形水流在一个固定时间内冲洗毛布的区域，会对毛布长期运行产生损坏。

(3)在更换纸种时，产品定量不同，纸机车速也不同。原摆动喷淋机构不能进行调节，从而不能适应匹配的纸机速度。

针对以上问题，采用了以步进电机作为驱动装置的超高压摆动喷淋设备代替原有喷淋设备。

2 步进电机驱动的摆动喷淋设备

(1)该摆动喷淋设备由步进电机组成的摆动器和喷淋杆组成 (见图1)。由步进电机传动，通过前置相连的滚珠丝杠结构，带动滚珠丝杠产生连续、均匀、高精度地运行，从而稳定输出推力、拉力。由此完成喷淋杆的前后伸缩运行。由于步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号时，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度 (称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。

因此，高压摆动喷淋装置采用步进电机驱动，具有直线运动均匀准确，运行速度可调，往返换程时间短 (小于10 ms)的优点，从而确保了高压水针流对压榨部毛布等需清洁区域的高效率的洗涤。该摆动器可与纸机的速度连锁摆动，实现喷淋杆的运行速度与纸机的运行速度相匹配，从而达到高效的清洗效果。采用新型的喷淋机构，单程运行120 mm，需6 min，从而大大延长了对毛布的清洗时间。

(2)摆动装置与喷淋杆连接为柱销连接。由于与之相连的步进电机摆动体外形为圆柱形，可以在任意旋转角度后再行固定，这样就保证了与相配的喷淋杆的针形水流的喷淋方向可以任意调节，从而在实际生产中，使喷淋角度的调节达到最优化，而且对周围毛布及附属机构不产生影响，安装调节简单方便。

(3)具有自清洗装置。这种自清洗集成系统可在不必关闭整个喷淋系统的情况下自动清洗，在这个装置内部有一个旋转刷型清洗组件，通过转动外部手轮人工操作。在清洗过程中，不锈钢清洗刷子擦洗喷淋管的内部及喷嘴口。转动手轮的同时，打开冲洗阀，由于是反向冲洗，使得在数秒钟内清除的积存碎屑，在高压水流的冲击下，直接从冲洗阀排出，不会沾污所要喷射的表面。每段清洗刷子以间距120 mm的距离进行交错排列布置，刷子段之间的大流通道能够使系统清洗得更快捷和彻底。

(4)润滑与排污。摆动器有一注油口 (见图2)，与之相对应的地方有一泄油口，在注油时，同时打开。此时新油脂注入时，挤出旧油脂。待新油脂出现，即可完成一次注油更新工作。这种机构的设置，不但使注油工作直观，而且还可对腔体中正在使用的油脂进行分析，从而合理地编制润滑工作记录和润滑周期。在整个注油过程不必停机，可在线进行油脂的取样检查分析。

3 主要技术参数

速度行程:可调行程长度在1～300 mm之间，摆动器速度在10～300 mm/min，摆动位置和速度可实时监控连锁。

控制方式:带编码器的闭环控制，可以与纸机速度连锁。

环境温度:－10℃ ～60℃，系统功耗:0.9～1.1 kW。

工作压力:1.5～2.0 MPa。

4 使用效果对比

设备更新前，在原喷淋系统的洗涤条件下，纸机毛布平均使用时间大约为45天。采用步进电机驱动的摆动喷淋装置后，由于清洗均匀，毛布印明显减少，毛布使用时间在50～60天左右，毛布使用寿命可以延长10%以上，达到了提高产品质量，降低生产成本的目的。

The Structure and Application of Ultra High Pressure Oscillator Shower

SONG Xiao-guang
(Daewoo Paper Mfg．Co．，Ltd．，Mudanjiang，Heilongjiang Province，157013)

The article introduces the application of the ultra high pressure shower which is driven by stepping motor，analyses its driving feature and structure and compares its different parts with the old equipment．

stepping motor;oscillator showing;felt

TS737+.6

B

0254-508X(2012)01-0072-02

宋晓光先生，工程师;主要从事设备管理、技术改造及新产品开发工作。

(E-mail:sdrjhljmdj@163．com)

2011-08-03

(责任编辑:赵旸宇)