CN105526984A - 一种容积式液体自动计量装置与计量方法 - Google Patents

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Abstract

一种容积式液体自动计量装置与计量方法，计量罐体在溢流管口以下的体积为，将计量柱竖直插入计量罐体中，计算出在所需计量液体重量为时计量罐体内的液体体积，计算出计量柱进入罐体中且其底部距离溢流管口底部之间的长度，将计量罐体中加入液体，直至溢流管口处有液体溢流，待溢流管口中液体溢流完毕后，在计量罐体底部将配重后的液体排出。本发明是利用容积式计量，因此不用计算由加液带来的冲击力，也无需计算飞料落差。同时不需使用称重传感器进行称重，因此不需传送模拟信号，因此不怕电磁和机械振动带来的干扰。

Description

一种容积式液体自动计量装置与计量方法
技术领域
本发明涉及一种容积式液体自动计量装置与计量方法。
背景技术
目前，在液体精密配料领域，例如混凝土配料领域的液体外加剂微计量中，一般采用重力式自动配料，通过检测液体外加剂的重量来进行自动配料。这种情况一是适用于外加剂的用量比较多，在用量比较少时一般难于保证计量精度；二是外加剂通过稀释的方法来改变用量，但是需要大量的人力与物力进行物料的稀释，在一些特殊的场所与条件下，甚至不允许对物料进行稀释使用。即便如此，应用环境振动与空气流动仍然会造成计量的超差，不能满足现在重力式自动配料对计量精度的需要。进而在实际应用过程中，会造成重大损失。还有一种常规方式是利用蠕动泵进行紧密加料实现精密配重，但是对于较稠的液体，其荣誉堵塞蠕动泵的管壁。
发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种计量精确、不受电磁和机械振动带来干扰的容积式液体自动计量装置与计量方法。
本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种容积式液体自动计量方法，包括如下步骤：
a)计量罐体上端一侧水平设置有溢流管口，所述计量罐体在溢流管口以下的体积为；
b）将计量柱竖直插入计量罐体中，根据公式计算出在所需计量液体重量为时计量罐体内的液体体积，式中为液体的密度，根据公式计算出计量柱进入罐体中且其底部距离溢流管口底部之间的长度，式中为计量柱的横截面积；
c)将计量罐体中加入液体，直至溢流管口处有液体溢流；
d)待溢流管口中液体溢流完毕后，在计量罐体底部将配重后的液体排出。
当所需计量液体重量发生变化，其变为时，根据公式计算出计量柱所需移动的相对高度，当 时，计量柱向上移动，当 时，计量柱向下移动。
为了提高加液效率并减少液体外溢，步骤c)中加入液体时先通过粗加液管向计量罐体中加液，之后停止粗加液管加液，再利用管径小于粗加液管的细加液管向计量罐体中加液至溢流管口处有液体溢流。
一种容积式液体自动计量装置，包括：计量罐体、设置于计量罐体底部的电动阀Ⅲ、水平设置于计量罐体上端一侧的溢流管口以及竖直设置于计量罐体内的计量柱，所述计量柱通过驱动系统驱动其上下移动。
上述驱动系统包括设置于计量罐体上端的伺服电机以及连接于伺服电机输出轴上的丝杠，所述计量柱与丝杠传动连接，所述伺服电机的轴端设置有绝对型旋转编码器。
为了避免液体积留，上述计量罐体底部为倒锥形结构。
为了提高加液效率并减少液体外溢，还包括粗加液管以及细加液管，所述粗加液管和细加液管的一端位于配液池中，其另一端位于计量罐体中，所述粗加液管的管径大于细加液管的管径。
为了实现自动控制加液，上述粗加液管和细加液管上分别设置有电动阀Ⅰ及电动阀Ⅱ，所述计量罐体内设置有液位测量系统，所述溢流管口下方设置有用于检测是否有液体流出的溢流检测系统，所述电动阀Ⅰ、电动阀Ⅱ、液位测量系统以及溢流检测系统均连接于测控仪表。
上述液位测量系统包括通过支架设置于计量罐体上端的套管、设置于计量罐体中的浮球、竖直设置于浮球上端且滑动插装于套管内的滑杆以及水平设置于滑杆顶端的横杆，所述横杆长度大于套管的内径，所述滑杆上设置有铁环，所述套管中设置有接近传感器，所述接近传感器连接于测控仪表，当铁环触发接近传感器时，计量罐体内的液面低于溢流管口。
上述溢流检测系统包括设置于溢流管口正下方的碳棒以及位于碳棒下端的接液槽，所述碳棒通过金属导线连接于测控仪表。
本发明的有益效果是：本发明是利用容积式计量，因此不用计算由加液带来的冲击力，也无需计算飞料落差。同时不需使用称重传感器进行称重，因此不需传送模拟信号，因此不怕电磁和机械振动带来的干扰。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中，1.计量罐体2.计量柱3.丝杠4.伺服电机5.粗加液管6.细加液管7.套管8.支架9.溢流管口10.碳棒11.测控仪表12.金属导线13.浮球14.接液槽15.配液池16电动阀Ⅰ17.电动阀Ⅱ18.电动阀Ⅲ。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明做进一步说明。
一种容积式液体自动计量方法，包括如下步骤：a)计量罐体1上端一侧水平设置有溢流管口9，计量罐体1在溢流管口9以下的体积为；b）将计量柱2竖直插入计量罐体1中，根据公式计算出在所需计量液体重量为时计量罐体1内的液体体积，式中为液体的密度，根据公式计算出计量柱2进入罐体1中且其底部距离溢流管口9底部之间的长度，式中为计量柱2的横截面积；c)将计量罐体1中加入液体，直至溢流管口9处有液体溢流；d)待溢流管口9中液体溢流完毕后，在计量罐体1底部将配重后的液体排出。由于本发明是利用容积式计量，因此不用计算由加液带来的冲击力，也无需计算飞料落差。同时不需使用称重传感器进行称重，因此不需传送模拟信号，因此不怕电磁和机械振动带来的干扰。通过改变计量罐体1在溢流管口9管内底部以下的体积、计量柱2的截面积，以及计量柱2进入计量罐体1溢流液面下的长度，可以很容易地改变液体的计量范围。进一步的，当所需计量液体重量发生变化，其变为时，根据公式计算出计量柱2所需移动的相对高度，当 时，计量柱2向上移动，当 时，计量柱2向下移动。可以实现方便调整所需配置液体的体积，从而得到所需液体的重量。
步骤c)中加入液体时可以先通过粗加液管5向计量罐体1中加液，之后停止粗加液管5加液，再利用管径小于粗加液管5的细加液管6向计量罐体1中加液至溢流管口9处有液体溢流。先通过粗加液管5快速加液，之后再利用细加液管6缓慢加液至液体从溢流管口9中流出，从而可以有效减小液体外溢，减少浪费。
本发明还涉及一种容积式液体自动计量装置，包括：计量罐体1、设置于计量罐体1底部的电动阀Ⅲ18、水平设置于计量罐体1上端一侧的溢流管口9以及竖直设置于计量罐体1内的计量柱2，计量柱2通过驱动系统驱动其上下移动。通过驱动系统驱动计量柱2在计量罐体1内的高度，从而可以控制计量罐体1内在液体从溢流管口9处溢流时的液体体积，之后将配重的液体从底部放出，从而实现了精确计量。
进一步的，驱动系统包括设置于计量罐体1上端的伺服电机4以及连接于伺服电机4输出轴上的丝杠3，计量柱2与丝杠3传动连接，伺服电机4的轴端设置有绝对型旋转编码器。绝对型旋转编码器的分辨率为R，绝对型旋转编码器处于零位时的线数，绝对型旋转编码器旋转一周时计量柱2上下移动的距离为L，当伺服电机4驱动计量柱2上下调整高度为时，通过公式计算绝对型旋转编码器旋转的相对移动线数，通过绝对型旋转编码器进行反馈，形成闭环控制，提高了控制精度。
计量罐体1底部可以为倒锥形结构，因此可以有效防止液体积留，从而确保配料好的液体全部排出，提高了计量的精确性。
进一步的，还包括粗加液管5以及细加液管6，粗加液管5和细加液管6的一端位于配液池15中，其另一端位于计量罐体1中，粗加液管5的管径大于细加液管6的管径。先通过粗加液管5快速向计量罐体1中快速加入液体，之后再通过细加液管6向计量罐体1中缓慢加液，直至液体从溢流管口9中流出，因此既提高了效率，又可以减少液体外溢导致的浪费。
进一步的，粗加液管5和细加液管6上分别设置有电动阀Ⅰ16及电动阀Ⅱ17，计量罐体内设置有液位测量系统，溢流管口9下方设置有用于检测是否有液体流出的溢流检测系统，电动阀Ⅰ16、电动阀Ⅱ17、液位测量系统以及溢流检测系统均连接于测控仪表11。液位测量系统可以为如下结构，其包括通过支架8设置于计量罐体1上端的套管7、设置于计量罐体1中的浮球13、竖直设置于浮球13上端且滑动插装于套管7内的滑杆以及水平设置于滑杆顶端的横杆，横杆长度大于套管7的内径，滑杆上设置有铁环，套管7中设置有接近传感器，接近传感器连接于测控仪表11，当铁环触发接近传感器时，计量罐体1内的液面低于溢流管口9。由测控仪表11自动打开电动阀Ⅰ16，通过粗加液管5向计量罐体1快速加液，此时计量罐体1内的浮球13随液面上升而上升，当浮球13的滑杆上的铁环上升到达套管7内安装的接近传感器附近时，接近传感器动作，由测控仪表11自动关闭电动阀Ⅰ16，完成快速加液过程。进一步的，溢流检测系统可以为如下结构，其包括设置于溢流管口9正下方的碳棒10以及位于碳棒10下端的接液槽14，碳棒10通过金属导线12连接于测控仪表11。由测控仪表11自动打开电动阀Ⅱ17，通过细加液管6向计量罐体1慢速加液，当计量罐体1内的液体通过溢流管口9成水线状流出，并冲击到碳棒10时，测控仪表11就会检测到电信号，自动关闭电动阀Ⅱ17，停止加液。因此实现了自动化控制的目的，提高了效率。

Claims (10)

1.一种容积式液体自动计量方法，其特征在于，包括如下步骤：
a)计量罐体（1）上端一侧水平设置有溢流管口（9），所述计量罐体（1）在溢流管口（9）以下的体积为；
b）将计量柱（2）竖直插入计量罐体（1）中，根据公式计算出在所需计量液体重量为时计量罐体（1）内的液体体积，式中为液体的密度，根据公式计算出计量柱（2）进入罐体（1）中且其底部距离溢流管口（9）底部之间的长度，式中为计量柱（2）的横截面积；
c)将计量罐体（1）中加入液体，直至溢流管口（9）处有液体溢流；
d)待溢流管口（9）中液体溢流完毕后，在计量罐体（1）底部将配重后的液体排出。
2.根据权利要求1所述的容积式液体自动计量方法，其特征在于：当所需计量液体重量发生变化，其变为时，根据公式计算出计量柱（2）所需移动的相对高度，当 时，计量柱（2）向上移动，当 时，计量柱（2）向下移动。
3.根据权利要求1或2所述的容积式液体自动计量方法，其特征在于：步骤c)中加入液体时先通过粗加液管（5）向计量罐体（1）中加液，之后停止粗加液管（5）加液，再利用管径小于粗加液管（5）的细加液管（6）向计量罐体（1）中加液至溢流管口（9）处有液体溢流。
4.一种容积式液体自动计量装置，其特征在于，包括：计量罐体（1）、设置于计量罐体（1）底部的电动阀Ⅲ（18）、水平设置于计量罐体（1）上端一侧的溢流管口（9）以及竖直设置于计量罐体（1）内的计量柱（2），所述计量柱（2）通过驱动系统驱动其上下移动。
5.根据权利要求4所述的容积式液体自动计量装置，其特征在于：所述驱动系统包括设置于计量罐体（1）上端的伺服电机（4）以及连接于伺服电机（4）输出轴上的丝杠（3），所述计量柱（2）与丝杠（3）传动连接，所述伺服电机（4）的轴端设置有绝对型旋转编码器。
6.根据权利要求4所述的容积式液体自动计量装置，其特征在于：所述计量罐体（1）底部为倒锥形结构。
7.根据权利要求4或5或6所述的容积式液体自动计量装置，其特征在于：还包括粗加液管（5）以及细加液管（6），所述粗加液管（5）和细加液管（6）的一端位于配液池（15）中，其另一端位于计量罐体（1）中，所述粗加液管（5）的管径大于细加液管（6）的管径。
8.根据权利要求7所述的容积式液体自动计量装置，其特征在于：所述粗加液管（5）和细加液管（6）上分别设置有电动阀Ⅰ（16）及电动阀Ⅱ（17），所述计量罐体内设置有液位测量系统，所述溢流管口（9）下方设置有用于检测是否有液体流出的溢流检测系统，所述电动阀Ⅰ（16）、电动阀Ⅱ（17）、液位测量系统以及溢流检测系统均连接于测控仪表（11）。
9.根据权利要求8所述的容积式液体自动计量装置，其特征在于：所述液位测量系统包括通过支架（8）设置于计量罐体（1）上端的套管（7）、设置于计量罐体（1）中的浮球（13）、竖直设置于浮球（13）上端且滑动插装于套管（7）内的滑杆以及水平设置于滑杆顶端的横杆，所述横杆长度大于套管（7）的内径，所述滑杆上设置有铁环，所述套管（7）中设置有接近传感器，所述接近传感器连接于测控仪表（11），当铁环触发接近传感器时，计量罐体（1）内的液面低于溢流管口（9）。
10.根据权利要求8所述的容积式液体自动计量装置，其特征在于：所述溢流检测系统包括设置于溢流管口（9）正下方的碳棒（10）以及位于碳棒（10）下端的接液槽（14），所述碳棒（10）通过金属导线（12）连接于测控仪表（11）。
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