CN112704890B - 液体进料装置和液体进料控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体进料装置和液体进料控制方法，液体进料装置包括料液储罐、液体雾化单元、输液管路、进液泵和回流泵，所述料液储罐用于贮存料液且设有第一进液口和第一出液口，所述液体雾化单元包括液体处理罐和雾化器，所述雾化器设在所述液体处理罐内且用于雾化所述料液，所述液体处理罐设有第二进液口和第二出液口，所述输液管路包括进液管路和出液管路，所述进液泵设在所述进液管路上且用于将所述料液储罐内的料液输送至所述液体处理罐内，所述回流泵设在所述出液管路上且用于将所述液体处理罐内的料液输送至所述料液储罐内。本发明的液体进料装置便于实现液体处理单元持液量的稳定，可实现液位与持液量的控制，提高液体处理效率。

Description

液体进料装置和液体进料控制方法

技术领域

本发明属化工装备技术领域，具体地，涉及一种液体进料装置和液体进料控制方法。

背景技术

喷雾干燥/喷雾热解是一类常见的由液体原料大规模制备粉体的工艺，其基本流程是将液体原料输送至雾化装置破碎为微小的液体，形成雾状气溶胶，再经载气输送至加热装置中干燥/热解生成固体颗粒。其中雾化装置是喷雾干燥/热解的核心模块，雾化方式有超声雾化、静电喷雾以及气体射流雾化等。

相关技术中，雾化器内需要时刻保有过量的料液，即要求进料速率高于雾化速率，从而维持雾化正常与稳定工作。而实际生产或实验中，仅可获得某段时间内的平均雾化速率，瞬时雾化速率往往具有较大的波动性，因此，在某一固定进料速率下，雾化器内可能会出现液位过高或液位过低的现象，液位过低会导致雾化装置停止工作；液位过高则会引起雾化器内液体满溢，同时液位过高会造成载气携带大量溶剂液滴，导致雾化器内的料液粘度快速升高，雾化效率迅速下降，最终无法雾化，造成原料浪费与生产中断。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明一个方面的实施例提出一种通过充分进液、过量回流实现液体处理单元内液位稳定，结构简单，成本低的液体进料装置。

本发明另一方面的实施例提出了一种液体进料的控制方法。

根据本发明的第一方面的实施例的液体进料装置包括：料液储罐、液体雾化单元、输液管路、进液泵和回流泵，所述料液储罐用于贮存料液且设有第一进液口和第一出液口，所述液体雾化单元包括液体处理罐和雾化器，所述雾化器设在所述液体处理罐内且用于雾化所述料液，所述液体处理罐设有第二进液口和第二出液口，所述输液管路包括进液管路和出液管路，所述进液管路连通所述第一出液口与所述第二进液口，所述出液管路连通所述第一进液口与所述第二出液口，所述进液泵设在所述进液管路上且用于将所述料液储罐内的料液经所述第一出液口和所述第二进液口输送至所述液体处理罐内，所述回流泵设在所述出液管路上且用于将所述液体处理罐内的料液经所述第一进液口和所述第二出液口输送至所述料液储罐内。

根据本发明实施例的液体进料装置，通过在料液储罐和液体处理罐之间设置回流泵，以使料液储罐、进液泵、液体雾化单元和回流泵通过输液管路连通以形成回路，可以使料液在回路中循环输送，可以使所述液体雾化单元中的持液量恒定，保证生产的稳定运行。

在一些实施例中，所述第二进液口在所述液体处理罐的高度方向上高于所述第二出液口。

在一些实施例中，所述料液储罐上还具有泄压口，所述泄压口设在所述料液储罐的上端。

在一些实施例中，所述液体处理罐还具有进气口和出气口，所述进气口用于将所述液体处理罐的内部与外界连通，所述出气口用于将所述液体处理罐的内部与外界连通，所述进气口和所述出气口在所述液体处理罐的高度方向上均高于所述第二进液口，所述进气口和所述出气口在水平方向上相对布置。

在一些实施例中，所述进液泵的进料速率大于所述雾化器的雾化速率，所述回流泵的工作流量大于所述进液泵的工作流量。

在一些实施例中，所述进液泵为蠕动泵、离心泵或隔膜泵。

在一些实施例中，所述料液储罐的容积大于所述液体处理罐的容积，所述料液储罐内的料液量大于所述液体处理罐内的持液量。

根据本发明的第二方面的实施例的一种液体进料的控制方法，包括以下步骤：

向料液储罐内注入料液；

将所述料液储罐内的料液输送至液体处理罐内，所述液体处理罐内设有雾化器，所述液体处理罐设有进气口；

待所述液体处理罐内的料液到达第一预设液位时，启动所述雾化器并通过所述雾化器雾化所述料液；

将气体通过所述进气口通入所述液体处理罐内；

待所述液体处理罐内的料液到达第二预设液位时，将所述液体处理罐内的部分料液输送至所述料液储罐内以使所述液体处理罐内的料液稳定在所述第二预设液位，所述第二预设液位高于所述第一预设液位。

根据本发明实施例的液体进料的控制方法，通过将所述液体处理罐内的部分料液输送至所述料液储罐内，使所述液体处理罐内的料液保持稳定在所述第二预设液位，能够保证所述雾化器的雾化速率稳定，提高生产效率，节约成本。

在一些实施例中，液体进料的控制方法还包括以下步骤：调节所述雾化器的工作参数和所述气体的流量以稳定所述雾化器的雾化速率。

在一些实施例中，通过进液泵将所述料液储罐内的料液输送至所述液体处理罐内，通过回流泵将所述液体处理罐内的部分料液输送至所述料液储罐内，所述回流泵的流率大于所述进液泵的流率，所述进液泵的流率大于所述雾化器的雾化速率。

附图说明

图1是本发明实施例的液体进料装置的结构示意图。

附图标记：

料液储罐1，第一进液口11，第一出液口12，泄压口13，液体雾化单元2，第二进液口21，第二出液口22，进气口23，出气口24，雾化器25，液体处理罐26，进液泵3，回流泵4，输液管路5，进液管路51，出液管路52。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的液体进料装置。

如图1所示，根据本发明实施例的液体进料装置包括料液储罐1、液体雾化单元2、输液管路、进液泵3和回流泵4。

料液储罐1用于贮存料液且设有第一进液口11和第一出液口12。由此，料液可从第一进液口11进入料液储罐1内，料液储罐1内的料液可从第一出液口12流出。

液体雾化单元2包括液体处理罐26和雾化器25，液体处理罐26设有第二进液口21和第二出液口22。由此，料液可从第二进液口21进入液体处理罐26内，液体处理罐26内的料液可从第二出液口22流出。雾化器25设在液体处理罐26内且用于雾化料液。

输液管路5包括进液管路51和出液管路52，进液管路51将第一出液口12与第二进液口21连通，使料液能够经第一出液口12流出，经第二进液口21流入液体处理罐26内，出液管路52将第一进液口11与第二出液口22连通，使料液能够经第二出液口22流出，经第一进液口11流入料液储罐1内。

进液泵3设在进液管路51上且用于将料液储罐1内的料液经第一出液口12和第二进液口21输送至液体处理罐26内。

回流泵4设在出液管路52上且用于将液体处理罐26内的料液经第一进液口11和第二出液口22输送至料液储罐1内。

根据本发明实施例的液体进料装置，通过在料液储罐和液体处理罐之间设置回流泵，以使料液储罐、进液泵、液体雾化单元和回流泵通过输液管路连通以形成回路，可以使料液在回路中循环输送，使液体雾化单元2中的持液量恒定，保证生产过程的稳定运行。

在一些实施例中，第二进液口21在液体处理罐26的高度方向上高于第二出液口22，第二进液口21与第二出液口22的高度差使液体处理罐26内的料液浓度稳定，避免因雾化器25工作导致液体处理罐26内的料液浓度变化，同时也保证液体处理罐26内的持液量不变，使雾化器25工作稳定。

在一些实施例中，料液储罐1上还具有泄压口13，泄压口13设在料液储罐1的上端，泄压口13用于平衡料液储罐1的内外部压强，避免因压强差对料液循环造成影响。

在一些实施例中，液体处理罐26还具有进气口23和出气口24，进气口23用于将液体处理罐26的内部与外界连通，出气口24用于将液体处理罐26的内部与外界连通，进气口23和出气口24在液体处理罐26的高度方向上均高于第二进液口21，气体由进气口23通入，将雾化器25雾化产生的雾状料液通过出气口24吹出，进气口23和出气口24在水平方向上相对布置，使雾化器25产生的雾状料液被充分吹出。

在一些实施例中，进液泵3的进料速率大于雾化器25的雾化速率，回流泵4的工作流量大于进液泵3的工作流量，减少雾化过程对液体处理罐26内的料液浓度的影响，以保证雾化器产生的雾状料液的浓度一致。

在一些实施例中，进液泵3为蠕动泵、离心泵或隔膜泵。可以理解的是，本申请并不限于此，换言之，进液泵3还可以为其他形式的泵，只要可以驱动料液储罐1内的料液进入液体处理罐26内即可。

在一些实施例中，料液储罐1的容积大于液体处理罐26的容积，料液储罐1内的料液量大于液体处理罐26内的持液量，雾化器25雾化时消耗的料液可以被迅速补充，同时不会对液体处理罐26内的料液浓度产生影响，有利于保证雾化产品的一致性。

下面参考图1描述本发明一些具体示例的液体进料装置。

根据本发明具体示例的液体进料装置包括料液储罐1、液体雾化单元2、输液管路、进液泵3和回流泵4。料液储罐1上设有第一进液口11、第一出液口12和泄压口13。泄压口13设在料液储罐1的上端，泄压口13用于平衡料液储罐1的内外部压强，避免因压强差对料液循环造成影响。

液体雾化单元2包括液体处理罐26和雾化器25，液体处理罐26的容积小于料液储罐1的容积，雾化器25设在液体处理罐26内，液体处理罐26设有第二进液口21、第二出液口22、进气口23和出气口24。进气口23和出气口24在液体处理罐26的高度方向上均高于第二进液口21，第二进液口21在液体处理罐26的高度方向上高于第二出液口22，液体处理罐26上的进气口23和出气口24在水平方向上相对布置。

输液管路包括进液管路51和出液管路52，第一出液口12与第二进液口21通过进液管路51连通，第一进液口11与第二出液口22通过出液管路52连通，进液泵3设在进液管路51上，且进液泵3的进料速率大于雾化器25的雾化速率，回流泵4设在出液管路52上。

本发明的实施例还提出了一种液体进料的控制方法，包括：

向料液储罐1内注入料液，料液储罐1用来贮存料液；

将料液储罐1内贮存的料液输送至液体处理罐26内，液体处理罐26内设有雾化器25，液体处理罐26设有进气口23；

当液体处理罐26内的料液到达第一预设液位时，雾化器25启动并开始雾化料液，换言之，第一预设液位是雾化器25开始工作的初始液位；

将气体通过进气口23通入液体处理罐26内，雾化器25产生的雾状料液被气体吹出；

待液体处理罐26内的料液到达第二预设液位时，将液体处理罐26内的部分料液输送至料液储罐1内以使液体处理罐26内的料液稳定在第二预设液位，第二预设液位高于第一预设液位，换言之，第二预设液位是雾化器25工作的最优液位，液体处理罐26内液位高于第二预设液位时，将部分料液输送至料液储罐1内，确保液体处理罐26内液位稳定在第二预设液位。

根据本发明实施例的液体进料的控制方法，通过将液体处理罐26内的部分料液输送至料液储罐1内，使液体处理罐26内的料液保持稳定在第二预设液位，能够保证雾化器25的雾化速率稳定，提高生产效率，节约成本。

在一些实施例中，液体进料的控制方法还包括以下步骤：

调节雾化器25的工作参数和气体的流量，使产生的雾状料液正好可以被气体完全充分的吹出，此时雾化器25产生的雾状料液的量和气体吹出的雾状料液的量都恒定，达到稳定雾化器25的雾化速率的效果。

在一些实施例中，通过进液泵3将料液储罐1内的料液输送至液体处理罐26内，通过回流泵4将液体处理罐26内的部分料液输送至料液储罐1内，进液泵3和回流泵4使料液流动更迅速充分，避免造成料液在输送过程中发生栓塞，回流泵4的流率大于进液泵3的流率，使液体处理罐26内的料液能够迅速回流，保持液体处理罐26内的持液量恒定，进液泵3的流率大于雾化器25的雾化速率，保证雾化器25的雾化过程中液体处理罐26内的料液浓度不发生较大变化，使雾化产品的品质恒定。

下面参考图1描述本发明一些具体示例的液体进料的控制方法。

向料液储罐1内注入料液，料液储罐1内的料液被输送至液体处理罐26内，液体处理罐26内设有雾化器25，液体处理罐26设有进气口23，待液体处理罐26内的料液到达第一预设液位时，启动雾化器25并通过雾化器25雾化料液，将气体通过进气口23通入液体处理罐26内，待液体处理罐26内的料液到达第二预设液位时，将液体处理罐26内的部分料液输送至料液储罐1内以使液体处理罐26内的料液稳定在第二预设液位，第二预设液位高于第一预设液位，第一预设液位为雾化器25正常工作的最低液位，第二预设液位为雾化器25工作的最优液位，当液体处理罐26内的料液到达第二预设液位时，多余的料液会回流至料液储罐1内，以使雾化器25保持雾化效率最大。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (5)

1.一种液体进料装置，其特征在于，包括：

料液储罐，所述料液储罐用于贮存料液且设有第一进液口、第一出液口和泄压口，所述泄压口设在所述料液储罐的上端；

液体雾化单元，所述液体雾化单元包括液体处理罐和雾化器，所述雾化器设在所述液体处理罐内且用于雾化所述料液，所述液体处理罐设有第二进液口、第二出液口、进气口和出气口，所述料液储罐的容积大于所述液体处理罐的容积，所述料液储罐内的料液量大于所述液体处理罐内的持液量，所述进气口用于将所述液体处理罐的内部与外界连通，所述出气口用于将所述液体处理罐的内部与外界连通，所述进气口和所述出气口在水平方向上相对布置，所述第二进液口在所述液体处理罐的高度方向上高于所述第二出液口；

输液管路，所述输液管路包括进液管路和出液管路，所述进液管路连通所述第一出液口与所述第二进液口，所述出液管路连通所述第一进液口与所述第二出液口，所述进气口和所述出气口在所述液体处理罐的高度方向上均高于所述第二进液口；

进液泵，所述进液泵设在所述进液管路上且用于将所述料液储罐内的料液经所述第一出液口和所述第二进液口输送至所述液体处理罐内；

回流泵，所述回流泵设在所述出液管路上且用于将所述液体处理罐内的料液经所述第一进液口和所述第二出液口输送至所述料液储罐内，所述进液泵的进料速率大于所述雾化器的雾化速率，所述回流泵的工作流量大于所述进液泵的工作流量。

2.根据权利要求1所述的液体进料装置，其特征在于，所述进液泵为蠕动泵、离心泵或隔膜泵。

3.一种液体进料的控制方法，使用权利要求1-2任一项所述的液体进料装置，其特征在于，包括以下步骤：

向料液储罐内注入料液；

将所述料液储罐内的料液输送至液体处理罐内，所述液体处理罐内设有雾化器，所述液体处理罐设有进气口；

待所述液体处理罐内的料液到达第一预设液位时，启动所述雾化器并通过所述雾化器雾化所述料液；

将气体通过所述进气口通入所述液体处理罐内；

待所述液体处理罐内的料液到达第二预设液位时，将所述液体处理罐内的部分料液输送至所述料液储罐内以使所述液体处理罐内的料液稳定在所述第二预设液位，所述第二预设液位高于所述第一预设液位。

4.根据权利要求3所述的液体进料的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

调节所述雾化器的工作参数和所述气体的流量以稳定所述雾化器的雾化速率。

5.根据权利要求4所述的液体进料的控制方法，其特征在于，

通过进液泵将所述料液储罐内的料液输送至所述液体处理罐内；

通过回流泵将所述液体处理罐内的部分料液输送至所述料液储罐内，

所述回流泵的流率大于所述进液泵的流率，所述进液泵的流率大于所述雾化器的雾化速率。

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