CN101829513B - 一种硝酸铵溶液射流搅拌用的泵送装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种硝酸铵溶液射流搅拌用的泵送装置及方法，涉及硝酸铵溶液的搅拌及泵送技术。其特征在于；在贮罐旁设置一个回流罐，该回流罐的罐顶盖低于贮罐排料口；回流罐顶盖上安装液下泵，液下泵的泵体伸入回流罐后悬吊在罐内腔中；贮罐的排料管上串接有排料电动球阀，回流罐上设置有静压式液位计，PLC控制系统控制贮罐溶液依次经排料管、回流罐、液下泵、回流管由射流喷嘴喷射搅拌。采用PLC控制系统使电动球阀关闭后延时关闭液下泵。优点在于：采用延时控制，使射流搅拌系统停机时，排料管及回流管处于排空状态，无残留溶液，防止管路结晶。
Description
技术领域：
本发明涉及化工溶液搅拌、泵送技术，特别是硝酸铵溶液的搅拌及泵送技术。
背景技术：
目前工业炸药用的原材料硝酸铵溶液(110℃以上)通常保温储存在大容积贮罐中备用，根据储存安全及工艺要求，必须进行间歇搅拌。考虑到硝酸铵溶液高温、易于结晶且贮罐罐体尺寸较大等特点，常用的机械式搅拌装置难以实现，可采用射流搅拌方式。
传统的射流搅拌由工作泵、回流管、排料管、射流喷嘴等部分组成一个封闭的管路系统，贮罐中液体由排料管流经工作泵，再由工作泵泵送到回流管，进入贮罐中浸没在贮罐溶液内的射流喷嘴高速喷出，使贮罐内溶液有效的进行混合搅拌。其中工作泵、回流管、排料管为射流搅拌系统的泵送装置。
由于硝酸铵溶液易于结晶的特点，若简单使用工作泵抽出硝酸铵溶液，然后通过管路送回贮罐中进行搅拌，存在以下问题：一是工作泵体内及进出工作泵管路内始终充满硝酸铵溶液，如果工作泵停止工作后，特别是停产时间比较长后，这些溶液会降温、结晶于泵及管路中。即使工作泵及管路进行保温处理，如果结晶堵塞后，也难以使之溶解。二是即使可以在贮罐进出管道的位置安装阀门，每次工作泵停止后，及时关闭阀门，将泵体内及管道内的溶液排出，解决残留溶液降温、结晶的问题，但存在排出的溶液如何处理的问题。采用人工方式将排出的溶液返回到贮罐或生产工序内容易被烫伤，不安全；采用设备操作，需要另外增加一套泵送装置。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种硝酸铵溶液射流搅拌用的泵送装置及方法。
本发明的装置方案是：在贮罐旁设置一个回流罐，该回流罐的罐顶盖低于贮罐排料口；回流罐顶盖上安装有化工防腐的作为工作泵的液下泵，液下泵的电机传动机构固定于顶盖之上，液下泵的泵体伸入回流罐后悬吊在罐内腔中；贮罐排料管的排料口与回流罐顶盖上的进料口管路连通，贮罐的回流管的进料口与液下泵的出料口连通；贮罐的排料管上串接有排料电动球阀，电动球阀开关线路分别与PLC控制系统连接；回流罐上设置有静压式液位计，所述液位计信号输出线路与PLC控制系统连接。
本发明的方法方案是：在贮罐旁设置一个回流罐，该回流罐的罐顶盖低于贮罐排料口；回流罐上固定有液下泵，液下泵的泵体伸入回流罐后悬吊在罐内腔中，贮罐排料管的排料口与回流罐顶盖上的进料口管路连通，贮罐的回流管的进料口与液下泵的出料口连通；需要搅拌时，PLC控制系统启动液下泵，打开电动球阀，硝酸铵溶液经过排料管自流到回流罐中，由液下泵通过回流管输送到贮罐内射流喷嘴进行搅拌；控制系统至规定时间需要停车时，先关闭电动球阀，然后延时停止液下泵。
本发明的优点在于：射流搅拌系统停机时，排料管及回流管处于排空状态，无残留溶液，防止管路结晶；回流罐设计有加热装置，自流至回流罐的剩余硝酸铵溶液结晶后可以加热溶解；回流管与液下泵接口处设计的蒸汽接入口，即使出现的溶液结晶现象，也能方便的得到疏通；回流管路高处安装的破真空装置，避免了虹吸现象的发生，消除了安全隐患；安装于回流罐上的液下泵维修方便，不存在拆泵时可能发生高温溶液泄漏烫伤的危险；半敞开式的回流罐设计，方便了检验人员取样，进行硝酸铵溶液理化指标分析。
附图说明：
图1为本发明结构示意图。
图2为液下泵泵体位置结构放大示意图。
图3为回流罐、液下泵安装结构放大示意图。
具体实施方式：
本发明的结构包括贮罐(5)、贮罐(5)的回流管(3)、排料管(13)、射流喷嘴(4)以及工作泵，其特征在于；在贮罐(5)旁设置一个回流罐(10)，该回流罐(10)的罐顶盖低于贮罐(5)排料管(13)；回流罐(10)顶盖上安装有化工防腐的作为工作泵的液下泵(6)，液下泵(6)的电机传动机构固定于顶盖之上，液下泵(6)的泵体伸入回流罐(10)后悬吊在罐内腔中；贮罐(5)排料管(13)的排料口与回流罐(10)顶盖上的进料口管路连通，贮罐(5)的回流管(3)的进料口与液下泵(6)的出料口连通；贮罐(5)的排料管(13)上串接有排料电动球阀(14)，电动球阀(14)开关线路分别与PLC控制系统连接；回流罐(10)上设置有静压式液位计(12)，所述液位计(12)信号输出线路与PLC控制系统连接。
回流管(3)的管路高处旁路连通有电磁阀(2)，所述电磁阀(2)的开关线路与PLC控制系统连接。
回流罐(10)内腔设置有蛇形盘管，该蛇形盘管在回流罐(10)侧壁上的进气口、出气口分别通过阀门与蒸汽管连通。
在回流管(3)铅直方向上依次串接有上球阀(7)、三通管、下球阀(9)，所述三通管的旁路管与蒸汽管的蒸汽接口(8)连通。
回流罐(10)为可开盖式，其顶盖上设置有绞链式翻盖，可开可关。
本发明的方法是：在贮罐(5)旁设置一个回流罐(10)，该回流罐(10)的罐顶盖低于贮罐(5)排料管(13)；回流罐(10)上固定有液下泵(6)，液下泵(6)的泵体伸入回流罐(10)后悬吊在罐内腔中，贮罐(5)排料管(13)的排料口与回流罐(10)顶盖上的进料口管路连通，贮罐(5)的回流管(3)的进料口与液下泵(6)的出料口连通；需要搅拌时，PLC控制系统启动液下泵(6)，打开电动球阀(14)，硝酸铵溶液经过排料管(13)自流到回流罐(10)中，由液下泵(6)通过回流管(3)输送到贮罐(5)内射流喷嘴(4)进行搅拌；控制系统至规定时间需要停车时，先关闭电动球阀(14)，然后延时停止液下泵(6)。
所述的延时停止液下泵(6)是：回流罐(10)的液位由静压式液位计(12)控制，当液位到达设定高度时，由静压式液位计(12)发送信号至控制系统，再由控制系统关闭电动球阀(14)；同样，当回流罐(10)中的液位降到设定的位置时，由静压式液位计(12)发送信号至控制系统，再由控制系统关闭液下泵(6)。
本系统主要工作原理是：在贮罐(5)旁设计一个回流罐(10)，该回流罐(10)的罐口位置低于贮罐(5)排料管(13)，回流罐(10)上装有一化工防腐的液下泵(6)。需要搅拌时首先打开电动球阀(14)，将贮罐(5)内的溶液排入回流罐(10)，然后启动回流罐(10)上的液下泵(6)，将溶液往罐顶高处泵送至贮罐(5)底部，搅动贮罐(5)内的溶液；当关闭阀门或停止液下泵(6)后，管道内残留溶液会自流至回流罐(10)，防止溶液结晶；回流罐(10)可以进行加热，确保液下泵(6)及罐内溶液的温度，防止结晶；进出管道不仅设计了保温夹层，而且设计了蒸汽接口(8)，必要时可以直接通入蒸汽进行管道吹扫。
具体的做法是：当系统按程序设定需要工作时，由控制系统先启动液下泵(6)，打开电动球阀(14)，硝酸铵溶液经过排料管(13)自流到回流罐(10)中，由液下泵(6)输送到贮罐(5)内进行搅拌；控制系统至规定时间需要停车时，先关闭电动球阀(14)，然后延时停止液下泵(6)。回流罐(10)的液位由静压式液位计(12)控制，当液位到达设定高度时，由静压式液位计(12)发送信号至控制系统，再由控制系统关闭电动球阀(14)；同样，当回流罐(10)中的液位降到设定的位置时，由静压式液位计(12)发送信号至控制系统，再由控制系统关闭液下泵(6)。为防止管路中残留硝酸铵溶液的结晶，将排料管(13)及回流管(3)设计成具有一定斜度，在完成射流搅拌后，管路上的残留溶液将在自重的作用下自流到低位的回流罐(10)中，此时的排料管(13)及回流管(3)处于排空状态，防止残留溶液在管路中结晶，堵塞管路。
由于回流罐(10)处于低位，当系统关闭液下泵(6)后，回流管(3)中的剩余溶液在自重作用下流回到回流罐(10)中，此时将可能引起虹吸现象(贮罐(5)中的溶液倒流至回流罐(10)中)。由于硝酸铵溶液的高温及腐蚀性，一旦发生虹吸现象，高温溶液溢出回流罐(10)后，可能存在较大的安全问题。为了不使虹吸现象发生，必须对回流管(3)路进行破真空处理，破坏虹吸现象。为此，在回流管(3)的管路高处装电磁阀(2)，在完成一次循环射流搅拌后，由控制系统打开电磁阀(2)，对回流管(3)路进行排空，使其破真空，达到防止虹吸的效果。
考虑到硝酸铵溶液易于结晶的特点，在本系统中还采取了几条防止结晶的措施：
1、系统中的所有阀门、电磁阀(2)均需选用蒸汽保温型，选用不锈钢材质。
2、在回流罐(10)中，装有蛇形盘管，当回流罐(10)中的硝酸铵溶液的温度降低时(由智能式一体化温度计(11)监测)，可以自动通入蒸汽，对其进行加热处理，防止由于温度的降低而引起的结晶现象。
3、排料管(13)和回流管(3)均采用夹套套管的型式，在套管中通入蒸汽进行保温处理。
4、为了防止溶液在回流管(3)及流下泵(6)泵体中堵塞，在回流管(3)与液下泵(6)出料口的连接处装有蒸汽接口(8)及上、下两个球阀。当回流管(3)堵塞时，可关闭下球阀(9)，打开上球阀(7)，由蒸汽接口(8)通入蒸汽进行管路疏通；同样，当液下泵(6)被结晶的硝酸铵堵塞时，可关闭上球阀(7)，打开下球阀(9)，由蒸汽接口(8)通入蒸汽疏通泵体。
该射流搅拌的泵送装置较好地满足硝酸溶液进行射流搅拌的需要，具有以下优点：射流搅拌系统停机时，排料管(13)及回流管(3)处于排空状态，无残留溶液，防止管路结晶；回流罐(10)设计有加热装置，自流至回流罐(10)的剩余硝酸铵溶液结晶后可以加热溶解；回流管(3)与液下泵(6)出料口的连接处设置有蒸汽接入口，即使出现的溶液结晶现象，也能方便的得到疏通；回流管(3)路高处安装的破真空装置，避免了虹吸现象的发生，消除了安全隐患；安装于回流罐(10)上的液下泵(6)维修方便，不存在拆泵时可能发生高温溶液泄漏烫伤的危险；半敞开式的回流罐(10)设计，方便了检验人员取样，进行硝酸铵溶液理化指标分析。
Claims (4)
1.一种硝酸铵溶液射流搅拌用的泵送装置，包括贮罐(5)、贮罐(5)的回流管(3)、排料管(13)、射流喷嘴(4)以及工作泵，其特征在于；在贮罐(5)旁设置一个回流罐(10)，该回流罐(10)的罐顶盖低于贮罐(5)的排料管(13)；回流罐(10)顶盖上安装有化工防腐的作为工作泵的液下泵(6)，液下泵(6)的电机传动机构固定于顶盖之上，液下泵(6)的泵体伸入回流罐(10)后悬吊在罐内腔中；贮罐(5)的排料管(13)的排料口与回流罐(10)顶盖上的进料口管路连通，贮罐(5)的回流管(3)的进料口与液下泵(6)的出料口连通；贮罐(5)的排料管(13)上串接有排料电动球阀(14)，电动球阀(14)开关线路分别与PLC控制系统连接；回流罐(10)上设置有静压式液位计(12)，所述液位计(12)信号输出线路与PLC控制系统连接；回流罐(10)内腔设置有蛇形盘管，该蛇形盘管在回流罐(10)侧壁上的进气口、出气口分别通过阀门与蒸汽管连通；在回流管(3)铅直方向上依次串接有上球阀(7)、三通管、下球阀(9)，所述三通管的旁路管与蒸汽管的蒸汽接口(8)连通。
2.根据权利要求1所述的一种硝酸铵溶液射流搅拌用的泵送装置，其特征在于：回流管(3)的管路高处旁路连通有电磁阀(2)，所述电磁阀(2)的开关线路与PLC控制系统连接。
3.根据权利要求1所述的一种硝酸铵溶液射流搅拌用的泵送装置的泵送方法，其特征在于：需要搅拌时，PLC控制系统启动液下泵(6)，打开电动球阀(14)，硝酸铵溶液经过排料管(13)自流到回流罐(10)中，由液下泵(6)通过回流管(3)输送到贮罐(5)内射流喷嘴(4)进行搅拌；控制系统至规定时间需要停车时，先关闭电动球阀(14)，然后延时停止液下泵(6)。
4.根据权利要求3所述的泵送方法，其特征在于：所述的延时停止液下泵(6)是：回流罐(10)的液位由静压式液位计(12)控制，当液位到达设定高度时，由静压式液位计(12)发送信号至控制系统，再由控制系统关闭电动球阀(14)；同样，当回流罐(10)中的液位降到设定的位置时，由静压式液位计(12)发送信号至控制系统，再由控制系统关闭液下泵(6)。
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