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1、(10)申请公布号 CN 103895251 A (43)申请公布日 2014.07.02 CN 103895251 A (21)申请号 201410090202.X (22)申请日 2014.03.12 B30B 9/20(2006.01) B30B 15/00(2006.01) (71)申请人 陕西科技大学 地址 710021 陕西省西安市未央区大学园 1 号 (72)发明人 汤伟 李含君 张怡真 王震 (74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任 公司 61200 代理人 蔡和平 (54) 发明名称 一种湿法制革用真空压榨系统 (57) 摘要 本发明是一种湿法制革用真空压榨系统， 包 。
2、括真空压榨装置、 压辊装置、 压力变送器、 压力调 节器、 水环真空泵、 真空管道和气水分离器， 其中， 水环真空泵通过真空管道与气水分离器相连通， 气水分离器与真空压榨装置的真空箱出口管道相 连通， 压力变送器用于测量真空压榨装置内的真 空度， 水环真空泵采用 PID 控制器控制， 压力调节 器依据压力变送器测量的真空压榨装置内真空度 信号， 将控制信号传送给 PID 控制器以控制水环 真空泵的转速。本发明一种湿法制革用真空压榨 系统， 其用来提高 PU 合成革在水洗处理过程中的 DMF 及水分脱出率， 可快速降低 PU 合成革的 DMF 残留量， 提高其脱水效率， 并降低其干燥时的能 耗。。
3、 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103895251 A CN 103895251 A 1/1 页 2 1. 一种湿法制革用真空压榨系统， 其特征在于 ： 包括真空压榨装置 （101） 、 压辊装置 （102） 和回路控制系统 ； 其中， 真空压榨装置 （101） 包括两端开口的空心辊体 （16） ， 该空心 辊体的周向设置若干通孔， 其内部设置有真空箱 （24） ， 空心辊体 （16） 与真空箱 （24） 之间通 过密封装置密封。
4、， 该密封装置包括设置于真空箱 （24） 周向且平行于真空箱 （24） 中心轴的 密封基板 （4） 、 设置于密封基板 （4） 内的密封加压软管 （3） 以及密封条 （5） ； 沿真空箱 （24）中心轴的左端设置有连接轴 （22） ， 连接轴 （22）的周向设置有轴承座 （21） ， 第二轴承 （17） 设置在该轴承座 （21） 内， 第二轴承 （17） 和轴承座 （21） 的左端面与轴 承壳 （20） 相接触， 该轴承壳 （20） 设置在传动侧轴头 （18） 的腔体内， 该传动侧轴头 （18） 的 右端与空心辊体 （16） 的左端相连接， 传动侧轴头 （18） 的左侧周向与传动侧机架 （19。
5、） 活动 连接 ； 沿真空箱 （24） 中心轴的右端设置有真空箱出口管道 （13） ， 该真空箱出口管道 （13） 的 左侧周向由内向外依次设置有第一轴承 （14） 和操作侧端盖 （15） ， 操作侧端盖 （15） 的左端 与空心辊体 （16） 的右端相连接， 真空箱出口管道 （13） 的右侧周向与操作侧支架 （12） 活动 连接， 真空箱出口管道 （13） 的右端通过封盖 （11） 密封， 真空箱出口管道 （13） 的右侧周向还 设置有真空箱回转机构 （10） ； 回路控制系统包括压力变送器 （103） 、 压力调节器 （104） 、 水环真空泵 （105） 、 真空管 道 （106） 和气。
6、水分离器 （107） ， 其中， 水环真空泵 （105） 通过真空管道 （106） 与气水分离器 （107） 相连通， 气水分离器 （107） 与真空压榨装置 （101） 的真空箱出口管道 （13） 相连通， 压 力变送器 （103） 用于测量真空压榨装置 （101） 内的真空度， 水环真空泵 （105） 采用 PID 控制 器控制， 压力调节器 （104） 依据压力变送器 （103） 测量的真空压榨装置 （101） 内真空度信 号， 将控制信号传送给 PID 控制器以控制水环真空泵 （105） 的转速。 2. 根据权利要求 1 所述的一种湿法制革用真空压榨系统， 其特征在于 ： 该真空压榨系。
7、 统还包括用于接收气水分离器 （107） 排出的废水的水槽 （108） 。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种湿法制革用真空压榨系统， 其特征在于 ： 空心辊体 （16） 与真空箱 （24） 之间设置有两组密封装置， 且两组密封装置通过调节杆 （7） 调节其位 置， 实现调节该真空压榨装置 （101） 的真空室的宽度。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种湿法制革用真空压榨系统， 其特征在于 ： 密封加压 软管 （3） 通过接管口 （8） 向其注入压缩空气。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种湿法制革用真空压榨系统， 其特征在于 ： 空心辊体 （16） 周向的若干通孔呈双。
8、螺旋布置。 6. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种湿法制革用真空压榨系统， 其特征在于 ： 空心辊体 （16） 通孔的孔径为 3 5mm， 其在空心辊体 （16） 周向的开孔率为 15 25%。 7. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种湿法制革用真空压榨系统， 其特征在于 ： 空心辊体 （16） 上的通孔是通过喷水管进水接口 （6） 以及喷水管 （2） 向其喷射喷淋水， 实现清洗。 8. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种湿法制革用真空压榨系统， 其特征在于 ： 还包括用 于密封操作侧支架 （12） 的封板 （9） 。 9. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种湿法制革用真空压榨系统，。
9、 其特征在于 ： 传动侧轴 头 （18） 通过第三轴承 （23） 实现与传动侧机架 （19） 活动连接。 权 利 要 求 书 CN 103895251 A 2 1/4 页 3 一种湿法制革用真空压榨系统 【技术领域】 0001 本发明属于皮革制造技术领域， 具体涉及一种湿法制革用真空压榨系统。 【背景技术】 0002 合成革是天然皮革的最佳替代品， 目前 PU 合成革湿法生产工艺流程是将基布一 次经过浸涂、 刮涂、 凝固、 水洗， 然后使用循环导热油通过烘干得到成品。其中， 水洗过程的 目的是用水置换 PU 合成革中的 DMF( 二甲基甲酰胺 ) 溶剂， 工艺上要求出槽 DMF 含量在 1% 。
10、以下， 这样可保证 PU 合成革中的 DMF 脱洗干净， 以免烘干后造成 PU 合成革表面有麻点等缺 陷， 而成为次品或者废品。传统水洗槽由轧辊和导辊构成， PU 合成革在其中反复进行洗涤 与挤压， 将大量的 DMF 和助剂清洗干净。为了提高 DMF 洗净程度， 通常采取适当增加轧辊线 压力以提高轧液率和多次挤压的方式， 但水洗程度有限。 【发明内容】 0003 本发明的目的在于针对现有技术中的不足， 提供了一种湿法制革用真空压榨系 统， 其能够提高 PU 合成革水洗过程的轧液率， 快速降低 PU 合成革的 DMF 残留量和水分含 量， 使得水洗过程效率进一步提高。 0004 为实现上述目的，。
11、 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ： 0005 一种湿法制革用真空压榨系统， 包括真空压榨装置、 压辊装置和回路控制系统 ； 其 中， 真空压榨装置包括两端开口的空心辊体， 该空心辊体的周向设置若干通孔， 其内部设置 有真空箱， 空心辊体与真空箱之间通过密封装置密封， 该密封装置包括设置于真空箱周向 且平行于真空箱中心轴的密封基板、 设置于密封基板内的密封加压软管以及密封条 ； 0006 沿真空箱中心轴的左端设置有连接轴， 连接轴的周向设置有轴承座， 第二轴承设 置在该轴承座内， 第二轴承和轴承座的左端面与轴承壳相接触， 该轴承壳设置在传动侧轴 头的腔体内， 该传动侧轴头的右端与空心辊。
12、体的左端相连接， 传动侧轴头的左侧周向与传 动侧机架活动连接 ； 0007 沿真空箱中心轴的右端设置有真空箱出口管道， 该真空箱出口管道的左侧周向由 内向外依次设置有第一轴承和操作侧端盖， 操作侧端盖的左端与空心辊体的右端相连接， 真空箱出口管道的右侧周向与操作侧支架活动连接， 真空箱出口管道的右端通过封盖密 封， 真空箱出口管道的右侧周向还设置有真空箱回转机构 ； 0008 回路控制系统包括压力变送器、 压力调节器、 水环真空泵、 真空管道和气水分离 器， 其中， 水环真空泵、 通过真空管道与气水分离器相连通， 气水分离器与真空压榨装置的 真空箱出口管道相连通， 压力变送器用于测量真空压榨装。
13、置内的真空度， 水环真空泵采用 PID 控制器控制， 压力调节器依据压力变送器测量的真空压榨装置内真空度信号， 将控制信 号传送给 PID 控制器以控制水环真空泵的转速。 0009 本发明进一步改进在于 ： 该真空压榨系统还包括用于接收气水分离器排出的废水 的水槽。 说 明 书 CN 103895251 A 3 2/4 页 4 0010 本发明进一步改进在于 ： 空心辊体与真空箱之间设置有两组密封装置， 且两组密 封装置通过调节杆调节其位置， 实现调节该真空压榨装置的真空室的宽度。 0011 本发明进一步改进在于 ： 密封加压软管通过接管口向其注入压缩空气。 0012 本发明进一步改进在于 ：。
14、 空心辊体周向的通孔呈双螺旋布置。 0013 本发明进一步改进在于 ： 空心辊体通孔的孔径为 3 5mm， 其在空心辊体周向的开 孔率为 15 25%。 0014 本发明进一步改进在于 ： 空心辊体上的通孔是通过喷水管进水接口以及喷水管向 其喷射喷淋水， 实现清洗。 0015 本发明进一步改进在于 ： 还包括用于密封操作侧支架的封板。 0016 本发明进一步改进在于 ： 传动侧轴头通过第三轴承实现与传动侧机架活动连接。 0017 相对于现有技术， 本发明的有益效果是 ： 0018 本发明一种湿法制革用真空压榨系统， 其用来提高 PU 合成革在水洗处理过程中 的 DMF 及水分脱出率， 可快速降。
15、低 PU 合成革的 DMF 残留量， 提高其脱水效率， 并降低其干燥 时的能耗。 此外， 本发明可根据工况自动调节真空压榨装置的真空度， 以适应不同合成革工 艺的生产要求。 【附图说明】 0019 图 1 是本发明一种湿法制革用真空压榨系统的结构示意图 ； 0020 图 2 是本发明基于规则的专家自整定 PID 控制器系统框图 ； 0021 图 3 是本发明一种湿法制革用真空压榨装置装配示意图 ； 0022 图 4 是图 3 在 A-A 处的剖视图 ； 0023 图 5 是图 4 在 I 处的放大图 ； 0024 图 6 是本发明空心辊体的第一通孔的布置示意图。 0025 其中 ： 101、 。
16、真空压榨装置 ； 102、 压辊装置 ； 103、 压力变送器 ； 104、 压力调节器 ； 105、 水环真空泵 ； 106 ； 真空管道 ； 107、 气水分离器 ； 108、 水槽 ； 0026 1、 滚轮 ； 2、 喷水管 ； 3、 密封加压软管 ； 4、 密封基板 ； 5、 密封条 ； 6、 喷水管进水接 口 ； 7、 调节杆 ； 8、 接管口 ； 9、 封板 ； 10、 真空箱回转机构 ； 11、 封盖 ； 12、 操作侧支架 ； 13、 真空 箱出口管道 ； 14、 第一轴承 ； 15、 操作侧端盖 ； 16、 空心辊体 ； 17、 第二轴承 ； 18、 传动侧轴头 ； 19、 。
17、传动侧机架 ； 20、 轴承壳 ； 21、 轴承座 ； 22、 连接轴 ； 23、 第三轴承 ； 24、 真空箱。 【具体实施方式】 0027 下面结合附图对本发明做进一步说明。 0028 参见图 1 所示， 本发明一种湿法制革用真空压榨系统， 包括真空压榨装置 101、 压 辊装置 102 和回路控制系统， 压辊装置 102 采用的是花岗石辊 ； 其中， 回路控制系统包括压 力变送器 103、 压力调节器 104、 水环真空泵 105、 真空管道 106 和气水分离器 107， 其中， 水 环真空泵 105、 通过真空管道 106 与气水分离器 107 相连通， 气水分离器 107 与真空压。
18、榨装 置 101 的真空箱出口管道 13 相连通， 压力变送器 103 用于测量真空压榨装置 101 内的真空 度， 水环真空泵 105 采用 PID 控制器控制， 压力调节器 104 依据压力变送器 103 测量的真空 压榨装置 101 内真空度信号， 将控制信号传送给 PID 控制器以控制水环真空泵 105 的转速， 说 明 书 CN 103895251 A 4 3/4 页 5 从而可以根据不同的工艺要求调节真空压榨辊内真空区的真空度。 0029 本发明的工作原理为 ： PU 合成革在水洗过程中受到压辊装置 102 和真空压榨装置 101 的机械挤压和真空压榨装置 101 的真空抽吸双重作。
19、用， 被抽吸的水、 DMF 以及部分气体 在装置 101 的辊壳内腔汇聚通过真空压榨装置 101 操作侧的真空抽吸管送往气水分离器 107， 空气经真空管道 106 由水环真空泵 105 排走， 废水排至水槽 108。 0030 参见图 2 所示， 为本发明基于规则的专家自整定 PID 控制器系统框图， PID 参数由 工作人员确定， 以 ifthenelse 规则形式存储在知识库中。当系统运行时， 推理机 构根据调整规则和分类模式自动地调整控制器参数， 使系统稳定性提高。特征识别模块主 要有程序块 perf 实现， 对系统响应 y(t) 进行在线辨识， 得到推理机模块所需的特征参数 ： 00。
20、31 sigma,tp,ts,b1,b2,n,Tb=perf(y,t) 0032 其中 sigma 为相对超调量 ； tp为上升时间， ts为稳定时间 ； b1、 b2分别为响应曲线 的第一、 第二峰值 ； n 为衰减比 ； Tb为衰减时间。其知识库规则确定如下 ： 0033 1） 系统发散情况， 当 sigmaM 且 0M)&(n0&n 1) 0035 Ki=0.9*Ki 0036 2） 系统响应太慢的情况， 当 sigmaM)&n1 0045 Kp=0.85*Kp 0046 Ki=0.8*Ki 0047 4） 当系统超调满足要求， 但响应太慢的情况时， 需进一步适当的减小Kp、 Ki， 具。
21、体规 则如下 ： 0048 if(sigma0&sigmaT 0049 Kp=0.92*Kp 0050 Ki=0.92*Ki 0051 该系统的最大特点是采用阶梯信号代替了传统的阶跃、 方波、 正弦等信号作为系 统输入。在考虑到合成革的 PU 合成革与辊直接接触， 真空度过大会使合成革表面起皱而影 响平滑性， 因此真空度的选用范围约为 45 70KPa, 利用一个五阶的阶梯信号作为系统输 入， 以 5 为阶跃逐步加大给定， 这一方面可以充分利用系统在第一次训练的参数， 在某一次 阶跃达到所需的真空度时， 选择前面几次阶跃中的最优参数作为系统的最终控制参数， 使 说 明 书 CN 1038952。
22、51 A 5 4/4 页 6 系统满足了控制要求。其中阶梯数可以有用户自己输入， 能很好的满足生产需求。 0052 参见图 3 至图 5 中， 真空压榨装置 101 包括两端开口的空心辊体 16， 该空心辊体 16 的周向设置有若干通孔， 其内部设置有真空箱 24， 其通过滚轮 1 推入空心辊体 16 内， 空 心辊体 16 与真空箱 24 之间通过密封装置密封。 0053 沿真空箱 24 中心轴的左端设置有连接轴 22， 连接轴 22 的周向设置有轴承座 21， 第二轴承17设置在该轴承座21内， 第二轴承17和轴承座21的左端面与轴承壳20相接触， 该轴承壳 20 设置在传动侧轴头 18 。
23、的腔体内， 该传动侧轴头 18 的右端与空心辊体 16 的左 端相连接， 传动侧轴头 18 的左侧周向与传动侧机架 19 活动连接 ； 传动侧轴头 18 通过第三 轴承 23 实现与传动侧机架 19 活动连接。 0054 沿真空箱 24 中心轴的右端设置有真空箱出口管道 13， 该真空箱出口管道 13 的左 侧周向由内向外依次设置有第一轴承 14 和操作侧端盖 15， 操作侧端盖 15 的左端与空心辊 体 16 的右端相连接， 真空箱出口管道 13 的右侧周向与操作侧支架 12 活动连接， 封板 9 用 于密封操作侧支架 12， 真空箱出口管道 13 的右端通过封盖 11 密封， 真空箱出口管。
24、道 13 的 右侧周向还设置有真空箱回转机构 10。 0055 密封装置包括设置于真空箱24周向且平行于真空箱24中心轴的密封基板4、 设置 于密封基板 4 内的密封加压软管 3 以及密封条 5。且空心辊体 16 与真空箱 24 之间设置有 两组密封装置。两组密封装置通过调节杆 7 调节其位置， 实现调节该真空压榨装置 101 的 真空室的宽度。其中， 密封加压软管 3 通过接管口 8 向其注入压缩空气。 0056 参见图 6 所示， 空心辊体 16 周向的若干通孔， 第一通孔依据造纸中空心辊体 16 的 排布规律， 选择双螺旋线排孔。 第一通孔的孔径为35mm， 其在空心辊体16周向的开孔率。
25、 为 15 25%。空心辊体 16 上的通孔是通过喷水管进水接口 6 以及喷水管 2 向其喷射喷淋 水， 实现清洗。第一通孔在空心辊体 16 周向的布置要求， 在不对皮革质量及表面特性有影 响或影响最小的情况下， 保证一定的脱水性和真空抽吸效率， 可使第一通孔的开孔率越大、 孔径越小。不同的空心辊体 16 规格， 对其工作效率和对合成革质量及表面性能的影响不 同。孔的排布可依据造纸中真空辊的排布规律， 选择双螺旋线排孔。 0057 综上所述， 本发明一种湿法制革用真空压榨系统， 其用来提高 PU 合成革在水洗处 理过程中的 DMF 及水分脱出率， 可快速降低 PU 合成革的 DMF 残留量， 提高其脱水效率， 并减 低其干燥时的能耗。 此外， 本发明可根据工况自动调节真空压榨装置的真空度， 以适应不同 合成革工艺的生产要求。 说 明 书 CN 103895251 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103895251 A 7 2/3 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103895251 A 8 3/3 页 9 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103895251 A 9 。