CN113976036A - 一种自动配料装置和自动配料方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动配料装置和配料方法，所述装置包括原料液储存槽、原料液计量泵、溶剂槽、溶剂计量泵、预配槽、配制循环泵、在线密度计、液位计和自动控制系统，原料液储存槽和溶剂槽分别通过管道与预配槽连通，原料液计量泵设置于原料液储存槽和预配槽间的管道上，溶剂计量泵设于溶剂槽与预配槽间的管道上；预配槽上设置有液位计和循环管道，配制循环泵和在线密度计设于循环管道上；自动控制系统与原料液计量泵、溶剂计量泵、配制循环泵、液位计和在线密度计信号连接。本发明摆脱繁重过程测量，利用流量计反馈实时纠正，后期使用PID控制系统，密度计为在线测量设备，精确控制溶剂的流量增减，微调溶液密度，从而反推得到合适浓度的溶液。

Description

一种自动配料装置和自动配料方法

技术领域

本发明涉及溶液自动配制领域，具体涉及一种自动配料装置和自动配料方法。

背景技术

在化工生产采用共沉淀法合成固体时，反应物料需要配制到一定的浓度，添加稳定比例的添加剂，才能稳定的合成。这其中配制液浓度的稳定，添加剂稳定比例的添加，是后续颗粒成型理化数据的基础。

做到配制液浓度稳定，添加剂按比例添加，这些按照目前的方法比较有难度，人工配制往往因为人为因素，配制时浓度波动较大，浓度高了加溶剂，浓度低了加溶质，往复循环很难达到需要的浓度，因体积波动大，添加剂的计算添加也不稳定，甚至会出现忘记添加的情况发生。自动配制也只是按照固定溶液比，后期还需要不断的调节，然后计算配制体积，按照比例添加。两种现有方式缺点都比较明显。因此，需要一种更加智能和精密的配料设备来满足实际生产中自动配料的需求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明公开了一种自动配料装置和自动配料方法，具体包括以下内容：

一种自动配料装置，其特征在于，包括至少一个原料液储存槽、至少一个原料液计量泵、溶剂槽、溶剂计量泵、预配槽、配制循环泵、在线密度计、液位计和自动控制系统，所述原料液储存槽和溶剂槽分别通过管道与预配槽连通，所述原料液计量泵设置于原料液储存槽和预配槽之间的管道上，所述溶剂计量泵设置于溶剂槽与预配槽之间的管道上；所述预配槽上设置有液位计和循环管道，所述配制循环泵和在线密度计设置于循环管道上；所述自动控制系统分别与原料液计量泵、溶剂计量泵、配制循环泵、液位计和在线密度计信号连接。

具体地，还包括预配搅拌装置，所述预配搅拌装置设置于预配槽内部。

具体地，还包括配制循环泵、配制放量槽和添加剂计量槽，所述配制放量槽与预配槽通过管道连接，所述配制循环泵设置于配制放量槽与预配槽之间的管道上；所述添加剂计量槽与配制放量槽连通；所述配制循环泵、添加剂计量槽分别与自动控制系统信号连通。

具体地，还包括配制搅拌装置，所述配制搅拌装置设置于预配槽内部。

具体地，所述原料液储存槽和预配槽之间的管道上还设置有原料液流量计；所述溶剂槽与预配槽之间的管道上还设置有溶剂流量计；所述配制放量槽与预配槽之间的管道上还设置有配制流量计；所述原料液流量计、溶剂流量计和配制流量计分别与自动控制系统信号连接。

一种利用自动配料装置进行自动配料的方法，包括以下步骤：

(1)测量原料液的浓度，根据所需要配置的溶液浓度C计算原料液与溶剂的投加比例A；

(2)控制原料液计量泵和溶剂计量泵按照比例A向预配槽中输送原料液和溶剂，液位计实时监控预配槽中的液位，并将液位信息传输到自动控制系统；

(3)当液位计检测到液位到达预设值B时，自动控制系统控制开启配制循环泵，在线密度计检测经过循环管道的溶液密度，并将溶液密度信息输送到自动控制系统；

(4)自动控制系统根据所测溶液密度信息和所需配制的溶液浓度C对溶剂计量泵的流量进行实时调节，使溶液浓度达到并稳定在C；

(5)当溶液浓度稳定在C且预配槽中的液位达到预设值D时，自动控制系统控制原料液计量泵、溶剂计量泵和配制循环泵停止工作，配料结束。

具体地，还包括：

(6)配料结束后，自动控制系统控制配制计量泵向配制放量槽中输送溶液，当输送溶液的量达到预设值E时，停止输送；

(7)自动控制系统根据输送溶液的量E计算所需添加的添加剂的量F，并控制添加剂计量槽向配制放量槽中输送剂量为F的添加剂。

本发明的有益效果：本发明采用PLC自动控制系统对配料过程进行控制和调节，同时利用在线密度计在线测量溶液的密度，微调原料液和溶剂的进料量，精准修正溶液浓度至合适的比重，从而得到符合合成工艺要求标准浓度的溶液，不仅增加了配制的精确度，同时先进的配制工艺流量，配合在线监测、测量设备，完全可以实行一键配制，操作简单，适合工业化大规模应用。

附图说明

图1为本发明公开的自动配料装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

一种自动配料装置，包括至少一个原料液储存槽1、至少一个原料液计量泵2、溶剂槽4、溶剂计量泵5、预配槽13、配制循环泵8、在线密度计7、液位计9和自动控制系统，所述原料液储存槽1和溶剂槽4分别通过管道与预配槽13连通，所述原料液计量泵2设置于原料液储存槽1和预配槽13之间的管道上，所述溶剂计量泵5设置于溶剂槽4与预配槽13之间的管道上；所述预配槽13上设置有液位计9和循环管道，所述配制循环泵8和在线密度计7设置于循环管道上；所述自动控制系统分别与原料液计量泵2、溶剂计量泵5、配制循环泵8、液位计9和在线密度计7信号连接；所述自动控制系统包括参数输入端、数据接收模块、数据分析模块和信号发送模块，所述参数输入端用于输入各个需要预先设定的参数值，并将参数值传输到数据分析模块；所述数据接收模块用于接收来自各设备的实时信号，并将信号传输到数据分析模块；所述数据分析模块用于对输入的参数和接收的监测数据进行分析，得到相应的指令，并将指令信号传输给信号发送模块；所述信号发送模块用于将指令信号传输到对应的设备，控制各个设备的运行。

在本发明的一个实施例中，还包括预配搅拌装置，所述预配搅拌装置设置于预配槽13内部。

在本发明的一个实施例中，还包括配制循环泵10、配制放量槽14和添加剂计量槽12，所述配制放量槽14与预配槽13通过管道连接，所述配制循环泵10设置于配制放量槽14与预配槽13之间的管道上；所述添加剂计量槽12与配制放量槽14连通；所述配制循环泵10、添加剂计量槽12分别与自动控制系统信号连通。

在本发明的一个实施例中，还包括配制搅拌装置，所述配制搅拌装置设置于预配槽14内部。

在本发明的一个实施例中，所述原料液储存槽1和预配槽13之间的管道上还设置有原料液流量计3；所述溶剂槽4与预配槽13之间的管道上还设置有溶剂流量计6；所述配制放量槽14与预配槽13之间的管道上还设置有配制流量计11；所述原料液流量计3、溶剂流量计6和配制流量计11分别与自动控制系统信号连接。

一种利用权利要求3所述的自动配料装置进行自动配料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)测量原料液的浓度，根据所需要配置的溶液浓度C计算原料液与溶剂的投加比例A；

(2)控制原料液计量泵2和溶剂计量泵5按照比例A向预配槽13中输送原料液和溶剂，液位计9实时监控预配槽13中的液位，并将液位信息传输到自动控制系统；

(3)当液位计9检测到液位到达预设值B时，自动控制系统控制开启配制循环泵8，在线密度计7检测经过循环管道的溶液密度，并将溶液密度信息输送到自动控制系统；

(4)自动控制系统根据所测溶液密度信息和所需配制的溶液浓度C对溶剂计量泵5的流量进行实时调节，使溶液浓度达到并稳定在C；

(5)当溶液浓度稳定在C且预配槽13中的液位达到预设值D时，自动控制系统控制原料液计量泵2、溶剂计量泵5和配制循环泵8停止工作，配料结束。

在本发明的一个实施例中，所述配料方法还包括：

(6)配料结束后，自动控制系统控制配制计量泵11向配制放量槽14中输送溶液，当输送溶液的量达到预设值E时，停止输送；

(7)自动控制系统根据输送溶液的量E计算所需添加的添加剂的量F，并控制添加剂计量槽12向配制放量槽14中输送剂量为F的添加剂。

本发明中所使用的在线密度计的精度达到0.1％，使密度测量范围达到±0.001单位。所述在线密度计，单独安装循环取样装置，使溶液流速符合密度计的流速要求0.5M/S。

本发明自动控制系统利用PID控制方式控制原料液的流量，使溶液的密度达到指定的值，从而精确得到合适浓度的配制液。

本发明公开的自动配料装置和自动配料方法可用来配制氯化钴溶液，当配制氯化钴溶液时，原料液储存槽的个数为一个，原料液位高浓度氯化钴溶液，溶剂为去纯水，高纯钴液中钴浓度≥130g/L；纯水为电导率小于等于≤50us/cm。与现有技术相比，本发明摆脱繁重过程测量，配合钴液与水计量运行，利用质量流量计反馈实时纠正，后期使用PID控制系统，密度计为在线测量设备，精确控制水的流量增减，微调溶液密度，从而反推得到合适浓度的溶液。PLC系统统计并计算出添加剂的量，然后控制添加剂添加设备，精确添加。整个过程自动化流程化，且配制精确度很高。

此外，本发明公开的自动配料装置和自动配料方法还可以用来配制氯化钠溶液、氯化钙溶液等其他溶液，原料液储存槽、原料液计量泵和原料液流量计等相关装置的数量可以根据实际需要进行调节。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“内”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申请和简化描述，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申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种自动配料装置，其特征在于，包括至少一个原料液储存槽、至少一个原料液计量泵、溶剂槽、溶剂计量泵、预配槽、配制循环泵、在线密度计、液位计和自动控制系统，所述原料液储存槽和溶剂槽分别通过管道与预配槽连通，所述原料液计量泵设置于原料液储存槽和预配槽之间的管道上，所述溶剂计量泵设置于溶剂槽与预配槽之间的管道上；所述预配槽上设置有液位计和循环管道，所述配制循环泵和在线密度计设置于循环管道上；所述自动控制系统分别与原料液计量泵、溶剂计量泵、配制循环泵、液位计和在线密度计信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种自动配料装置，其特征在于，还包括预配搅拌装置，所述预配搅拌装置设置于预配槽内部。

3.根据权利要求1所述的一种自动配料装置，其特征在于，还包括配制循环泵、配制放量槽和添加剂计量槽，所述配制放量槽与预配槽通过管道连接，所述配制循环泵设置于配制放量槽与预配槽之间的管道上；所述添加剂计量槽与配制放量槽连通；所述配制循环泵、添加剂计量槽分别与自动控制系统信号连通。

4.根据权利要求3所述的一种自动配料装置，其特征在于，还包括配制搅拌装置，所述配制搅拌装置设置于预配槽内部。

5.根据权利要求1-4所述的任一种自动配料装置，其特征在于，所述原料液储存槽和预配槽之间的管道上还设置有原料液流量计；所述溶剂槽与预配槽之间的管道上还设置有溶剂流量计；所述配制放量槽与预配槽之间的管道上还设置有配制流量计；所述原料液流量计、溶剂流量计和配制流量计分别与自动控制系统信号连接。

6.一种利用权利要求3所述的自动配料装置进行自动配料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)测量原料液的浓度，根据所需要配置的溶液浓度C计算原料液与溶剂的投加比例A；

(2)控制原料液计量泵和溶剂计量泵按照比例A向预配槽中输送原料液和溶剂，液位计实时监控预配槽中的液位，并将液位信息传输到自动控制系统；

(3)当液位计检测到预配槽的液位到达预设值B时，自动控制系统控制开启配制循环泵，在线密度计检测经过循环管道的溶液密度，并将溶液密度信息输送到自动控制系统；

(4)自动控制系统根据所测溶液密度信息和所需配制的溶液浓度C对溶剂计量泵的流量进行实时调节，使溶液浓度达到并稳定在C；

(5)当溶液浓度稳定在C且预配槽中的液位达到预设值D时，自动控制系统控制原料液计量泵、溶剂计量泵和配制循环泵停止工作，配料结束。

7.根据权利要求6所述的一种自动配料的方法，其特征在于，还包括：

(6)配料结束后，自动控制系统控制配制计量泵向配制放量槽中输送溶液，当输送溶液的量达到预设值E时，停止输送；

(7)自动控制系统根据输送溶液的量E计算所需添加的添加剂的量F，并控制添加剂计量槽向配制放量槽中输送剂量为F的添加剂。

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