CN110665419A - 浓度调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了浓度调节装置，包括：浆液取样箱；主机；气路系统；探测头组件；调浆池，调节池与浆液取样箱连通；补水管，补水管与调浆池连接，用于给调浆池输送白水；第一调节阀，补水管上设有第一调节阀，第一调节阀与主机连接；原浆液输送管，原浆液输送管与调浆池连接；第二调节阀，原浆液输送管上设有第二调节阀，第二调节阀与主机连接；传感器，传感器分别与探测头组件、主机电性连接，传感器检测出浆液中的气压变化，进而信号传输至主机，主机计算并输出浆液浓度的检测值，将检测值与设定的浓度值相比较，通过第一调节阀、第二调节阀分别调节进入调浆池的白水量、浆液量，如此往复，直至浆液符合设定的浓度要求。本发明能提高测控精度。

Description

浓度调节装置

技术领域

本发明涉及浓度控制设备，尤其涉及浓度调节装置。

背景技术

在造纸过程中，要对纸浆浓度进行稀释，稀释到一定浓度方可进行下一步操作。现有技术通过刀式(包括静刀和动刀)或者锥式外旋浓调仪对纸浆浓度进行调节，其灵敏度较低、稳定性较差，使稀释过程中水和纸浆混合不均匀，测控精度较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供浓度调节装置，能够使稀释过程中水和纸浆混合均匀，有利于提高测控精度。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

浓度调节装置，包括：

浆液取样箱，用于容置待测浆液；

主机；

气路系统，所述气路系统与浆液取样箱连通，进而使所述气路系统中的气体吹入浆液取样箱的浆液中；

探测头组件，所述探测头组件用于检测浆液浓度；

调浆池，所述调节池与浆液取样箱连通，用于给浆液取样箱提供检测所需的浆液；

补水管，所述补水管与调浆池连接，所述补水管用于给调浆池输送稀释用的白水；

第一调节阀，所述补水管上设有第一调节阀，所述第一调节阀与主机连接，用于调节进入调浆池的白水量；

原浆液输送管，所述原浆液输送管与调浆池连接，所述原浆液输送管用于给调浆池输送浓度较高的浆液；

第二调节阀，所述原浆液输送管上设有第二调节阀，所述第二调节阀与主机连接，用于调节进入调浆池的浆液量；

传感器，所述传感器分别与探测头组件、主机电性连接，所述传感器能够检测出浆液中的气压变化，进而信号传输至主机，所述主机计算并输出浆液浓度的检测值，将该检测值与设定的浓度值相比较，通过第一调节阀、第二调节阀分别调节进入调浆池的白水量、浆液量，如此往复，直至浆液取样箱中的浆液浓度符合设定的浓度要求。

进一步地，所述浆液取样箱上设有进浆口和回浆口，所述进浆口、回浆口分别通过输浆管与调浆池连通，所述浆液取样箱还设有浆液出口，所述浆液出口用于将符合设定的浓度要求的浆液输出。

进一步地，所述浆液取样箱包括匀浆结构，所述匀浆结构能够使浆液在浆液取样箱内流动，进而使浆液的浓度均匀，以提高检测精度。

进一步地，所述匀浆结构包括第一溢流板、第二溢流板和连接板，所述第一溢流板、第二溢流板设于浆液取样箱内，所述连接板分别与第一溢流板、第二溢流板连接，使所述第一溢流板、第二溢流板能够固定于浆液取样箱内，进而使所述浆液取样箱内部依次分隔形成有连通的第一容置区域、第二容置区域、第三容置区域，所述第一容置区域与进浆口连通，所述第三容置区域与回浆口、浆液出口连通，所述探测头组件伸入所述第二容置区域中，用于对第二容置区域中的浆液浓度进行检测，所述第一溢流板的水平高度比第二溢流板的水平高度高，从而第一容置区域中的浆液能够从第一溢流板顶部溢出至第二容置区域，所述第二容置区域中的浆液能够从第二溢流板顶部溢出进入第三容置区域。

进一步地，所述第二溢流板上设有溢流孔，所述溢流孔与第二容置区域连通，所述第二容置区域中的浆液还能够从溢流孔溢出进入第三容置区域。

进一步地，所述传感器为单晶硅传感器。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

该浓度调节装置可连续在线检测输浆管中的浆液浓度，探测头组件检测浆液浓度，将浓度信号输送给传感器，并由传感器将浓度信号输送给主机(微处理器)，微处理器将输送过来的浓度信号进行处理并排除各种干扰信号，按一定的换算关系计算出实际检测浓度值。并与按工艺要求的设定浓度值相比较，根据偏差自动调节第一调节阀、第二调节阀的开关度，从而调节进入调浆池的稀释白水量、浆液量，达到稳定和调节浆液取样箱中浆液浓度的目的。该浓度调节装置通过调节稀释白水量的大小来控制浆液浓度，能将较高浓度的浆液稀释到工艺要求的浓度上来，而对低于工艺要求浓度的浆液，要得到更浓的浆液，需要调节第二调节阀的开关度，加更多浓浆把浓度升高。如此往复，直至浆液取样箱中的浆液浓度符合设定的浓度要求。从而能够使稀释过程中水和纸浆混合均匀，有利于提高测控精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中溢流孔的结构示意图；

图3为本发明中浆液取样箱的内部结构示意图；

图4为本发明中气路系统的结构示意图；

图5为本发明中传感器与电动调节阀连接的电路图。

图中：1、浆液取样箱；2、主机；3、气路系统；4、探测头组件；5、第一溢流板；6、第二溢流板；7、连接板；8、第一容置区域；9、第二容置区域；10、第三容置区域；11、溢流孔；12、调压过滤器；13、精密调整器；14、空气过滤器；15、气体流量计；16、压力变送器；17、电动调节阀；18、机架；19、浆液；20、电源。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

如图1-5所示的浓度调节装置，包括：

浆液取样箱1，用于容置待测浆液19；

主机2；

气路系统3，气路系统3设于主机2上，气路系统3与浆液取样箱1连通，进而使气路系统3中的气体吹入浆液取样箱1的浆液19中；

探测头组件4，探测头组件4用于检测浆液19浓度；

调浆池，调节池与浆液取样箱1连通，用于给浆液取样箱1提供检测所需的浆液19；

补水管，补水管与调浆池连接，补水管用于给调浆池输送稀释用的白水；

电动调节阀17，该电动调节阀17包括第一调节阀和第二调节阀；

第一调节阀，补水管上设有第一调节阀，第一调节阀与主机2连接，用于调节进入调浆池的白水量；

原浆液19输送管，原浆液19输送管与调浆池连接，原浆液19输送管用于给调浆池输送浓度较高的浆液19；

第二调节阀，原浆液19输送管上设有第二调节阀，第二调节阀与主机2连接，用于调节进入调浆池的浆液19量；

传感器，传感器设于探测头组件4内，传感器分别与探测头组件4、主机2电性连接，传感器能够检测出浆液19中的气压变化，进而信号传输至主机2，主机2计算并输出浆液19浓度的检测值，将该检测值与设定的浓度值相比较，通过第一调节阀、第二调节阀分别调节进入调浆池的白水量、浆液19量，如此往复，直至浆液取样箱1中的浆液19浓度符合设定的浓度要求。

在上述结构的基础上，该浓度调节装置可连续在线检测输浆管中的浆液19浓度，探测头组件4检测浆液19浓度，将浓度信号输送给传感器，并由传感器将浓度信号输送给主机2(微处理器)，微处理器将输送过来的浓度信号进行处理并排除各种干扰信号，按一定的换算关系计算出实际检测浓度值。并与按工艺要求的设定浓度值相比较，根据偏差自动调节第一调节阀、第二调节阀的开关度，从而调节进入调浆池的稀释白水量、浆液19量，达到稳定和调节浆液取样箱1中浆液19浓度的目的。该浓度调节装置通过调节稀释白水量的大小来控制浆液19浓度，能将较高浓度的浆液19稀释到工艺要求的浓度上来，而对低于工艺要求浓度的浆液19，要得到更浓的浆液19，需要调节第二调节阀的开关度，加更多浓浆把浓度升高。如此往复，直至浆液取样箱1中的浆液19浓度符合设定的浓度要求。从而能够使稀释过程中水和纸浆混合均匀，有利于提高测控精度。

具体地，浆液取样箱1上设有进浆口和回浆口，进浆口、回浆口分别通过输浆管与调浆池连通，浆液取样箱1还设有浆液19出口，浆液19出口用于将符合设定的浓度要求的浆液19输出。

作为本实施例中一种较佳的实施方式，浆液取样箱1包括匀浆结构，匀浆结构能够使浆液19在浆液取样箱1内流动，进而使浆液19的浓度均匀，以提高检测精度。

需要强调的是，匀浆结构包括第一溢流板5、第二溢流板6和连接板7，第一溢流板5、第二溢流板6设于浆液取样箱1内，连接板7分别与第一溢流板5、第二溢流板6连接，使第一溢流板5、第二溢流板6能够固定于浆液取样箱1内，进而使浆液取样箱1内部依次分隔形成有连通的第一容置区域8、第二容置区域9、第三容置区域10，第一容置区域8与进浆口连通，第三容置区域10与回浆口、浆液19出口连通，探测头组件4伸入第二容置区域9中，用于对第二容置区域9中的浆液19浓度进行检测，第一溢流板5的水平高度比第二溢流板6的水平高度高，从而第一容置区域8中的浆液19能够从第一溢流板5顶部溢出至第二容置区域9，第二容置区域9中的浆液19能够从第二溢流板6顶部溢出进入第三容置区域10。

值得一提的是，第二溢流板6上设有溢流孔11，溢流孔11与第二容置区域9连通，第二容置区域9中的浆液19还能够从溢流孔11溢出进入第三容置区域10。优选地，该溢流孔11为腰形孔。

更佳的实施方式是，传感器为单晶硅传感器。

综上，浓度调节装置主要适用于造纸企业的制浆、造纸过程中需要进行浆料浓度测控的各个环节。当浓度信号作用于单晶硅传感器时，传感器将浓度信号转换成电信号，经差分放大和输出放大器放大，最后经V/A电压电流转换成与被测介质(液体)的浓度成线性对应关系的4-20mA标准电流输出信号。

1)主机2由机壳、显示器和内部电子线路组成。机壳体积小而轻便，安装方便，显示器用来显示纸浆浓度。

2)探测头组件4由不锈钢探筒、微调机构和机架18等组成。机架18分别连接主机2和浆液取样箱1，从而对不锈钢探筒提供支撑固定作用。不锈钢探筒密封结构，传感器设于不锈钢探筒内，有利于使传感器在恶劣的环境中能正常工作。

3)浆液取样箱1由进浆管、回浆管、出浆管和匀浆结构组成，材质为304不锈钢。进浆管分别连接进浆口和调浆池，进浆管的作用是取一路(足够大流量，避免纸浆浓度不均匀)纸浆，以便传感器测量纸浆浓度。回浆管分别连接回浆口和调浆池，回浆管的作用是使该路浆回流到调浆池中。匀浆结构的作用是控制该路浆的流速平稳、浓度均匀及液面高低不变，保证采集信号的精确性。

另外，该浓度调节装置的主要技术指标：

(1)浓度测控范围：0.3％～6.00％

(2)检测灵敏度：±0.02％

(3)浓度控制精度：±0.04％

(4)输入：24VDC

(5)显示：二路四位数码显示

(6)二线模拟量输出：4～20mA

(7)使用环境：-10～+40℃，相对湿度20～85％

(8)外型尺寸：868×590×1020(单位：毫米)

(9)连续工作时间：长期

使用时，主机2输入常用的0.4～0.5MPa压缩空气及24VDC电源20。本实施例中的气路系统3包括依次连接的调压过滤器12、精密调整器13、空气过滤器14、气体流量计15和压力变送器16，使得气路系统3能够对压缩空气进行精确调制，进而在压缩空气经过气路系统3精确调制后能够形成一股流量非常小(0.5L/Min)但非常稳定的气流。使这气流流经单晶硅传感器，通过探筒检测浆液取样箱1内流动纸浆的浓度。匀浆结构是双层溢流结构，能够保证纸浆液19位高度不变。

纸浆从进浆管流入，进入第一容置区域8后从第一溢流板5溢出，然后流入中间浅的第二容置区域9。第二容置区域9溢满后从第二溢流板6溢出，流入到第三容置区域10，不符合设定浓度要求的浆液19经回浆口回流至调浆池，符合设定浓度要求的浆液19经浆液19出口输出，进入下一工序。优选地，本实施例中的两块溢流板的落差20mm，两级溢流保证检测点液面高度稳定，保证检测结果的精准。

本实施例中的第二溢流板6是上下溢流结构，保证取样浆液19上下浓度均匀。其中，第二溢流板6顶部溢流总流量的1/3，下面腰形孔溢流总流量的2/3，有利于防止纸浆滞流潜淀，引起检测点浓度变化。

纸浆浓度变化线性正比于单位体积浆液19的悬浮纤维数量，单位体积浆液19的悬浮纤维数量变化引起吹入气流波动，单晶硅传感器灵敏地检测到气流的波动，即浆液19中气压的变化，从而能精确的检测到纸浆浓度的变化。将浓度信号转换成4～20mA的直流电流信号送入主机2，主机2对此信号进行处理，并消除随机干扰产生的错误信号，经A/D转换成数字，按浓度标定曲线计算出该数字对应的浓度，由控制面板上的“检测值”窗口显示，同时，主机2将此检测值与用户设定的浓度值相比较，若相同(或在允许偏差范围内)，则保持补水管上的第一调节阀不动；若检测值与设定值相差较大(如超过0.0l％或0.02％)，则主机2调节第一调节阀或第二调节阀的开、关量，从而调节进入调浆池的水量与浓浆量，使检测到的浓度值逐渐接近设定浓度。重复上述过程，始终将浆料浓度稳定在设定浓度上。

在实际试验中，参照如下的纸浆浓度测控试验记录表：

浓度％	纸浆中检测到的气压Pa	输出电流mA
			0％	217	0.94
1％	223	11.2
			2％	232	13.0
4％	249	20

主机2其核心部分为微处理器及德国进口的单晶硅，具有处理数据速度快，外围线路优化，可靠性强的优点，使操作方便快捷，整个控制系统即实用又可靠，特别适合在造纸厂的制浆、抄纸车间、纸浆模塑等比较恶劣的环境下使用。

此外，本浓度调节装置还适用于：

(1)成浆池到稳浆箱之间输浆管内纸浆浓度的调节，用于稳定纸浆浓度，从而稳定放浆量，达到稳定成纸的目的；

(2)用于盘磨机前的浆料浓度测控，以提高打浆机的质量与得率；

(3)用于三段塔漂前的浆料浓度测控，以稳定产量、降低成本、减少污染；

(4)制浆车间浆料输送到抄纸车间过程中，浆料浓度的测控；

(5)木浆、草浆、损纸浆等不同浆料混合备料过程中，对浓度的测控达到稳定配浆比的目的；

(6)食品、酿酒行业需要浓度调控的环节；

(7)化工行业各种溶液浓度的调控，对盐水之类完全溶解于水的溶剂浓度的测量调控尤其精确；

(8)水利行业对混浊水混浊度的检测。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.浓度调节装置，其特征在于，包括：

浆液取样箱，用于容置待测浆液；

主机；

气路系统，所述气路系统与浆液取样箱连通，进而使所述气路系统中的气体吹入浆液取样箱的浆液中；

探测头组件，所述探测头组件用于检测浆液浓度；

调浆池，所述调节池与浆液取样箱连通，用于给浆液取样箱提供检测所需的浆液；

补水管，所述补水管与调浆池连接，所述补水管用于给调浆池输送稀释用的白水；

第一调节阀，所述补水管上设有第一调节阀，所述第一调节阀与主机连接，用于调节进入调浆池的白水量；

原浆液输送管，所述原浆液输送管与调浆池连接，所述原浆液输送管用于给调浆池输送浓度较高的浆液；

第二调节阀，所述原浆液输送管上设有第二调节阀，所述第二调节阀与主机连接，用于调节进入调浆池的浆液量；

传感器，所述传感器分别与探测头组件、主机电性连接，所述传感器能够检测出浆液中的气压变化，进而信号传输至主机，所述主机计算并输出浆液浓度的检测值，将该检测值与设定的浓度值相比较，通过第一调节阀、第二调节阀分别调节进入调浆池的白水量、浆液量，如此往复，直至浆液取样箱中的浆液浓度符合设定的浓度要求。

2.如权利要求1所述的浓度调节装置，其特征在于：所述浆液取样箱上设有进浆口和回浆口，所述进浆口、回浆口分别通过输浆管与调浆池连通，所述浆液取样箱还设有浆液出口，所述浆液出口用于将符合设定的浓度要求的浆液输出。

3.如权利要求2所述的浓度调节装置，其特征在于：所述浆液取样箱包括匀浆结构，所述匀浆结构能够使浆液在浆液取样箱内流动，进而使浆液的浓度均匀，以提高检测精度。

4.如权利要求3所述的浓度调节装置，其特征在于：所述匀浆结构包括第一溢流板、第二溢流板和连接板，所述第一溢流板、第二溢流板设于浆液取样箱内，所述连接板分别与第一溢流板、第二溢流板连接，使所述第一溢流板、第二溢流板能够固定于浆液取样箱内，进而使所述浆液取样箱内部依次分隔形成有连通的第一容置区域、第二容置区域、第三容置区域，所述第一容置区域与进浆口连通，所述第三容置区域分别与回浆口、浆液出口连通，所述探测头组件伸入所述第二容置区域中，用于对第二容置区域中的浆液浓度进行检测，所述第一溢流板的水平高度比第二溢流板的水平高度高，从而第一容置区域中的浆液能够从第一溢流板顶部溢出至第二容置区域，所述第二容置区域中的浆液能够从第二溢流板顶部溢出进入第三容置区域。

5.如权利要求4所述的浓度调节装置，其特征在于：所述第二溢流板上设有溢流孔，所述溢流孔与第二容置区域连通，所述第二容置区域中的浆液还能够从溢流孔溢出进入第三容置区域。

6.如权利要求1-5任一项所述的浓度调节装置，其特征在于：所述传感器为单晶硅传感器。

Images