CN109647270B - 一种连续循环化料系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续循环化料系统，属于化料系统领域，连续循环化料系统包括高剪切罐、混料罐、进料变频泵、出料变频泵、控制器，高剪切罐的出料口通过出料管道与混料罐的进料口相连通，混料罐的出料口通过进料管道与高剪切罐的进料口相连通，出料变频泵设置在出料管道上，进料变频泵设置在进料管道上，高剪切罐上设置有液位传感器，当高剪切罐内的液位低于总液位的a％时，出料变频泵的频率降低而进料变频泵的频率升高，当高剪切罐内的液位高于总液位的b％时，出料变频泵的频率升高而进料变频泵的频率降低，a＜b。本发明公开的连续循环化料系统，可实现自动大量连续循环化料，化料效率高，均匀度好，便于乳品的大量连续生产。

Description

一种连续循环化料系统

技术领域

本发明涉及化料系统领域，尤其涉及一种连续循环化料系统。

背景技术

在乳品生产过程中，常需对奶粉进行化料，使奶粉充分溶解在水中，达到奶粉良好的溶解水合效果。在化料时，常在一个剪切罐中通过搅拌剪切进行化料，奶粉若加入过快过多，易使奶粉溶解不完全，导致奶粉堆积在混料罐中甚至堵塞管道，化料效率低下，料液均匀度差，因此，现有的化奶粉工艺，一般是执行间歇式化料，但只能满足小批量奶粉化料乳化，不能满足大量连续生产，严重降低了乳品企业生产加工效率，影响企业效益，如何实现奶粉的大量连续化料，是各乳品企业亟待解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提出一种连续循环化料系统，通过两个罐体循环化料，程序自动控制高剪切罐中的及时液位高度，可使投入的奶粉迅速被稀物料混合带走，可实现自动大量连续循环化料，化料效率高，均匀度好，便于乳品的大量连续生产。

本发明所采用的技术方案是：

本发明提供的一种连续循环化料系统，包括高剪切罐、混料罐、进料变频泵、出料变频泵、控制器，所述高剪切罐的出料口通过出料管道与所述混料罐的进料口相连通，所述混料罐的出料口通过进料管道与所述高剪切罐的进料口相连通，所述出料变频泵设置在所述出料管道上，所述进料变频泵设置在所述进料管道上，所述出料变频泵和所述进料变频泵均分别与所述控制器的信号输出端相连接，所述高剪切罐上设置有用于检测所述高剪切罐内液位的液位传感器，所述液位传感器与所述控制器的信号输入端相连接，当所述高剪切罐内的液位低于总液位的a％时，所述出料变频泵的频率降低而所述进料变频泵的频率升高，当所述高剪切罐内的液位高于总液位的b％时，所述出料变频泵的频率升高而所述进料变频泵的频率降低，a＜b。

作为本方案的进一步改进，还包括设置在所述进料管道上的用于加热或冷却经过所述进料管道的料液的换热系统。

作为本方案的进一步改进，所述换热系统包括第一换热器、储液桶、加热装置，所述进料管道包括第一进料管和第二进料管，所述第一换热器的冷流进口通过所述第一进料管与所述混料罐的出料口相连通，所述第一换热器的冷流出口通过所述第二进料管与所述高剪切罐的进料口相连通，所述第一换热器的热流出口通过第一管道与所述储液桶的进液口相连通，所述储液桶的出液口通过第二管道与所述加热装置的进液口相连通，所述加热装置的出液口通过第三管道与所述第一换热器的热流入口相连通。

作为本方案的进一步改进，所述换热系统还包括设置在所述第二管道上的循环泵，所述循环泵的流量和扬程均小于所述进料变频泵的流量和扬程。

作为本方案的进一步改进，所述换热系统还包括与所述第一换热器的热流入口相连通的冰水进管道、与所述第一换热器的热流出口相连通的冰水出管道，所述冰水进管道上设置有第一阀门，所述冰水出管道上设置有第二阀门。

作为本方案的进一步改进，所述第一管道上设置有第三阀门，所述第三管道上设置有第四阀门。

作为本方案的进一步改进，所述加热装置包括第二换热器、与所述第二换热器的热流进口相连通的蒸汽进管道、与所述第二换热器的热流出口相连通的蒸汽出管道，所述第二换热器的冷流进水口与所述第二管道的一端相连通，所述第二换热器的冷流出水口与所述第三管道的一端相连通。

作为本方案的进一步改进，所述第二进料管上设置有温度传感器，所述蒸汽进管道上设置有用于控制流入所述第二换热器的蒸汽流量的电磁阀，所述温度传感器与所述控制器的信号输入端相连接，所述电磁阀与所述控制器的信号输出端相连接。

作为本方案的进一步改进，所述进料变频泵包括进料泵、与所述进料泵相连接的进料变频器，所述出料变频泵包括出料泵、与所述出料泵相连接的出料变频器，所述进料变频器和所述出料变频器均分别与所述控制器的信号输出端相连接。

作为本方案的进一步改进，所述进料管道上靠近所述混料罐的一端设置有第一换向阀，所述出料管道上靠近所述混料罐的一端设置有第二换向阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种连续循环化料系统，通过设置高剪切罐、混料罐、进料管道、出料管道、进料变频泵、出料变频泵，形成循环回路，进料变频泵将混料罐中的物料泵入高剪切罐中，出料变频泵将高剪切罐中的物料泵入混料罐中，使奶粉从高剪切罐中加入后，可迅速与稀物料混合，并由稀物料及时带走，在高剪切罐、出料管道、混料罐、进料管道之间不断循环流动进行化料，可使奶粉等物料充分溶解，有效提高化料后料液的均匀度；

通过在高剪切罐上设置液位传感器监测高剪切罐中的液位，在监测到高剪切罐内的液位低于总液位的a％时，将信号反馈至控制器，控制器可迅速控制出料变频泵降低频率，由高频降至低频，并控制进料变频泵升高频率，由低频升至高频，高剪切罐中的物料输入量大于物料输出量，可使高剪切罐中的液位迅速上升，维持物料循环流动的平衡，并防止物料积留在混料罐及进料管道中，在液位传感器监测到高剪切罐内的液位高于总液位的b％时，将信号反馈至控制器，控制器可迅速控制出料变频泵升高频率，由低频升至高频，并控制进料变频泵降低频率，由高频降至低频，高剪切罐中的物料输出量大于物料输入量，可使高剪切罐中的液位迅速下降，将从高剪切罐中加入的每一包奶粉被稀物料快速混合抽走，并不断循环化料，通过在高剪切罐中不断投入奶粉等物料，在其液位升高时，通过控制器、进料变频泵、出料变频泵的配合瞬时调节，有效防止奶粉等物料粘附积留在高剪切罐及出料管道中而发生堵塞，可使奶粉等物料迅速被混合抽走，并循环流动化料，从而实现自动控制高剪切罐中的及时液位高度，使投入的奶粉迅速被稀物料混合带走，实现自动、大量连续循环化料，化料效率高，均匀度好，便于乳品的大量连续生产。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中提供的一种连续循环化料系统的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式中提供的换热系统的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式中提供的控制器的控制原理示意图。

图中：

1、高剪切罐；2、混料罐；3、进料变频泵；4、出料变频泵；5、控制器；6、出料管道；7、进料管道；8、液位传感器；9、换热系统；91、第一换热器；92、储液桶；90、加热装置；71、第一进料管；72、第二进料管；93、第一管道；94、第二管道；95、第三管道；96、循环泵；97、冰水进管道；98、冰水出管道；970、第一阀门；980、第二阀门；930、第三阀门；950、第四阀门；901、第二换热器；902、蒸汽进管道；903、蒸汽出管道；720、温度传感器；904、电磁阀；31、进料泵；32、进料变频器；41、出料泵；42、出料变频器；70、第一换向阀；60、第二换向阀。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图及技术方案作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

下面结合附图对本发明进一步说明。

如图1至图3所示，本实施例提供的一种连续循环化料系统，包括高剪切罐1、混料罐2、进料变频泵3、出料变频泵4、控制器5，高剪切罐1的出料口通过出料管道6与混料罐2的进料口相连通，混料罐2的出料口通过进料管道7与高剪切罐1的进料口相连通，出料变频泵4设置在出料管道6上，进料变频泵3设置在进料管道7上，进料管道7上靠近混料罐2的一端设置有第一换向阀70，出料管道6上靠近混料罐2的一端设置有第二换向阀60，通过高剪切罐1、出料管道6、混料罐2、进料管道7之间依次连接，形成循环回路，进料变频泵3不断地将混料罐2中的物料泵入高剪切罐1中，出料变频泵4不断地将高剪切罐1中的物料泵入混料罐2中，使奶粉从高剪切罐中1加入后，可迅速与稀物料混合，并由稀物料及时带走，在高剪切罐1、出料管道6、混料罐2、进料管道7之间不断循环流动进行化料乳化，可使奶粉等物料充分溶解，有效提高化料后料液的均匀度，出料变频泵4和进料变频泵3均分别与控制器5的信号输出端相连接，进料变频泵3包括进料泵31、与进料泵31相连接的进料变频器32，出料变频泵4包括出料泵41、与出料泵41相连接的出料变频器42，进料泵31和出料泵41均为离心泵，进料变频器32和出料变频器42均分别与控制器5的信号输出端相连接，控制器5可以是型号为AB SLC500的PLC控制器，高剪切罐1上设置有用于检测高剪切罐1内液位的液位传感器8，液位传感器8可以是型号为E+H/2797的静压液位计，是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，将静压转换为电信号而工作的，液位传感器8安装在高剪切罐1的底部，液位传感器8与控制器5的信号输入端相连接，通过预先设定固定程序，使高剪切罐1中的液位控制在总液位的a％-b％之间，a＜b，其中a和b的取值范围为20≤a≤40，40≤b≤60时，化料效果较好，在本实施例中，优选a＝30，b＝50，当液位传感器8监测到高剪切罐1内的液位低于总液位的a％时，将信号反馈至控制器5，控制器5可迅速控制出料变频泵4的频率降低，由高频降至低频，并控制进料变频泵3的频率升高，由低频升至高频，高剪切罐1中的物料输入量大于物料输出量，可使高剪切罐1中的液位迅速上升，维持物料循环流动的平衡，并防止物料积留在混料罐2及进料管道7中，当液位传感器8监测到高剪切罐1内的液位高于总液位的b％时，将信号反馈至控制器5，控制器5可迅速控制出料变频泵4的频率升高，由低频升至高频，而控制进料变频泵3的频率降低，由高频降至低频，高剪切罐1中的物料输出量大于物料输入量，可使高剪切罐1中的液位迅速下降，将从高剪切罐1中加入的每一包奶粉被稀物料快速混合并抽走，并不断循环化料，高剪切罐1中的液位在a％-b％之间时，进料变频泵3和出料变频泵4均处于稳定状态，因不断在高剪切罐1中投入奶粉等物料，使其液位不断升高，通过控制器5、进料变频泵3、出料变频泵4的配合瞬时调节，有效防止奶粉等物料粘附积留在高剪切罐1及出料管道6中而发生堵塞，使奶粉等物料迅速被混合抽走，并循环流动化料，从而实现自动控制高剪切罐1中的及时液位高度，使投入的奶粉迅速被稀物料混合带走，实现自动、大量连续循环化料，化料效率高，均匀度好，便于乳品的大量连续生产。

为便于调整化料温度，保证化料效果，进一步地，连续循环化料系统还包括设置在进料管道7上的用于加热或冷却经过进料管道7的料液的换热系统9，换热系统9包括第一换热器91、储液桶92、加热装置90，第一换热器91为板式换热器，进料管道7包括第一进料管71和第二进料管72，第一换热器91的冷流进口通过第一进料管71与混料罐2的出料口相连通，第一换热器91的冷流出口通过第二进料管72与高剪切罐1的进料口相连通，第一换热器91的热流出口通过第一管道93与储液桶92的进液口相连通，储液桶92的出液口通过第二管道94与加热装置90的进液口相连通，加热装置90的出液口通过第三管道95与第一换热器91的热流入口相连通，储液桶92用于储存纯水，第二管道94上设置有循环泵96，循环泵96不断地将储液桶92中的纯水泵入第二管道94，并流经加热装置90，由加热装置90对纯水进行加热，加热之后经第三管道95由第一换热器91的热流入口进入第一换热器91中，而第一进料管71中的料液由第一换热器91的冷流进口进入第一换热器91，与纯水进行换热，从而加热第一进料管71中的料液，之后料液从第一换热器91的冷流出口流往入第二进料管72，第三管道95中的纯水经第一换热器91的热流出口流入第一管道93，进入储液桶92中，储液桶92储存加热后的纯水，通过储液桶92、加热装置90、第一换热器91之间形成循环回路，加热装置90循环加热，对换热后仍有余温的纯水再次加热，加热更加快速，且纯水循环使用，节能环保，并通过第一换热器91换热，实现对料液的循环加热升温，保证化料效果，提高化料效率，储液桶92上设置有用于向储液桶92中补充纯水的纯水进管道，储液桶92上还设置有LM液位传感器，以监测储液桶92中的液位，便于纯水的补充。进料变频泵3设置在第一进料管71上，便于进料变频泵3快速将混料罐2中的料液泵入第一进料管71流经第一换热器91进行换热。

为便于加热装置90对储液桶92、加热装置90、第一换热器91之间形成的循环回路中的纯水进行加热，进一步地，加热装置90包括第二换热器901、与第二换热器901的热流进口相连通的蒸汽进管道902、与第二换热器901的热流出口相连通的蒸汽出管道903，第二换热器901为钎焊式换热器，第二换热器901的冷流进水口与第二管道94的一端相连通，第二换热器901的冷流出水口与第三管道95的一端相连通，蒸汽进管道902连通锅炉房的蒸汽管道，蒸汽由蒸汽进管道902经第二换热器901的热流进口进入第二换热器901，第二管道94中的纯水由第二换热器901的冷流进水口进入第二换热器901，与蒸汽进行换热，从而加热纯水，换热升温后的纯水由第二换热器901的冷流出水口进入第三管道95，再进入第一换热器91与料液进行换热，经换热后的蒸汽由第二换热器901的热流出口进入蒸汽出管道903，通过疏水阀进入冷凝水回收系统。通过第二换热器901实现对储液桶92、加热装置90、第一换热器91之间形成的循环回路中的纯水进行循环加热，且第二换热器901可充分利用企业锅炉房中的蒸汽及其他余热，更加节能环保。

为便于换热系统9对料液进行冷却，进一步地，换热系统9还包括与第一换热器91的热流入口相连通的冰水进管道97、与第一换热器91的热流出口相连通的冰水出管道98，冰水进管道97上设置有第一阀门970，冰水出管道98上设置有第二阀门980，第一管道93上设置有第三阀门930，第三管道95上设置有第四阀门950，在需对料液进行冷却时，第三阀门930和第四阀门950关闭，第一阀门970和第二阀门980打开，冰水进管道97连通动力车间的冰水机组，为冰水进管道97提供冰水，冰水从冰水进管道97经第一换热器91的热流入口进入第一换热器91，与从第一进料管71进入第一换热器91的料液进行换热，以对料液进行冷却降温，换热后的冰水从第一换热器91的热流出口进入冰水出管道98，再由冰水出管道98流回动力车间的冰水机组，从而实现对料液的冷却降温，降温效率高。通过换热系统9的设置，可实现对料液的快速加热或升温，可有效保证化料效果，提高化料效率。

为防止第一换热器91在发生泄漏时，换热系统9中的纯水进入进料管道7而导致物料污染，进一步地，换热系统9还包括设置在第二管道94上的循环泵96，循环泵96的流量和扬程均小于进料变频泵3的流量和扬程，进料泵31和出料泵41选用24吨流量30米扬程离心泵，循环泵96选用10吨15米扬程离心泵，使换热系统9中的压力小于进料管道7中的压力，进料管道7中的压力可到到3bar，而第一管道93、第二管道94、第三管道95、第一换热器91中的压力最高只有1.5bar，当发生泄漏时，物料从进料管道7流入换热系统9的管道中，而换热系统9中的纯水不可进入进料管道7，不会发生物料污染，最大程度的保证产品质量。

为便于控制换热系统9对料液的加热或冷却温度，进一步地，第二进料管72上设置有温度传感器720，温度传感器720设置在第二进料管72上靠近第一换热器91的一端，蒸汽进管道902上设置有用于控制流入第二换热器901的蒸汽流量的电磁阀904，温度传感器720与控制器5的信号输入端相连接，电磁阀904与控制器5的信号输出端相连接，通过温度传感器720监测第二进料管72中物料的温度，并将信号实时反馈给控制器5，在高于预设温度时，由控制器5控制电磁阀904，降低流入第二换热器901的蒸汽流量，从而降低第二换热器901对换热系统9管道中的纯水加热温度，从而降低第一换热器91对进料管道7中的料液的加热温度，第一阀门970、第二阀门980、第三阀门930、第四阀门950均为电磁阀，且第一阀门970、第二阀门980、第三阀门930、第四阀门950均分别与控制器5相连接，便于控制器5对各阀门的自动控制，便于控制器5控制第一阀门970、第二阀门980调节进入第一换热器91的冰水流量，从而调节第一换热器91对料液的冷却温度。

在连续循环化料系统工作时，水等液体从混料灌2中加入，控制器5控制进料变频器32，进料变频器32控制进料泵31的变频工作，控制器5控制出料变频器42，出料变频器42控制出料泵41的变频工作，通过进料泵31和出料泵41工作，使水等液体先在混料罐2、进料管道7、高剪切罐1、出料管道6间循环，并通过换热系统9进行循环换热升温，在温度传感器720检测到进料管道7中的水等液体温度到达合适的化料温度时，将奶粉、添加剂等物料从高剪切罐1中投入，高剪切罐1对奶粉等物料与料液进行搅拌混合，并进行剪切，通过进料变频泵3、出料变频泵4的配合，使奶粉及料液在高剪切罐1、出料管道6、混料罐2、进料管道7之间连续循环化料，在混料罐2中确认指标，剪切及化料合格后，调节第一换向阀70，切断混料罐2输往高剪切罐1的线路，而高剪切罐1往混料罐2输料的出料管道6线路始终开启，直至所有料液全部打入混料罐2中，最后由混料罐2将化料后的料液输往下一工序。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种连续循环化料系统，其特征在于：

包括高剪切罐(1)、混料罐(2)、进料变频泵(3)、出料变频泵(4)、控制器(5)；

所述高剪切罐(1)的出料口通过出料管道(6)与所述混料罐(2)的进料口相连通；所述混料罐(2)的出料口通过进料管道(7)与所述高剪切罐(1)的进料口相连通；

所述出料变频泵(4)设置在所述出料管道(6)上；所述进料变频泵(3)设置在所述进料管道(7)上；所述出料变频泵(4)和所述进料变频泵(3)均分别与所述控制器(5)的信号输出端相连接；

所述高剪切罐(1)上设置有用于检测所述高剪切罐(1)内液位的液位传感器(8)；所述液位传感器(8)与所述控制器(5)的信号输入端相连接；

当所述高剪切罐(1)内的液位低于总液位的a％时，所述出料变频泵(4)的频率降低而所述进料变频泵(3)的频率升高；

当所述高剪切罐(1)内的液位高于总液位的b％时，所述出料变频泵(4)的频率升高而所述进料变频泵(3)的频率降低，a＜b；

还包括设置在所述进料管道(7)上的用于加热或冷却经过所述进料管道(7)的料液的换热系统(9)；

所述换热系统(9)包括第一换热器(91)、储液桶(92)、加热装置(90)；

所述进料管道(7)包括第一进料管(71)和第二进料管(72)；

所述第一换热器(91)的冷流进口通过所述第一进料管(71)与所述混料罐(2)的出料口相连通；所述第一换热器(91)的冷流出口通过所述第二进料管(72)与所述高剪切罐(1)的进料口相连通；

所述第一换热器(91)的热流出口通过第一管道(93)与所述储液桶(92)的进液口相连通，所述储液桶(92)的出液口通过第二管道(94)与所述加热装置(90)的进液口相连通，所述加热装置(90)的出液口通过第三管道(95)与所述第一换热器(91)的热流入口相连通；

所述加热装置(90)包括第二换热器(901)、与所述第二换热器(901)的热流进口相连通的蒸汽进管道(902)、与所述第二换热器(901)的热流出口相连通的蒸汽出管道(903)；

所述第二换热器(901)的冷流进水口与所述第二管道(94)的一端相连通；

所述第二换热器(901)的冷流出水口与所述第三管道(95)的一端相连通。

2.根据权利要求1所述的一种连续循环化料系统，其特征在于：

所述换热系统(9)还包括设置在所述第二管道(94)上的循环泵(96)；

所述循环泵(96)的流量和扬程均小于所述进料变频泵(3)的流量和扬程。

3.根据权利要求2所述的一种连续循环化料系统，其特征在于：

所述换热系统(9)还包括与所述第一换热器(91)的热流入口相连通的冰水进管道(97)、与所述第一换热器(91)的热流出口相连通的冰水出管道(98)；

所述冰水进管道(97)上设置有第一阀门(970)；

所述冰水出管道(98)上设置有第二阀门(980)。

4.根据权利要求3所述的一种连续循环化料系统，其特征在于：

所述第一管道(93)上设置有第三阀门(930)；

所述第三管道(95)上设置有第四阀门(950)。

5.根据权利要求4所述的一种连续循环化料系统，其特征在于：

所述第二进料管(72)上设置有温度传感器(720)；

所述蒸汽进管道(902)上设置有用于控制流入所述第二换热器(901)的蒸汽流量的电磁阀(904)；

所述温度传感器(720)与所述控制器(5)的信号输入端相连接；

所述电磁阀(904)与所述控制器(5)的信号输出端相连接。

6.根据权利要求5所述的一种连续循环化料系统，其特征在于：

所述进料变频泵(3)包括进料泵(31)、与所述进料泵(31)相连接的进料变频器(32)；

所述出料变频泵(4)包括出料泵(41)、与所述出料泵(41)相连接的出料变频器(42)；

所述进料变频器(32)和所述出料变频器(42)均分别与所述控制器(5)的信号输出端相连接。

7.根据权利要求6所述的一种连续循环化料系统，其特征在于：

所述进料管道(7)上靠近所述混料罐(2)的一端设置有第一换向阀(70)；

所述出料管道(6)上靠近所述混料罐(2)的一端设置有第二换向阀(60)。

Images