【文章內(nèi)容簡介】 也是造紙機上發(fā)展最快的部件之一。在國際 上已有諸如 Voith、 Metso、GL＆ V、 KADANT 等制造及相關(guān)自動化企業(yè)。 流漿箱的功能 , 概括地說 , 就是沿著造紙機的幅寬方向以一定的噴射角度向網(wǎng)部噴射出紙機抄造工藝所需的均勻一致的一定壓力、速度、流量且內(nèi)部纖維盡可能地均勻分散的上網(wǎng)漿流 , 同時提供紙機幅寬方向的定量、水分的微細調(diào)節(jié) , 以保證獲得所要求質(zhì)量的紙頁。 流漿箱的發(fā)展歷程 , 也是紙頁成形理論不斷完善的過程。 1930 年 ~ 1940 年期間 , 人們對漿流的湍動和紙頁成形的關(guān)系開始有所認識 , 開發(fā)了勻漿輥整流 畢業(yè)設(shè)計報告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 元件。 1950 年 ~ 1970 年期間 , 人們已發(fā)現(xiàn)勻漿輥產(chǎn)生的湍動規(guī)模過大 , 認識到高湍流強度和微細的湍流規(guī)模 (縮稱為 高強微湍流 ) 有助于紙頁的成形 , 開發(fā)了階梯擴散器消能整流元件。 1980 年 ~2020 年期間 , 人們意識到過度的高強微湍流會產(chǎn)生紙頁結(jié)構(gòu)疏松和出現(xiàn)典型的小粒狀的絮聚分布等質(zhì)量問題 , 湍流規(guī)模以纖維長度 (約 2mm ) 為理想狀態(tài) , 陸續(xù)研制開發(fā)出了配有高效水力整流元件的新型流漿箱。如 Converflo 飄片式流漿箱、 Optiflo 流漿箱以及 Voith 公司的高湍動流漿箱。而稀釋水濃度控制技術(shù)的采用 , 在堰板全幅橫向的小范圍內(nèi)改變漿料的濃度 , 來控制紙機橫向的定量波動 , 避免采用唇板調(diào)節(jié)所帶來的偏流和橫流問題 , 是一個革命性的突破。 高速紙機流漿箱發(fā)展至今在系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)制造與控制系統(tǒng)等各方面都已成熟。新式高速紙機流漿箱通過改進稀釋水系統(tǒng)、噴嘴結(jié)構(gòu)與機體結(jié)構(gòu)，取消了熱補償系統(tǒng)與錐管回流，進一步完善了控制系統(tǒng)，使紙張的質(zhì)量有了進一步的提高，能耗得到了顯著降低。通過不同的布置形式，可滿足長網(wǎng)、夾網(wǎng)與新月形成形器和不同紙種的生產(chǎn)。在包裝紙板機、特種紙機與薄頁紙機及改造紙機上的應(yīng)用結(jié)果確實表明了新式流漿箱在產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)能與操作性等方面的優(yōu)勢 ，具有顯著的經(jīng)濟效益。 國內(nèi) 流漿箱 發(fā)展情況 按時間劃分 , 我國現(xiàn)代紙機 流漿箱 的發(fā)展可以分為 3 個階段。 （ 1） 1980 年以前的工藝和技術(shù) 在 20 世紀(jì) 80 年代以前 , 我國造紙工業(yè)是以傳統(tǒng)工藝為主 , 造紙生產(chǎn)的技術(shù)和裝備都比較落后 , 自動化程度低 , 多以手動操作。造紙機的車速一般在200m/min 以下。 。這一時期采用的流送系統(tǒng)大都與 《 制漿造紙工藝學(xué) 》所述的紙料凈化、 篩選流程設(shè)計和應(yīng)用類似。 這一時期的 流漿箱 主要受設(shè)備性能和制造質(zhì)量的局限。當(dāng)時條件下系統(tǒng)的設(shè)備配置情況是 , 造紙設(shè)備制造商主要分 布在上海、西安和遼陽 , 且數(shù)量不多。壓力篩以上海產(chǎn)的孔篩為主 , 其結(jié)構(gòu)單一 , 篩選效果較差。系統(tǒng)中會出現(xiàn)掛漿、粘結(jié)、纖維相互纏結(jié)、系統(tǒng)穩(wěn)定性差、脈沖大的情況。為解決上述問題 , 在系統(tǒng)中安裝了高位穩(wěn)漿箱 , 其主要功能是穩(wěn)定上網(wǎng)漿的壓力 , 降低由泵、篩、除渣器等設(shè)備引起的脈沖效應(yīng) , 同時還具備自然除氣的 畢業(yè)設(shè)計報告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 功能。為彌補上述設(shè)備的不足 , 這一時期還同時存在沉砂溝以替代除渣器 , 外流振鼓式圓篩 ( 縫篩 ,縫寬 0125~ 015mm) 替代壓力篩的情況。 （ 2） 20 世紀(jì) 90 年代流送系統(tǒng)工藝和技術(shù)的發(fā)展 20 世紀(jì) 90 年代對我國造紙工業(yè)來說是開放與發(fā)展的年代。國外先進的造紙工藝和設(shè)備逐步進入我國 , 90 年代初期是以引進關(guān)鍵設(shè)備為主 , 其中就包括了紙機氣墊式流漿箱和流送系統(tǒng) 。 紙機的車速可以提高到 500m/ min 左右 。 自動化程度提高 , 可以達到縱向定量自動控制和上網(wǎng)漿料濃度的自動控制 。 單機設(shè)備引入了 PLC 控制。至 90 年代末 , 我國已開始引進全套帶稀釋水的水力式流漿箱造紙生產(chǎn)線及 DCS、 QCS 系統(tǒng) , 系統(tǒng)控制精度提高。紙機流送系統(tǒng)開始采用封閉形式 , 漿料經(jīng)過除渣、篩選、除氣后進入流漿箱。系統(tǒng)中除了壓力、流量 等必須的自控裝置外 , 還引入了稀釋水橫向定量自動控制裝置。這一時期同時出現(xiàn)了帶有一次稀釋和二次稀釋的流送系統(tǒng)。 （ 3） 21 世紀(jì)紙機流送系統(tǒng)的特征和發(fā)展趨勢 紙機流送系統(tǒng)在整個造紙流程中 , 具有舉足輕重的作用。隨著制造技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高 , 高科技產(chǎn)品和技術(shù)不斷進入造紙領(lǐng)域 , 未來的紙機將向大 型化、高速化、高效化、產(chǎn)品低成本化方向發(fā)展。 流漿箱 的流程力求簡單、高效 , 系統(tǒng)控制靈敏 ,并且適應(yīng)于高速、寬幅、自動控制的造紙生產(chǎn)線。 我國流漿箱的技術(shù)、裝備水平，經(jīng)過引進消化吸收，仿制創(chuàng)新的過程，從無到有，從敞開 式到氣墊雙勻漿輥式，再 到半水力單勻漿輥式等，每一次的進步都傾注了造紙老前輩們大量心血 。 國內(nèi)在七十年代中期起至現(xiàn)在己有 10 臺以上的紙機改造采用類似的流漿箱 , 取得了一定的效果和積累了一些技術(shù)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗教訓(xùn) ,初步積累了一些資料和取得了較好的效果 , 這些都為改進和發(fā)展造紙機流漿箱邁出了可喜的步伐。 論文研究的主要內(nèi)容 本論文的主要內(nèi)容有：首先，概述了 流漿箱的 起源、分類、結(jié)構(gòu)及國內(nèi)外 流漿箱 發(fā)展的現(xiàn)狀，分析了 單片機在工業(yè)領(lǐng)域的 應(yīng)用和發(fā)展前景。接著，系統(tǒng)的闡述了 微控制器 MCS— 51 單片機的 基本結(jié)構(gòu)、工作原理 、系統(tǒng)配置 。根據(jù) 流漿箱開口度 的設(shè)計要求和性能指標(biāo)，確定 單片機 的控制任務(wù)，完成 單片機 的硬件 電路 設(shè) 畢業(yè)設(shè)計報告 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 計、繪制出 電路圖，描述各個硬件之間的 連接 方式 、系統(tǒng)框圖。在此基礎(chǔ)上，畫出程序流程圖，設(shè)計 出流漿箱開口度測量顯示的程序。 最后，對 完成的測量顯示系統(tǒng)進行調(diào)試， 完成任務(wù)目標(biāo) 。 第 二 章 開口度測量顯示 的硬件系統(tǒng) 本課題要求 設(shè)計 流漿箱開口度電子測量顯示裝置， 采用 MCS51 系列單片機（ 89C51）為核心，測量對象為任意寬幅的流漿箱開度 。該裝置的要求如下： （ 1）設(shè)計 流漿箱開口度電子測量顯示裝置，實現(xiàn)開口度的自動測量和顯示； （ 2）實現(xiàn)測量顯示精度 ； （ 3）對測量裝置在軟件和硬件上要進行可靠性設(shè)計和論證，以適應(yīng)造紙現(xiàn)場的潮濕、振動等惡劣環(huán)境； （ 4）設(shè)計除濕等功能，保證測量系統(tǒng)正常工作。 （ 6）系統(tǒng)工作電源： 24VDC 對于開口度的測量，可以建立 XY平面坐標(biāo)系，以其中一個頂點作為原點，通過機械裝置，將探針連接在原點的對角側(cè)。在探針的下方均勻分布間距相等的銅線，分別表示 X 軸和 Y軸，當(dāng)探針位于銅線上時，電平發(fā)生變化，微控制器根據(jù)電平信號的變化與否確定探針在平面坐 標(biāo)軸的位置，并將位置在數(shù)碼顯示管上顯示，完成對流漿箱開口度的測量。 總體設(shè)計 思路 硬件部分采用單片機 AT89C51作為 CPU 主控制 ,電路主要由 檢測 采集電路、信號驅(qū)動放大 電路 和 數(shù)碼 顯示電路 3 個部分組成。 檢測 采集主要是用 不斷移動的金屬探針 完成 , 該探針將電路板的電平信號傳遞給 CPU,CPU 根據(jù)信號的不同實現(xiàn)開口度的實時測量 。 信號驅(qū)動電路主要是由 74LS245 實現(xiàn)。 數(shù)碼 顯示電路主要通過 MAX7219 芯片驅(qū)動共陰 極 數(shù)碼管 實現(xiàn)顯示功能 。其系統(tǒng)總體電路如圖 21 所示。 CPU89 C 51顯示電路驅(qū)動電路檢測電路 畢業(yè)設(shè)計報告