CN104907024B - 化学反应釜全自动加冰装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种化学反应釜全自动加冰装置的控制方法。解决了人工投冰操作下，温度及冰量均无法精准掌控，造成品质不统一，成色降低的问题。本发明包括以下步骤：1)、输入各项设定的参数值；2)、感测反应温度；3)至5)、判断感测温度超出设定值，控制出冰，且冰体通过相应加工、称重及输送程序，最终投放入反应罐内参加工艺反应；6)、在加冰过程中，监控反应温度的波动，及时调整加冰速度和量值。本发明根据时刻温度值随时操控加冰时机和加冰量，从而利用机械感控及机械动作实现机械式自动化测温、加料作业，达到提高化工反应温度的精准掌控及配料比例的精准添加，进而使得批量性生产的染料品质相统一，确保产品优良成色的稳定性。

Description

化学反应釜全自动加冰装置的控制方法

技术领域

本发明属于化工工艺技术领域，涉及一种冰量控制的机械化方式，特别是一种化学反应釜全自动加冰装置的控制方法。

背景技术

化工工艺即化工技术或化学生产技术，指将原料物主要经过化学反应转变为产品的方法和过程,包括实现这一转变的全部措施。化学生产过程一般可概括为三个主要步骤：①原料处理；②化学反应；③产品精制。其中化学反应是生产的关键步骤。经过预处理的原料，在一定的温度、压力等条件下进行反应，以达到所要求的反应转化率和收率。反应类型是多样的，可以是氧化、还原、复分解、磺化、异构化、聚合、焙烧等。即通过化学反应，获得目的产物或其混合物。

现有的某些化工反应的生产过程中，存在加冰操作。比如染料、涂料的生产，其中冰量添加的多少，以及加冰所控制的反应温度变化均对产品的色彩等品质产生重要影响。

现有技术中均采用人工向反应釜中添加冰量，由此对操作工人的经验技术要求很高，还需要占用大量的人力资源。在实际操作中，反应温度的掌握无法达到精准程度，另外添加的冰量、冰体形态也无法达到精准程度，进而造成每锅产品的颜色、浓度、明亮度、着色程度等特性均不相同，由此很难做到产品的统一品质，最终难以保持产品的优质成色，降低产品价值，带来经济利益的损失。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过感温监测并即时反馈，实现精准的加冰量及反应温度控制，达到自动加冰控温一体化的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：化学反应釜全自动加冰装置的控制方法,其装置包括履带式储冰库和若干个反应罐，所述履带式储冰库的出冰口连接螺旋计量送冰器，所述螺旋计量送冰器连接气动送冰装置，所述气动送冰装置连接管路转换送冰器，所述管路转换送冰器连接多根输送管道，所述输送管道与反应罐形成一一对应连接，所述反应罐上设置有温度传感器，所述温度传感器通过电路连接自动送冰控制柜，所述自动送冰控制柜电控连接上述履带式储冰库、螺旋计量送冰器、气动送冰装置及管路转换送冰器，该控制方法包括以下步骤：

1)、向自动送冰控制柜中输入温度标准值、温差范围值、高温极限值和低温极限值；

2)、每个反应罐上的温度传感器将反应罐的时刻温度值以电信号的形式发送至自动送冰控制柜，通过将时刻温度值与温度标准值比较，判断是否属于温差范围值之内；

3)、若时刻温度值属于温差范围值之内，则自动送冰控制柜不发出加冰指令；

4)、若某一反应罐的时刻温度值高于高温极限值，通过自动送冰控制柜计算出时刻温度值与温度标准值之间的温度偏差值，进一步根据温度偏差值计算出所需加入的冰量，而后控制履带式储冰库出冰，冰体进入螺旋计量送冰器内进行称重，直至称得冰体的重量符合计算得出的加冰量，则自动送冰控制柜控制履带式储冰库停止出冰；

5)、通过气动送冰装置利用高压风力将冰体传送至管路转换送冰器，自动送冰控制柜控制管路转换送冰器的进口管移位进行路径切换，使进口管与对应的出口管相连接形成通畅的输送管路，在高压风力作用下将冰体输送入相应的反应罐中；

6)、在向反应罐添加冰量的过程中，温度传感器将反应罐的时刻温度值以电信号的形式发送至自动送冰控制柜，一旦时刻温度值低于低温极限值，自动送冰控制柜便控制气动送冰装置停机，暂停向反应罐中加冰，经过一段时间后，若时刻温度值高于高温极限值，则启动气动送冰装置继续加冰。

本化学反应釜全自动加冰装置的控制方法，采用集成化感测控制，进一步利用履带式储冰库进行存冰、出冰，利用螺旋计量送冰器进行精准称重，利用气动送冰装置的高压风力完成快速、洁净的输送，利用管路转换送冰器实现传输路径的准确切换。通过上述各项设备单体完成各自独立功能，并沿逻辑顺序衔接配合作用，同时采用温度传感器进行时刻温度监测，根据时刻温度值随时操控加冰时机和加冰量，从而利用机械感控及机械动作实现机械式自动化测温、加料作业，达到提高化工反应温度的精准掌控及配料比例的精准添加，进而使得批量性生产的染料品质相统一，确保产品优良成色的稳定性。

在上述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法中，所述温度标准值、温差范围值、高温极限值和低温极限值根据不同生产工艺设定相应的参数值；由所述温度偏差值计算出的加冰量根据不同的生产工艺采用相应的计算方式。通过自主设定化学反应生产中的控制参数，从而可扩展到任何化工工艺的加冰操控作业中，提高了整体设备应用的广泛性，优化了控制方法的灵活度。

在上述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法中，在若干个反应罐中设置不同的化学反应作业，根据不同的化学反应作业在自动送冰控制柜中设置一一对应的加冰方式。可以在同一时间内进行各种不同的化工工艺生产，通过自动送冰控制柜对每个反应罐的不同控制管理，实现不同的工艺生产作业中的互不干涉，完成同步的多项工艺生产任务。

在上述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法中，在步骤6)中，根据温度偏差值计算所需的加冰量分多次投入至反应罐中。因反应程度和时间的影响可能使得反应罐中温度发生波动，单次计算得出的加冰量分多次投放，可避免温度波动过大而超出要求范围，从而确保生产质量。

在上述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法中，所述反应罐的顶部开通进料口，所述输送管道连通上述进料口，所述进料口上设置电动阀门，所述自动送冰控制柜电控连接上述电动阀门。在向反应罐中投冰时，自动送冰控制柜控制电动阀门开启；在停止投冰时，自动送冰控制柜控制电动阀门闭合；由此防止化学反应物质挥发，或外界环境对内部反应腔产生不良影响。

在上述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法中，所述履带式储冰库内设置履带输送机和碎冰机，若需添加入反应罐内的冰体为块冰，则直接通过履带输送机出冰；若需添加入反应罐内的冰体为碎冰，则控制履带输送机将冰体投入碎冰机，最后由碎冰机出冰。块冰与碎冰相比，两者参与反应后的融化时间不相同，故其反应速度不同，对反应温度的影响不相同。

在上述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法中，所述螺旋计量送冰器内设置螺旋传输轴和称重传感器，当螺旋计量送冰器称重时，首先控制螺旋传输轴静止，通过螺旋传输轴两端的称重传感器感测冰体重量，并将重量数据传递至自动送冰控制柜进行累加记录，随后控制螺旋传输轴转动输送冰体，由此间歇式称重传输，直至自动送冰控制柜中的累加记录到达计算出的单次加冰量。

在上述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法中，自动送冰控制柜按照需加冰的反应罐位置，操控管路转换送冰器的进口管按要求运行几个高度的动作时间，进而滑动移位至相应第几出口管形成精准密封连通，再利用高压风力沿畅通路径将冰体送入相应反应罐内。

与现有技术相比，本化学反应釜全自动加冰装置的控制方法采用集成化感测控制，通过各项设备单体完成各自独立功能，并沿逻辑顺序衔接配合作用，同时进行时刻温度监测，根据时刻温度值随时操控加冰时机和加冰量，从而利用机械感控及机械动作实现机械式自动化测温、加料作业，达到提高化工反应温度的精准掌控及配料比例的精准添加，进而使得批量性生产的染料品质相统一，确保产品优良成色的稳定性。另外俭省了人工加冰的人力配置，避免了人工操作误差，完善了自动化智能生产，降低生产投入成本，增强产品的市场竞争力，提高经济收益效果。

附图说明

图1是本化学反应釜全自动加冰装置的俯视结构示意图。

图中，1、履带式储冰库；2、螺旋计量送冰器；3、气动送冰装置；4、管路转换送冰器；5、输送管道；6、反应罐；7、温度传感器；8、自动送冰控制柜。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，本化学反应釜全自动加冰装置包括履带式储冰库1和若干个反应罐6。履带式储冰库1的出冰口连接螺旋计量送冰器2，螺旋计量送冰器2连接气动送冰装置3，气动送冰装置3连接管路转换送冰器4，管路转换送冰器4连接多根输送管道5，输送管道5与反应罐6形成一一对应连接。反应罐6上设置有温度传感器7，温度传感器7通过电路连接自动送冰控制柜8。自动送冰控制柜8电控连接履带式储冰库1、螺旋计量送冰器2、气动送冰装置3及管路转换送冰器4。

反应罐6的顶部开通进料口，输送管道5连通进料口，进料口上设置电动阀门，自动送冰控制柜8电控连接电动阀门。在向反应罐6中投冰时，自动送冰控制柜8控制电动阀门开启；在停止投冰时，自动送冰控制柜8控制电动阀门闭合；由此防止化学反应物质挥发，或外界环境对内部反应腔产生不良影响。

本化学反应釜全自动加冰装置的控制方法包括以下步骤：

1)、向自动送冰控制柜8中输入温度标准值、温差范围值、高温极限值和低温极限值；

其中温度标准值、温差范围值、高温极限值和低温极限值根据不同生产工艺设定相应的参数值。通过自主设定化学反应生产中的控制参数，从而可扩展到任何化工工艺的加冰操控作业中，提高了整体设备应用的广泛性，优化了控制方法的灵活度。

2)、每个反应罐6上的温度传感器7将反应罐6的时刻温度值以电信号的形式发送至自动送冰控制柜8，通过将时刻温度值与温度标准值比较，判断是否属于温差范围值之内；

3)、若时刻温度值属于温差范围值之内，则自动送冰控制柜8不发出加冰指令；

4)、若某一反应罐6的时刻温度值高于高温极限值，通过自动送冰控制柜8计算出时刻温度值与温度标准值之间的温度偏差值，进一步根据温度偏差值计算出所需加入的冰量，而后控制履带式储冰库1出冰，冰体进入螺旋计量送冰器2内进行称重，直至称得冰体的重量符合计算得出的加冰量，则自动送冰控制柜8控制履带式储冰库1停止出冰；

由温度偏差值计算出的加冰量根据不同的生产工艺采用相应的计算方式。通过自主设定化学反应生产中的控制参数，从而可扩展到任何化工工艺的加冰操控作业中，提高了整体设备应用的广泛性，优化了控制方法的灵活度。

履带式储冰库1内设置履带输送机和碎冰机，若需添加入反应罐6内的冰体为块冰，则直接通过履带输送机出冰；若需添加入反应罐6内的冰体为碎冰，则控制履带输送机将冰体投入碎冰机，最后由碎冰机出冰。块冰与碎冰相比，两者参与反应后的融化时间不相同，故其反应速度不同，对反应温度的影响不相同。

螺旋计量送冰器2内设置螺旋传输轴和称重传感器，当螺旋计量送冰器2称重时，首先控制螺旋传输轴静止，通过螺旋传输轴两端的称重传感器感测冰体重量，并将重量数据传递至自动送冰控制柜8进行累加记录，随后控制螺旋传输轴转动输送冰体，由此间歇式称重传输，直至自动送冰控制柜8中的累加记录到达计算出的单次加冰量。

自动送冰控制柜8按照需加冰的反应罐6位置，操控管路转换送冰器4的进口管按要求运行几个高度的动作时间，进而滑动移位至相应第几出口管形成精准密封连通，再利用高压风力沿畅通路径将冰体送入相应反应罐6内。

5)、通过气动送冰装置3利用高压风力将冰体传送至管路转换送冰器4，自动送冰控制柜8控制管路转换送冰器4的进口管移位进行路径切换，使进口管与对应的出口管相连接形成通畅的输送管路，在高压风力作用下将冰体输送入相应的反应罐6中；

6)、在向反应罐6添加冰量的过程中，温度传感器7将反应罐6的时刻温度值以电信号的形式发送至自动送冰控制柜8，一旦时刻温度值低于低温极限值，自动送冰控制柜8便控制气动送冰装置3停机，暂停向反应罐6中加冰，经过一段时间后，若时刻温度值高于高温极限值，则启动气动送冰装置3继续加冰。

具体根据温度偏差值计算所需的加冰量分多次投入至反应罐6中。因反应程度和时间的影响可能使得反应罐6中温度发生波动，单次计算得出的加冰量分多次投放，可避免温度波动过大而超出要求范围，从而确保生产质量。

可在若干个反应罐6中设置不同的化学反应作业，根据不同的化学反应作业在自动送冰控制柜8中设置一一对应的加冰方式。可以在同一时间内进行各种不同的化工工艺生产，通过自动送冰控制柜8对每个反应罐6的不同控制管理，实现不同的工艺生产作业中的互不干涉，完成同步的多项工艺生产任务。

本化学反应釜全自动加冰装置的控制方法，采用集成化感测控制，进一步利用履带式储冰库1进行存冰、出冰，利用螺旋计量送冰器2进行精准称重，利用气动送冰装置3的高压风力完成快速、洁净的输送，利用管路转换送冰器4实现传输路径的准确切换。通过上述各项设备单体完成各自独立功能，并沿逻辑顺序衔接配合作用，同时采用温度传感器7进行时刻温度监测，根据时刻温度值随时操控加冰时机和加冰量，从而利用机械感控及机械动作实现机械式自动化测温、加料作业，达到提高化工反应温度的精准掌控及配料比例的精准添加，进而使得批量性生产的染料品质相统一，确保产品优良成色的稳定性。另外俭省了人工加冰的人力配置，避免了人工操作误差，完善了自动化智能生产，降低生产投入成本，增强产品的市场竞争力，提高经济收益效果。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了履带式储冰库1；螺旋计量送冰器2；气动送冰装置3；管路转换送冰器4；输送管道5；反应罐6；温度传感器7；自动送冰控制柜8等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.化学反应釜全自动加冰装置的控制方法,其装置包括履带式储冰库和若干个反应罐，所述履带式储冰库的出冰口连接螺旋计量送冰器，所述螺旋计量送冰器连接气动送冰装置，所述气动送冰装置连接管路转换送冰器，所述管路转换送冰器连接多根输送管道，所述输送管道与反应罐形成一一对应连接，所述反应罐上设置有温度传感器，所述温度传感器通过电路连接自动送冰控制柜，所述自动送冰控制柜电控连接上述履带式储冰库、螺旋计量送冰器、气动送冰装置及管路转换送冰器，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

1)、向自动送冰控制柜中输入温度标准值、温差范围值、高温极限值和低温极限值；

2)、每个反应罐上的温度传感器将反应罐的时刻温度值以电信号的形式发送至自动送冰控制柜，通过将时刻温度值与温度标准值比较，判断是否属于温差范围值之内；

3)、若时刻温度值属于温差范围值之内，则自动送冰控制柜不发出加冰指令；

4)、若某一反应罐的时刻温度值高于高温极限值，通过自动送冰控制柜计算出时刻温度值与温度标准值之间的温度偏差值，进一步根据温度偏差值计算出所需加入的冰量，而后控制履带式储冰库出冰，冰体进入螺旋计量送冰器内进行称重，直至称得冰体的重量符合计算得出的加冰量，则自动送冰控制柜控制履带式储冰库停止出冰；

5)、通过气动送冰装置利用高压风力将冰体传送至管路转换送冰器，自动送冰控制柜控制管路转换送冰器的进口管移位进行路径切换，使进口管与对应的出口管相连接形成通畅的输送管路，在高压风力作用下将冰体输送入相应的反应罐中；

6)、在向反应罐添加冰量的过程中，温度传感器将反应罐的时刻温度值以电信号的形式发送至自动送冰控制柜，一旦时刻温度值低于低温极限值，自动送冰控制柜便控制气动送冰装置停机，暂停向反应罐中加冰，经过一段时间后，若时刻温度值高于高温极限值，则启动气动送冰装置继续加冰。

2.根据权利要求1所述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法，其特征在于，所述温度标准值、温差范围值、高温极限值和低温极限值根据不同生产工艺设定相应的参数值；由所述温度偏差值计算出的加冰量根据不同的生产工艺采用相应的计算方式。

3.根据权利要求1所述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法，其特征在于，在若干个反应罐中设置不同的化学反应作业，根据不同的化学反应作业在自动送冰控制柜中设置一一对应的加冰方式。

4.根据权利要求1所述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法，其特征在于，在步骤6)中，根据温度偏差值计算所需的加冰量分多次投入至反应罐中。

5.根据权利要求1所述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法，其特征在于，所述反应罐的顶部开通进料口，所述输送管道连通上述进料口，所述进料口上设置电动阀门，所述自动送冰控制柜电控连接上述电动阀门。

6.根据权利要求1所述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法，其特征在于，所述履带式储冰库内设置履带输送机和碎冰机，若需添加入反应罐内的冰体为块冰，则直接通过履带输送机出冰；若需添加入反应罐内的冰体为碎冰，则控制履带输送机将冰体投入碎冰机，最后由碎冰机出冰。

7.根据权利要求1所述的化学反应釜全自动加冰装置的控制方法，其特征在于，所述螺旋计量送冰器内设置螺旋传输轴和称重传感器，当螺旋计量送冰器称重时，首先控制螺旋传输轴静止，通过螺旋传输轴两端的称重传感器感测冰体重量，并将重量数据传递至自动送冰控制柜进行累加记录，随后控制螺旋传输轴转动输送冰体，由此间歇式称重传输，直至自动送冰控制柜中的累加记录到达计算出的单次加冰量。