CN112827649A - 一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置及方法，涉及管道工程技术领域，装置包括第一管道、通过第二管道与第一管道连通的沉淀池以及离心泵，第二管道上设置有第一电控阀，第一管道设置有第一金属探测格栅和第二电控阀，沉淀池设置有电磁件和液位计，离心泵通过第三管道与沉淀池连通，第五管道上设置有第二金属探测格栅和电子三通阀，电子三通阀通过第四管道与沉淀池连通。本发明结构简单，操作方便，通过磁场吸附和重物沉淀的双重剔除方式，进行循环剔除直至金属异物完全剔除，固液混合物才可流出进入下道工序，处理成本低，固液混合物可以一边输送一边进行处理，大大提升了固液混合物中金属异物剔除效果。
Description
技术领域
本发明涉及管道工程技术领域，尤其是，本发明涉及一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置及方法。
背景技术
在工业实际中含有金属异物的各种固液混合物在管道中进行输送时，其金属异物极易损伤管道内壁甚至直接损坏机械设备，并且当含有金属异物的固液混合物直接进入下道工序时将严重影响工艺质量甚至造成安全隐患。
目前，对于固液混合物重金属异物的处理方式大多为水热处理，水热处理技术主要通过将固液混合物置于密闭的容器中，以水为媒介加热至一定温度下进行水解、脱羟基、脱羰基、聚合以及芳构化等反应，从而达到改善固液混合物特性的目的。例如中国专利发明专利CN109607992A公开了一种降低水相中重金属的污泥水热处理方法，该方法为：将待处理的污泥原料和表面活性剂混合，搅拌0.5～1.5h后，进行超声处理，然后将超声后的污泥置于反应釜内，惰性气体保护，以5～15℃/min升温至180～240℃，保温5～40min后，冷却至室温，得到固液混合物，固液分离后，得到的固相产物干燥后，得到残渣。该方法通过原料预处理与水热处理联合处理污泥，降低了污泥水热处理过程水相中重金属浓度，具有节能环保、降低污染、节约成本等优点，可以应用在污泥处理领域，符合污泥处理“三化”的原则。
但是上述金属异物处理方法还存在以下缺陷：需要将固液混合物进行复杂的处理工序，处理成本高，而且每次处理固液混合物仅仅能处理一定的量（根据反应釜的大小），固液混合物的输送和处理不能同时进行，仅仅适合在实验室小环境下使用，不符合工业化大量处理的使用。
因此为了解决上述问题，设计一种合理的固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置对我们来说是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，操作方便，通过磁场吸附和重物沉淀的双重剔除方式，再利用所设计的管道与电控阀的控制方式进行循环，直至金属异物完全剔除，固液混合物才可流出循环管道进入下道工序，处理成本低，固液混合物可以一边输送一边进行处理，大大提升了固液混合物中金属异物剔除效果的固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：
一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置，包括与流出罐连通的第一管道、通过第二管道与所述第一管道连通的沉淀池以及与所述沉淀池连通的离心泵，所述第二管道上设置有第一电控阀，所述第一管道设置有位于所述第二管道上游的第一金属探测格栅和位于所述第二管道下游的第二电控阀，所述沉淀池设置有位于所述沉淀池底部的电磁件和位于所述沉淀池侧壁的液位计，所述离心泵的入口通过第三管道与所述沉淀池连通，所述离心泵通过第五管道与所述流出罐连通，所述第五管道上设置有第二金属探测格栅，所述第二金属探测格栅和流出罐之间设置有电子三通阀，所述电子三通阀通过第四管道与所述沉淀池连通。
作为本发明的优选，还包括与所述第一金属探测格栅、第一电控阀、第二电控阀、电磁件、液位计、离心泵、第二金属探测格栅以及电子三通阀电连接的PLC控制器。
作为本发明的优选，所述液位计包括高位液位计和设置于所述高位液位计下方的低位液位计。
作为本发明的优选，所述第三管道与所述沉淀池的连接处的高度不高于所述低位液位计的高度。
作为本发明的优选，所述沉淀池底部倾斜设置，且所述沉淀池底部最底端设置有沉淀池排渣阀门。
作为本发明的优选，所述电磁件连接有控制旋钮。
本发明还提供一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置的剔除方法，包括以下步骤：
S1：固液混合物从第一管道流至流出罐时，判断第一管道上的第一金属探测格栅是否探测到金属杂质，若是，则开启第一电控阀并关闭第二电控阀，并执行步骤S2；反之则开启第二电控阀并关闭第一电控阀，固液混合物直接流至流出罐；
S2：固液混合物通过第二管道流入至沉淀池，控制磁性件开始工作，将固液混合物内的金属杂质吸附至沉淀池底部；
S3：液位计获取沉淀池内的固液混合物液位，判断沉淀池内的固液混合物液位是否高于第一阈值，若是，则开启离心泵，并执行步骤S4；反之则不执行操作；
S4：判断沉淀池内的固液混合物液位是否不低于第二阈值，若是，则保持离心泵开启，并执行步骤S5；反之则关闭离心泵，返回至步骤S3；
S5：沉淀池内的固液混合物通过第三管道和离心泵流入至第五管道内；
S6：判断第五管道上的第二金属探测格栅是否在预定时间内没有探测到金属杂质，若是，则控制电子三通阀连通至流出罐，固液混合物流至流出罐；反之，则控制电子三通阀连通至第四管道，固液混合物流回至沉淀池。
作为本发明的优选，执行步骤S1至S6时，第一金属探测格栅、第一电控阀、第二电控阀、电磁件、液位计、离心泵、第二金属探测格栅以及电子三通阀均通过电连接的PLC控制器进行控制。
作为本发明的优选，执行步骤S3和S4时，通过设置于沉淀池侧壁的高位液位计和低位液位计获取沉淀池内的固液混合物液位是否高于第一阈值和是否不高于第二阈值。
作为本发明的优选，执行步骤S6之后，判断第五管道上的第二金属探测格栅是否在预定时间内没有探测到金属杂质，若是，则控制磁性件停止工作，并打开沉淀池排渣阀门将沉淀池底部的金属杂质进行排出；反之则不执行操作。
本发明一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置及方法的有益效果在于：结构简单，操作方便，通过磁场吸附和重物沉淀的双重剔除方式，再利用所设计的管道与电控阀的控制方式进行循环，直至金属异物完全剔除，固液混合物才可流出循环管道进入下道工序，处理成本低，固液混合物可以一边输送一边进行处理，大大提升了固液混合物中金属异物剔除效果。
附图说明
图1为本发明一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置的一个实施例的整体结构示意图；
图2为本发明一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除方法的流程示意图；
图中：1、第一金属探测格栅，2、第一电控阀，3、第二电控阀，4、高位液位计，5、低位液位计，6、沉淀池，7、电磁件，8、沉淀池排渣阀门，9、离心泵，10、第二金属探测格栅，11、电子三通阀，12、流出罐，21、第一管道，22、第二管道，23、第三管道，24、第四管道，25、第五管道。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中的流程并不仅仅是单独进行，而是多个步骤相互交叉进行。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为授权说明书的一部分。
实施例一：如图1所示，仅仅为本发明的其中一个的实施例，一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置，包括与流出罐12连通的第一管道21、通过第二管道22与所述第一管道21连通的沉淀池6以及与所述沉淀池6连通的离心泵9，所述第二管道22上设置有第一电控阀2，所述第一管道21设置有位于所述第二管道22上游的第一金属探测格栅1和位于所述第二管道22下游的第二电控阀3，所述沉淀池6设置有位于所述沉淀池6底部的电磁件7和位于所述沉淀池6侧壁的液位计，所述离心泵9的入口通过第三管道23与所述沉淀池6连通，所述离心泵9通过第五管道25与所述流出罐12连通，所述第五管道25上设置有第二金属探测格栅10，所述第二金属探测格栅10和流出罐12之间设置有电子三通阀11，所述电子三通阀11通过第四管道24与所述沉淀池6连通。
而且，本发明还包括与所述第一金属探测格栅1、第一电控阀2、第二电控阀3、电磁件7、液位计、离心泵9、第二金属探测格栅10以及电子三通阀11电连接的PLC控制器。
在本发明中，来自上道工序的固液混合物从第一管道21经过第一金属探测格栅1，第一金属探测格栅1未检测到金属杂物时，第二电控阀3开启，第一电控阀2关闭，第一管道21属于直通状态，固液混合物直接进入流出罐12至下道工序；当第一金属探测格栅1检测固液混合物中含有金属异物时，则发送信号至PLC控制器，由PLC控制器控制第一电控阀2开启，第二电控阀3关闭，含有金属异物的固液混合物则通过第二管道22进入沉淀池6；同时，PLC控制器控制磁性件7旋钮至电路闭合，电路闭合使得磁性件7通电生磁，此时磁性件7处于吸附状态，以加速固液混合物中金属异物的沉淀。
待液位计检测到沉淀池6中固液混合物液位达到第一阈值即第一预设高度时PLC控制器控制离心泵9启动，将沉淀池6内的固液混合物经第三管道23抽送至第二金属探测格栅10，继续进行二次金属探测，确保金属杂物不会进入到下道工序；离心泵9在运行过程中，液位计检测到沉淀池6中的固液混合物液位低于第二阈值即第二预设高度时，发出信号至PLC控制器，PLC控制器则控制关闭离心泵9，避免离心泵9出现空转情况，降低离心泵9的故障率。
当第二金属探测格栅10未检测到金属时，此时电子三通阀11属于直通状态，固液混合物会由离心泵9从第五管道25输送至流出罐12到下道工序；当第二金属探测格栅10检测到金属时，发信号至PLC控制器,PLC控制器控制电子三通阀11改变其内部方向，将含有金属杂物的固液混合物通过第四管道24重新进入到沉淀池6进行重复剔除。
另外，当第二金属探测格栅22在预定时间（5秒时间）内未检测到金属杂物，发信号至PLC控制器，PLC控制器控制电子三通阀11改变其内部方向，再次将电子三通阀11改为直通状态，并使不含金属杂物的固液混合物输送至流出罐12进入到下道工序。
总之，本发明一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置的剔除步骤如下：固液混合物从第一管道21流至流出罐12时，判断第一管道21上的第一金属探测格栅1是否探测到金属杂质，若是，则开启第一电控阀2并关闭第二电控阀3；反之则开启第二电控阀3并关闭第一电控阀2，固液混合物直接流至流出罐12；固液混合物通过第二管道22流入至沉淀池6时，控制磁性件7开始工作，将固液混合物内的金属杂质吸附至沉淀池6底部；然后液位计获取沉淀池内的固液混合物液位，判断沉淀池6内的固液混合物液位是否高于第一阈值，若是，则开启离心泵9，并判断沉淀池6内的固液混合物液位是否不低于第二阈值，若是，则保持离心泵9开启，反之则关闭离心泵9；离心泵9开启时，沉淀池6内的固液混合物通过第三管道23和离心泵9流入至第五管道25内：判断第五管道25上的第二金属探测格栅10是否在预定时间内没有探测到金属杂质，若是，则控制电子三通阀11连通至流出罐12，固液混合物流至流出罐12；反之，则控制电子三通阀11连通至第四管道24，固液混合物流回至沉淀池6继续循环进行金属杂质的剔除。
本发明可以实时的对正在传输的固液混合物进行检测，将无金属杂质的固液混合物直接输送至下道工序，将有金属杂质的固液混合物输入至沉淀池6进行反复循环的金属剔除，直至固液混合物内无金属杂质，固液混合物才可流出循环管道进入下道工序。
本发明一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置的结构简单，操作方便，通过磁场吸附和重物沉淀的双重剔除方式，再利用所设计的管道与电控阀的控制方式进行循环，直至金属异物完全剔除，固液混合物才可流出循环管道进入下道工序，处理成本低，固液混合物可以一边输送一边进行处理，大大提升了固液混合物中金属异物剔除效果。
实施例二，如图1所示，仅为本发明的其中一个实施例，在实施例一的基础上，本发明一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置中，所述液位计包括高位液位计4和设置于所述高位液位计5下方的低位液位计5，所述第三管道23与所述沉淀池6的连接处的高度不高于所述低位液位计5的高度，当沉淀池6内固液混合物浸没过高位液位计4时，则表示沉淀池6内固液混合物液位高于第一阈值，同时，当沉淀池内的固液混合物液面降低至高位液位计4下方时，则表示沉淀池6内固液混合物液位低于第二阈值。
还有，所述沉淀池6底部倾斜设置，且所述沉淀池6底部最底端设置有沉淀池排渣阀门8，当第二金属探测格栅10在一定时间（60分钟）内未检测到金属杂物时，PLC控制器控制电磁件7旋钮至电路断开，并控制沉淀池排渣阀门8打开，此时电磁件7失去磁性属于释放状态，金属杂物由于自身重量和沉淀池6底部的斜面设计，会通过沉淀池排渣阀门8滑出沉淀池6。沉淀池6在排渣过程中，如果第一金属探测格栅1检测到物料中含有金属杂物时，PLC控制器控制强电磁件7旋钮至电路闭合，并控制沉淀池排渣阀门8关闭，确保物料不会被排出沉淀池6而造成浪费。
实施例三，如图2所示，本发明还提供上述所有实施例中的一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置的剔除方法，包括以下步骤：
S1：固液混合物从第一管道流至流出罐时，判断第一管道上的第一金属探测格栅是否探测到金属杂质，若是，则开启第一电控阀并关闭第二电控阀，并执行步骤S2；反之则开启第二电控阀并关闭第一电控阀，固液混合物直接流至流出罐；
S2：固液混合物通过第二管道流入至沉淀池，控制磁性件开始工作，将固液混合物内的金属杂质吸附至沉淀池底部；
S3：液位计获取沉淀池内的固液混合物液位，判断沉淀池内的固液混合物液位是否高于第一阈值，若是，则开启离心泵，并执行步骤S4；反之则不执行操作；
S4：判断沉淀池内的固液混合物液位是否不低于第二阈值，若是，则保持离心泵开启，并执行步骤S5；反之则关闭离心泵，返回至步骤S3；
S5：沉淀池内的固液混合物通过第三管道和离心泵流入至第五管道内；
S6：判断第五管道上的第二金属探测格栅是否在预定时间内没有探测到金属杂质，若是，则控制电子三通阀连通至流出罐，固液混合物流至流出罐；反之，则控制电子三通阀连通至第四管道，固液混合物流回至沉淀池。
执行步骤S1至S6时，第一金属探测格栅、第一电控阀、第二电控阀、电磁件、液位计、离心泵、第二金属探测格栅以及电子三通阀均通过电连接的PLC控制器进行控制。
执行步骤S3和S4时，通过设置于沉淀池侧壁的高位液位计和低位液位计获取沉淀池内的固液混合物液位是否高于第一阈值和是否不高于第二阈值。
执行步骤S6之后，判断第五管道上的第二金属探测格栅是否在预定时间内没有探测到金属杂质，若是，则控制磁性件停止工作，并打开沉淀池排渣阀门将沉淀池底部的金属杂质进行排出；反之则不执行操作。
本发明一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置及方法的结构简单，操作方便，通过磁场吸附和重物沉淀的双重剔除方式，再利用所设计的管道与电控阀的控制方式进行循环，直至金属异物完全剔除，固液混合物才可流出循环管道进入下道工序，处理成本低，固液混合物可以一边输送一边进行处理，大大提升了固液混合物中金属异物剔除效果。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置，其特征在于：包括与流出罐（12）连通的第一管道（21）、通过第二管道（22）与所述第一管道（21）连通的沉淀池（6）以及与所述沉淀池（6）连通的离心泵（9），所述第二管道（22）上设置有第一电控阀（2），所述第一管道（21）设置有位于所述第二管道（22）上游的第一金属探测格栅（1）和位于所述第二管道（22）下游的第二电控阀（3），所述沉淀池（6）设置有位于所述沉淀池（6）底部的电磁件（7）和位于所述沉淀池（6）侧壁的液位计，所述离心泵（9）通过第三管道（23）与所述沉淀池（6）连通，所述离心泵（9）通过第五管道（25）与所述流出罐（12）连通，所述第五管道（25）上设置有第二金属探测格栅（10），所述第二金属探测格栅（10）和流出罐（12）之间设置有电子三通阀（11），所述电子三通阀（11）通过第四管道（24）与所述沉淀池（6）连通。
2.根据权利要求1所述的一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置，其特征在于：还包括与所述第一金属探测格栅（1）、第一电控阀（2）、第二电控阀（3）、电磁件（7）、液位计、离心泵（9）、第二金属探测格栅（10）以及电子三通阀（11）电连接的PLC控制器。
3.根据权利要求1所述的一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置，其特征在于：所述液位计包括高位液位计（4）和设置于所述高位液位计（5）下方的低位液位计（5）。
4.根据权利要求3所述的一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置，其特征在于：所述第三管道（23）与所述沉淀池（6）的连接处的高度不高于所述低位液位计（5）的高度。
5.根据权利要求1所述的一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置，其特征在于：所述沉淀池（6）底部倾斜设置，且所述沉淀池（6）底部最底端设置有沉淀池排渣阀门（8）。
6.根据权利要求1所述的一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置，其特征在于：所述电磁件（7）连接有控制旋钮。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除装置的剔除方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：固液混合物从第一管道流至流出罐时，判断第一管道上的第一金属探测格栅是否探测到金属杂质，若是，则开启第一电控阀并关闭第二电控阀，并执行步骤S2；反之则开启第二电控阀并关闭第一电控阀，固液混合物直接流至流出罐；
S2：固液混合物通过第二管道流入至沉淀池，控制磁性件开始工作，将固液混合物内的金属杂质吸附至沉淀池底部；
S3：液位计获取沉淀池内的固液混合物液位，判断沉淀池内的固液混合物液位是否高于第一阈值，若是，则开启离心泵，并执行步骤S4；反之则不执行操作；
S4：判断沉淀池内的固液混合物液位是否不低于第二阈值，若是，则保持离心泵开启，并执行步骤S5；反之则关闭离心泵，返回至步骤S3；
S5：沉淀池内的固液混合物通过第三管道和离心泵流入至第五管道内；
S6：判断第五管道上的第二金属探测格栅是否在预定时间内没有探测到金属杂质，若是，则控制电子三通阀连通至流出罐，固液混合物流至流出罐；反之，则控制电子三通阀连通至第四管道，固液混合物流回至沉淀池。
8.根据权利要求7所述的一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除方法，其特征在于：
执行步骤S3和S4时，通过设置于沉淀池侧壁的高位液位计和低位液位计获取沉淀池内的固液混合物液位是否高于第一阈值和是否不高于第二阈值。
9.根据权利要求7所述的一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除方法，其特征在于：
执行步骤S1至S6时，第一金属探测格栅、第一电控阀、第二电控阀、电磁件、液位计、离心泵、第二金属探测格栅以及电子三通阀均通过电连接的PLC控制器进行控制。
10.根据权利要求7所述的一种固液混合物中金属异物循环沉淀剔除方法，其特征在于：
执行步骤S6之后，判断第五管道上的第二金属探测格栅是否在预定时间内没有探测到金属杂质，若是，则控制磁性件停止工作，并打开沉淀池排渣阀门将沉淀池底部的金属杂质进行排出；反之则不执行操作。
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