CN110560440A - 一种化工罐在位清洗系统及其清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种化工罐在位清洗系统及其清洗方法，旨在解决通过工程手段实现化工罐的清洗，存在目标物清洁程度判断不准，重现性差，人为干扰因素大，没有相对固定标准的问题，其技术要点在于包括安装在化工罐内的清洗机构、通过排水管与化工罐连接以回收清洗后污水的循环机构以及一控制子系统，该控制子系统包括若干组数字化传感器、设置于所述排水管上的输出阀，以及与数字化传感器通信连接，将所述数字化传感器检测所得的指标实时数据与对应的指标目标数据比对，并控制清洗机构和输出阀动作的控制端。本发明可对化工罐中残留的油污实现自动化在位清洗工作，而且清洗后的水能循环再次使用，符合绿色节能的环保理念。

Description

一种化工罐在位清洗系统及其清洗方法

技术领域

本发明涉及化工设备技术领域，具体涉及一种化工罐在位清洗系统及其清洗方法。

背景技术

化工罐是为了将原料加工成一定规格的成品，需要经过原料预处理、化学反应以及反应产物的分离和精制等一系列化工过程，实现这些过程所用的设备，因此在化工成品生产过程中尤其依赖于化工罐的处理。而化工罐在化工生产过程中不可避免的会接触到许多油污或化学腐蚀产品，这些油污杂质长期不清理干净，会严重影响设备的正常运行，造成重要的经济损失，所以我们需要对这些化工罐进行清洁处理。目前，常用的清洗方式为强酸浸泡或在位清洗的方式，不过采用强酸浸泡清洗，虽然可以将化工罐清洗干净，但是在清洗过程中不可避免地会对化工罐造成腐蚀，降低其使用寿命，而且在使用过程中，酸雾会对人体产生较大的危害，并对环境造成污染。

另外，在位清洗(CIP)是指不拆卸设备或元件，在密闭的条件下，用一定温度和浓度的清洗液对清洗装置加以强力作用，使化工罐的表面洗净和杀菌的方法；现有的较多为定向设计的，通过工程手段实现目标物的清洗的系统，其在制药，食品，日化等领域新建生产线时，通过工程手段实现，存在目标物清洁程度判断不准，重现性差，人为干扰因素大，没有相对固定的标准等缺点；而我们通过设备化的手段，设计制造全自动的在位清洗系统，能自动清洗特定的目标物，把本来需要工程领域实现的某项功能通过相关的专用设备实现。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中通过工程手段实现化工罐的清洗，存在目标物清洁程度判断不准，重现性差，人为干扰因素大，没有相对固定的标准的缺陷，从而提供一种化工罐在位清洗系统及其清洗方法。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种化工罐在位清洗系统，包括：

安装在化工罐内并对其内部进行清洗的清洗机构、通过排水管与所述化工罐连接的循环过滤机构以及一控制子系统；

所述控制子系统包括：

若干组设置于所述化工罐内的数字化传感器；

设置于所述排水管上、控制所述排水管连通状态的输出阀；

与所述数字化传感器通信连接，将所述数字化传感器检测所得指标实时数据与对应的指标目标数据相比对，并控制所述清洗机构、所述输出阀动作的控制端；

其中，所述指标实时数据包括碎屑检测数据、油污检测数据以及环境参数数据，所述指标目标数据包括对应于各指标实时数据的目标参数数据。

可选地，所述清洗机构包括若干设置于所述化工罐侧壁的高压喷头，所述高压喷头通过流通管路连接有储液箱，所述储液箱通过调节阀连接有补液槽。

可选地，所述储液箱包括封闭的外筒体，所述外筒体内设有内筒体，所述外筒体内壁与内筒体外壁之间设有导热层，所述导热层底部设有加热器。

可选地，所述储液箱内设有深插箱底的搅拌轴，所述搅拌轴上设有至少三层桨叶，所述桨叶通过轴套依次交错安装在搅拌轴上。

可选地，所述循环过滤机构与所述化工罐连接的中间罐，所述中间罐另一侧通过循环管路与储液箱相连，并且所述中间罐内设有过滤篮。

可选地，所述流通管路和循环管路上均设有与控制端通信连接的泵体和输入阀。

可选地，所述控制端包括至少一台个人计算机及至少一台采用堆栈算法进行数据存储的可编程逻辑控制器，所述个人计算机与所述可编程逻辑控制器之间进行数据同步。

可选地，所述控制端与所述数字化传感器通过握手信号的交互进行工作状态的相互检查。

可选地，所述个人计算机与所述可编程逻辑控制器通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查。

本发明的另一目的在于一种基于上述化工罐在位清洗系统的清洗方法，包括以下步骤：

S1、所述数字化传感器对所述指标实时数据进行检测，并反馈至所述控制端，确定待清洗的化工罐的待清洗部位；

S2、所述控制端将所述指标实时数据与其存储的对应指标目标数据相比对，判断所述待清洗部位的脏污程度以及污垢成分；

S3、所述控制端控制所述清洗机构清洗化工罐并关闭输出阀，实现自动化在位清洗工作，并且根据控制端的判断结果控制所述调节阀、加热器、搅拌轴动作；

S4、打开所述输出阀将污水输出至所述循环过滤机构中过滤净化以重复使用。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明的化工罐在位清洗系统，利用数字化传感器进行碎屑检测数据、油污检测数据以及环境参数数据的采集，即当化工罐内部的碎屑厚度或油污达到一定程度时，传输信号至控制端使清洗机构清洗化工罐并关闭输出阀，实现自动化在位清洗工作，并且根据控制端的判断结果调控清洗时间，最后打开输出阀将污水输出至循环机构中过滤净化以便于重复使用，符合绿色节能的环保理念。

2.本发明的化工罐在位清洗系统，利用流通管路将储液箱内的清洗液传输到高压喷头处，并根据数字化传感器检测到的碎屑厚度或油污程度，来控制高压喷头的清洗时间和清洗压力，从而轻易地清洗掉油污。

3.本发明的化工罐在位清洗系统，经过循环管路可将污水排至中间罐内存储，并由中间罐内的过滤篮净化过滤，以便于导入储液箱中循环使用。

4.本发明的化工罐在位清洗系统，根据数字化传感器测得的数据，由控制端生成一个指令信号，然后发送到泵体和阀门处，控制流通管路和循环管路的流通状态，并且当化学罐内部的残渣油污较难清理时，可增大流通管路上泵体的功率使喷头的清洗喷射速度变大。

5.本发明的化工罐在位清洗系统，根据数字化传感器测得的数据，由控制端生成一个指令信号，然后发送给加热器，控制清洗液的温度，从而当网带上的残渣油污较难清理时，通过加热器整体加热，油污会更大限度的溶解。

6.本发明的化工罐在位清洗系统，搅拌一方面可提高加热器的加热效率，另一方面桨叶以多层搅拌的形式，防止调整所得清洗液的浓度分布不均。

7.本发明的化工罐在位清洗系统，采用堆栈算法进行数据存储，实现数据的重复覆盖，即最近的数据若有新的数据到来将覆盖替换旧的数据；另外，个人计算机及可编程逻辑控制器之间进行数据同步，防止信息丢失。

8.本发明的化工罐在位清洗系统，在控制端与数字化传感器间通过握手信号的交互进行工作状态的相互检查，提高系统的稳定性。

9.本发明的化工罐在位清洗系统，在个人计算机与所述可编程逻辑控制器通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查，有效防止信息丢失。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。

图1为本发明的一种实施方式的化工罐在位清洗系统的结构示意图；

图2为本发明的一种实施方式的化工罐在位清洗系统中储液箱的剖视图；

图3为本发明的一种实施方式的化工罐在位清洗系统中中间罐的剖视图；

图4为本发明的一种实施方式的化工罐在位清洗系统的模块连接图。

附图标记说明：

1、清洗机构；11、排水管；12、高压喷头；13、流通管路；14、储液箱；141、外筒体；142、内筒体；143、导热层；144、加热器；145、搅拌轴；146、桨叶；147、轴套；15、泵体；16、输入阀；2、循环过滤机构；21、中间罐；22、循环管路；23、过滤篮；31、数字化传感器；32、输出阀；33、控制端；331、个人计算机；332、可编程逻辑控制器；333、警报单元；334、数据库单元；335、逻辑控制单元；4、补液槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

一种化工罐在位清洗系统，如图1所示，包括安装在化工罐内的清洗机构1、通过排水管11与化工罐连接的循环过滤机构2以及一控制子系统，其中清洗机构1用来对化工罐内部进行清洗工作，循环过滤机构2用来回收清洗后的污水以重复使用，从而通过控制子系统对化学罐内部实现全自动在位清洗，符合绿色节能的环保理念。

具体地，如图1和图4所示，该控制子系统包括若干组设置于化工罐内的数字化传感器31；设置于排水管11上、控制排水管11连通状态的输出阀32；与数字化传感器31通信连接，将数字化传感器31检测所得指标实时数据与对应的指标目标数据相比对，并控制清洗机构1、所述输出阀32动作的控制端33；其中，所述指标实时数据包括碎屑检测数据、油污检测数据以及环境参数数据，所述指标目标数据包括对应于各指标实时数据的目标参数数据。由数字化传感器31进行碎屑检测数据、油污检测数据以及环境参数数据的采集，即当化工罐内部的碎屑厚度或油污达到一定程度时，传输信号至控制端33使清洗机构1清洗蒸烤机并关闭输出阀32，实现自动化在位清洗工作，根据控制端33的判断结果调控清洗时间，最后打开输出阀32将污水输出至循环过滤机构2中过滤净化以便于重复使用。

如图1所示，清洗机构1包括若干设置在化工罐侧壁上的高压喷头12，该高压喷头12连接有流通管路13，且流通管路13远离高压喷头12一端设置有储液箱14，储液箱14通过调节阀41连接有补液槽4，从而利用流通管路13将储液箱14内的清洗液传输到高压喷头12处，并根据数字化传感器31检测到的碎屑厚度或油污程度，来控制高压喷头12的清洗时间，从而轻易地清洗掉油污。

如图2所示，储液箱14包括封闭的外筒体141，外筒体141内套设有内筒体142，并在外筒体141内壁与内筒体142外壁之间灌注导热介质以形成导热层143，同时导热层143底部设置有加热器144。因此，根据数字化传感器31测得的数据，由控制端33生成一个指令信号，然后发送给加热器144，因为在热水中，油污会更大限度的溶解，所以碎屑及油污残留越厚越难清理，通过加热器144整体加热即可。

如图2所示，储液箱14内设置有深插箱底的搅拌轴145，该搅拌轴145上设有三层桨叶146，桨叶146通过轴套147依次交错安装在搅拌轴145上。通过搅拌一方面可提高加热器144的加热效率，另一方面以多层搅拌的形式，防止调整所得清洗液的浓度分布不均。

如图1和图3所示，循环过滤机构2包括与化工罐连接的中间罐21，该中间罐21另一侧通过循环管路22与储液箱14相连，从而通过循环管路22可将污水排至中间罐21内存储，并且中间罐21内安装有过滤净化效果的过滤篮23，以便于导入储液箱14中循环使用。同时，中间罐21内设置有至少一组数字化传感器31，用来实时监测循环使用水的脏污程度，当高出预设值时，通知工作人员及时换水，由储液箱14一侧的补液槽4向储液箱14中添加清水及清洗液，而且根据数字化传感器31测得的数据，当油污较难清理时可适当增加清洗液的量。

如图1和图4所示，流通管路13和循环管路22上均设置有与控制端33通信连接的泵体15和输入阀16。因此，根据数字化传感器31测得的数据，由控制端33生成一个指令信号，然后发送到泵体15和输入阀16处。当残渣油污较难清理时，可增大泵体15的功率使高压喷头12的清洗喷射速度变大；反之亦然，在一般情况下，不需要提高泵体15的功率从而节约水资源，具有节能环保绿色效益。

如图4所示，控制端33包括至少一台个人计算机331及至少一台采用堆栈算法进行数据存储的可编程逻辑控制器332。更具体地，可编程逻辑控制器332包括警报单元333、数据库单元334、逻辑控制单元335，其中数据库单元334以及警报单元333均连接于逻辑控制单元335，将数字化传感器31的反馈信息发送到逻辑控制单元335，并根据数据库单元334的存储信息进行比对，通过判断结果来控制清洗机构动作。而且可编程逻辑控制器332采用堆栈算法临时存储数据，而个人计算机331采用硬盘存储，其存储数据量较大，可编程逻辑控制器332接收新的预设信息后即同步至个人计算机331进行存储，以防止数据丢失，同时其自身实现了数据的重复覆盖，即最近的数据若有新的数据到来将覆盖替换旧数据，以实现数据的迭代。

如图4所示，为了提高系统的稳定性，在本发明此实施方式中，控制端33与数字化传感器31之间通过握手信号的交互进行工作状态的相互检查，在控制端33每次启动时给数字化传感器31一个信号，数字化传感器31再反馈一个信号给控制端33，该反馈信号包括各数字化传感器31的I D信息，控制端33对反馈的信号与数据库单元334中的对应I D信息进行比对判断，在数字化传感器31存在问题时，或出现某种症状需要处理但暂时不会影响正常运行时，以及传感器的变化在误差范围内时候，做出拒绝使用、警告或正常启用的指示信息。

如图4所示，为了防止信息丢失，在本发明此实施方式中，个人计算机331与可编程逻辑控制器332通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查。即设定可编程逻辑控制器332及个人计算机331在预设时间内相互收不到对方信号时，则判断个人计算机331或可编程逻辑控制器332宕机，在个人计算机331或可编程逻辑控制器332其中一方宕机的情况下，系统停止运行，等待处于宕机状态的个人计算机331或可编程逻辑控制器332重启，或系统继续运行，但数据直接存入正常工作的个人计算机331或可编程逻辑控制器332，待宕机方重启后，再将数据传输至宕机方。其中，判断个人计算机331或可编程逻辑控制器332是否正常的预设时间不大于1分钟。

如图4所示，可编程逻辑控制器332内存储有各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息，并根据各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息判断其是否需要更换或维修，若是，则控制警报单元333进行本地警示，实现了对各部件工作状态的预警功能，提前提醒工作人员更换或维修，防止故障发生，提高工作效率。

实施例2：

一种化工罐在位清洗系统的清洗方法，参考图1-4，包括如下步骤：

S1、数字化传感器31对所述指标实时数据进行检测，并反馈至控制端33，确定待清洗的化工罐的待清洗部位；

S2、控制端33将所述指标实时数据与其存储的对应指标目标数据相比对，判断所述待清洗部位的脏污程度以及污垢成分；

S3、控制端33控制所述清洗机构1清洗化工罐并关闭输出阀32，实现自动化在位清洗工作，并且根据控制端33的判断结果控制所述调节阀41、加热器144、搅拌轴145动作；

S4、打开所述输出阀32将污水输出至循环过滤机构2中过滤净化以重复使用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种化工罐在位清洗系统，其特征在于，包括：

安装在化工罐内并对其内部进行清洗的清洗机构(1)、通过排水管(11)与所述化工罐连接的循环过滤机构(2)以及一控制子系统；

所述控制子系统包括：

若干组设置于所述化工罐内的数字化传感器(31)；

设置于所述排水管(11)上、控制所述排水管(11)连通状态的输出阀(32)；

与所述数字化传感器(31)通信连接，将所述数字化传感器(31)检测所得指标实时数据与对应的指标目标数据相比对，并控制所述清洗机构(1)、所述输出阀(32)动作的控制端(33)；

其中，所述指标实时数据包括碎屑检测数据、油污检测数据以及环境参数数据，所述指标目标数据包括对应于各指标实时数据的目标参数数据。

2.根据权利要求1所述的一种化工罐在位清洗系统，其特征在于，所述清洗机构(1)包括若干设置于所述化工罐侧壁的高压喷头(12)，所述高压喷头(12)通过流通管路(13)连接有储液箱(14)，所述储液箱(14)通过调节阀(41)连接有补液槽(4)。

3.根据权利要求2所述的一种化工罐在位清洗系统，其特征在于，所述储液箱(14)包括封闭的外筒体(141)，所述外筒体(141)内设有内筒体(142)，所述外筒体(141)内壁与内筒体(142)外壁之间设有导热层(143)，所述导热层(143)底部设有加热器(144)。

4.根据权利要求2所述的一种化工罐在位清洗系统，其特征在于，所述储液箱(14)内设有深插箱底的搅拌轴(145)，所述搅拌轴(145)上设有至少三层桨叶(146)，所述桨叶(146)通过轴套(147)依次交错安装在搅拌轴(145)上。

5.根据权利要求4所述的一种化工罐在位清洗系统，其特征在于，所述循环过滤机构(2)与所述化工罐连接的中间罐(21)，所述中间罐(21)另一侧通过循环管路(22)与储液箱(14)相连，并且所述中间罐(21)内设有过滤篮(23)。

6.根据权利要求5所述的一种化工罐在位清洗系统，其特征在于，所述流通管路(13)和循环管路(22)上均设有与控制端(33)通信连接的泵体(15)和输入阀(16)。

7.根据权利要求1所述的一种化工罐在位清洗系统，其特征在于，所述控制端(33)包括至少一台个人计算机(331)及至少一台采用堆栈算法进行数据存储的可编程逻辑控制器(332)，所述个人计算机(331)与所述可编程逻辑控制器(332)之间进行数据同步。

8.根据权利要求7所述的一种化工罐在位清洗系统，其特征在于，所述控制端(33)与所述数字化传感器(31)通过握手信号的交互进行工作状态的相互检查。

9.根据权利要求7所述的一种化工罐在位清洗系统，其特征在于，所述个人计算机(331)与所述可编程逻辑控制器(332)通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查。

10.一种化工罐在位清洗系统的清洗方法，其特征在于，基于如权利要求1-9中任一项所述的化工罐在位清洗系统，其方法包括：

S1、所述数字化传感器(31)对所述指标实时数据进行检测，并反馈至所述控制端(33)，确定待清洗的化工罐的待清洗部位；

S2、所述控制端(33)将所述指标实时数据与其存储的对应指标目标数据相比对，判断所述待清洗部位的脏污程度以及污垢成分；

S3、所述控制端(33)控制所述清洗机构(1)清洗化工罐并关闭输出阀(32)，实现自动化在位清洗工作，并且根据控制端(33)的判断结果控制所述调节阀(41)、加热器(144)、搅拌轴(145)动作；

S4、打开所述输出阀(32)将污水输出至所述循环过滤机构(2)中过滤净化以重复使用。