CN107450416A - 一种自动水质稳定装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动水质稳定装置及方法，其中所述自动水质稳定装置包括热纯水洗槽、封孔后水洗槽、热纯水洗副槽、循环泵、过滤器以及水质控制器，所述热纯水洗槽、热纯水洗副槽、循环泵以及过滤器用管道依次连通构成所述自动水质稳定装置的液体循环回路，所述自动水质稳定装置通过所述水质控制器控制、稳定所述热纯水洗槽的水质，以达到工艺要求的水质值，所述封孔后水洗槽用于收集从所述热纯水洗槽溢流出来的超标液体。该发明稳定了电泳前热纯水洗槽的水质，从而稳定了电泳型材的产品质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动水质稳定装置及方法，尤其涉及铝型材的电泳涂装领域的一种自动水质稳定装置及方法。
背景技术
电泳涂装技术是一种高效的在铝型材表面防腐、装饰涂漆技术，广泛应用于各种铝型材的表面处理技术中，该技术通过将热纯水清洗干净的，经阳极氧化处理的铝型材浸入一定浓度的电泳漆溶液中，通过电化学反应，在铝型材表面形成一层均匀的有机涂层。铝型材经阳极氧化处理后，其表面形成了一层多孔氧化膜，膜孔内存在部分酸根离子及其他杂质离子，采用电泳前经热纯水洗的方法，能够有效清除氧化膜孔中残留的酸根离子及其他杂质离子，避免带入电泳漆溶液中，影响涂装后漆膜的质量。然而随着生产的进行，热纯水洗的酸根离子及其他杂质离子不断的增多，水质会变差。为了保证有机涂层的质量、电泳工艺的稳定，传统的处理工艺一般是，当热纯水洗的水质达到工艺要求上限时，启用新配制的备用热纯水洗或更换部分纯水洗槽液，这样热纯水的水质经常在最好的状态到工艺要求上限的范围内大幅度变化，导致铝型材的有机涂层品质也在一定范围内变化，而且配置的备用热纯水槽，增加了设备的投入资金，因此针对这种热纯水洗工序所使用的设备存在的上述不足，须对这类热纯水洗装置进行重新设计和开发。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动水质稳定装置及方法，用于稳定电泳前热纯水洗槽的水质，从而稳定电泳型材的产品质量，也对后续的电泳工艺稳定起到了重要作用，同时，本发明将溢流出的超标纯水送到封孔后水洗槽供后续工序二次使用，有利于降低铝型材的生产成本。
为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
一方面，本发明提供一种自动水质稳定装置，包括热纯水洗槽、封孔后水洗槽、热纯水洗副槽、循环泵、一号过滤器以及水质控制器，所述热纯水洗槽、热纯水洗副槽、循环泵以及一号过滤器用管道依次连通构成所述自动水质稳定装置的液体循环回路，所述自动水质稳定装置通过所述水质控制器控制工艺要求的水质值，所述水质控制器稳定所述热纯水洗槽的水质值，所述封孔后水洗槽用于收集从所述热纯水洗槽溢流出来的超标液体。
进一步，所述热纯水洗槽顶部设有溢流管，所述溢流管连通所述热纯水洗副槽，所述溢流管的最低点通过管道连接水泵，所述水泵通过管道连接所述封孔后水洗槽的顶部，所述热纯水洗槽的底部设有布水器，所述热纯水洗槽内还设有水质传感器，所述水质传感器与所述水质控制器电连接。
进一步，所述水质控制器包括显示水质状态、控制状态的显示模块，设定水质控制参数的键盘输入模块，控制电动比例阀门、一号电动阀门、二号电动阀门、三号电动阀门、四号电动阀门的输出模块，模拟量的A/D转换模块以及数据处理模块。
进一步，所述热纯水洗副槽内设有的液位控制器与所述水泵电连接，所述液位控制器控制所述水泵的启停，所述热纯水洗副槽顶部设有纯水进水管，所述纯水进水管上设有电动比例阀门,所述电动比例阀门与所述水质控制器电连接，所述热纯水洗副槽底部通过水管连通循环泵。
进一步，所述循环泵的循环泵启停信号控制所述水质控制器的启停，所述循环泵用管道连接一号压力传感器，所述一号压力传感器用管道连接一号电动阀门，所述一号电动阀门用管道连接一号过滤器，所述一号过滤器用管道连接二号电动阀门，所述二号电动阀门用管道连接二号压力传感器；所述一号压力传感器用管道连接三号电动阀门，所述三号电动阀门用管道连接二号过滤器，所述二号过滤器用管道连接四号电动阀门，所述四号电动阀门用管道连接二号压力传感器。
进一步，所述二号压力传感器用管道连接位于所述热纯水洗槽底部的布水器，所述一号压力传感器与所述水质控制器电连接，所述二号压力传感器与所述水质控制器电连接。
另一方面，本发明还提供一种自动水质稳定方法，所述自动水质稳定方法是将热纯水洗槽、封孔后水洗槽、热纯水洗副槽、循环泵、过滤器以及水质控制器配套使用，通过启动所述循环泵，所述水质控制器自动运行，通过所述水质控制器控制所述热纯水洗槽内的工艺要求的水质值，所述水质控制器控制纯水供水管上电动比例阀门的开度来控制热纯水洗副槽内的纯水补水量，所述热纯水洗副槽内的液位状态低于高位设定值时，所述热纯水洗副槽内补充的纯水与热纯水洗槽溢流过来的槽液混合后通过循环泵、过滤前压力传感器、过滤前电动阀门、过滤器、过滤后电动阀门、过滤后压力传感器，再通过热纯水洗槽底部的布水器进入到热纯水洗槽内，从而调整热纯水洗槽内的水质值；所述热纯水洗副槽内的液位状态高于高位设定值时，所述热纯水洗槽溢流出来的超标液体流进所述封孔后水洗槽。
进一步，在所述热纯水洗槽顶部设置溢流管，所述溢流管设置连通所述热纯水洗副槽，所述溢流管的最低点通过管道连接水泵，所述水泵通过管道连接所述封孔后水洗槽的顶部，所述液位控制器监测到所述热纯水洗副槽内的液位状态高于高位设定值时，所述液位控制器启动所述水泵，从所述热纯水洗槽溢流出来的超标液体流进所述封孔后水洗槽。
进一步，设置于所述热纯水洗槽内的水质传感器将采集到所述的热纯水洗槽内的水质值通过A/D转换模块发送至所述水质控制器，水质控制器根据所述水质值和预先设定的水质值进行PID运算，运算结果通过所述水质控制器的输出模块来调整纯水供水管上电动比例阀门的开度，从而控制热纯水洗副槽内的纯水补水量。
进一步，所述一号过滤器与一个二号过滤器配套使用，二者互为备用，所述水质控制器控制控制所述互为备用的过滤器之间的互相切换。
本发明的有益效果：本发明提供一种自动水质稳定装置及方法，当热纯水洗槽的水质值达到工艺要求的上限时，该方法及装置能够保证电泳前热纯水洗槽水质的稳定，而无需再人工启用新配制的备用热纯水或更换部分纯水洗槽液；此外，本发明还稳定了电泳前热纯水洗槽的水质，从而稳定了电泳型材的产品质量，也对后续的电泳工艺稳定起到了重要作用，同时，本发明将溢流出的超标纯水送到封孔后水洗槽供后续工艺循环使用，有利于降低铝型材的生产成本。
附图说明
图1为本发明自动水质稳定装置的整体结构示意图。
图2为水质控制器模块的结构示意图。
图3为水质控制器的PID运算逻辑框图。
其中：1-热纯水洗槽；2-封孔后水洗槽；3-热纯水洗副槽；4-循环泵；5-一号过滤器；6-二号过滤器；7-水泵；8-水质传感器；9-液位控制器；10-电动比例阀门；11-一号压力传感器；12-二号压力传感器；13-一号电动阀门；14-二号电动阀门；15-三号电动阀门；16-四号电动阀门；17-布水器；18-水质控制器；181-显示模块；182-键盘模块；183-输出模块；184-转换模块；185-数据处理模块；19-循环泵启停信号；20-溢流管；21-纯水进水管。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，这些具体的说明只是让本领域的普通技术人员更加容易、清晰理解本发明，而非对本发明的限定性解释，并且只要不构成冲突，本发明中的实施例以及实施例中的各个特征可以互相结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
如图1和图2所示，本实施例提供一种自动水质稳定装置，该装置包括热纯水洗槽1、封孔后水洗槽2、热纯水洗副槽3、循环泵4、一号过滤器5以及水质控制器18，所述热纯水洗槽1、热纯水洗副槽3、循环泵4、一号过滤器5用管道依次连通构成所述自动水质稳定装置的液体循环回路，所述自动水质稳定装置通过所述水质控制器18控制工艺要求的水质值，所述水质控制器18稳定所述热纯水洗槽1的水质值，所述封孔后水洗槽2用于收集从所述热纯水洗槽1溢流出来的超标液体；所述热纯水洗槽1顶部设有溢流管20，所述溢流管20连通所述热纯水洗副槽3，所述溢流管20的最低点通过管道连接水泵7，所述水泵7通过管道连接所述封孔后水洗槽2的顶部；所述热纯水洗槽1底部设有布水器17；所述热纯水洗槽1内还设有水质传感器8，所述水质传感器8与所述水质控制器18电连接；所述水质控制器18包括显示水质状态、控制状态的显示模块181，设定水质控制参数的键盘输入模块182，控制电动比例阀门10、一号电动阀门13、二号电动阀门14、三号电动阀门15、四号电动阀门16的输出模块183，模拟量的A/D转换模块184以及数据处理模块185；通过水质控制器18的键盘输入模块182输入水质控制参数来设定工艺要求的水质值。所述热纯水洗副槽3内设有液位控制器9与所述水泵7电连接，所述液位控制器9采集到所述的热纯水洗副槽3内的液位状态，液位控制器9根据液位状态控制水泵7的启停，将热纯水洗槽1溢流出来的超标槽液运送到封孔后水洗槽2，当所述热纯水副槽内的液位状态高于高位设定值时，启动水泵7，当所述热纯水副槽内的液位状态低于高位设定值时，停止水泵7。
所述热纯水洗副槽3顶部设有纯水进水管21，所述纯水进水管21上设有电动比例阀门10与所述水质控制器18电连接，所述水质传感器8将采集到所述热纯水洗槽1内的水质值通过A/D转换模块184发送至水质控制器18，水质控制器18根据所述水质值和预先设定的水质值进行PID运算，运算结果通过输出模块183来调整纯水供水管上电动比例阀门10的开度，从而控制热纯水洗副槽3内的纯水补水量。
所述热纯水洗副槽3底部通过水管连通循环泵4，当所述液位控制器9监测到所述热纯水洗副槽3内的液位状态高于高位设定值时，所述液位控制器9启动所述水泵7，从所述热纯水洗槽1溢流出来的超标液体流进所述封孔后水洗槽2。当启动所述循环泵4时，所述循环泵4产生循环泵启动信号，所述水质控制器18监测到循环泵启动信号，所述水质控制器18自动启动进入工作状态；当停止所述循环泵4时，所述循环泵4产生循环泵停止信号，所述水质控制器18监测到循环泵停止信号，所述水质控制器18停止工作。所述循环泵4用管道连接一号压力传感器11，所述一号压力传感器11用管道连接一号电动阀门13，所述一号电动阀门13用管道连接一号过滤器5，所述一号过滤器5用管道连接二号电动阀门14，所述二号电动阀门14用管道连接二号压力传感器12，所述二号压力传感器12用管道连接位于所述热纯水洗槽1底部的布水器17，所述一号压力传感器11与所述水质控制器18电连接，所述二号压力传感器12与所述水质控制器18电连接。热纯水洗副槽3内的补充的纯水和热纯水洗槽1溢流过来的槽液混合后通过循环泵4，通过一号压力传感器11，通过一号电动阀门13，通过一号过滤器5，通过二号电动阀门14，通过二号压力传感器12，通过热纯水洗槽1底部的布水器17送至热纯水洗槽1内，从而调整热纯水洗槽1内的水质值。
如图3所示，所述水质控制器18的PID运算，即根据比例、积分、微分控制的一种算法，数字式PID调节器控制规律可表示为：
其中，e(k)为输入的差值，即所述水质传感器8测得的水质值c(k)与预先设定的水质值r(k)两者之间的差值，u(k)为PID调节器的输出运算结果，Kp为比例系数，Ki为积分系数，Kd为微分系数，e(k)和e(k-1)分别为当前和上一次系统偏差，T为采样周期，对Kp、Ki和Kd寻找合理的参数组合，以使系统获得良好的控制效果，特别地，当Kp取值为1.733，Ki取值为81.112，Kd取值为3.753×10-3时，得到所述PID调节器方案的优选实施例，其中采用周期T为0.2ms。运算结果u(k)通过所述水质控制器的输出模块183来调整纯水供水管21上的电动比例阀门10的开度，从而控制热纯水洗副槽3内的纯水补水量。
此外，所述液体循环回路中还设有二号过滤器6，所述一号压力传感器11用管道连接三号电动阀门15，所述三号电动阀门15用管道连接二号过滤器6，所述二号过滤器6用管道连接四号电动阀门14，所述四号电动阀门14用管道连接二号压力传感器12。所述一号过滤器5和二号过滤器6二者之间互为备用，当所述一号过滤器5正在工作时，所述一号压力传感器11将采集到的过滤前压力值通过A/D转换模块184发送至水质控制器18，二号压力传感器12将采集到的过滤后压力值通过A/D转换模块184发送至水质控制器18，水质控制器18将所述的过滤前、过滤后压力值进行相减运算后所得到的压力差值与预先设定的压力差值进行比较，当所述的压力差值大于设定的压力差值时，表示一号过滤器5的工作效果达不到预定要求，此时启用作为备用的二号过滤器6进行过滤，通过水质控制器18的输出模块183依次开启三号电动阀门15、四号电动阀门16，依次关闭一号电动阀门13、二号电动阀门14，所述一号过滤器5停止工作，并输出报警提示，提示人工清洗一号过滤器5，当一号过滤器5清洗完成后，复位报警，所述一号过滤器5转为备用状态。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种自动水质稳定装置，包括热纯水洗槽(1)、封孔后水洗槽(2)、热纯水洗副槽(3)、循环泵(4)、一号过滤器(5)以及水质控制器(18)，其特征在于：所述热纯水洗槽(1)、热纯水洗副槽(3)、循环泵(4)以及一号过滤器(5)用管道依次连通构成所述自动水质稳定装置的液体循环回路，所述自动水质稳定装置通过所述水质控制器(18)控制工艺要求的水质值，所述水质控制器(18)稳定所述热纯水洗槽(1)的水质值，所述封孔后水洗槽(2)用于收集从所述热纯水洗槽(1)溢流出来的超标液体。
2.根据权利要求1所述的自动水质稳定装置，其特征在于：所述热纯水洗槽(1)顶部设有溢流管(20)，所述溢流管(20)连通所述热纯水洗副槽(3)，所述溢流管(20)的最低点通过管道连接水泵(7)，所述水泵(7)通过管道连接所述封孔后水洗槽(2)的顶部，所述热纯水洗槽(1)的底部设有布水器(17)，所述热纯水洗槽(1)内还设有水质传感器(8)，所述水质传感器(8)与所述水质控制器(18)电连接。
3.根据权利要求1所述的自动水质稳定装置，其特征在于：所述水质控制器(18)包括显示水质状态、控制状态的显示模块(181)，设定水质控制参数的键盘输入模块(182)，控制电动比例阀门(10)、一号电动阀门(13)、二号电动阀门(14)、三号电动阀门(15)、四号电动阀门(16)的输出模块(183)，模拟量的A/D转换模块(184)以及数据处理模块(185)。
4.根据权利要求2所述的自动水质稳定装置，其特征在于：所述热纯水洗副槽(3)内设有的液位控制器(9)与所述水泵(7)电连接，所述液位控制器(9)控制所述水泵(7)的启停，所述热纯水洗副槽(3)顶部设有纯水进水管(21)，所述纯水进水管(21)上设有电动比例阀门(10),所述电动比例阀门(10)与所述水质控制器(18)电连接，所述热纯水洗副槽(3)底部通过水管连通循环泵(4)。
5.根据权利要求4所述的自动水质稳定装置，其特征在于：所述循环泵(4)的循环泵启停信号(19)控制所述水质控制器(18)的启停，所述循环泵(4)用管道连接一号压力传感器(11)，所述一号压力传感器(11)用管道连接一号电动阀门(13)，所述一号电动阀门(13)用管道连接一号过滤器(5)，所述一号过滤器(5)用管道连接二号电动阀门(14)，所述二号电动阀门(14)用管道连接二号压力传感器(12)；所述一号压力传感器(11)用管道连接三号电动阀门(15)，所述三号电动阀门(15)用管道连接二号过滤器(6)，所述二号过滤器(6)用管道连接四号电动阀门(14)，所述四号电动阀门(14)用管道连接二号压力传感器(12)。
6.根据权利要求5所述的自动水质稳定装置，其特征在于：所述二号压力传感器(12)用管道连接位于所述热纯水洗槽(1)底部的布水器(17)，所述一号压力传感器(11)与所述水质控制器(18)电连接，所述二号压力传感器(12)与所述水质控制器(18)电连接。
7.一种采用如权利要求1-6任一项所述的自动水质稳定装置的自动水质稳定方法，其特征在于：所述稳定方法包括将热纯水洗槽、封孔后水洗槽、热纯水洗副槽、循环泵、过滤器以及水质控制器配套使用，通过启动所述循环泵，所述水质控制器自动运行，通过所述水质控制器控制所述热纯水洗槽内的工艺要求的水质值，所述水质控制器控制纯水供水管上电动比例阀门的开度来控制热纯水洗副槽内的纯水补水量，所述热纯水洗副槽内的液位状态低于高位设定值时，所述热纯水洗副槽内补充的纯水与热纯水洗槽溢流过来的槽液混合后通过循环泵、过滤前压力传感器、过滤前电动阀门、过滤器、过滤后电动阀门、过滤后压力传感器，再通过热纯水洗槽底部的布水器进入到热纯水洗槽内，从而调整热纯水洗槽内的水质值；所述热纯水洗副槽内的液位状态高于高位设定值时，所述热纯水洗槽溢流出来的超标液体流进所述封孔后水洗槽。
8.根据权利要求7所述的自动水质稳定方法，其特征在于：在所述热纯水洗槽顶部设置溢流管，所述溢流管设置连通所述热纯水洗副槽，所述溢流管的最低点通过管道连接水泵，所述水泵通过管道连接所述封孔后水洗槽的顶部，所述液位控制器监测到所述热纯水洗副槽内的液位状态高于高位设定值时，所述液位控制器启动所述水泵，从所述热纯水洗槽溢流出来的超标液体流进所述封孔后水洗槽。
9.根据权利要求7所述的自动水质稳定方法，其特征在于：设置于所述热纯水洗槽内的水质传感器将采集到所述的热纯水洗槽内的水质值通过A/D转换模块发送至所述水质控制器，水质控制器根据所述水质值和预先设定的水质值进行PID运算，运算结果通过所述水质控制器的输出模块来调整纯水供水管上电动比例阀门的开度，从而控制热纯水洗副槽内的纯水补水量。
10.根据权利要求7所述的自动水质稳定方法，其特征在于：所述一号过滤器与一个二号过滤器配套使用，二者互为备用，所述水质控制器控制控制所述互为备用的过滤器之间的互相切换。
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