CN103926902B - 用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机一种多功能多产品的自动化控制装备。本发明采用技术方案是：一种用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，包括管道与各生产用罐分离设计的脂肪族减水剂自动化生产设备、聚羧酸减水剂自动化生产设备、聚羧酸单体自动化生产、二乙醇单异丙醇胺自动化生产设备和水清洗系统和控制系统。本专利的优点在于：将多种控制手段集成，如变频技术、气动蝶阀执行器、压力温度控制器、计量装置、料位计集成为智能化、数字化，并同时将数据采集、数据分析、数据传送、数据执行全部设计为微机控制。

Description

用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备

技术领域

本发明涉及一种多功能多产品的自动化控制装备,用于生产水泥及砼外加剂。

背景技术

目前生产水泥的助磨剂、混凝土外加剂都是独立的，原材料相对制约，单产能力差，设备投入大。

发明的内容

本发明目的是提供一套多品种、多功能的用于水泥及砼外加剂生产的多功能自动化控制装备,解决单体设备产量低投入大的问题。

为了实现上述目的，本发明采用技术方案是：

一种用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，包括管道与各生产用罐分离设计的脂肪族减水剂自动化生产设备、聚羧酸减水剂自动化生产设备、聚羧酸单体自动化生产、二乙醇单异丙醇胺自动化生产设备和水清洗系统和控制系统；

脂肪族减水剂自动化生产设备、聚羧酸减水剂自动化生产设备、聚羧酸单体自动化生产和二乙醇单异丙醇胺自动化生产设备都包括分别管路顺序相连的原料罐、原料变频泵、原料下料阀、计量罐、计量气动蝶阀、反应釜、反应釜下料气动蝶阀、计量泵和成品罐。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述聚羧酸减水剂自动化生产设备的成品罐包括聚羧酸减水剂成品罐、10-38%浓度聚羧酸成品罐、水泥助磨剂成品罐；

所述聚羧酸减水剂自动化生产设备的聚羧酸减水剂成品罐之间设有综合复配罐，聚羧酸减水剂成品罐与综合复配罐之间接有管道相连的半成品罐；

所述综合复配罐设有管路相连的粉体和液体原料罐各一个，所述半成品罐设有管路相连的粉体和液体原料罐各两个；所述的半成品罐出口端设管路并联的10-38%浓度聚羧酸成品罐、水泥助磨剂成品罐。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述水清洗系统的管路接入各原料罐；所述各原料罐和计量罐设有原料计量平台。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述反应釜内设有温控装置、压力调控装置、搅拌装置和泄气阀；反应釜所在平面设有反应釜平台。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，聚羧酸减水剂自动化生产设备的反应釜进料管路设有计量泵。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述脂肪族减水剂自动化生产设备原料罐为四个、聚羧酸减水剂自动化生产设备原料罐为三个、聚羧酸单体自动化生产设备原料罐为两个、二乙醇单异丙醇胺自动化生产设备原料罐为一个。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述各原料罐、计量罐、反应釜和成品罐上分别设有料位计，所述料位计与微机信号相连；所述计量罐还设有重量传感器，每个计量罐设有三个重量传感器。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述控制系统为单片机、PLC和上位机组合的三级微机控制系统，该系统具有手动、半自动和全自动操作模式。

本专利的优点在于：将多种控制手段集成，如变频技术、气动蝶阀执行器、压力温度控制器、计量装置、料位计集成为智能化、数字化，并同时将数据采集、数据分析、数据传送、数据执行全部设计为微机控制。它集中控制，分段生产，连续作业，减少投资规模，延伸产业链条，实现机电信息一体化的功能。减少多次投入，延伸企业产品链，加大产业产能，由基础设备向高端设备迈进。该发明采用集中一套集成技术，多种产品，投入产出比高，产业链加长。也复合“十二五”规划的先进制造业项目。

附图说明

图1为本专利的结构示意图。

图2为本专利的工艺流程图一。

图3为本专利的工艺流程图二。

附图标记:1、原料罐，2、原料下料阀，3、计量罐，4、料位计，5、计量气动蝶阀，6、温控压力调控装置，7、反应釜下料气动蝶阀，8、计量泵，9、脂肪族减水剂成品罐，10、计量泵，11、水清洗系统，12、原料计量平台，13、搅拌装置，14、反应釜平台，15、反应釜，16、半成品罐，17、综合复配罐，18、聚羧酸减水剂成品罐，19、10-38%浓度聚羧酸成品罐，20、聚羧酸单体成品罐，21、二乙醇单异丙醇胺成品罐，22、水泥助磨剂成品罐。

具体实施内容

一种用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，包括管道与各生产用罐分离设计的脂肪族减水剂自动化生产设备、聚羧酸减水剂自动化生产设备、聚羧酸单体自动化生产、二乙醇单异丙醇胺自动化生产设备和水清洗系统11和控制系统；

脂肪族减水剂自动化生产设备、聚羧酸减水剂自动化生产设备、聚羧酸单体自动化生产和二乙醇单异丙醇胺自动化生产设备都包括分别管路顺序相连的原料罐1、原料变频泵、原料下料阀2、计量罐3、计量气动蝶阀5、反应釜15、反应釜下料气动蝶阀7、计量泵8和成品罐。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述聚羧酸减水剂自动化生产设备的成品罐包括聚羧酸减水剂成品罐18、10-38%浓度聚羧酸成品罐19、水泥助磨剂成品罐22；

所述聚羧酸减水剂自动化生产设备的聚羧酸减水剂成品罐18与反应釜15之间设有综合复配罐17，聚羧酸减水剂成品罐18与综合复配罐17之间管道接有管道相连的半成品罐16；

所述综合复配罐17设有管路相连的粉体和液体原料罐各一个，所述半成品罐16设有管路相连的粉体和液体原料罐各两个；

所述的半成品罐出口端设管路并联的10-38%浓度聚羧酸成品罐19、水泥助磨剂成品罐22。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述水清洗系统的管路接入各原料罐；

所述各原料罐和计量罐设有原料计量平台12。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述反应釜内设有温控压力调控装置6、搅拌装置13和泄气阀；反应釜所在平面设有反应釜平台14。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，聚羧酸减水剂自动化生产设备的反应釜15进料管路设有计量泵10。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述脂肪族减水剂自动化生产设备原料罐为四个、聚羧酸减水剂自动化生产设备原料罐为三个、聚羧酸单体自动化生产设备原料罐为两个、二乙醇单异丙醇胺自动化生产设备原料罐为一个。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述各原料罐、计量罐、反应釜和成品罐上分别设有料位计4，所述料位计4与微机信号相连；所述计量罐3还设有重量传感器，每个计量罐设有三个重量传感器。

根据所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述控制系统为单片机、PLC和上位机组合的三级微机控制系统，该系统具有手动、半自动和全自动操作模式。

具体实施说明

本设备用于生产5万吨脂肪族减水剂，2万吨聚羧酸减水剂和用于生产2万吨聚羧酸单体、1万吨二乙醇单异丙醇胺的自动化设备。

本发明利用既有原材料通过设计的自动控制程序，按不同的品种和规格，通过计量、反应釜等装置。由不同的管道和冲洗装置实现生产。

反应釜设有卸气阀，综合复配罐与半成品罐处于同一高度，并设有综合复配平台。

本装置利用原料变频泵主要用于从原料桶往计量罐中注入原料或抽取清冲洗管道、计量罐、反应釜和综合复配罐等。

所述计量罐主要用于原料各组分配料使用，它的上部装有连接原料变频泵的管道，计量罐下料口与PPR管道连接，经泵送输送至反应釜中。

计量泵是一种精密的设备。一般都是进口的，主要用于反应釜和综合复配综合罐的小剂量调整，是一种滴加装置，精密度要求较高，用于半成品的微调。

反应釜是用于生产脂肪族减水剂、聚羧酸减水剂、生产聚羧酸单体和生产乙二醇单异丙醇胺的化学反应装置，该装置是生产上述产品的主要设备，属于常温常压生产方式。经配方要求的计量原料打入不同的反应釜，可同时生产几种产品，其管道互不干扰，工作压力、反应时间、升温要求程序会自动跟踪，指导不同的反应釜工作。

反应釜的下料装置连接在反应釜的底部，是一种气动蝶阀。当反应釜中的原料经化学反应后电脑会自动打开。

反应釜装有脂肪族的经变频泵直接打入脂肪族减水剂成品罐。

反应釜装有聚羧酸的经变频泵打入综合罐，经过粉体原料和液体原料复配后打入聚羧酸成品罐。

反应釜装有聚羧酸单体的经变频泵通过管道打入生产聚羧酸原料单体的成品罐。

反应釜装有乙二醇单异丙醇胺的经过变频泵通过管道打入乙二醇单异丙醇胺成品罐。

清洗系统是根据市场行情，在某个产品比较好销时，打开清洗装置把整个管路和计量罐、反应釜进行清洗，保证各个部位不残留其它原料，确保设计配方的准确性。

清洗系统在计量罐和反应釜的上装有强力雾状喷头，经过变频泵从管道输送，经变频压力产生不同形状，对管路内的残留物进行清洗；搅拌装置的搅拌电机是一种防爆电机。

综合复配罐是用于生产聚羧酸减水剂的。本实施例中懂的综合复配罐的容量设计是12吨，搅拌装置采用防爆电机驱动，电机减速机的速比为1:43；减速机下部连接Φ 80的不锈钢立轴。立轴上装有＜45°倾角的搅拌叶片，使搅拌更充分。同时还连接有粉体和液体的微调原料罐，用于微调成分。

半成品罐是用聚羧酸减水剂根据不同含固量将已生产的羧酸减水剂按含固量要求生产出含固量10%～38%的聚羧酸减水剂，以适应市场需要的产品。它安装有搅拌装置，并使用防爆电机、减速机（减速比1:34），减速机连接搅拌轴，搅拌轴装有搅拌叶片，同立轴安装角度＜38°

卸气阀安装在各反应釜上，用于化学反应过程中防止压力过大，造成产品不合格。

综合复配罐和半成品罐上还设有微调装置，其是一种计量泵，用于调节产品的PH值。

料位计安装在各种成品罐和原料罐上，它的作用是同微机相连，根据反馈给微机的数据，由微机指导向其输入原料的变频泵，根据设定量打入相应值的产品量。

原料计量罐平台是用于支撑计量罐的，它的下部安装相应的输入管道和输出管道，并布置动力线槽。它的设计尺寸为2400×3000×6800，平台上安装有不锈钢护栏，护栏的设计尺寸54000×110。

反应釜平台是作为平台上操作行走，它的下部布置动力线槽，信号线槽，管道钩架。设计尺寸24000×4000×4500，平台上安装不锈钢护栏尺寸54400×110。

综合复配平台主要用于支撑综合复配罐和半成品罐。平台下部装有动力线槽和信号线槽，并有管道钩架，它的设计尺寸Φ 3000×2500.平台尺寸为7000×4600×3200，平台上有护栏，设计尺寸为13200×110。

设计要求计量罐尺寸Φ 1800×1200，共计11支，每个计量罐设有3个重量传感器，共33支传感器。

输送管道是PPR管道，管道的尺寸厚壁为Φ 75的各种管件均为PPR，具体长度由现安装决定。

清洗装置它主要是用于清洗管道、计量罐、反应釜，它的独的管道材料PPR口径为Φ 50，它同变频防爆泵、三通和电磁阀连接。另一端接有备用水箱。所有管件均为PPR材料。

综合复配罐，是一个带搅拌装置的搅拌罐，它的作用是将反应釜生产的聚羧酸减水剂半成品进一步通过加入粉体和液体形成产品。

半成品罐职能作用较多兼顾生产不同含固量的聚羧酸减水剂和水泥助磨剂。当助磨剂配方设计后，水通过计量，两个粉体计量，两个液体计量后，先下水，依次下粉体1，粉体2，液体1，液体2和计量乙二醇单异丙醇胺，经搅拌后成水泥助磨剂。

控制系统采用单片机、PLC、和上位机组合的三级微机控制，它集中控制了传感器的重量传感器、电动蝶阀、、变频防爆电机、搅拌防爆电机、温度压力控制器、卸压阀、料位计等装置。本装置系统具有采集信息、集中和分散控制功能，设计了手动、半自动和全自动操作模式。

实施说明：

1，从原料桶至各工序全部通过管道连接，个管道都是相互独立，防止出现流料现象影响产品质量。

2，所有重量传感器都是通过PLC和微机控制，以“失重”形式反映配合比。

3，所有温度压力控制器、加热装置都是由微机根据工艺参数要求设计，由微机指导工作。

4，所有气动装置都是依据配方设计的参数开启或关闭。

5，所有料位计都是由微机先期设计的参数，由其反馈信息，电脑根据其反馈信息指导变频工作。

6，各反应釜和综合复配罐、半成品罐都是依据工艺参数和配方设计指标执行。

7工艺程序是根据各生产的工艺方法和流程步骤及生产指标设计的，将不同的控制方法达到信息统一，使信息采集、信息输出数字模量变化为信息模量集中控制。

8本发明优点是根据现代化生产的三级控制共性原则，集成为智能化数字化。兼容并蓄了多种控制系统的融合，使数据采集、数据分析，数据传输，数据执行高度统一。

Claims (7)

1.一种用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，包括管道和生产用罐都分离设计的脂肪族减水剂自动化生产设备、聚羧酸减水剂自动化生产设备、聚羧酸单体自动化生产、二乙醇单异丙醇胺自动化生产设备和水清洗系统（11）和控制系统；

脂肪族减水剂自动化生产设备、聚羧酸减水剂自动化生产设备、聚羧酸单体自动化生产和二乙醇单异丙醇胺自动化生产设备都包括分别管路顺序相连的原料罐（1）、原料变频泵、原料下料阀（2）、计量罐（3）、计量气动蝶阀（5）、反应釜（15）、反应釜下料气动蝶阀（7）、计量泵（8）和成品罐，其特征是，所述聚羧酸减水剂自动化生产设备的成品罐包括聚羧酸减水剂成品罐（18）、10-38%浓度聚羧酸成品罐(19)、水泥助磨剂成品罐(22)；

所述聚羧酸减水剂自动化生产设备的聚羧酸减水剂成品罐(18)与反应釜(15)之间设有综合复配罐(17)，聚羧酸减水剂成品罐(18)与综合复配罐(17)之间管道接有三通管道相连的半成品罐（16）；

所述综合复配罐（17）设有管路相连的粉体和液体原料罐各一个，所述半成品罐（16）设有管路相连的粉体和液体原料罐各两个；

所述的半成品罐（16）出口端设管路并联的10-38%浓度聚羧酸成品罐（19）、水泥助磨剂成品罐（22）。

2.根据权利要求1所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述水清洗系统（11）的管路接入各原料罐；所述各原料罐和计量罐设有原料计量平台（12）。

3.根据权利要求1所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述反应釜（15）内设有温控压力调控装置（6）、搅拌装置（13）和泄气阀；反应釜所在平面设有反应釜平台（14）。

4.根据权利要求1所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，聚羧酸减水剂自动化生产设备的反应釜（15）进料管路设有计量泵（10）。

5.根据权利要求1所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述脂肪族减水剂自动化生产设备原料罐为四个、聚羧酸减水剂自动化生产设备原料罐为三个、聚羧酸单体自动化生产设备原料罐为两个、二乙醇单异丙醇胺自动化生产设备原料罐为一个。

6.根据权利要求1所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述各原料罐、计量罐、反应釜和成品罐上分别设有料位计（4），所述料位计（4）与微机信号相连；所述计量罐（3）还设有重量传感器，每个计量罐设有三个重量传感器。

7.根据权利要求1所述的用于水泥及商砼外加剂生产的多功能自动化控制装备，其特征是，所述控制系统为单片机、PLC和上位机组合的三级微机控制系统，该系统具有手动、半自动和全自动操作模式。