CN113230934B - 用于易结垢反应器的液位控制***和混合液自动调配*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及液位控制技术领域，提供一种液位控制***和混合液体的自动调配***。液位控制***包括：进液装置、罐体、第一导线、电压控制箱和PLC控制柜；罐体上设有进液口，进液装置通过进液口向罐体内注入液体；罐体的内壁可导电；第一导线的一端设置在罐体内并且不与罐体的内壁接触，另一端与电压控制箱连接；电压控制箱连接罐体的内壁，当罐体内的液体与第一导线接触时，第一导线、液体、罐体的内壁和电压控制箱形成接通的电路；PLC控制柜与进液装置、电压控制箱连接，用于根据接通的电路，判断液体在罐体内的高度并控制进液装置的液体注入和停止注入。本方案通过第一导线的高度控制液体的进液量，结构简单、精确度高、价格低廉。
Description
技术领域
本发明涉及液位控制技术领域，特别是涉及用于易结构反应器的液位控制***和混合液体的自动调配***。
背景技术
在某些化工工艺中，反应器内的混合物往往是固液混合物，反应温度也需要维持在较高温度，产生大量蒸汽和泡沫。这样，蒸汽会夹带着固体物质附着在反应器内的装置上。在需要进行液位检测的时候，液位计会因为反应过程中的结垢而导致液位计监测失灵。以超细氢氧化铝的生产为例，生产中将水、碱液、种子浆液、铝酸钠溶液按比例混合进行反应，液位计通常被安装于反应器的内部、顶部或外部，目前常用的液位计有连通器液位计、超声波液位计、雷达液位计、浮球液位计、电极式液位计等。如果采用超声波或者雷达液位计，结垢会堵塞感测孔或者覆盖住感测头的保护罩，使得液位计在使用1个月之后，灵敏度就大大降低。如果是浮球液位计，所结的垢将浮球固定在某一位置，或者严重影响位置检测精度。如果采用电极式液位计，由于混合液多种物质的导电性能不同，电极式液位计的布置使得控制电路较为复杂，计算也复杂；如果采用多个电极式液位计，则会增加整体结构的复杂度，提高成本。
因此，亟需开发一种结构简单、成本低廉、测量精准的液位控制***。
发明内容
本发明的目的是提供一种液位控制***，结构简单、测量精准、成本低廉，满足不同导电性的液体混合反应之后液位测量的需求。
根据本发明的第一个方面，提供一种液位控制***，包括：
进液装置、罐体、第一导线、电压控制箱和PLC控制柜；
所述罐体上设有进液口，进液装置通过进液口向罐体内注入液体；
所述罐体的内壁可导电；
所述第一导线的一端延伸至所述罐体内并且不与罐体的内壁接触，另一端与所述电压控制箱连接；
所述电压控制箱通过第二导线连接罐体的内壁，当罐体内的液体与第一导线接触时，第一导线、液体、罐体的内壁和电压控制箱形成接通的电路；
所述PLC控制柜与进液装置、电压控制箱连接，用于根据接通的电路，判断液体在罐体内的高度并控制进液装置的液体注入和停止注入。
进一步地，第一导线延伸至罐体内的一端为触液端，与液体接触从而实现电路的接通。
进一步地，所述液体为可导电液体。
进一步地，所述第一导线为多根，多根第一导线在罐体内一端的高度按需布置。
进一步第，多根第一导线在罐体内一端的高度与所需液位的高度相对应。
进一步地，所述进液装置包括多个进液罐，所述罐体上的进液口为多个，每个进液罐对应一个进液口。
进一步地，所述进液装置还包括多个进液泵，所述进液泵设置在进液罐和进液口之间，每个进液泵对应一个进液罐；每个进液泵与所述PLC控制柜通讯地连接，并接受PLC控制柜的控制将液体泵入或停止泵入所述罐体。
进一步地，所述进液装置还包括多个阀门，所述阀门设置在所述进液泵和进液口之间，每个阀门对应一个进液泵；每个阀门与所述PLC控制柜通讯地连接，并接受PLC控制柜的控制打开或关闭阀门。
进一步地，第一导线在罐体内的一端被吊有一铅锤。
进一步地，所述第一导线由单根或多根支线组成。
进一步地，所述第一导线外部设有导线保护套管，只有第一导线在罐体内的一端与液体接触部分裸露。
进一步地，所述电压控制箱包括中间继电器，所述中间继电器包括线圈，线圈两端分别与第一导线和罐体的内壁连接，所述中间继电器包括常开点，所述常开点与所述PLC控制柜连接，当形成接通的电路时，所述常开点闭合，并将闭合信号发送给PLC控制柜。
进一步地，所述电压控制箱包括变压器，所述变压器的两端分别与第一导线和罐体的内壁连接。
进一步地，所述变压器的电压为5-24V，在使用过程中持续提供电压。
进一步地，所述PLC控制柜包括控制模块，所述控制模块接收电压控制箱的信号，发出信号控制进液装置的阀门及进液泵的关闭与打开。当阀门和进液泵由打开切换成关闭之后，控制模块进入锁定状态，不允许阀门和进液泵再次打开。阀门和进液泵将不会自动再次开启，待下次使用时方可打开。
进一步地，所述液位控制***还包括报警器，所述报警器与PLC控制柜通讯地连接，用于提醒操作人员完成液体调配。
根据本发明的第二个方面，提供一种混合液体的自动调配***，包括：所述液位控制***和搅拌设备；
所述液位控制***的PLC控制柜与搅拌设备通讯地连接，用于控制搅拌设备的运行和停止；
所述液位控制***的第一导线为两根以上且两根第一导线的高度均不相等，PLC控制柜控制所述进液装置向所述罐体内注入两种以上的液体，注入的液体的种类的数量和第一导线的数量一致；注入的第1种液体在罐体内的高度等于最低位的第一导线在罐体内的一端的高度，注入的第n种液体在罐体内的高度等于第n低位至第n-1低位的第一导线在罐体内的一端的高度差，n为大于1的自然数。
本发明的有益效果是：
本发明根据液体具有导电性的原理，通过第一导线与反应器内可导电反应液体的通断，控制液体的进液量，结构简单、价格低廉、精确度高，提高了产品质量稳定性。多根第一导线与PLC控制柜相连接，自动控制液体的进液量和多种液体的混合，简化了操作过程，提高了工作效率。第一导线使用普通的导电线缆，材料简单易得、成本低。在发现第一导线的一端被结垢而影响监测效果时，只需要抽出第一导线，敲打掉结垢再重新放回，非常容易维护。
附图说明
图1示意性示出了混合液体的自动调配***。
其中，1-1、1-2—第一导线，2—导线保护套管，3—罐体，4—第二导线，5—电压控制箱，6—PLC控制柜，7—报警器，8-1—第一阀门，8-2—第二阀门，9-1—第一进液泵，9-2—第二进液泵，10—第一进液罐，11—第二进液罐，12—搅拌设备。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
作为本发明的第一个实施方式，提供一种混合液体的自动调配***，如图1所示，包括：液位控制***和搅拌设备12。
液位控制***包括：进液装置、罐体3、第一导线1-1、1-2、第二导线4、电压控制箱5、PLC控制柜6和报警器7。
进液装置包括第一进液罐10、第二进液罐11、第一进液泵9-1、第二进液泵9-2、第一阀门8-1和第二阀门8-2，进液罐、进液泵和阀门分别一一对应。罐体3上设有2个进液口，与进液罐的数量一一对应，分别为第一进液口和第二进液口。第一进液罐10和第一进液口连接，第一进液泵9-1设置在第一进液罐10和第一进液口之间，用于将第一进液罐10内的液体泵入罐体3内。第一阀门8-1设置在第一进液泵9-1和第一进液口之间，用于开通或拦截第一进液罐10内的液体注入罐体3内。第二进液罐11和第二进液口连接，第二进液泵9-2设置在第二进液罐管10和第二进液口之间，用于将第二进液罐11内的液体泵入罐体3内。第二阀门8-2设置在第二进液泵9-2和第二进液口之间，用于开通或拦截第二进液罐11内的液体注入罐体3内。实际操作中，可以根据液体的种类多设置几个进液罐。进液罐内的液体可以是溶液，也可以是混合均匀的浆料。进液罐中可以根据液体的需要设置搅拌工具。
罐体3的内壁可导电，可选用碳钢、铁等导电材质。搅拌设备12设置在罐体3内。搅拌设备12使多种液体迅速混合均匀，保持罐体3内各处液体的组分一致。
本实施例中第一导线为两根，分别是1-1、1-2。实际操作中可以根据需要多设置几根第一导线，第一导线的数量和注入的液体的种类数量相同。使用导线测量液位高度，大大降低了成本。每根第一导线的一端为触液端，设置在罐体3内并且不与罐体3的内壁接触，另一端与电压控制箱6连接。每根第一导线的一部分设置在罐体3内，另一部分设置在罐体3外，设置在罐体3外的部分连接至电压控制箱5。每个第一导线的触液端高度均不相等。如图1所示，第一导线1-1的触液端的高度低于第一导线1-2的触液端的高度，在触液端与液体接触时，第一导线1-1或第一导线1-2与液体、电压控制箱5形成接通的电流，因此它们皆起到测量液位的作用。这些高度根据进入罐体3中的液体的体积进行调整，第一导线的数量越多，就越能控制种类多的液体的自动调配。通常，将第一导线在罐体3内的部分竖直设置。作为一实施例，将这些第一导线各吊一个铅锤使得第一导线竖直下垂。。在另一种实施方式中，第一导线是外覆绝缘材料的电线，其下端连接一电极(电极板或者电极棒)，该电极本身兼具有铅锤的作用。每根第一导线由单根或多根支线组成。作为优选，在罐体3内的支线的外部设有导线保护套管2，只有第一导线的触液端(即为最下端)与液体接触部分裸露，防止第一导线的其他部分被液体腐蚀。当导线保护套管2的外部结垢时，只需要取出导线保护管套2并敲击，即可把结的垢敲下来，或者直接抽出第一道线，除去表面的结垢，再接着使用，大大降低了成本并提高了测量精确度。本方案中，进液装置向罐体3内注入两种的液体，注入的液体的种类数量和第一导线的数量一致。在实际的应用场景中，如果注入的液体的种类的数量增多，第一导线的数量相应增多。注入的第1种液体在罐体3内的高度等于最低位的第一导线的触液端高度，注入的第n种液体在罐体内的高度等于第n低位至第n-1低位的第一导线的触液端的高度差，n为大于1的自然数。本方案中，注入的第1种液体在罐体3内的高度等于第一导线1-1的触液端的高度，注入的第2种液体在罐体3内的高度等于第一导线1-2触液端至第一导线1-1触液端的高度差。
电压控制箱5内设有电路，该电路通过第二导线4连接罐体3的内壁，电路包括中间继电器和变压器。中间继电器包括线圈，线圈两端分别与两个第一导线1-1、1-2和罐体的内壁连接，用于感应电路的接通。中间继电器还包括常开点。变压器的两端分别与第一导线1-1、第一导线1-2和罐体3的内壁连接，为接通的电路提供电压。变压器提供5-24V的安全电压，为即将导通的液位电路持续提供电压。当罐体3内的液体与第一导线1-1的触液端或第一导线1-2的触液端接触时，第一导线1-1或1-2、液体、罐体3的内壁和电压控制箱5形成接通的电路。当形成接通的电路时，中间继电器的常开点闭合，将常开点的闭合信号发送给PLC控制柜6，使得PLC控制柜6获取液位到达一定高度的信号。
PLC控制柜6与进液装置的进液泵和阀门、电压控制箱5、报警器7、搅拌设备12连接。用于根据接通的电路，判断液体在罐体3内的高度并控制进液装置的液体注入和停止注入、控制搅拌设备12的启动和停止、提醒工作人员已完成混合液体调配工作，提示工作人员进行下一步的相关操作。PLC为可编程逻辑控制器。可编程逻辑控制器是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子***。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。
采用上述的混合液体的自动调配***生产超细氢氧化铝，在超细氢氧化铝生产过程的液体调配中，将液体A(即为种子浆液)和液体B(即为铝酸钠溶液)混合均匀，即为超细氢氧化铝种分的分解液。液体A和液体B均具有导电性，并且需要分别注入罐体3内。液体A存放于第一进液罐10中，液体B存放于第二进液罐11中。具体方法如下：
(1)液体A进液：PLC控制柜6发出信号，启动搅拌设备12，打开第一阀门8-1及第一进液泵9-1，液体A从第一进液罐10进入罐体3。待液面与第一导线1-1的触液端接触后，电压控制箱5中电路接通，电压控制箱5中常开点闭合，闭合信号发送至PLC控制柜6，PLC控制柜6发出信号，关闭第一阀门8-1和第一进液泵9-1。液体A进液结束，当前控制信号进入锁定状态，第一阀门8-1和第一进液泵9-1不会再次打开，也就是说在搅拌的过程中液体忽高忽低也不会使得第一阀门8-1和第一进液泵9-1自动再次开启，待下次使用时方可手动打开，防止液体由于搅拌再次接触第一导线1-1的触液端使得第一阀门8-1和第一进液泵9-1再次开启加入液体A，影响液体A体积的精准控制。
(2)液体B进液：待步骤(1)完成后，PLC控制柜6发出信号，打开第二阀门8-2及第二进液泵9-2，液体B从第二进液罐11进入罐体3。待液面与第一导线1-2的触液端接触后，电压控制箱5中电路接通，电压控制箱5中常开点闭合，闭合信号发送至PLC控制柜6，PLC控制柜6发出信号，关闭第二阀门8-2和第二进液泵9-2。液体B进液结束，当前控制信号进入锁定状态，第二阀门8-2和第二进液泵9-2不会再次打开，也就是说在搅拌的过程中液体忽高忽低也不会使得第二阀门8-2及第二进液泵9-2自动再次开启，待下次使用时方可手动打开，防止液体由于搅拌再次接触第一导线1-2的触液端使得第二阀门8-2及第二进液泵8-2再次开启加入液体B，影响液体B体积的精准控制。PLC控制柜6打开报警器7提醒工作人员进入下一工艺过程。
上述的方法通过混合液体自动调配***不仅对超细氢氧化铝生产中多种液体的液位精准控制并且能够自动调配，还能对其他具有导电性液体进行液位精准控制。通过液体具有导电性的原理，液体与第一导线接触形成连通的电路，不受高温、蒸汽、浮沫等影响，以第一导线的高度控制液体的进液量，实现了液位的精准控制，测量简单、价格低廉，进液量控制精准，提高了产品质量稳定性。多根第一导线与PLC控制柜6相连接，自动控制多种液体的进液量，简化了操作过程，提高了工作效率，降低了人工成本。第一导线使用普通导电线缆，只需将与液体接触的一端暴露于外部环境中，材料简单易得，维护使用方便，成本低廉、受环境影响小。
作为本发明的第二个实施方式，提供一种液体控制***，第二个实施方式与第一个实施方式中的液体控制***基本相同，不同的地方在于，第二个实施方式的液体控制***只有一根第一导线、罐体3内的进液口为1个，进液装置也只有一个进液罐、一个进液泵和一个阀门。通过将液体从进液罐中注入罐体内，可实现液体体积的精确控制。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于易结垢反应器的液位控制***，其特征在于，包括：进液装置、罐体（3）、第一导线（1-1，1-2）、电压控制箱（5）和PLC控制柜（6）；
所述罐体（3）上设有进液口，进液装置通过进液口向罐体（3）内注入液体；所述液体为超细氢氧化铝生产过程的液体，该液体易在第一导线表面结垢；
所述罐体（3）的内壁可导电；所述罐体的内壁选用碳钢或铁；
所述第一导线（1-1，1-2）的一端延伸至所述罐体（3）内并且不与罐体（3）的内壁接触，另一端与所述电压控制箱（5）连接；第一导线（1-1,1-2）在罐体（3）内的一端被吊有一铅锤，第一导线下端连接一电极板或电极棒，该电极板或电极棒具有铅锤作用；所述第一导线为导电线缆；所述第一导线（1-1,1-2）在罐体内的支线的外部设有导线保护套管（2）；所述第一导线（1-1,1-2）为多根，多根第一导线（1-1,1-2）在罐体内一端的高度按需布置；第一导线的数量和注入的液体的种类数量相同；
所述电压控制箱（5）通过第二导线（4）连接罐体（3）的内壁，当罐体（3）内的液体与第一导线接触时，第一导线（1-1,1-2）、液体、罐体（3）的内壁、第二导线和电压控制箱（5）形成接通的电路；所述电压控制箱（5）包括中间继电器，所述中间继电器包括线圈，线圈两端分别与所述第一导线（1-1,1-2）和罐体（3）的内壁连接，所述中间继电器包括常开点，所述常开点与所述PLC控制柜（6）连接，当形成接通的电路时，所述常开点闭合，并将闭合信号发送给PLC控制柜（6）；
所述PLC控制柜（6）与进液装置、电压控制箱（5）连接，用于根据接通的电路，判断液体在罐体（3）内的高度并控制进液装置的液体注入和停止注入；
所述PLC控制柜（6）包括控制模块，所述控制模块接收电压控制箱（5）的常开点闭合信号，同时发出信号控制进液装置的关闭与打开，当进液装置由打开切换成关闭之后，控制模块进入锁定状态，不允许进液装置再次打开。
2.根据权利要求1所述的液位控制***，其特征在于，所述进液装置包括多个进液罐（10,11），所述罐体（3）上的进液口为多个，每个进液罐（10,11）对应一个进液口。
3.根据权利要求2所述的液位控制***，其特征在于，所述进液装置还包括多个进液泵（9-1,9-2），所述进液泵（9-1,9-2）设置在进液罐（10,11）和进液口之间，每个进液泵（9-1,9-2）对应一个进液罐（10,11）；每个进液泵（9-1,9-2）与所述PLC控制柜（6）通讯地连接，并接受PLC控制柜（6）的控制将液体泵入或停止泵入所述罐体（3）。
4.根据权利要求3所述的液位控制***，其特征在于，所述进液装置还包括多个阀门（8-1,8-2），所述阀门（8-1,8-2）设置在所述进液泵（9-1,9-2）和进液口之间，每个阀门（8-1,8-2）对应一个进液泵（9-1,9-2）；每个阀门（8-1,8-2）与所述PLC控制柜（6）通讯地连接，并接受PLC控制柜（6）的控制打开或关闭阀门。
5.根据权利要求1所述的液位控制***，其特征在于，所述电压控制箱（5）包括变压器，所述变压器的两端分别与第一导线（1-1,1-2）和罐体（3）的内壁连接。
6.一种用于易结垢反应器的混合液自动调配***，其特征在于，包括：
权利要求1-5中任一项所述的液位控制***和搅拌设备（12）；
所述液位控制***的PLC控制柜（6）与搅拌设备（12）通讯地连接，用于控制搅拌设备（12）的运行和停止；
所述液位控制***的第一导线（1-1,1-2）为两根以上且导线高度均不相等，PLC控制柜（6）控制所述进液装置向所述罐体（3）内注入两种以上的液体，注入的液体的种类的数量和第一导线的数量一致；注入的第1种液体在罐体（3）内的高度等于最低位的第一导线在罐体（3）内的一端的高度，注入的第n种液体在罐体（3）内的高度等于第n低位至第n-1低位的第一导线在罐体（3）内的一端的高度差，n为大于1的自然数。
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| EP0143682A1 (fr) * | 1983-10-04 | 1985-06-05 | Hager Electro S.A. | Perfectionnements aux interrupteurs à coupure automatique, notamment aux interrupteurs différetiels et disjoncteurs |
| CN202367858U (zh) * | 2011-11-28 | 2012-08-08 | 中铁十八局集团第三工程有限公司 | 用于盾构施工的膨润土制浆控制*** |
| CN204816321U (zh) * | 2015-07-13 | 2015-12-02 | 河南丰之源生物科技有限公司 | 多种液体混合装置 |
| CN109708840A (zh) * | 2019-01-07 | 2019-05-03 | 北京云梦智慧科技有限公司 | 基于物联网水表通讯的水流试验装置 |
-
2021
- 2021-05-24 CN CN202110563115.1A patent/CN113230934B/zh active Active
Patent Citations (4)
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| Title |
|---|
| 林锦实，宋艳丽著.《检测技术及仪表》.北京：机械工业出版社,2017,第165-166页. * |
Also Published As
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