振槽参数配置方法和装置
技术领域
本公开涉及烟草领域，尤其涉及一种振槽参数配置方法和装置。
背景技术
高频振槽作为CDT(Comas Drying Tower，气流烘丝机)的前端设备，起着松散烟丝和均衡料层高度的作用，是CDT出口水分标准偏差控制的重要设计。
如图8所示，高频振槽主要由槽体1、机架2、弹簧板组件3、激振器4和弹性装置5等组成。槽体在激振器的驱动下通过弹簧板产生低幅高频振动，烟丝在槽体内沿输送方向实现连续微小的抛掷或滑移，实现输送目的。
生产中，高频振槽存在一些问题，例如，输送烟丝时衔接不畅、烟丝松散性和均匀性较差，导致气流烘丝机出口烟丝水分标偏常超出工艺允许范围。另外，为满足低振幅下的烟丝输送能力，振槽振动频率过高，使得弹簧板固定螺栓频繁发生剪切断现象，甚至弹簧板自身发生折断，导致生产过程停机，故障率较高。
目前，调整高频振槽参数只能凭借经验，本申请人发现，从行业水平看，调试作业无理论支撑，只凭经验经过大量试错后才能勉强调至一般水平。加上调试只能在生产批次间断期间，且只能配比调节一组参数，待物料通过时观察输送效果，整个调试阶段漫长、效率低下。另外，振槽参数调节不准确，导致松散烟丝效果较差，且气流烘丝机出口烟丝水分标偏仍处于较高值，不符合技术中心的工艺要求。
发明内容
本公开要解决的一个技术问题是，提供一种振槽参数配置方法和装置，能够在降低出口烟丝水分标准偏差的同时降低高频振槽故障次数。
根据本公开一方面，提出一种振槽参数配置方法，包括：获取出口烟丝水分标准偏差与抛掷指数的相关关系;根据相关关系，确定出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数;基于抛掷指数理论公式，根据对应的抛掷指数配置振槽参数。
在一些实施例中，根据振动输送机的振动能效，对出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数进行优化，得到优化后的抛掷指数;根据优化后的抛掷指数配置振槽参数。
在一些实施例中，优化后的抛掷指数的取值范围为2.9-3.3。
在一些实施例中，振槽参数包括振槽的激振器变频器频率和偏心块重合度。
在一些实施例中，基于抛掷指数理论公式，根据对应的抛掷指数配置振槽参数包括：获取振槽的振动方向角参数、振槽倾角参数和变频器电机极数参数;基于抛掷指数理论公式，确定抛掷指数，与激振器变频器频率和振槽振幅的对应关系;通过调整振槽的激振器变频器频率和偏心块重合度，使得调整后的激振器变频器频率和振槽振幅、与抛掷指数之间满足对应关系。
在一些实施例中，抛掷指数，与激振器变频器频率和振槽振幅的对应关系为D=kλf2;其中，D为抛掷指数，f为激振器变频器频率，λ为振槽振幅，k包括0.426。
根据本公开的另一方面，还提出一种振槽参数配置装置，包括：相关关系获取单元，被配置为获取出口烟丝水分标准偏差与抛掷指数的相关关系;抛掷指数确定单元，被配置为根据相关关系，确定出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数;振槽参数配置单元，被配置为基于抛掷指数理论公式，根据对应的抛掷指数配置振槽参数。
在一些实施例中，抛掷指数确定单元还被配置为根据振动输送机的振动能效，对出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数进行优化，得到优化后的抛掷指数;振槽参数配置单元还被配置为根据优化后的抛掷指数配置振槽参数。
在一些实施例中，优化后的抛掷指数的取值范围为2.9-3.3。
根据本公开的另一方面，还提出一种振槽参数配置装置，包括：存储器;以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行如上述的振槽参数配置方法。
根据本公开的另一方面，还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上述的振槽参数配置方法。
与现有技术相比，本公开找到出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数，然后对振槽参数进行配置，实现振槽参数快速准确的优化配比，完善烟丝和槽体的相对运动，进而达到降低出口烟丝水分标准偏差和高频振槽故障次数的目的。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1为本公开的振槽参数配置方法的一些实施例的流程示意图。
图2为本公开的出口烟丝水分标准偏差与抛掷指数的相关关系示意图。
图3为本公开的偏心块重合度调整示意图。
图4为本公开的振槽参数配置方法的另一些实施例的流程示意图。
图5为本公开的振槽参数配置装置的一些实施例的结构示意图。
图6为本公开的振槽参数配置装置的另一些实施例的结构示意图。
图7为本公开的振槽参数配置装置的另一些实施例的结构示意图。
图8为高频振槽示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
申请人发现，有必要对高频振槽送料过程进行机械动力学分析和参数优化，找出高频振槽参数与出口烟丝水分标偏的相关性，提高烟丝传送性能的同时，减少弹簧板固定螺栓或弹簧板疲劳断裂。
图1为本公开的振槽参数配置方法的一些实施例的流程示意图。
在步骤110，获取出口烟丝水分标准偏差与抛掷指数的相关关系。
抛掷指数与高频振槽的激振器变频器频率和振槽振幅相关。振槽振幅由激振器变频器频率、偏心块重合度调节，因此，抛掷指数受激振器变频器频率和偏心块重合度影响较大。
在一些实施例中，通过多组实验找出出口烟丝水分标准偏差与抛掷指数的相关关系。例如，通过数据采集系统采集预定时间内出口烟丝水分标准偏差SD值、高频振槽振幅、偏心块重合度、抛掷指数D，并进行统计分析，其中，出口烟丝水分标准偏差SD值可以通过水分仪在线检测获得。如表1所示，调取1个月的参数数据并取均值。
表1
然后，根据表1得到出口烟丝水分标准偏差SD与抛掷指数D的相关关系如图2所示。
在步骤120，根据相关关系，确定出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数。
在具体工程实际中，出口烟丝水分标准偏差SD的可行范围为0.230～0.250之间，对应的抛掷指数D范围在2.9～3.6。在一些实施例中，抛掷指数D可以取值2.9、2.95、3.0、3.05、3.1、3.15、3.2、3.25、3.3、3.35、3.4、3.45、3.5、3.55、3.6等等。
在步骤130，基于抛掷指数理论公式，根据对应的抛掷指数配置振槽参数。振槽参数包括振槽的激振器变频器频率和偏心块重合度。
抛掷指数理论公式为：D=(λw2sinδ)/(gcosα0)，其中，w=2πn/60，n=60×f/p，从而得到D=4λπ2f2sinδ/p2gcosα0。其中，D为抛掷指数，λ为振槽振幅，f为激振器变频器频率，δ为振动方向角，p为电机极数，g为重力加速度，α0为振槽倾角。在振动方向角δ、振槽倾角α0、电机级数p确定的情况下，抛掷指数D只与振槽振幅λ和激振器变频器频率f有关，即D=kλf2。而振槽振幅λ与激振器变频器频率f、偏心块重合度有关。如图2所示，激振器偏心块重合度是通过调整两个偏心块的夹角角度来进行调整。
因此，在一些实施例中，获取振槽的振动方向角参数、振槽倾角参数和变频器电机极数参数;基于抛掷指数理论公式，确定抛掷指数，与激振器变频器频率和振槽振幅的对应关系;通过调整振槽的激振器变频器频率和偏心块重合度，使得调整后的激振器变频器频率和振槽振幅、与抛掷指数之间满足对应关系。
在上述实施例中，找到出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数，然后对振槽参数进行配置，实现振槽参数快速准确的优化配比，完善烟丝和槽体的相对运动，进而达到降低出口烟丝水分标准偏差和高频振槽故障次数的目的。
图4为本公开的振槽参数配置方法的另一些实施例的流程示意图。
在步骤410，获取出口烟丝水分标准偏差与抛掷指数的相关关系。
在步骤420，根据相关关系，确定出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数。
在步骤430，根据振动输送机的振动能效，对出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数进行优化，得到优化后的抛掷指数。
对应振动输送机，当D=1～3.3时，振槽每振动一次，物料仅出现一次抛掷运动;而当D>3.3时，振槽振动好几次，物料才只出现一次抛掷运动。因此，为降低能耗和提高效率，取D=1～3.3。再参考出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数，可以得到优化后的抛掷指数的范围为2.9～3.3。
在一些实施例中，优化后的抛掷指数可以取值为2.9、2.92、2.94、2.96、2.98、3.0、3.02、3.04、3.06、3.08、3.1、3.12、3.14、3.16、3.18、3.2、3.22、3.24、3.26、3.28、3.3等。
将抛掷指数的范围限制在2.9～3.3之间，防止振槽多次振动而物料才出现一次抛掷运动现象的发生，实现了高频振槽的低频低幅下探，弹簧板和固定螺栓疲劳断裂次数大为降低，即减少了振槽零配件的损坏程度，使得振槽零部件几乎达到免维护状态。
在步骤440，获取振槽的振动方向角参数、振槽倾角参数和变频器电机极数参数。
在步骤450，基于抛掷指数理论公式，确定抛掷指数，与激振器变频器频率和振槽振幅的对应关系。
在一些实施例中，抛掷指数，与激振器变频器频率和振槽振幅的对应关系为D=kλf2，若某设备的参数如表2所示，即振槽的振动方向角为25°，振槽倾角为0°，电机极数为2，则可以得出k为0.426。本领域的技术人员应当理解，可以根据设备的实际参数得到k的取值。
在步骤460，通过调整振槽的激振器变频器频率和偏心块重合度，使得调整后的激振器变频器频率和振槽振幅、与抛掷指数之间满足对应关系。
由于确定出优化后的抛掷指数，即缩小了抛掷指数的取值范围，因此能够减少振槽的激振器变频器频率和偏心块重合度调整的次数，更高效的找出两者之间的配比。例如，在相关技术中，如图4所示，在调整偏心块重合度时，需要从30°角到120°角范围内进行调整，则在得到优化后的抛掷指数后，调整偏心块重合度时在60°到90°范围内进行调整，就可满足使得激振器变频器频率和振槽振幅、与抛掷指数之间满足上述对应关系，提高了调整效率。
另外，抛掷指数越大，振槽对物料松散能力和均衡能力越强。然而抛掷指数过大，振槽结构的疲劳寿命会降低。因此，本公开研究了在满足松散性要求情况下的抛掷指数的取值，探索高频振槽参数与烟丝运动特性的关系，对抛掷指数与出口烟丝水分标偏值进行相关性分析，通过确定出抛掷指数的优选的范围为2.9～3.3，对于气流烘丝机前高频振槽参数优化配比，具有很好的指导意义并有着广泛的推广性和应用性。本公开试验过程中高频振槽多项参数的相关性测算方法，可为烟草行业提升高频振槽性能提供借鉴。
图5为本公开的振槽参数配置装置的一些实施例的结构示意图。该振槽参数配置装置包括相关关系获取单元510、抛掷指数确定单元520和振槽参数配置单元530。
相关关系获取单元510被配置为获取出口烟丝水分标准偏差与抛掷指数的相关关系。
在一些实施例中，通过多组实验找到出口烟丝水分标准偏差与抛掷指数的相关关系。
抛掷指数确定单元520被配置为根据相关关系，确定出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数。
在具体工程实际中，出口烟丝水分标准偏差SD的可行范围为0.230～0.250之间，对应的抛掷指数D范围在2.9～3.6。
在另一些实施例中，抛掷指数确定单元520还被配置为根据振动输送机的振动能效，对出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数进行优化，得到优化后的抛掷指数。
对应振动输送机，当D=1～3.3时，振槽每振动一次，物料仅出现一次抛掷运动;而当D>3.3时，振槽振动好几次，物料才只出现一次抛掷运动。因此，为降低能耗和提高效率，取D=1～3.3。再参考出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数，可以得到优化后的抛掷指数的范围为2.9～3.3。
抛掷指数越大，振槽对物料松散能力和均衡能力越强。然而抛掷指数过大，振槽结构的疲劳寿命会降低。因此，在满足松散性要求情况下的抛掷指数的取值，实现了高频振槽的低频低幅下探，弹簧板和固定螺栓疲劳断裂次数大为降低。
振槽参数配置单元530被配置为基于抛掷指数理论公式，根据对应的抛掷指数配置振槽参数。
在振动方向角、振槽倾角、电机级数确定的情况下，抛掷指数只与振槽振幅和激振器变频器频率有关，即D=kλf2。而振槽振幅与激振器变频器频率、偏心块重合度有关。
在一些实施例中，获取振槽的振动方向角参数、振槽倾角参数和变频器电机极数参数;基于抛掷指数理论公式，确定抛掷指数，与激振器变频器频率和振槽振幅的对应关系;通过调整振槽的激振器变频器频率和偏心块重合度，使得调整后的激振器变频器频率和振槽振幅、与抛掷指数之间满足对应关系。
在上述实施例中，找到出口烟丝水分标准偏差的可行范围对应的抛掷指数，然后对振槽参数进行配置，实现振槽参数快速准确的优化配比，完善烟丝和槽体的相对运动，进而达到降低出口烟丝水分标准偏差和高频振槽故障次数的目的。
图6为本公开的振槽参数配置装置的另一些实施例的结构示意图。该装置包括存储器610和处理器620。其中：存储器610可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器610用于存储图1、4所对应实施例中的指令。处理器620耦接至存储器610，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器620用于执行存储器中存储的指令。
在一些实施例中，还可以如图7所示，该装置700包括存储器710和处理器720。处理器720通过BUS总线730耦合至存储器710。该装置700还可以通过存储接口740连接至外部存储装置750以便调用外部数据，还可以通过网络接口760连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)，此处不再进行详细介绍。
在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，达到降低出口烟丝水分标准偏差和高频振槽故障次数的目的。
在另一些实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现图1、4所对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。
