CN105668066A - 均化料仓、及均化料仓中物料料位的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种均化料仓、及均化料仓中物料料位的检测方法。该均化料仓包括供物料在其中掺混的仓体、以及用于测量所述物料的料位的超声波料位计，所述超声波料位计设置于所述仓体的顶部。相比较于现有技术中使用的称重仪，因超声波料位计的费用低于称重仪而节约了仪表设备的采购成本，并因超声波料位计的简单的、方便的安装方式而降低了安装成本。本发明的均化料仓中物料料位的检测方法，包括如下步骤：通过超声波料位计测量所述均化料仓中的物料的料位。相比较于现有技术中使用称重仪，该均化料仓中物料料位的检测方法成本较低。

Description

均化料仓、及均化料仓中物料料位的检测方法

技术领域

本发明涉及一种均化料仓、及均化料仓中物料料位的检测方法。

背景技术

聚乙烯的生产以乙烯、氢气等为原料在催化剂的作用下发生聚合反应，聚合反应在环管反应器中进行，反应后的浆液经干燥处理与各种添加剂按一定比例在挤出造粒机中熔融、混合，经水下切粒、干燥后送往后处理系统。后处理系统将干燥后的的物料产品经风送系统送到均化料仓进行掺混，掺混后的合格颗粒经过旋转加料器，由均化料仓输送风机送至包装或存储仓。均化料仓在生产过程中把不同品质(熔融指数)的物料掺混均匀使最终产品达到满意的效果，化验室人员通过定期取样分析确定均化料仓中物料掺混是否均匀。

在聚乙烯的生产过程中，由于原料组成的波动或反应条件的变化，而引起最终产品性能品质的波动，进而可能导致最终产品质量不稳定。为了得到产品质量稳定的产品，在包装前对一个时期内的产品进行掺混使其均化。均化料仓的设计使物料顺序装入均化料仓后，在均化料仓内形成物性不同的多个料层，通过掺混件的多点均匀取料，在出料口得到组成均匀的物料。可以看出，均化料仓在聚乙烯装置的重要性。其中，如何判断均化料仓中物料的多少是能否实现有效均匀掺混的关键，并且物料的多少同时也参与旋转加料器的联锁。在现有技术中，通常的做法是通过称重仪表检测均化料仓中的物料重量。针对较大的均化料仓(例如容积为910m³、高为23m、直径为7m的均化料仓)，每个均化料仓下需要安装4个称重传感器、以及配套的称重变送器及支撑环。如此，称重仪表的购置费用很高，安装维护比较复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本的均化料仓、及均化料仓中物料料位的检测方法。

本发明一方面提供一种均化料仓，包括供物料在其中掺混的仓体；还包括：用于测量物料的料位的超声波料位计，超声波料位计设置于仓体的顶部。

根据本发明，还包括：控制所述仓体的进料口关闭的高音叉料位开关、以及控制所述仓体的出料口关闭的低音叉料位开关；其中，高音叉料位开关和低音叉料位开关上下间隔开地设置于仓体的侧壁上。

根据本发明，高音叉料位开关和低音叉料位开关通过法兰连接于仓体。

根据本发明，还包括：设置在仓体内并位于高音叉料位开关上方的第一遮挡板；以及设置在仓体内并位于低音叉料位开关上方的第二遮挡板。

根据本发明，超声波料位计的超声波探头沿仓体的直径方向至仓体的侧壁的距离为仓体的直径的1/4。

根据本发明，超声波料位计的变送器、高音叉料位开关和低音叉料位开关分别与DCS系统通过信号线连接。

根据本发明，超声波料位计为分体式超声波料位计。

根据本发明，超声波料位计的超声波探头通过法兰连接于仓体。

本发明另一方面提供一种均化料仓中物料料位的检测方法，包括如下步骤：通过超声波料位计测量均化料仓中的物料的料位。

根据本发明，还包括如下步骤：当料位达到高音叉料位开关的位置时，高音叉料位开关发出电信号以停止进料；当料位达到低音叉料位开关的位置时，低音叉料位开关发出电信号以停止出料；其中，高音叉料位开关和低音叉料位开关上下间隔地设置于均化料仓的仓体的侧壁上。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的均化料仓，通过超声波料位计检测均化料仓的料位，相比较于现有技术中使用的称重仪，因超声波料位计的费用低于称重仪而节约了仪表设备的采购成本，并因超声波料位计的简单的、方便的安装方式而降低了安装成本。此外，也使得维护省时省力，在一定程度上加快了均化料仓安装进度。

本发明的均化料仓中物料料位的检测方法，通过超声波料位计测量均化料仓中的物料的料位。相比较于现有技术中使用称重仪，因超声波料位计的费用低于称重仪而节约了仪表设备的采购成本，并因超声波料位计的简单的、方便的安装方式而降低了安装成本。此外，也使得维护省时省力，在一定程度上加快了均化料仓安装进度。

附图说明

图1是本发明的均化料仓的一个实施例的示意图；

图2是超声波探头的理想衰减曲线图。

在附图中，I表示连锁；LAH表示高报警；LI表示液位指示；ULTRA表示超声波液位计；VIBR表示音叉料位开关。

具体实施方式

如下参照附图描述本发明的实施例。

参照图1，本发明的均化料仓的一个实施例，具体地，为聚乙烯均化料仓。其包括供物料在其中掺混的仓体1以及用于测量物料的料位的超声波料位计LT，超声波料位计LT设置于仓体1的顶部。在本发明中，以图1所示的定向为准，由上至下的方向即为由仓体1的顶部至底部的方向。

其中，均化料仓的仓体1的容积为910m³，高为23m。仓体1具有第一进料口2，供来自挤出造粒机的物料进入仓体1内，第一进料口2的管口尺寸为10”。仓体1具有出料口3，供仓体1内的物料排出仓体1，出料口的管口尺寸为24”。仓体1还具有第二进料口4，其与出料口3连通，以使由出料口3排出的物料进入到仓体1再次掺混，第二进料口4的管口尺寸为4”。当然，仓体1还可具有第三进料口5，其与其他均化料仓的出料口连通，以使经其他均化料仓掺混后的物料进入到仓体1中再次掺混，第三进料口5的管口尺寸为10”。

超声波料位计LT是一种利用了超声波方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能等特点而设计开发的用于测量料位的仪表。在本实施例中，超声波料位计LT包括超声波探头和变送器。超声波探头向物体表面方向发射超声波脉冲，物体反射部分回波。该反射回波被同一超声波探头探测，变送器将该回波转换成电信号。变送器与DCS系统通过信号线连接，将该电信号传输给DCS系统，由此实现对料位的连续监测和监控，并进一步可获知仓体1内的物料的多少，以使工作人员随时了解料位的变化并且可选地根据该料位的变化人工地或自动化地做出相应的调整。其中，脉冲传送与接收时间(波的运动时间)是与超声波探头和物体表面的距离成正比的。变送器检测该时间，并根据已知的声速计算出被测距离。距离D通过声速c和运行时间t被表示，公式为D＝ct/2

其中D:超声波探头所测料位距离。单位：m

c:经温度补偿后的声速值。单位：m/s

t:测量范围内的运行时间。单位：s

据此，本实施例的均化料仓，通过超声波料位计LT检测均化料仓的料位。相比较于现有技术中使用的称重仪，因超声波料位计LT的费用低于称重仪而节约了仪表设备的采购成本，并因超声波料位计LT的简单的、方便的安装方式而降低了安装成本。此外，也使得维护省时省力，在一定程度上加快了均化料仓安装进度。综上，本实施例的均化料仓，通过使用超声波料位计LT，解决了现有技术中存在的三个问题：一是设备及时就位安装问题，二是降低检测仪表及设备的安装难度，使现场安装方便；三是节约了成本。

进一步，超声波料位计LT采用非接触式测量，抗干扰能力强，不受介质湿度、粘度的影响，不受介质介电常数、电导率、热导率的影响，避免了温度、腐蚀、震动、电磁扰动对测量精度的干扰，保证测量的准确性和可靠性。

继续参照图1，在本实施例中，仓体1为回转体，其包括呈圆柱体的主体部11和呈锥体的下部12。在均化料仓的仓体1中进行掺混的物料为聚乙烯物料，仓体1的高度为23m，常压设备，操作温度85℃。

超声波料位计LT的超声波探头沿仓体1的直径方向至仓体1的侧壁的距离为仓体1的直径的1/4(仓体1的直径即为仓体1的呈圆柱体的主体部11的直径，在本实施例中，直径为7m)。换言之，将超声波探头安装在至仓体1的侧壁为仓体1的直径的1/4处。并且，超声波探头的位置避开第一进料口2、第二进料口4、第三进料口5和出料口3的方向。优选地，超声波料位计LT为分体式超声波料位计LT，并且超声波探头通过法兰连接于仓体1。

而在选择超声波探头时，必须考虑超声波的衰减以及物料表面的反射特性，从而计算出超声波探头的最大测量范围。图2显示了超声波探头的理想衰减曲线，其中，示出了不同型号的超声波探头(FDU85、FDU84、FDU83、FDU82和FDU81)的衰减和测量范围之间的关系。如下表1显示了影响测量的因素，将所有衰减值累加，对应衰减累加值，找出与图2中的理想衰减曲线的交点，从而计算出超声波探头实际的最大测量范围。在本实施例中，测量均化料仓的超声波探头和物体表面的温差小于20℃(衰减0dB)，有少量粉尘(衰减5dB)，固体表面坚硬(衰减20dB)，超声波探头底边在仓体内未固定(衰减0dB)，超声波探头底边在仓体的顶部上处于水平位置(衰减20dB)，故衰减值累加后为45dB。在这些工况条件下，使用FDU84超声波探头，得到位于图2中A点的测量值，即最多能测到25米。超声波探头与仓体1通过法兰连接。并且，本领域技术人员通过已知常识，可使用超声波探头内部集成的温度传感器对超声波运行时间内的温度变化进行补偿，实现精确测量。超声波料位计LT的变送器选用双通道的变送器，保证测量的准确性。

表1

进一步，在本实施例中，均化料仓还包括控制仓体1的上述所有进料口关闭的高音叉料位开关LSH以及控制仓体1的出料口3关闭的低音叉料位开关LSL。其中，高音叉料位开关LSH和低音叉料位开关LSL上下间隔开地设置于仓体1的侧壁上，即在如图1定向时，高音叉料位开关LSH位于低音叉料位开关LSL的上方，可以为正上方或斜上方。

其中，音叉料位开关是通过安装在音叉基座上的一对压电晶体使音叉在一定共振频率下振动。当音叉料位开关的音叉与被测物料相接触时，音叉的频率和振幅将改变，音叉料位开关的这些变化由智能电路来进行检测，处理并将之转换为一个开关信号。具体到本实施例中，当仓体1中的物料的料位达到高音叉料位开关LSH的位置时停止进料(由上述所有进料口的进料)，当料位达到低音叉料位开关LSL的位置时停止出料。换言之，高音叉料位开关LSH的位置是允许仓体1中料位的最高位置，当仓体1中的料位达到该最高位置时，高音叉料位开关LSH控制仓体1的进料口关闭，即高音叉料位开关LSH所产生的开关信号分别启动上述所有进料口的关闭，以避免溢料。而低音叉料位开关LSL的位置是允许仓体1中料位的最低位置，当仓体1中的料位达到该最低位置时，低音叉料位开关LSL控制仓体1的出料口关闭，即低音叉料位开关LSL所产生的开关信号启动出料口的关闭，以避免仓体1中无料抽空的现象发生。

具体地，在本实施例中，在均化料仓的仓体1的主体部11的上部设置高音叉料位开关LSH，在下部12设置低音叉料位开关LSL。高音叉料位开关LSH和低音叉料位开关LSL的音叉的插入长度为350mm，音叉及保护套的材质均选用316不锈钢，并24VDC供电。此外，高音叉料位开关LSH和低音叉料位开关LSL通过法兰连接于仓体1。另外，在仓体1内并位于高音叉料位开关LSH上方设置第一遮挡板7，在仓体1内并位于低音叉料位开关LSL上方设置第二遮挡板8，以避免物料下料冲击或粘附在叉体上，影响检测效果。

本发明的均化料仓，在采用超声波料位计LT来检测仓体1的连续性料位的同时，通过高音叉料位开关LSH和低音叉料位开关LSL来保证测量系统的可靠性。进而，一方面保证了产品的质量，另一方面将物料输送过程控制在安全状态，防止因物料过多引起输送管道堵塞，防止因物料过少导致料仓抽空，降低了装置的运行风险。

如下简述上述均化料仓的涉及上述检测料位设备的安装步骤。

一、超声波探头的安装：

先将超声波探头固定在仓体1上对应的管口上，安装位置距离仓体1的侧壁1750mm，用法兰锁紧将超声波探头固定，调整超声波探头位置使仓体1中的下料扇区、内部安装件及附加限位开关不在探测区内，利用探头安装直准仪精确调整探头位置。并且，超声波料位计在仓体1实现测量的最佳条件为超声波探头的最低边低于仓顶，在测量区内没有任何固定物或下料物，物料的最大高位不要进入超声波探头的盲区(可通过下述高音叉料位开关LSH的安装位置限定物料的最大高位)，超声波探头的正面应该与物料表面保持平行。因此安装超声波探头时应使其底边伸入仓体1内。

二、超声波变送器的安装：

变送器(优选地为分体式超声波变送器)附件中带有辅助安装板，变送器固定在安装板上，安装板安装在仪表支架或立柱上。在超声波探头附近易于操作维护的地方安装在仪表支架或立柱，支架用角钢在现场制作；仪表立柱是由一块钢板做底座，上面焊接一根2"的管子做立柱，并在立柱下部焊接加强板制成，管子的上端封死。管子的长度，应使仪表安装在距地面或平台上方1.2m的高度为宜。仪表支架和立柱应固定在混凝土地面上、钢结构上。传感器与变送器之间利用专用电缆连接。

三、高音叉料位开关LSH和低音叉料位开关LSL的安装：

高音叉料位开关LSH和低音叉料位开关LSL安装在均化料仓的仓体1的侧壁上的管口。

四、接线：

超声波料位计LT的变送器及高、低音叉料位开关LSL应按照其各自的仪表说明书要求正确接线。超声波料位计LT的变送器及高、低音叉料位开关LSL均需要提供外部电源(220VAC或24VDC)，控制室为其提供电源，利用电源线将控制室中的电源接至变送器或高、低音叉料位开关LSL的电源接线盒处，利用信号线变送器及高、低音叉料位开关LSL的信号输出端口接至控制室的DCS系统上。

五、调试：

超声波料位计LT调试简单、易操作。我们要进行以下几个参数的设置：设备形状、介质属性、过程条件、空仓标定、满仓标定。上电后，仪表(超声波料位计、高、低音叉料位开关)自检，然后通过基本设置菜单对上述参数进行设置，就可以完成仪表的调试了。

本发明的均化料仓中物料料位的检测方法，可采用上述均化料仓，超声波料位计LT设置在均化料仓的仓体1的顶部，高音叉料位开关LSH和低音叉料位开关LSL上下间隔地设置于均化料仓的仓体1的侧壁上。

该方法包括通过超声波料位计LT测量均化料仓中的物料的料位的步骤。具体地，物料在仓体1中进行掺混的过程中，超声波料位计LT的超声波探头朝向物料方向发射超声波，该超声波到达物料的表面后反射部分回波。反射回波被超声波探头探测到后，由变送器中的电路根据超声波发出和接收的时间差，计算出料面到传感器的距离，并转化为电信号输送至DCS系统。

本实施例的均化料仓中物料料位的检测方法，通过超声波料位计测量均化料仓中的物料的料位。相比较于现有技术中使用称重仪，因超声波料位计的费用低于称重仪而节约了仪表设备的采购成本，并因超声波料位计的简单的、方便的安装方式而降低了安装成本。此外，也使得维护省时省力，在一定程度上加快了均化料仓安装进度。

此外，该方法还包括通过高音叉料位开关LSH和低音叉料位开关LSL分别控制上述所有进料口和出料口的关闭的步骤。即，当料位达到高音叉料位开关的位置时，高音叉料位开关发出电信号以停止进料；当料位达到低音叉料位开关的位置时，低音叉料位开关发出电信号以停止出料。

具体地，随着物料不断的进入和排出仓体1，料位可能会上升或下降。当料位上升至物料与高音叉料位开关LSH的音叉接触时，高音叉料位开关发出一个开关信号(电信号)，该电信号通过信号线传输到DCS系统，并由DCS系统以电信号等其他方式控制上述所有进料口关闭，以避免溢料。并且，当料位下降至物料与低音叉料位开关LSL的音叉接触时，低音叉料位开关发出一个开关信号(电信号)，该电信号通过信号线传输到DCS系统，并由DCS系统以电信号等其他方式控制出料口关闭，以避免仓体1中无料抽空的现象发生。

由此，在进行均化料仓中物料料位的检测过程中，在采用超声波料位计LT来检测仓体1的连续性料位的同时，通过高音叉料位开关LSH和低音叉料位开关LSL来保证测量系统的可靠性。进而，一方面保证了产品的质量，另一方面将物料输送过程控制在安全状态，防止因物料过多引起输送管道堵塞，防止因物料过少导致料仓抽空，降低了装置的运行风险。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种均化料仓，包括供物料在其中掺混的仓体(1)；其特征在于，还包括：

用于测量所述物料的料位的超声波料位计(LT)，所述超声波料位计(LT)设置于所述仓体(1)的顶部。

2.根据权利要求1所述的均化料仓，其特征在于，还包括：

控制所述仓体(1)的进料口(2，4，5)关闭的高音叉料位开关(LSH)、以及控制所述仓体(1)的出料口(3)关闭的低音叉料位开关(LSL)；

其中，所述高音叉料位开关(LSH)和所述低音叉料位开关(LSL)上下间隔开地设置于所述仓体(1)的侧壁上。

3.根据权利要求2所述的均化料仓，其特征在于，

所述高音叉料位开关(LSH)和所述低音叉料位开关(LSL)通过法兰连接于所述仓体(1)。

4.根据权利要求2或3所述的均化料仓，其特征在于，还包括：

设置在所述仓体(1)内并位于所述高音叉料位开关(LSH)上方的第一遮挡板；以及

设置在所述仓体(1)内并位于所述低音叉料位开关(LSL)上方的第二遮挡板。

5.根据权利要求1所述的均化料仓，其特征在于，

所述超声波料位计(LT)的超声波探头沿所述仓体(1)的直径方向至所述仓体(1)的侧壁的距离为所述仓体(1)的直径的1/4。

6.根据权利要求2所述的均化料仓，其特征在于，

所述超声波料位计(LT)的变送器、所述高音叉料位开关(LSH)和所述低音叉料位开关(LSL)分别与DCS系统通过信号线连接。

7.根据权利要求1所述的均化料仓，其特征在于，

所述超声波料位计(LT)为分体式超声波料位计。

8.根据权利要求1所述的均化料仓，其特征在于，

所述超声波料位计(LT)的超声波探头通过法兰连接于所述仓体(1)。

9.一种均化料仓中物料料位的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：通过超声波料位计(LT)测量所述均化料仓中的物料的料位。

10.根据权利要求9所述的均化料仓中物料料位的检测方法，其特征在于，还包括如下步骤：

当所述料位达到高音叉料位开关(LSH)的位置时，所述高音叉料位开关(LSH)发出电信号以停止进料；

当所述料位达到低音叉料位开关(LSL)的位置时，所述低音叉料位开关(LSL)发出电信号以停止出料；

其中，所述高音叉料位开关(LSH)和所述低音叉料位开关(LSL)上下间隔地设置于所述均化料仓的仓体(1)的侧壁上。