CN113639821A - 混合澄清萃取器故障判断装置及故障判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合澄清萃取器故障判断装置，包括：引流通道、液位开关、控制部件、声光报警器，引流通道内设置有液位开关，液位开关用于感知引流通道内的液面高度，当液面高度高于设定值时，将液面高度信号发送给控制部件和声光报警器；声光报警器发出声光报警信号，控制部件用于停止设备运转。本发明还公开了一种混合澄清萃取器故障判断方法。本发明提高了混合澄清萃取器的故障定位能力，能够高精度实时监控串级萃取分离各级液位。

Description

混合澄清萃取器故障判断装置及故障判断方法

技术领域

本发明属于萃取技术领域，具体涉及一种混合澄清萃取器故障判断装置及故障判断方法。

背景技术

在有色金属湿法冶炼生产过程中，萃取是一种极其重要的分离提纯加工手段。目前，工业化生产多采用混合澄清萃取器。

混合澄清萃取器内部设置有轻相液、重相液的流通通道，电机带动传动装置，传动装置带动搅拌桨搅拌旋转，在流通通道形成抽力，保证槽体前后级轻相液、重相液的流通。轻相液、重相液在混合室充分混合并交换物质后，混合液流入澄清室；混合液在澄清室内完成轻相液与重相液的分层，由前后两级的搅拌抽力作用下进行逆向流动。

日常生产中，当影响抽力的任何一个因素发生故障时，如电机故障、传动装置故障、搅拌桨故障、槽体异物堵塞流通通道等，均会影响液体流通，发生槽体液面上升的现象。如发现不及时，则会发生液体溢出事故，造成生产线停产、大量物料损失、污染周围环境等问题，不但影响生产正常运行、造成损失，还需投入人力物力清理现场。

为解决上述系列问题，目前采用不同的监测方式；

一是检测电机的电流，当电流发生变化时报警；或者检测传动装置的传动轴转数，当转速发生变化时进行报警。为了防止槽体出现溢出事故，需要均匀持续地给料，以保证槽体液位在小范围波动，不超出设定范围。这种监测方式在发生搅拌故障和通道堵塞故障时，仍会导致槽体溢出事故。不能起到预警和控制，无法防止萃取器槽溢出。

另一种是使用液位开关监测每一级的液位变化作为预警手段。运行液位距离萃取室顶部安全距离一般为100-200mm。当发现液面上升时，一般无法及时停止；另外，相邻级液位升高也会触发本级液位开关报警。故在每级安装液位开关的方法无法保证第一时间阻止溢出和判断溢出原因，意外情况发生时，不能及时判断和处理，需要长时间的故障排查。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混合澄清萃取器故障判断装置及故障判断方法，提高了混合澄清萃取器的故障定位能力，能够高精度实时监控串级萃取分离各级液位。

为达到上述目的，本发明使用的技术解决方案是：

混合澄清萃取器故障判断装置，包括：引流通道、液位开关、控制部件、声光报警器，引流通道内设置有液位开关，液位开关用于感知引流通道内的液面高度，当液面高度高于设定值时，将液面高度信号发送给控制部件和声光报警器；声光报警器发出声光报警信号，控制部件用于停止设备运转。

进一步，引流通道设置在上下两级槽体之间。引流通道将上一级槽体的轻相液或重相液引流到下一级槽体。

进一步，引流通道包括：溢流盒、潜室、底部通道，溢流盒、潜室、底部通道依次相连通，溢流盒位于上一级槽体外侧，潜室位于溢流盒、通道之间，底部通道位于下一级槽体的下部；底部通道与下一级槽体底部的液料入口相连通；液位开关设置在溢流盒内，液位开关通过信号线分别连接控制部件、声光报警器；控制部件通过信号线连接设备，控制部件内设置有液面高度阈值，当液面高度高于液面高度阈值时，控制部件停止设备运转。

进一步，液位开关选用干簧管式液位开关、机械式液位开关或者电晶体式液位开关，控制部件选用DCS控制系统。

进一步，干簧管式液位开关包括：干簧管、磁体、干簧管浮子、管体、固定板、滑杆，固定板连接在管体的顶部，干簧管浮子、滑杆设置在管体内部，管体内壁设置有滑杆连接板，滑杆连接板中部设置有连接通孔；滑杆上部设置有外螺纹，底部连接有挡板，滑杆上部穿过连接通孔并利用第一螺母、第二螺母固定在滑杆连接板上，第一螺母、第二螺母位于滑杆连接板上下两侧；干簧管固定在滑杆内壁上，并位于滑杆连接板下部；干簧管浮子中部设置有滑动通孔，滑杆穿过滑动通孔，干簧管浮子位于滑杆连接板、挡板之间，磁体固定在干簧管浮子上部；信号线一端连接干簧管，另一端伸出固定板外侧，以连接控制部件和声光报警器。

混合澄清萃取器故障判断方法，包括：

在混合澄清萃取器的多级槽体内设置引流通道，在引流通道内安装液位开关，将液位开关通过信号线分别连接控制部件、声光报警器，控制部件通过信号线连接设备，在控制部件内设置液面高度阈值；

当混合澄清萃取器中出现故障时，上一级槽体流动到下一级槽体的轻相液或重相液的流动受阻时，故障处的引流通道内液位升高，液位开关发送液面高度信号给控制部件、声光报警器，当液位高度高于设定阈值时，控制部件停止设备运行。

优选的，通过改造槽体结构来构建引流通道，改变槽体结构，在上一级槽体外侧设置溢流盒，用于放置液位开关；在下一级槽体的侧下部设置潜室，下部设置底部通道，溢流盒、潜室、底部通道依次相连通，底部通道连接槽体底部的液料入口，将液位开关固定在溢流盒内。

优选的，在混合澄清萃取器的澄清室和混合室的多个槽体上都设置有引流通道、液位开关、声光报警器，控制部件采用集散控制系统，液位开关通过信号线分别连接集散控制系统、声光报警器；液位开关采用干簧管式液位开关，干簧管式液位开关通过固定板固定在溢流盒内，固定板固定在溢流盒上部；当某个槽体发生故障，槽体液面上升，故障处的液位开关会发出液面高度信号给DCS控制系统、声光报警器。

本发明技术效果包括：

本发明提高了混合澄清萃取器的故障定位能力，并且具有多重报警功能，高精度实时监控串级萃取分离各级液位。实现了及时发现流通异常的故障，消除了人工巡视盲区隐患，极大地提高了工作效率。

本发明的使用，杜绝了冒槽情况的发生，防止萃取器冒槽可保持设备环境、保护电路，减少物料损耗。

附图说明

图1是本发明中混合澄清萃取器故障判断装置的结构原理图；

图2是本发明中液位控制的原理图；

图3是本发明中干簧管式液位开关的液位控制的原理图；

图4是本发明中液位开关的结构示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

混合澄清萃取器的澄清室和混合室通常设置有多个相串联的槽体，本发明独辟蹊径，改变了流体从上一级槽体自然溢流到下一级槽体的流动过程，在萃取器中连接上下级槽体的流通通道内形成一个引流通道，通过引流通道来形成一个专门的小空间流道，当混合澄清萃取器的整体区域或者某个槽体的液位稍微升高，液体(轻相液或重相液)流入这个引流通道时，由于小空间流道的截面积小，只要少量的液体增加，就会在引流通道内形成一个液位快速升高的效果，利用这一现象，实现及时精准报警，并自动控制停止原料继续给入。

如图1所示，是本发明中混合澄清萃取器故障判断装置的结构原理图；如图2所示，是本发明中液位控制的原理图。

混合澄清萃取器故障判断装置，包括：引流通道、液位开关6、控制部件、声光报警器7，引流通道内设置有液位开关，液位开关6用于感知引流通道内的液面高度，当液面高度高于设定值时，将液面高度信号发送给控制部件和声光报警器7；控制部件停止设备运转，声光报警器7发出声光报警信号。

本优选实施例中，第一槽体1为上一级槽体，第二槽体2为下一级槽体，以第一槽体1、第二槽体2为例进一步说明本发明结构和功能。

引流通道位于第一槽体1、第二槽体2之间，连通第一槽体1、第二槽体2，将轻相液或重相液从第一槽体1引流到第二槽体2。

引流通道包括：溢流盒3、潜室4、底部通道5，溢流盒3、潜室4、底部通道5依次相连通，溢流盒3位于第一槽体1外侧，潜室4位于溢流盒3、通道5之间，底部通道5位于第二槽体2的下部。底部通道5与第二槽体2底部的液料入口21相连通，溢流盒3与潜室4的入口41相连通。液位开关6设置在溢流盒3内，液位开关6通过信号线67分别连接控制部件、声光报警器7，控制部件通过信号线67连接设备；控制部件内设置有液面高度阈值。

溢流盒3、潜室4、底部通道5可以缩小槽体侧部、底部不同位置的流道体积，以形成一个专门的小空间流道，来缩小引流通道的体积。

当萃取器的混合室或者澄清室的某个槽体的液面高度升高，液位开关6通过信号线发送液面高度信号给控制部件、声光报警器7，当液面高度高于液面高度阈值时，控制部件发出动作指令给设备，设备停止运转。

液位开关6可以选用干簧管式液位开关、机械式液位开关、电晶体式液位开关。

如图3所示，是本发明中干簧管式液位开关的液位控制的原理图。如图4所示，是本发明中液位开关6的结构示意图。

本优选实施例中，液位开关6选用干簧管式液位开关，控制部件选用DCS控制系统(集散控制系统，Distributed Control System)，下面结合图1、图3对混合澄清萃取器故障判断装置的结构和工作原理做进一步说明。

干簧管式液位开关是一种通过所施加的磁场操作的电开关，结构包括：干簧管61、磁体62、干簧管浮子63、管体64、固定板65、滑杆66，固定板65连接在管体64的顶部，干簧管浮子63、滑杆66设置在管体64内部，管体64内壁设置有滑杆连接板641，滑杆连接板641中部设置有连接通孔；滑杆66上部设置有外螺纹，底部连接有挡板661，滑杆66上部穿过连接通孔并利用第一螺母662、第二螺母663固定在滑杆连接板641上，第一螺母662、第二螺母663位于滑杆连接板641上下两侧；干簧管61固定在滑杆66内壁上，并位于滑杆连接板641下部；干簧管浮子63中部设置有滑动通孔，滑杆66安装在滑动通孔内，干簧管浮子63位于滑杆连接板641、挡板661之间，磁体62固定在干簧管浮子63上部；信号线67一端连接干簧管61，另一端伸出固定板65外侧，以连接控制部件和声光报警器7。

干簧管式液位开关通过固定板65固定在溢流盒3内，下部伸入溢流盒3底部适当高度，干簧管浮子63高于正常工况下液位高度，固定板65可以固定在溢流盒3上部的顶盖、槽体横梁等位置；当溢流盒3、潜室4、底部通道5发生堵塞，或者槽体中搅拌设备损坏等故障出现时，液体带动干簧管浮子63顶起，当磁体62接近干簧管61时，干簧管61的触点闭合，发出液面高度信号给控制部件、声光报警器7。

本发明中，混合澄清萃取器的澄清室和混合室的多个槽体上都设置有引流通道、液位开关6、声光报警器7，液位开关6通过信号线67分别连接DCS控制系统、声光报警器7，当某个槽体发生故障，例如：流通通道堵塞、搅拌桨22脱落、搅拌电机23故障或者传动部件24故障时，槽体液面上升，故障处的液位开关6会发出液面高度信号给DCS控制系统、声光报警器7，声光报警器7发出声光报警信号，现场人员可通过报警位置迅速达到故障设备位置，DSC控制系统可直接停止设备运行。从而迅速判断故障地点，消除故障，避免混合澄清萃取器溢流。

混合澄清萃取器故障判断方法，包括以下步骤：

步骤1：在混合澄清萃取器的多级槽体内设置引流通道，在引流通道内安装液位开关6，将液位开关6通过信号线67分别连接控制部件、声光报警器7，控制部件通过信号线67连接设备，在控制部件内设置液面高度阈值；

通过改造槽体结构来构建引流通道，改变第一槽体1结构，在第一槽体1外侧设置一个溢流盒3，用于放置液位开关6，在第二槽体2的侧下部设置一个潜室4，在第二槽体2的下部设置底部通道5，溢流盒3、潜室4、底部通道5依次相连通，底部通道5连接第二槽体2底部的液料入口21。将液位开关6固定在溢流盒3内，顶部固定在溢流盒3的顶盖上。

第一槽体1为澄清槽，第二槽体2为混合槽，在第二槽体2的顶部设置有电机23、传动装置24，电机23的转轴连接传动装置24，传动装置24连接转轴顶部，搅拌桨22连接在转轴底部。

步骤2：当混合澄清萃取器中出现故障时，上一级槽体流动到下一级槽体的轻相液或重相液的流动受阻时，故障处的引流通道内液位升高，液位开关6发送液面高度信号给控制部件、声光报警器7，当液位高度高于设定阈值时，控制部件停止设备运行。

当电机23、传动装置24或者搅拌桨22发生故障，或者异物堵塞流通通道时，任何一种情况都会造成抽力不足，槽体液面上升，液位开关6都能第一时间感知并报警，锁定发生液位升高的位置，杜绝发生液体溢出事故，减少经济损失，减轻人员清理萃取器的工作负担。

本发明采用分级管理，在混合澄清萃取器的澄清室和混合室的多个槽体上都设置有引流通道、液位开关6，采用DCS控制系统，液位开关6通过信号线67分别连接DCS控制系统，任何一个槽体出现故障，造成液位升高，都能够迅速发现并锁定故障点，提高了故障定位及多重报警功能，高精度实时监控串级萃取分离各级液位。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离技术方案的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种混合澄清萃取器故障判断装置，其特征在于，包括：引流通道、液位开关、控制部件、声光报警器，引流通道内设置有液位开关，液位开关用于感知引流通道内的液面高度，当液面高度高于设定值时，将液面高度信号发送给控制部件和声光报警器；声光报警器发出声光报警信号，控制部件用于停止设备运转。

2.如权利要求1所述的混合澄清萃取器故障判断装置，其特征在于，引流通道设置在上下两级槽体之间。引流通道将上一级槽体的轻相液或重相液引流到下一级槽体。

3.如权利要求2所述的混合澄清萃取器故障判断装置，其特征在于，引流通道包括：溢流盒、潜室、底部通道，溢流盒、潜室、底部通道依次相连通，溢流盒位于上一级槽体外侧，潜室位于溢流盒、通道之间，底部通道位于下一级槽体的下部；底部通道与下一级槽体底部的液料入口相连通；液位开关设置在溢流盒内，液位开关通过信号线分别连接控制部件、声光报警器；控制部件通过信号线连接设备，控制部件内设置有液面高度阈值，当液面高度高于液面高度阈值时，控制部件停止设备运转。

4.如权利要求1所述的混合澄清萃取器故障判断装置，其特征在于，液位开关选用干簧管式液位开关、机械式液位开关或者电晶体式液位开关，控制部件选用DCS控制系统。

5.如权利要求4所述的混合澄清萃取器故障判断装置，其特征在于，干簧管式液位开关包括：干簧管、磁体、干簧管浮子、管体、固定板、滑杆，固定板连接在管体的顶部，干簧管浮子、滑杆设置在管体内部，管体内壁设置有滑杆连接板，滑杆连接板中部设置有连接通孔；滑杆上部设置有外螺纹，底部连接有挡板，滑杆上部穿过连接通孔并利用第一螺母、第二螺母固定在滑杆连接板上，第一螺母、第二螺母位于滑杆连接板上下两侧；干簧管固定在滑杆内壁上，并位于滑杆连接板下部；干簧管浮子中部设置有滑动通孔，滑杆穿过滑动通孔，干簧管浮子位于滑杆连接板、挡板之间，磁体固定在干簧管浮子上部；信号线一端连接干簧管，另一端伸出固定板外侧，以连接控制部件和声光报警器。

6.一种混合澄清萃取器故障判断方法，包括：

在混合澄清萃取器的多级槽体内设置引流通道，在引流通道内安装液位开关，将液位开关通过信号线分别连接控制部件、声光报警器，控制部件通过信号线连接设备，在控制部件内设置液面高度阈值；

当混合澄清萃取器中出现故障时，上一级槽体流动到下一级槽体的轻相液或重相液的流动受阻时，故障处的引流通道内液位升高，液位开关发送液面高度信号给控制部件、声光报警器，当液位高度高于设定阈值时，控制部件停止设备运行。

7.如权利要求6所述的混合澄清萃取器故障判断方法，其特征在于，通过改造槽体结构来构建引流通道，改变槽体结构，在上一级槽体外侧设置溢流盒，用于放置液位开关；在下一级槽体的侧下部设置潜室，下部设置底部通道，溢流盒、潜室、底部通道依次相连通，底部通道连接槽体底部的液料入口，将液位开关固定在溢流盒内。

8.如权利要求7所述的混合澄清萃取器故障判断方法，其特征在于，在混合澄清萃取器的澄清室和混合室的多个槽体上都设置有引流通道、液位开关、声光报警器，控制部件采用集散控制系统，液位开关通过信号线分别连接集散控制系统、声光报警器；液位开关采用干簧管式液位开关，干簧管式液位开关通过固定板固定在溢流盒内，固定板固定在溢流盒上部；当某个槽体发生故障，槽体液面上升，故障处的液位开关会发出液面高度信号给DCS控制系统、声光报警器。

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