CN102269329A - 一种实现流体材料输送存储的自动切换系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现流体材料输送存储的自动切换系统和方法，通过使用液位计监测各存储槽的液位状态来控制进入存储槽的阀门的开闭，当液位计所测存储槽处于低液位的时候打开其进口阀门向其注浆，反之则关闭阀门，并借助一循环支路管道来防止溢出。通过本发明的装置和方法解决了矿浆等流体材料在不同存储槽之间输送的自动切换问题，具有操作方便、效率高的优点。
Description
技术领域
本发明涉及对流体材料输送存储的切换装置和方法，尤其是涉及一种在多个存储槽之间实现流体输送存储的自动切换系统和方法。
背景技术
在我国经济高速增长、特别是近几年冶金、石化、石油、化肥等行业的持续稳定发展，随着能源的价格提升，运输成本已越来越高，而利用水力管道输送固体、流体材料，具有运输距离短、基建投资少，对地形适应及可利用高差势能，不污染环境及不受外界条件干扰，可以实现连续作业，技术可靠，运输费仅为铁路、公路的1/6～1/10等诸多优点，实现了经济、环境可持续发展。其中要实现管道的连续作业，就必须保证管道输送材料的供应，而矿山企业的生产不能在线保证管道的输送，那就需要用存储槽来进行矿浆等流体材料的存储，以保证了管道输送的连续性，同时也起到缓冲的作用。
发明内容
本发明解决了在矿浆等流体材料进入不同存储槽如存储搅拌槽之间实现自动切换，通过使用液位计监测液位来控制进入存储搅拌槽的阀门，当液位计所测存储槽处于低液位的时候打开其进口阀门，反之关闭阀门，这样阀门能够自动通断，操作方便，有效节省人力。而在传统的操作中，操作人员需要观察液位计的高度，根据液位计的高度手动开关阀门，阀门都处于存储槽顶，操作人员需要爬到槽顶进行手动操作，造成生产效率降低。
本发明解决上述技术问题所采取的技术手段如下：
本发明提供一种实现流体材料输送存储的自动切换系统，其特征在于，该系统包括有底流泵、干路管道、支路管道、存储槽、阀门、液位计和控制单元；其中所述底流泵设置于存放待输送流体材料的流体存储池的底部出口；所述底流泵的出口接干路管道，所述干路管道的出口同时接若干所述支路管道，其中每个存储槽的入口均连接有一条支路管道，并从所述干路管道引出一条循环支路管道连接于所述流体存储池的入口；其中在连接每个存储槽的支路管道上各设置有一进口阀门，在所述循环支路管道上设置有一循环阀门；且在每个存储槽上均安装有一个液位计；所述控制单元同时连接于各液位计和阀门，并基于液位计的输出信号来控制各阀门的开闭，以实现对流体材料输送路径的自动切换。
进一步的根据本发明所述的系统，其特征在于，所述的液位计实时测量对应存储槽的液位高低数值并将其输出给控制单元，所述控制单元中存储有各存储槽预设的高液位设定值，并通过比较液位计测量的液位高低数值和该液位计所对应存储槽的高液位设定值来判定所述存储槽是处于高液位状态还是低液位状态。
进一步的根据本发明所述的系统，其特征在于，所述控制单元对各阀门开闭状态的控制过程为：经所述控制单元判定，当存在处于低液位状态的存储槽时，所述控制单元控制打开连接于该低液位存储槽的支路管道上的进口阀门，并关闭循环支路管道上的循环阀门，使得泵送流体输入至该低液位存储槽内；当不存在处于低液位状态的存储槽时，所述控制单元控制关闭连接于各存储槽的各支路管道上的进口阀门，并打开循环支路管道上的循环阀门，使得泵送流体回流至流体存储池内。
进一步的根据本发明所述的系统，其特征在于，所述液位计实时监测其对应存储槽内的液位高低信息，并实时将该液位高低信息传输至控制单元以实时监测存储槽所处的液位状态，当某一存储槽处于高液位状态时，所述控制单元控制关闭连接于该高液位存储槽的支路管道上的进口阀门。
进一步的根据本发明所述的系统，其特征在于，所述处于低液位状态的存储槽是指其液位计测量的液位高低数值低于控制单元中所存储的对应存储槽的高液位设定值的存储槽，所述处于高液位状态的存储槽是指其液位计测量的液位高低数值等于或大于控制单元中所存储的对应存储槽的高液位设定值的存储槽。
进一步的根据本发明所述的系统，其特征在于该系统所针对的流体材料为矿浆浆体材料。
进一步的根据本发明所述的系统，其特征在于，所述存储槽的数量为两个以上，且所述存储槽为存储搅拌槽。
进一步的根据本发明所述的系统，其特征在于，所述控制单元为单片机，所述阀门为电磁阀门。
进一步的根据本发明所述的系统，其特征在于，在每个存储槽的高于其高液位设定值对应位置的位置处设置一溢流孔。
进一步的根据本发明所述的系统来实现流体材料输送存储的自动切换的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、 启动底流泵；
B、 各液位计实时测量各存储槽的液位高低数值，并将测量结果实时输出至控制单元；
C、 控制单元根据各液位计测得的液位高低数值和对应各存储槽预设的高液位设定值之间的关系，判定各存储槽是处于低液位状态还是高液位状态，并基于该判定结果进行如下切换控制：
c1）、当存在处于低液位状态的存储槽时，所述控制单元控制打开连接于该低液位存储槽的支路管道上的进口阀门，并关闭循环支路管道上的循环阀门，使得泵送流体材料输入至该低液位存储槽内，直至其达到高液位状态；
c2）、当某一存储槽处于高液位状态时，所述控制单元控制关闭连接于该存储槽的支路管道上的进口阀门，使得流体材料输入至其它低液位存储槽内；
c3）、当不存在处于低液位状态的存储槽时，所述控制单元控制关闭连接于各存储槽的各支路管道上的进口阀门，并打开循环支路管道上的循环阀门，使得泵送流体材料回流至流体存储池内，直至低液位存储槽的出现。
进一步的根据上述方法，其特征在于，其中所述的低液位状态是指存储槽的液位计所测量的液位高低数值低于控制单元中所预设的该存储槽的高液位设定值时的状态，所述的高液位状态是指存储槽的液位计所测量的液位高低数值等于或大于控制单元中所预设的该存储槽的高液位设定值时的状态。
进一步的根据上述方法，其特征在于，所述控制单元根据各液位计实时测量的输出数据来实时监测各存储槽所处的液位状态，并根据该液位状态实时控制各阀门的开闭动作。
进一步的根据上述方法，其特征在于，其中所述的流体材料具体为矿浆浆体材料，上述方法实现对浆体的输送存储进行自动切换。
根据本发明所述的系统和方法，能够解决在矿浆等流体材料进入不同存储槽之间的自动切换，从而能够实现对流体尤其是矿浆浆体输送过程的自动控制，使得流体材料自动输送到目的地，操作方便，能够有效节省人力，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明实现流体输送存储的自动切换系统的结构示意图；
图2为本发明所述自动切换系统中控制单元的原理框图；
图3为本发明实现流体输送存储的自动切换流程框图。
附图标记说明：
1、底流泵；2、A槽液位计；3、B槽液位计；4、循环阀门；
5、A槽进口阀门；6、B槽进口阀门；7、控制单元；
8、浆体存储池；A、B存储搅拌槽。
具体实施方式
以下以输送矿浆浆体材料为例并结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1所示，本发明所述的实现流体输送存储的自动切换装置包括底流泵1，其设置于存放待输送流体如矿浆浆体的浆体存储池8的底部出口，用于向各存储搅拌槽A、B泵送浆体；底流泵1出口接干路管道，该干路管道接三个支路管道，其中第一支路管道接存储搅拌槽A的进口，且该第一支路管道上设置有A槽进口阀门5，第二支路管道接存储搅拌槽B的进口，且该第二支路管道上设置有B槽进口阀门6，第三支路管道接浆体存储池8，并在其上设置有循环阀门4；在两个存储搅拌槽A、B上分别安装有用于测量其内浆体液位高低的液位计2、3；如图2所示，本发明的自动切换装置还包括有一控制单元7，A槽液位计2和B槽液位计3的信号输出端接该控制单元7，且A槽进口阀门5、B槽进口阀门6以及循环阀门4也都连接于该控制单元7，通过控制单元7来控制其开闭状态；控制单元7中预存有存储搅拌槽A和B的高液位设定值，并能够将A、B槽液位计2、3测量的液位高低数值与对应存储搅拌槽的高液位设定值进行比较以判断该存储搅拌槽是处于高液位状态呢还是低液位状态，并据此控制其进口阀门的开闭，具体来说当A槽液位计2测量的液位值低于控制单元中预存的存储搅拌槽A的高液位设定值时，则判定该存储搅拌槽A处于低液位状态，控制单元7控制打开其支路管道上的进口阀门5，当A槽液位计2测量的液位值等于或高于控制单元7中预存的存储搅拌槽A的高液位设定值时，则判定该存储搅拌槽A处于高液位状态，控制单元7控制关闭其支路管道上的进口阀门5，同理控制单元7对存储搅拌槽B也能进行这种高低液位状态的判定及对应阀门的开闭控制，当存储搅拌槽A和B都处于高液位状态时控制单元7控制打开循环阀门4。实施时，控制单元7可以为单片机，各阀门可为电磁阀，且在浆体输送的过程中各液位计实时对各存储搅拌槽的状态进行监测，并据此实时控制各存储搅拌槽进口阀门的开闭状态。
下面结合附图3具体说明浆体的切换过程：
启动底流泵1，同时利用A、B槽液位计2、3分别对A、B存储搅拌槽的液位高低同时进行测量，并将其测得的液位值与对应存储搅拌槽预设的高液位设定值进行比较以判定是否存在低液位的存储搅拌槽，即当A槽液位计2测得的液位值低于控制单元中所存储的A槽高液位设定值时，则存储搅拌槽A处于低液位状态，控制单元7令A槽进口阀门5打开、同时关闭循环阀门4，使得泵送浆体进入存储搅拌槽A，直至A槽液位计2实时测得的液位值等于或高于其预设值时才关闭A槽进口阀门；当B槽液位计3测得的液位值低于控制单元中所存储的B槽高液位设定值时，控制单元7令B槽进口阀门6打开、循环阀门4关闭，使得泵送浆体进入存储搅拌槽B，直至B槽液位计3测得的液位值等于或高于其预设值时才关闭B槽进口阀门；当A、B两槽液位计2、3测得的液位值都低于控制单元7中所预存的对应高液位设定值时，控制单元7令A、B槽的进口阀门5、6均打开、且关闭循环阀门4，使得泵送浆体同时进入存储搅拌槽A和B，直至存储搅拌槽A和/或B到达高液位时才关闭其对应的进口阀门；当A、B两槽液位计2、3实时测得的液位值都大于或等于控制单元中所存储的对应高液位设定值时，控制单元7令A、B槽的进口阀门5、6关闭、且打开循环阀门4，使得泵送浆体循环进入浆体存储池8，直到A和/或B槽液位计测得的液位值低于其对应的高液位设定值（即高液位消失）时，才关闭该循环阀门而使浆体重新按照上述方式在两存储搅拌槽间进行切换输送。
以上仅是对本发明的技术原理进行了详细的描述，但并不将本发明的保护范围限制于此，本领域技术人员在本发明的技术构思范围内所作的任何公知变形都属于本发明所涉及的范畴，如上述实施例虽然给出了两个存储搅拌槽之间的浆体存储切换，但本领域技术人员能够显而易见的将其扩展到多个存储槽之间的其他流体输送存储的切换，并且其中所述的液位计也可用本领域熟知的其他液位检测装置代替，且可于存储槽顶部位置附近设置溢流孔等，都属于本发明保护的范围。
Claims (13)
1.一种实现流体材料输送存储的自动切换系统，其特征在于，该系统包括有底流泵、干路管道、支路管道、存储槽、阀门、液位计和控制单元；其中所述底流泵设置于存放待输送流体材料的流体存储池的底部出口；所述底流泵的出口接干路管道，所述干路管道的出口同时接若干所述支路管道，其中每个存储槽的入口均连接有一条支路管道，并从所述干路管道引出一条循环支路管道连接于所述流体存储池的入口；其中在连接每个存储槽的支路管道上各设置有一进口阀门，在所述循环支路管道上设置有一循环阀门；且在每个存储槽上均安装有一个液位计；所述控制单元同时连接于各液位计和阀门，并基于液位计的输出信号来控制各阀门的开闭，以实现对流体材料输送路径的自动切换。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的液位计实时测量对应存储槽的液位高低数值并将其输出给控制单元，所述控制单元中存储有各存储槽预设的高液位设定值，并通过比较液位计测量的液位高低数值和该液位计所对应存储槽的高液位设定值来判定所述存储槽是处于高液位状态还是低液位状态。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制单元对各阀门开闭状态的控制过程为：经所述控制单元判定，当存在处于低液位状态的存储槽时，所述控制单元控制打开连接于该低液位存储槽的支路管道上的进口阀门，并关闭循环支路管道上的循环阀门，使得泵送流体输入至该低液位存储槽内；当不存在处于低液位状态的存储槽时，所述控制单元控制关闭连接于各存储槽的各支路管道上的进口阀门，并打开循环支路管道上的循环阀门，使得泵送流体回流至流体存储池内。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述液位计实时监测其对应存储槽内的液位高低信息，并实时将该液位高低信息传输至控制单元以实时监测存储槽所处的液位状态，当某一存储槽处于高液位状态时，所述控制单元控制关闭连接于该高液位存储槽的支路管道上的进口阀门。
5.根据权利要求2至4任一项所述的系统，其特征在于，所述处于低液位状态的存储槽是指其液位计测量的液位高低数值低于控制单元中所存储的对应存储槽的高液位设定值的存储槽，所述处于高液位状态的存储槽是指其液位计测量的液位高低数值等于或大于控制单元中所存储的对应存储槽的高液位设定值的存储槽。
6.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于该系统所针对的流体材料为矿浆浆体材料。
7.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述存储槽的数量为两个以上，且所述存储槽为存储搅拌槽。
8.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述控制单元为单片机，所述阀门为电磁阀门。
9.根据权利要求2至4任一项所述的系统，其特征在于，在每个存储槽的高于其高液位设定值对应位置的位置处设置一溢流孔。
10.一种根据权利要求1至9任一项所述的系统来实现流体材料输送存储的自动切换的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、启动底流泵；
B、各液位计实时测量各存储槽的液位高低数值，并将测量结果实时输出至控制单元；
C、控制单元根据各液位计测得的液位高低数值和对应各存储槽预设的高液位设定值之间的关系，判定各存储槽是处于低液位状态还是高液位状态，并基于该判定结果进行如下切换控制：
c1）、当存在处于低液位状态的存储槽时，所述控制单元控制打开连接于该低液位存储槽的支路管道上的进口阀门，并关闭循环支路管道上的循环阀门，使得泵送流体材料输入至该低液位存储槽内，直至其达到高液位状态；
c2）、当某一存储槽处于高液位状态时，所述控制单元控制关闭连接于该存储槽的支路管道上的进口阀门，使得流体材料输入至其它低液位存储槽内；
c3）、当不存在处于低液位状态的存储槽时，所述控制单元控制关闭连接于各存储槽的各支路管道上的进口阀门，并打开循环支路管道上的循环阀门，使得泵送流体材料回流至流体存储池内，直至低液位存储槽的出现。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中所述的低液位状态是指存储槽的液位计所测量的液位高低数值低于控制单元中所预设的该存储槽的高液位设定值时的状态，所述的高液位状态是指存储槽的液位计所测量的液位高低数值等于或大于控制单元中所预设的该存储槽的高液位设定值时的状态。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述控制单元根据各液位计实时测量的输出数据来实时监测各存储槽所处的液位状态，并根据该液位状态实时控制各阀门的开闭动作。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，其中所述的流体材料具体为矿浆浆体材料，上述方法实现对浆体的输送存储进行自动切换。
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