CN107185421B - 一种用于高粘度料液的精确配液系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于高粘度料液的精确配液系统，包括高粘度料液精确计量系统、高效搅拌分散混合系统和高精度温度控制系统；所述高粘度料液精确计量系统包括进料泵、料液计量瓶、称重传感器和灌装阀，用于实现料液的高精确计量；所述高效搅拌分散混合系统包括配液罐以及同轴设置的框式搅拌器和分散盘搅拌器，用于实现高粘度液体的混合；所述高精度温度控制系统包括导热油循环系统、电加热、温度传感器，用于升高料液温度、降低料液粘度，通过多路料液称重，实现了多组分同时进料，提高了进料效率。

Description

一种用于高粘度料液的精确配液系统

技术领域

本发明属于医药、化妆品、精细化工配液领域，具体涉及一种用于高粘度料液的精确配液系统。

背景技术

配液系统是制药行业、化妆品行业、精细化工行业的重要装备之一，主要用于不同配方药液的调配和制作。在配液系统中，常常涉及到几种或十几种液体、固体的搅拌混合。这些物料的精确计量添加、混合工序和混合时间，直接影响到配方液的质量。

现有的高粘度料液配液系统存在以下问题：(1)高粘度料液计量误差大。在配液系统中，高粘度液体物料的精确计量一直以来都是一个难题。主要由于高粘度液体容易挂壁，在阀门关闭后，管道壁上的仍然粘有大量的液体，这些液体在重力作用下自行流出，严重影响到计量精度。采用DN20不锈钢管，阀门关闭后，滴液量可达100g以上。(2)高粘度料液混合时间长，不易混合均匀。由于粘滞力的影响，高粘度液体在搅拌过程在罐壁附近出现层流状态，混合效果大打折扣。选择合适的搅拌器形式，增大搅拌器直径可有效提高混合均匀度。

另外，通过专利库检索，未发现与本发明相同的专利。具体为：

在专利CN205731878U“一种用于高粘度高固含量涂液的循环配液系统”中，发明人提出了一种新的涂液自动配置、涂液过滤装置、涂液循化涂覆系统，主要是针对带钢表面涂漆，未涉及高粘度料液的高精度计量和搅拌混合。

专利CN 205323670 U“配液系统”中发明人主要公开了一种配液罐整体称重式的配液系统，省去了流量计，减低设备成本。然而该系统不能实现多组分料液的同时进料计量，未涉及高粘度料液的计量和料液的混合方式等，与本发明关联度不大。

因此，急需发明一种适应于高粘度料液精确计量，高效混合的配液系统及科学配液方法。

发明内容

本发明针对上述问题提出了一种用于高粘度料液的精确配液系统，用于生产光电胶水，通过多路料液称重，实现了多组分同时进料，提高了进料效率。

具体的技术方案如下：

一种用于高粘度料液的精确配液系统，其中，包括高粘度料液精确计量系统、高效搅拌分散混合系统和高精度温度控制系统；所述高粘度料液精确计量系统包括进料泵、料液计量瓶、称重传感器和灌装阀，用于实现料液的高精确计量；所述高效搅拌分散混合系统包括配液罐以及同轴设置的框式搅拌器和分散盘搅拌器，用于实现高粘度液体的混合；所述高精度温度控制系统包括导热油循环系统、电加热、温度传感器，用于升高料液温度、降低料液粘度。

上述一种用于高粘度料液的精确配液系统，其中，在所述高效搅拌分散混合系统中还包括低速电机和高速电机，低速电机控制框式搅拌器转动，高速电机控制分散盘搅拌器转动。

上述一种用于高粘度料液的精确配液系统，其中，在所述高精度温度控制系统中，导热油循环系统包括夹套，电加热和温度传感器均设置在夹套内，导热油通过导热油循环系统在夹套中进行循环。

在光电胶水生产中，原料的粘度高达8000mPa.s，配液时要求加料的精确度每30kg误差±1g。本系统中采用称重来对料液进行计量，每款料液通过单独的进料机构进行单独称重计量，从而实现多款料液同时添加，提高了进料效率。为了提高进料精度，需要对进料阀关闭后，管道残留高粘度料液的滴液进行计量。本系统通过采集滴液量随时间的变化曲线，利用该曲线来实现滴液的高精度估计，进而对进料计量进行校正，达到进料高精度计量的目的。

高粘度料液混合时间长，不易混合均匀；由于粘滞力的影响，高粘度液体在搅拌过程在罐壁附近出现层流状态，难于与主体液体混合。为此，本系统通过降低料液粘度改善料液流动性，选用合适的搅拌形式来实现配液的高效混合；料液的粘度随着温度的升高而降低，随着温度的降低而增大；通过提高料液温度降低料液粘度，有利于改善料液的流动性；在搅拌器选择上，本系统采用同心双轴搅拌混合模式，带刮板的搅拌器将靠近罐壁的料液刮出到主体液体中，高效分散盘对料液进行高效混合，从而提高混合效率和混合均匀度。

本发明具有以下优点：

(1)本发明的配液系统结构简单，通过多路料液称重，实现了多组分同时进料，提高了进料效率；

(2)对高粘度料液的滴液量的高精度估计，进而校正高粘度料液进料的计量，实现进料高精度计量；

(3)同心双轴搅拌混合模式，带刮板的款式搅拌器将靠近罐壁的料液刮出到主体液体中，高效分散盘对料液进行高效混合，提高了混合效率和混合均匀度；

(4)采用导热油温控系统，通过提高料液温度降低料液粘度，有利于改善料液的流动性，改善了料液混合效果。

附图说明

图1为本发明结构图。

图2为本发明配液罐剖视图。

图3为本发明分散盘搅拌器结构图。

图4为本发明图3中A-A方向剖视图。

图5为本发明第三搅拌叶俯视图。

图6为本发明第四搅拌叶俯视图。

图7为本发明第五搅拌叶、第六搅拌叶俯视图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

附图标记

第一管道1、进料泵2、进料阀3、进料灌装阀4、料液计量瓶5、出料灌装阀6、料桶7、称重传感器8、波纹软管9、低速电机10、高速电机11、框式搅拌器12、分散盘搅拌器13、配液罐14、第二管道15、夹套16、第二管道17、第三管道18、第四管道19、第五管道20、第六管道21、导热油循环泵22、电加热23、进气管道24、出气管道25、第一支架26、第二支架27、第一搅拌轴28、第二搅拌轴29、第一从动齿轮30、搅拌器主体31、第一固定腔32、第一搅拌叶33、第二搅拌叶34、第二固定腔35、第三搅拌叶36、第四搅拌叶37、第三固定腔38、第五搅拌叶39、第六搅拌叶40、第一主动齿轮41。

如图所示一种用于高粘度料液的精确配液系统，包括高粘度料液精确计量系统、高效搅拌分散混合系统和高精度温度控制系统；所述高粘度料液精确计量系统包括进料泵、料液计量瓶、称重传感器和灌装阀，用于实现料液的高精确计量；所述高效搅拌分散混合系统包括配液罐以及同轴设置的框式搅拌器和分散盘搅拌器，用于实现高粘度液体的混合；所述高精度温度控制系统包括导热油循环系统、电加热、温度传感器，用于升高料液温度、降低料液粘度；

所述高粘度料液精确计量系统至少包括两路进料机构，每路进料机构上均通过第一管道1依次连接进料泵2、进料阀3、进料灌装阀4、料液计量瓶5和出料灌装阀6，第一管道的进料端与相对应的料桶7相连通、第一管道的出料端与配液罐相连通，称重传感器8与料液计量瓶相连接；所述进料阀与进料灌装阀之间、进料灌装阀与出料灌装阀之间分别设有一个波纹软管9；

在所述高效搅拌分散混合系统中还包括低速电机10和高速电机11，低速电机控制框式搅拌器12转动，高速电机控制分散盘搅拌器13转动，配液罐14底部设有第二管道15，第二管道上设有出料阀V6，第二管道用于出料；低速电机的转速为15-25r/min，高速电机的转速为12000-15000r/min；

在所述高精度温度控制系统中，导热油循环系统包括夹套16、第二管道17、第三管道18、第四管道19、第五管道20、第六管道21和导热油循环泵22，夹套包覆固定在配液罐外部，第二管道与导热油循环泵相连接，第二管道上设有阀门V5，导热油循环泵通过第三管道与夹套底部相连接，第二管道通过第四管道与夹套上部相连接，第四管道上设有阀门V4，第五管道设置在夹套顶部，第五管道上设有阀门V3，第六管道连接在第三管道上，第六管道上设有阀门V7，电加热23和温度传感器均设置在夹套内；

所述配液罐上还设有进气管道24和出气管道25，进气管道上设有进气阀V2，出气管道上设有出气阀V1，进气管道用于向配液罐中通入压缩气体。

本配液系统的工作流程如下：

(1)高粘度料液进料的精确计量

将环境温度调节至为20℃，平衡2小时后，开始滴液曲线数据采集，开启进料泵向料液计量瓶中进料，待料液计量瓶中的料液达到高限后，系统自动关停进料泵和进料灌装阀，并记录称重数据，每秒记录一次；然后开启出料灌装阀，当出料达到料液计量瓶的低限，系统自动关闭出料灌装阀，并记录称重数据，每秒记录一次；在编制PLC程序时，建立滴液曲线数据表，在进料过程中，自控系统自动对校正料液计量瓶出料过程中的进料滴液量，料液计量瓶进料过程中的出料滴液量，并将这些滴液量用于校正配液罐进料精度；

(2)配液

①夹套加导热油

开阀门V3和阀门V5，关闭阀门V4，开启导热油循环泵，将导热油加入到夹套中，待阀门V3有导热油流出时，关闭导热油循环泵，关闭阀门V3和阀门V5，开启阀门V4。

②进料

设定不同组分的进料顺序，并设定各组分料液的进料量，料液计量瓶的高低限，然后开始进料，完成料液的进料和精确计量；

③料液混合

待进料结束后，设定配液罐系统温度，开始搅拌，在配液罐的不同位置取样，检测样品的粘度，待取样各点的样品物理/化学指标一致时，结束配液混合；

④出料

关闭低速电机和高速电机，开启进气阀V2，待配液罐压力达到0.2MPa时，开启出料阀V6，从出料口出料。

进一步的，低速电机和高速电机分别通过第一支架26和第二支架27固定在配料罐上方，框式搅拌器固定在第一搅拌轴28上，分散盘搅拌器固定在第二搅拌轴上，第一搅拌轴同轴的包覆在第二搅拌轴29外部，第一搅拌轴上设有第一从动齿轮30，低速电机上设有第一主动齿轮41，第一主动齿轮与第一从动齿轮之间通过链条实现联动，高速电机与第二搅拌轴相连接；

所述分散盘搅拌器包括圆盘结构的搅拌器主体31，搅拌器主体上自外而内的设有第一搅拌组、第二搅拌组和第三搅拌组；第一搅拌组包括呈圆周状分布的若干第一固定腔32，第一固定腔的第一固定壁上固定两个第一搅拌叶33、第一固定腔的第二固定壁上固定一个第二搅拌叶34，第一搅拌叶位于第二搅拌叶的外侧，第一搅拌叶垂直于搅拌器主体向上设置，第二搅拌叶垂直于搅拌器向下设置；所述第二搅拌组包括若干呈圆周状分布的第二固定腔35，第二搅拌组的第二固定腔壁上分别交错的固定第三搅拌叶36和第四搅拌叶37，第三搅拌叶和第四搅拌叶垂直于搅拌器主体向上设置；所述第三搅拌组包括若干呈圆周状分布的第三固定腔38，第三搅拌组的第三固定腔壁上分别交错的固定第五搅拌叶39和第六搅拌叶40，第五搅拌叶和第六搅拌叶垂直于搅拌器主体向下设置；第一搅拌叶、第二搅拌叶、第三搅拌叶、第四搅拌叶、第五搅拌叶和第六搅拌叶裸露在搅拌器主体外的高度分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6，h1＞h2，h3＝h4＝2*h1，h5＝h6＝2*h2；第一搅拌叶和第二搅拌叶均为长方体结构，第三搅拌叶的截面为菱形结构，第四搅拌叶的两个侧壁上分别设有等腰三角形的第一凹槽，第五搅拌叶和第六搅拌叶的截面形状均为V形结构、两者开口方向相反。分散盘的结构设置，进一步的提高了搅拌效率和搅拌效果。

Claims (1)

1.一种用于高粘度料液的精确配液系统的配液方法，其特征为，

配液系统包括高粘度料液精确计量系统、高效搅拌分散混合系统和高精度温度控制系统；

所述高粘度料液精确计量系统包括进料泵、料液计量瓶、称重传感器和灌装阀，用于实现料液的高精确计量；所述高效搅拌分散混合系统包括配液罐以及同轴设置的框式搅拌器和分散盘搅拌器，用于实现高粘度液体的混合；所述高精度温度控制系统包括导热油循环系统、电加热、温度传感器，用于升高料液温度、降低料液粘度；

所述高粘度料液精确计量系统至少包括两路进料机构，每路进料机构上均通过第一管道依次连接进料泵、进料阀、进料灌装阀、料液计量瓶和出料灌装阀，第一管道的进料端与相对应的料桶相连通、第一管道的出料端与配液罐相连通，称重传感器与料液计量瓶相连接；所述进料阀与进料灌装阀之间、进料灌装阀与出料灌装阀之间分别设有一个波纹软管；

在所述高效搅拌分散混合系统中还包括低速电机和高速电机，低速电机控制框式搅拌器转动，高速电机控制分散盘搅拌器转动，配液罐底部设有第二管道，第二管道上设有出料阀V6，第二管道用于出料；

在所述高精度温度控制系统中，导热油循环系统包括夹套、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道、第六管道和导热油循环泵，夹套包覆固定在配液罐外部，第二管道与导热油循环泵相连接，第二管道上设有阀门V5，导热油循环泵通过第三管道与夹套底部相连接，第二管道通过第四管道与夹套上部相连接，第四管道上设有阀门V4，第五管道设置在夹套顶部，第五管道上设有阀门V3，第六管道连接在第三管道上，第六管道上设有阀门V7，电加热和温度传感器均设置在夹套内；

所述配液罐上还设有进气管道和出气管道，进气管道上设有进气阀V2，出气管道上设有出气阀V1，进气管道用于向配液罐中通入压缩气体；

配液系统的工作方法为：

(1)高粘度料液进料的精确计量

将环境温度调节至为20℃，平衡2小时后，开始滴液曲线数据采集，开启进料泵向料液计量瓶中进料，待料液计量瓶中的料液达到高限后，系统自动关停进料泵和进料灌装阀，并记录称重数据，每秒记录一次；然后开启出料灌装阀，当出料达到料液计量瓶的低限，系统自动关闭出料灌装阀，并记录称重数据，每秒记录一次；在编制PLC程序时，建立滴液曲线数据表，在进料过程中，自控系统自动对校正料液计量瓶出料过程中的进料滴液量，料液计量瓶进料过程中的出料滴液量，并将这些滴液量用于校正配液罐进料精度；

(2)配液

①夹套加导热油

开阀门V3和阀门V5，关闭阀门V4，开启导热油循环泵，将导热油加入到夹套中，待阀门V3有导热油流出时，关闭导热油循环泵，关闭阀门V3和阀门V5，开启阀门V4；

②进料

设定不同组分的进料顺序，并设定各组分料液的进料量，料液计量瓶的高低限，然后开始进料，完成料液的进料和精确计量；

③料液混合

待进料结束后，设定配液罐系统温度，开始搅拌，在配液罐的不同位置取样，检测样品的粘度，待取样各点的样品物理/化学指标一致时，结束配液混合；

④出料

关闭低速电机和高速电机，开启进气阀V2，待配液罐压力达到0.2MPa时，开启出料阀V6，从出料口出料。