CN117065390A - 一种连续真空结晶器液位控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种连续真空结晶器液位控制系统，包括真空结晶器(1)，所述真空结晶器的顶部设有蒸汽出口(2)，底部设有冷料液出口(3)，侧壁设有热料液入口(4)，所述冷料液出口设有与真空结晶器相连通的液位控制机构，所述液位控制机构包括一端与冷料液出口相连接的冷料液排出管(5)和套设于冷料液排出管另一端的套管(6)，所述套管的上端口与大气相通，所述套管的下端口低于冷料液排出管的出口，所述套管的管壁设有液位传感器(8)。本发明结构简单，设计巧妙，稳定性好，通过控制套管的液位实现控制真空结晶器的液位，不会造成真空结晶器内液位升至蒸汽出口而发生重大生产故障。
Description
技术领域
本发明涉及真空结晶技术领域，特别是涉及一种连续真空结晶器液位控制系统及方法。
背景技术
连续真空结晶器是一种用于连续操作的化工设备，主要用于将溶液中的溶质以晶体形式结晶出来。连续真空结晶器的工作原理为：热的料液由给料泵连续给料到真空结晶器，真空结晶器内存在极高真空，使热料液的部份水蒸发，带走热料液的热量，实现热料液降温结晶，降温后的冷料液由排料泵连续抽出。
在连续真空结晶的工艺中，真空结晶器内的液位控制是生产自动化的重要环节，对于确保结晶过程的顺利进行、产品质量的稳定和提高生产效率都是非常重要的。为了控制真空结晶器内的液位，一般是在真空结晶器内设置一个液位传感器，通过液位传感器反馈的信号，控制排料泵的抽速，从而调节结晶器的液位。在实际工艺操作中，存在以下问题：由于真空结晶器是一个高真空容器，且结晶器内的料液剧烈沸腾，产生飞沫很容易干扰液位传感器的测量精度，经常发生失控；一旦液位传感器失灵，导致真空结晶罐内的液位瞬间上升，大量飞沫和料液进入蒸汽管，造成重大生产故障。
中国专利文献上公开了“一种结晶器液位控制装置”，其公告号为CN215614937A，该通过设置电机、连接块和螺杆，达到了保证塞棒传动效率的效果，当中间罐内部的物料通过卸料口和连接管流入结晶器本体内部时，发生器发出放射源，并被接收器接受，从而达到了检测物料位于结晶器本体内部的液位的目的，检测的液位信号与给定的液位信号比较，计算出液位偏差及偏差变化率，外置的控制器进行模糊化模糊推理和决策，经过调节因子计算后，外置的控制器控制电机工作，电机带动主动轮转动，主动轮通过传动带和从动轮带动连接块转动，螺杆与螺孔发生相对移动，从而达到了带动塞棒移动的目的，保证了塞棒的移动效率，提高了对液位控制的稳定性，提高了控制精度，保证了产品质量，通过调节塞棒与卸料口之间的缝隙，达到了便于调节结晶器本体内部液位的目的，保证液位符合需要。但是，该专利的液位控制装置结构较为复杂，需要多个部件及传动系统彼此相互配合工作，容易出故障，且维修不便。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种连续真空结晶器液位控制系统及方法，用于解决现有连续真空结晶器液位控制传感器容易受到真空结晶器内的液体飞溅的影响导致精度差，液位控制失控，导致真空结晶罐内的液位瞬间上升，大量飞沫和料液进入蒸汽管，造成重大生产故障的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种连续真空结晶器液位控制系统，包括真空结晶器，所述真空结晶器的顶部设有蒸汽出口，底部设有冷料液出口，侧壁设有热料液入口，所述冷料液出口设有与真空结晶器相连通的液位控制机构，所述液位控制机构包括一端与冷料液出口相连接的冷料液排出管和套设于冷料液排出管另一端的套管，所述套管的上端口与大气相通，所述套管的下端口低于冷料液排出管的出口，以使得冷料液排出管的出口位于套管的液面以下；所述套管的管壁设有液位传感器；所述液位传感器用于检测套管的液位信息并输出信号，基于所述信号调节冷料液排出管的排液速度。
本申请的连续真空结晶器液位控制系统结构简单，设计巧妙，通过在冷料液排出管下端外部套设套管，外管与大气连通，内管插入外管的液面之下；套管的管壁设有液位传感器，通过液位传感器控制套管的液面控制真空结晶器的液位。
本申请连续真空结晶器液位控制系统的液位控制原理如下：
真空结晶器液面与套管之间的液面差所产生的压强＝大气压-真空结晶器内的绝对压强；因此，通过控制套管的液位即可以实现控制真空结晶器的液位。
由于套管是在常压下工作，不会出现物料的沸腾，是一种很稳定的工况，很容易检测与控制其液位。本申请的连续真空结晶器液位控制系统稳定性好，即使液位传感器失灵，当套管液位超出套管的管口时，冷料液也可以从管口溢出，回流到事故槽，而不会造成真空结晶器内液位升至蒸汽出口而发生重大生产故障。
优选地，所述真空结晶器的腔体通过冷料液排出管与套管相连通，形成连通结构，确保真空结晶器液位控制的精度。
优选地，所述热料液入口通过管路连接有热料液给料泵，通过控制热料液给料泵的。
优选地，所述套管的下端口连接有冷料液排出泵。
优选地，所述套管的下端口管径逐渐缩小形成有缩口结构，有利于套管内液面的快速上升，确保冷料液排出管的出口位于套管的液面以下，提高液位控制的精度。
本发明还提供了一种连续真空结晶器液位控制方法，应用于上述连续真空结晶器液位控制系统，通过控制套管的液位控制真空结晶器的液位。
优选地，通过液位传感器实时采集套管的液位信息并输出信号，根据所述信号调节冷料液排出管的排液速度，控制真空结晶器的液位。
如上所述，本发明的连续真空结晶器液位控制系统及方法具有以下有益效果：结构简单，设计巧妙，稳定性好，通过控制套管的液位实现控制真空结晶器的液位，不会造成真空结晶器内液位升至蒸汽出口而发生重大生产故障。
附图说明
图1显示为实施例的连续真空结晶器液位控制系统的结构示意图。
图2显示为图1中A处的放大图。
图3显示为对比例的连续真空结晶器的结构示意图。
附图标号说明
1 真空结晶器
2 蒸汽出口
3 冷料液出口
4 热料液入口
5 冷料液排出管
6 套管
7 液位传感器
8 热料液给料泵
9 冷料液排出泵
10 缩口结构
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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“连接”、“固定”、“设置”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，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连接。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。
实施例
如图1所示，本申请实施例提供了一种连续真空结晶器液位控制系统，包括真空结晶器1，所述真空结晶器的顶部设有蒸汽出口2，底部设有冷料液出口3，侧壁设有热料液入口4，所述冷料液出口设有与真空结晶器相连通的液位控制机构，如图2所示，所述液位控制机构包括一端与冷料液出口相连接的冷料液排出管5和套设于冷料液排出管另一端的套管6，所述套管的上端口与大气相通，所述套管的下端口低于冷料液排出管的出口，以使得冷料液排出管的出口位于套管的液面以下；所述套管的下端口管径逐渐缩小形成有缩口结构10，所述真空结晶器的腔体通过冷料液排出管与套管相连通。所述套管的管壁设有液位传感器7，所述液位传感器用于检测套管的液位信息并输出信号，基于所述信号调节冷料液排出管的排液速度。所述热料液入口通过管路连接有热料液给料泵8，所述套管的下端口连接有冷料液排出泵9。
本实施例还提供了一种基于上述系统的连续真空结晶器液位控制方法，通过控制套管的液位控制真空结晶器的液位。通过液位传感器7实时采集套管6的液位信息并输出信号，根据信号调节冷料液排出泵9的抽速，调节冷料液排出管的排液速度，控制真空结晶器的液位。冷料液排出后进入分离设备中分离出结晶产物。
在实际工艺操作中，本实施例的连续真空结晶器液位控制系统稳定性好，即使液位传感器失灵，当套管液位超出套管的管口时，冷料液也可以从管口溢出，回流到事故槽，而不会造成真空结晶器内液位升至蒸汽出口而发生重大生产故障。
对比例
如图3所示，本申请对比例采用传统的连续真空结晶器，包括真空结晶器1，所述真空结晶器的顶部设有蒸汽出口2和用于检测真空结晶器的液位信息并输出信号的液位传感器8，底部设有冷料液出口3，侧壁设有热料液入口4，所述热料液入口通过管路连接有热料液给料泵8，所述套管的下端口连接有冷料液排出泵9。
本对比例的液位控制方法如下：通过液位传感器7实时获取真空结晶器的液面信息，并输出对应的信号，根据信号调节冷料液排出泵9的抽速，从而调节真空结晶器的液位。
在实际工艺操作中，本对比例存在以下问题：由于真空结晶器是一个高真空容器，且真空结晶器内的料液剧烈沸腾，产生飞沫很容易干扰液位传感器7的液位测量精度，无法输出正确的液位信息，导致冷料液排出泵9的抽速调控不及时，导致真空结晶罐内的液位瞬间上升，大量飞沫和料液从蒸汽出口2喷出，造成重大生产故障。
综上所述，本发明结构简单，设计巧妙，稳定性好，通过控制套管的液位实现控制真空结晶器的液位，不会造成真空结晶器内液位升至蒸汽出口而发生重大生产故障。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (7)
1.一种连续真空结晶器液位控制系统，其特征在于，包括真空结晶器(1)，所述真空结晶器的顶部设有蒸汽出口(2)，底部设有冷料液出口(3)，侧壁设有热料液入口(4)，所述冷料液出口设有与真空结晶器相连通的液位控制机构，所述液位控制机构包括一端与冷料液出口相连接的冷料液排出管(5)和套设于冷料液排出管另一端的套管(6)，所述套管的上端口与大气相通，所述套管的下端口低于冷料液排出管的出口，以使得冷料液排出管的出口位于套管的液面以下；所述套管的管壁设有液位传感器(7)。
2.根据权利要求1所述的连续真空结晶器液位控制系统，其特征在于：所述真空结晶器的腔体通过冷料液排出管与套管相连通。
3.根据权利要求1所述的连续真空结晶器液位控制系统，其特征在于：所述热料液入口通过管路连接有热料液给料泵(8)。
4.根据权利要求1所述的连续真空结晶器液位控制系统，其特征在于：所述套管的下端口连接有冷料液排出泵(9)。
5.根据权利要求1所述的连续真空结晶器液位控制系统，其特征在于：所述套管的下端口管径逐渐缩小形成有缩口结构(10)。
6.一种连续真空结晶器液位控制方法，其特征在于：应用于如权利要求1～5任意一项所述的连续真空结晶器液位控制系统，通过控制套管的液位控制真空结晶器的液位。
7.根据权利要求6所述的连续真空结晶器液位控制方法，其特征在于：通过液位传感器实时采集套管的液位信息并输出信号，根据所述信号调节冷料液排出管的排液速度，控制真空结晶器的液位。
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