CN110559893A - 一种溶液自动配制*** - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种溶液自动配制***，包括控制器、料仓、溶解池、配制池；所述料仓、溶解池、配制池通过管道依次连接，所述溶解池和配制池内均安装有搅拌搅拌桨且均与清水管连接，料仓、溶解池、配制池之间的连接管道及其进出口均安装有控制阀，控制阀及搅拌桨均与控制器连接。本发明可在生产菱镁水泥过程中实现卤水全自动配制，无需人工进行浓度调节，只需在***中输入卤片重量、氯化镁含量和配制溶液浓度要求，设备则全自动配制出符合要求的溶液，可以大幅度提高溶液配制的效率和准确性，降低人工成产成本，提高生产效率和产品的性能。该设备也可用于其它需要配制溶液浓度的工业生产中。

Description

一种溶液自动配制***

技术领域

本发明涉及一种溶液自动配制***。

背景技术

随着我国经济建设的飞速发展，人们对能源以及木材、水泥等基建材料产生的巨大需求,使低耗能、资源丰富的菱镁水泥制品受到高度重视，广大工程技术人员对菱镁胶凝材料进行了更加深入的研究，在其原料配方、工艺制度和基体改性等方面获得了很大进步，促进了菱镁水泥制品的发展。菱镁制品既是一种新型复合材料产品，又是一种资源再生利用和综合利用的新型绿色环保产品，具有轻质、高强、易加工、防火、节能、保温等特点，能够广泛用于工业、农业、交通、建筑、装饰等国民经济各行业。菱镁水泥是气硬性胶凝材料,其MgO-MgCl-H2 O三元体系的水化产物主要是5·1·8相[5Mg(OH)2MgCl2·8H2 O]，根据5·1·8相的结构组成，可以确定要生成5·1·8相需要5molMgO、1molMgCl2和13molH2O，因此，采用氯化镁(MgCl 2·6H 2 O)俗称卤片配制卤水时，应满足形成5·1·8相所需的基本水灰比值的要求，若卤水浓度过高用水量小于临界水量，就不能形成具有力学贡献的5·1·8相，同时产品易出现吸潮返卤、体积安定性差等问题；若卤水浓度过低用水量太大，则会影响反应速度，导致产品强度低、变形性大。

实际生产中，由于菱镁水泥配合比计算过程比较复杂，要考虑材料含量、活性、温度等因素，需要比较专业的知识；卤水配制常用波美计进行，高了加水低了加氯化镁，配制过程需要进行反复不断调节，才能配制出符合要求的溶液；但是，由于在生产中由于卤水用量很大，而且卤水浓度需要根据材料和环境的变化进行不断调整，采用人工配制需要计算并反复调节，效率低下，且所配制出的卤水其浓度不够精确，对生产成本和产品性能有很大的影响。目前，有关菱镁水泥制品生产的研究很多，主要集中在如何通过控制好材料配比、添加改性剂以提高产品的性能，而对于如何实现全自动配制氯化镁溶液的研究比较少，公开号为CN109647249A的中国专利文献，公开了一种菱镁墙板生产中撬装式氯化镁溶液制备设备，包括：溶解釜、第一输送泵、陈腐箱、第二输送泵和控制器；溶解釜用于制备氯化镁溶液,陈腐箱用于沉淀氯化镁溶液中的杂质,且溶解釜与陈腐箱通过第一输送管连通；第一输送泵设置于第一输送管上,控制器与第一输送泵电连接；溶解釜内设置有称重传感器,控制器与称重传感器电连接；陈腐箱的出口与第二输送管连接,第二输送泵设置于第二输送管上,将氯化镁溶液输送给溶液接收装置,控制器与第二输送泵电连接,可克服了现有技术中氯化镁溶液制备时氯离子渗透进池壁腐蚀钢筋的缺陷,提供一种自动化程度高,不污染土壤环境且不洒漏溶液的氯化镁溶液制备设备。但是，该设备仅对溶液的重量进行控制，确对氯化镁溶液的浓度无法进行控制，需要人工进行浓度调节。而人工调节溶液浓度主要存在几个问题：

(1)人工调节溶液浓度效率低，氯化镁溶液浓度对菱镁水泥产品的性能有这非常重要影响，虽然溶液配制的基本原则是：浓度高了加水低了加氯化镁，但是生产中需要大量的溶液，要调节到符合浓度要求的溶液难度较大，更多根据一般的经验进行确定材料用量比例，所配制的溶液与要求一般都存在一定的偏差。

(2)要准确配制出符合要求的溶液浓度难度大，第一，在生产中卤水浓度随着环境温湿度的变化需要进行相应的调整才能生产出合格的产品，这就需要频繁计算调整材料用量比例。第二，采用卤片(MgCl 2·6H 2O)作为原材料配制溶液，因不同批量的材料中的氯化镁含量都有一定变化，即使同一批材料其含量也有可能一定的波动，这就导致所配制出的溶液浓度波动较大，依靠人工很难准确配制出符合要求的溶液。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种溶液自动配制***。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种溶液自动配制***，包括控制器、料仓、溶解池、配制池；所述料仓、溶解池、配制池通过管道依次连接，所述溶解池和配制池内均安装有搅拌桨，且溶解池和配制池上端均与清水管连接，料仓、溶解池、配制池之间的连接管道及其进出口均安装有控制阀，控制阀及搅拌桨均与控制器连接。

所述料仓的下端安装有重量传感器,料仓的下端通过管道与溶解池的上端连接。

所述溶解池包括安装在其顶部的搅拌桨,搅拌桨通过安装在溶解池上端的电机驱动，所述溶解池的下端为锥型，锥型的底部安装有泄水阀，锥型的侧面通过溶液管道与配制池的侧面上端连接，。

所述配制池的顶部安装有搅拌桨,搅拌桨通过配制池上端的电机驱动，配制池的底部安装有重量传感器，配制池的侧面底部设置有出料管道且管道上安装有电磁水阀,配制池内安装有液体浓度检测装置。

所述液体浓度检测装置包括波美比重计，波美比重计安装在浮板上，浮板活动安装在导杆上，导杆的两端分别固定在配制池的顶部和底部，配制池的顶部还安装有液差计,液差计安装在波美比重计的正上方。

所述液差计包括两个超声波传感器，两个超声波传感器一个检测波美比重计的顶端高度，另一个检测配制池内液面的高度。

所述清水管通过支管分别连接在溶解池和配制池上端，支管上安装有电磁水阀和流量计。

所述溶解池和配制池之间通过溶液管道连接，溶液管道上安装有电磁水阀。

本发明的有益效果在于：可在生产菱镁水泥过程中实现卤水全自动配制，无需人工进行浓度调节，只需在***中输入卤片重量、氯化镁含量和所需溶液浓度要求，设备则全自动配制出符合要求的溶液，可以大幅度提高溶液配制的效率和准确性，降低人工成产成本，提高生产效率和产品的性能。该设备也可用于其它需要配制溶液浓度的工业生产中。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中：1-控制器，2-料仓，3-重量传感器，4-电动闸门，5-搅拌桨，6-电机，7-溶解池，8-泄水阀，9-电磁水阀，10-溶液管道，11-配制池，12-浮板，13-波美比重计，14-导杆，15-液差计，16-清水管，17-流量计。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

一种溶液自动配制***，包括控制器1、料仓2、溶解池7、配制池11；所述料仓2、溶解池7、配制池11通过管道依次连接，所述溶解池7和配制池11内均安装有搅拌桨5，且溶解池7和配制池11上端均与清水管16连接，料仓2、溶解池7、配制池11之间的连接管道及其进出口均安装有控制阀，控制阀及搅拌桨5均与控制器1连接。

所述料仓2的下端安装有重量传感器3,料仓2的下端通过管道与溶解池7的上端连接。

所述溶解池7包括安装在其顶部的搅拌桨5,搅拌桨5通过安装在溶解池7上端的电机6驱动，所述溶解池7的下端为锥型，锥型的底部安装有泄水阀8，锥型的侧面通过溶液管道10与配制池11的侧面上端连接。

所述配制池11的顶部安装有搅拌桨5,搅拌桨5通过配制池11上端的电机6驱动，配制池11的底部安装有重量传感器3，配制池11的侧面底部设置有出料管道且管道上安装有电磁水阀9,配制池11内安装有液体浓度检测装置。

所述液体浓度检测装置包括波美比重计13，波美比重计13安装在浮板12上，浮板12活动安装在导杆14上，导杆14的两端分别固定在配制池11的顶部和底部，配制池11的顶部还安装有液差计15,液差计15安装在波美比重计13的正上方。

所述液差计15包括两个超声波传感器，两个超声波传感器一个检测波美比重计13的顶端高度，另一个检测配制池11内液面的高度。

所述清水管16通过支管分别连接在溶解池7和配制池11上端，支管上安装有电磁水阀9和流量计17。

所述溶解池7和配制池11之间通过溶液管道10连接，管道溶液管道10上安装有电磁水阀9。

实施例：将本发明用于生产菱镁水泥的氯化镁溶液的配制。

1.料仓，主要用于存储卤片(MgCl₂·6H ₂O)，进行防湿防潮防腐蚀处理能够防止卤片吸潮，下部安装有重力重力传感器，料仓下部有出料口，出料口安装电控闸门，电控闸门由控制器控制，根据所需物料重量控制闸门开关，放出物料重量由重力传感器感应前后的整个料仓的重量差进行确定；如，所需物料重量为M,出料前料仓总重量为M₀，控制器控制闸门打开后物料在重量作用下通过管道进入下部的溶解池，当重量传感器读数由M₀变成M1(M1＝M₀-M)时，将信息传送到控制器，控制电控闸门关闭，完成出料过程。

2.溶解池，溶解池由防腐蚀材料制成，卤片放入溶解池后，控制器根据物料重量控制电磁水阀向池内注入一定量的清水，并控制电动搅拌桨对溶液搅拌一定时间，以加速卤片溶解，然后进行沉淀，将不溶杂质沉淀后上层为高浓度氯化镁溶液，然后通过管道流入溶液配制池，杂质由底部的泄水口排出。

3.溶液配制池，配制池底部装有重量传感器，内部也装有搅拌桨，还装有创新研发的液体浓度自动测量仪，溶解池内的高浓度溶液通过管道流入配制池内后，液体浓度自动测量仪测出溶液的浓度，然后将数据传送到控制器，控制器控制清水管道上的电磁水阀打开向配制池内分多次注入清水，这个过程属于反复检测、计算和调节过程，直至配制出符合浓度要求的溶液。

4.液体浓度自动测量仪，是本发明创新研发部分，是由传统的波美计改造而成，可直接测出溶液的质量浓度，其工作原理在于利用液位差计测出液体表面的距离和波美计顶部距离，进而计算出波美计刻度部位伸出液体表面的高度，换算出对应的波美度求出液体的浓度，并根据液体温度进行修正；需要等搅拌桨停止搅拌后待液面稳定后方可检测。

5.水流量自动控制装置，主要由涡轮流量传感器(测量流量)、电磁水阀(开关作用)等组成，可以定量控制注入溶解池和配制池的水量；在自动调节溶液浓度方面起到十分关键的作用，由控制器控制运行。

6.控制器，是整个设备最核心的关键部件，其控制整个设备的自动运行，包括：

(1)控制料仓出料，在***中输入所需出料(卤片)的重量，记录料仓底部重量传感器的初始数据，控制料仓的电控闸门开启，实时监测料仓重量变化，当料仓前后重量差值为所需出料重量时，控制闸门关闭，实现出料控制过程。

(2)控制水流量自动控制装置运行，根据放入溶解池内卤片重量以及氯化镁的含量，***自动计算出所需的注入的水量，保证卤片溶解后其浓度大于所需配制的浓度，并保证能使卤片全部溶解；注水后立即控制启动搅拌桨的电机对溶液进行搅拌加速溶解。其注水量计算如下：假定卤片重量为M_料，氯化镁含量为W％，所需配制的溶液为C％，因溶解阶段所得的浓度要大于所配制浓度才利于后续调节，则每次加水量M_水应小于最终用水量，考虑到要卤片能完全溶解，可设定

M_水＝0.8M_料(W％/C％-1)

(3)控制从溶解池直通配制池管道上的电磁水阀，接收液体浓度自动测量仪检测到配制池内溶液浓度的数据以及配制池内溶液重量，控制自动水流量控制***运行分多次向配制池内注入一定的水量，控制配制池搅拌桨电机运行，这个过程属于反复检测、计算、调节过程。其计算过程如下：设检测到当前溶液浓度为C₀％，所需配制溶液浓度C％，溶液质量为M₀，理论上应需要加水量为：

M水＝C₀％*M₀/C％-M₀＝M₀(C₀％/C％-1)；

考虑到溶质溶解度的影响，防止一次性加水量过多造成浓度过低，则每个循环实际加水量为理论加水量的0.9倍，即：

M_水＝0.9M₀(C₀％/C％-1)；

通过反复循环加水，直至调节到符合要求的浓度。

(4)控制溶解池溶液输出管道上的电磁水阀，根据溶解池重量的变化对所流出溶液重量进行控制，当溶解池前后重量差值等于所需溶液重量时关闭水阀。

本发明通过创新提出在料仓底部安装有重量传感器，在出料口安装电控闸门，实现出量料自动控制。在溶解池的水管道上安装有水流量自动控制装置，控制器根据卤片重量和氯化镁含量自动计算出需水量，控制注入水量并启动搅拌电机进行搅拌加速卤片溶解，得到较高浓度的溶液，同时将不溶杂质沉淀物排出池外，高浓度溶液通过管道输送到溶液配制池内，管道上也装有电磁水阀门受控制器控制，根据需要定量向溶解池内输送溶液；溶解池内安装有创新研发的浓度自动测量仪，可以实时检测溶液的浓度，***根据溶液当前浓度、所需浓度、重量按公式计算出需水量，分多次加注清水进行反复调节，直到配出符合浓度要求的溶液；通过控制安装在配制池输出管道上的电磁水阀实现对溶液输出量进行自动控制。

Claims (8)

1.一种溶液自动配制***，包括控制器(1)、料仓(2)、溶解池(7)、配制池(11)，其特征在于：所述料仓(2)、溶解池(7)、配制池(11)通过管道依次连接，所述溶解池(7)和配制池(11)内均安装有搅拌搅拌桨(5)，且溶解池(7)和配制池(11)上端均与清水管(16)连接，料仓(2)、溶解池(7)、配制池(11)之间的连接管道及其进出口均安装有控制阀，控制阀及搅拌桨(5)均与控制器(1)连接。

2.如权利要求1所述的溶液自动配制***，其特征在于：所述料仓(2)的下端安装有重量传感器(3),料仓(2)的下端通过管道与溶解池(7)的上端连接。

3.如权利要求1所述的溶液自动配制***，其特征在于：所述溶解池(7)包括安装在其顶部的搅拌桨(5),搅拌桨(5)通过安装在溶解池(7)上端的电机(6)驱动，所述溶解池(7)的下端为锥型，锥型的底部安装有泄水阀(8)，锥型的侧面通过溶液管道(10)与配制池(11)的侧面上端连接，。

4.如权利要求1所述的溶液自动配制***，其特征在于：所述配制池(11)的顶部安装有搅拌桨(5),搅拌桨(5)通过配制池(11)上端的电机(6)驱动，配制池(11)的底部安装有重量传感器(3)，配制池(11)的侧面底部设置有溶液输出管道，且管道上安装有电磁水阀(9),配制池(11)内安装有液体浓度检测装置。

5.如权利要求4所述的溶液自动配制***，其特征在于：所述液体浓度检测装置包括波美比重计(13)，波美比重计(13)安装在浮板(12)上，浮板(12)活动安装在导杆(14)上，导杆(14)的两端分别固定在配制池(11)的顶部和底部，配制池(11)的顶部还安装有液差计(15),液差计(15)安装在波美比重计(13)的正上方。

6.如权利要求5所述的溶液自动配制***，其特征在于：所述液差计(15)包括两个超声波传感器，两个超声波传感器一个检测波美比重计(13)的顶端高度，另一个检测配制池(11)内液面的高度。

7.如权利要求1所述的溶液自动配制***，其特征在于：所述清水管(16)通过支管分别连接在溶解池(7)和配制池(11)上端，支管上安装有电磁水阀(9)和流量计(17)。

8.如权利要求1所述的溶液自动配制***，其特征在于：所述溶解池(7)和配制池(11)之通过溶液管道(10)连接，溶液管道(10)上安装有电磁水阀(9)。