[发明专利]一种具备负载均衡功能的风机吸风系统

说明书

本发明公开了一种具备负载均衡功能的风机吸风系统，包括通信信号连接器、负载故障通讯器、通信信号滤波器、时间控制器、负载信号缓存器，基于以上硬件可以实现基于能量检测的负载均衡策略、基于匹配的滤波检测的负载均衡策略、基于特征感知的负载均衡策略以及基于周期频谱检测的负载均衡策略。该风机吸风系统具有能量损耗小、风量均匀稳定、送丝过程完整可靠并且使用范围广、改造成本低、后期维护便捷等特点。

技术领域

本发明涉及风机通用技术领域，尤其涉及一种具备负载均衡功能的风机吸风系统。

背景技术

卷烟机是烟草企业生产卷烟产品的设备之一，卷烟机生产所需材料包括烟丝、水松纸、滤棒、卷烟纸和胶水等。其中烟丝的供应是采用风力送丝，即风机提供负压，使和风机连接的送丝管道充满负压空气，送丝管道另一端的储丝柜内的烟丝受吸风影响，伴随着负压空气经送丝管道进入卷烟机(以下简称负载)的集丝箱，如图1所示。负载和风机的连接方式通常采用点对点的对应连接，而且这种对应连接一般是几台负载对应一台风机，风机提供的负压空气(总管负压)提供各个负载要料过程的吸风量，若吸风量不平衡就会直接导致其中某一台负载或若干个负载要料过程受阻或异常，不仅造成烟丝造碎率偏高，而且会造成负载停机而影响生产。为此，如何平衡负载之间的吸风量，保证每台负载完整、有效的完成烟丝要料是研究风机吸风系统稳定性的关键和难题。

传统的卷烟风机吸风系统包括风机、吸风管道、稳流器等。该工作模式是当负载需要负压空气时，一个或若干个负载会发送要料信号给风机，风机在正确接收到信号后开始工作，风机产生负压空气在吸风管道内流通，负压空气伴随着烟丝就被送到了吸风管道另一端的负载。这种风机吸风系统具有明显的弊端：一是该工作模型的负载对应关系往往为三台负载对应一台大功率的风机，三台负载需要的风量与风机提供的风量刚好匹配，供需平衡，此时风机处在满负荷状态。但若其中有一台或几台负载没有运行，自然这些负载也不需要吸风量，但风机提供的吸风风量仍旧保持满负荷状态，此时吸风管道内的风量就太大了，造成风量不平衡，这样就会影响那些仍然还在运行的负载，即负载不均衡，结果不仅由于风量太大造成烟丝造碎率上升，还会因为吸风管道内产生“絮流”而缩短风机使用寿命。二是该工作模式的负载与风机的信号对接关系是点对点关系，即一台或多台负载发出要料信号与一台风机接收要料信号可能发生在相同或不同时刻，若发生在相同时刻，多台负载要料信号会发生重叠，导致多台负载发出的信号相互干扰，这样会造成风机短时间内多次启停，不仅会产生“絮流”，而且会损坏风机。

参考国内其它类似的资料，对此提出的方法有很多。例如：华北电力大学(马燕峰、陈磊等.基于负载均衡的含风电场电力系统优化调度方法[J].电网技术,2018,9)提出一种常规机台出力的重调度方法，并将其应用于风火系统调度系统中，通过负载均衡算法的应用，常规机台能有效平衡风电爬坡事件发生引起的风电功率缺额，保证系统爬坡容量的实际需求。

陕西师范大学(陈杰,李尊朝.多分支吸风管路压力损失及平衡的计算机处理[J].陕西师大学报：自然科学版,1996,1)提出了多分支吸风管路压力损失及平衡计算的数学模型，可快速准确地进行风道系统的设计计算。

华中科技大学(黄禹,徐中等.贯流风叶自动动平衡策略与实现[J].机床与液压,2017,4)构建了贯流风叶动平衡测量及校正系统，极大提高了贯流风叶产品的合格率。

成都第二纺织厂(张涛.用节点阻力平衡原理设计均匀吸风管道[J].纺织学报,1990,11)提出了用节点阻力平衡原理和计算汇流三通阻力等公式设计均匀吸风管道的方法，用该方法进行优化设计可使吸风管道均匀吸风程度提高，阻力损失减少。

这些方法均是直接改造风道管路和风机的硬件结构，这就需要投入大量的资金和时间。同时，采用节点阻力损失部分吸风量来实现负载均衡，这对于在大功率风机吸风系统中会造成较大的能量损耗。此外，这些方法是采用提高风机功率的方法，这对于烟丝的工艺要求，容易造成烟丝造碎率增高，因此，上述方法有一定的局限性。

发明内容