CN117463199A - 一种搅拌机设备及其温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械设备技术领域，具体公开了一种搅拌机设备及其温度控制方法，该搅拌机设备包括容器、夹套温控系统、低速搅拌框、高速分散电机、低速搅拌电机和高速分散盘，所述低速搅拌框和高速分散盘位于容器内，所述高速分散电机用于驱动所述高速分散盘将所述容器内的物料分散；所述低速搅拌电机用于驱动所述低速搅拌框将所述容器内的物料混合；所述夹套温控系统用于向所述容器的筒壁外侧输送冷却水，以对所述容器内的物料进行冷却。本发明能够控制物料温度不超过限制温度，实时监控物料温度、冷却介质温度、流量、压力信息，辅助支持控温，限制主要发热功率（高速分散电机），达到降温的目的。

Description

一种搅拌机设备及其温度控制方法

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，更具体地，涉及一种搅拌机设备及一种搅拌机设备的温度控制方法。

背景技术

申请公布号为“CN115193088A”的专利，涉及的设备是一种硝酸钾连续结晶装置。在结晶器中，结晶液要求温度控制在37±1℃。为了维持这个温度要求，需要有一些连锁来进行温度控制。

实际使用：装置配置有一个带搅拌电机的灭晶配制罐，进料温度为70℃的溶液，通过灭晶配制罐的进料管进入到灭晶配制罐，进料管上配置有进料电磁阀。灭晶配制罐下方有出料管，通过出料电磁阀控制管路开闭。出料管连接到下循环泵，下循环泵通过下循环管将物料输送至结晶器本体，在输送中，物料会经过换热器进行冷却，换热器配置有冷却水进出口，冷却水出水口带电磁阀控制开关。结晶体本体有溢流口，物料过多溢流至灭晶配料罐。结晶体本体上方有上循环泵，循环泵出口连接至换热器。灭晶配制罐和结晶本体都带有温度传感器。

具体实现温控的方法：在灭晶配料罐中温度控制在42±1℃，当混合料液温度高于42±1℃时，下循环泵电机转速为1200-1500rpm，或间隙关闭进料电磁阀或减少进料电磁阀的流量。当混合料液温度低于42±1℃时，下循环泵电机转速为800-1000rpm，或间隙关闭进料电磁阀或减少进料电磁阀的流量。在换热器中，通过冷却水本身的温度及冷却水出口电磁阀控制换热器输出口温度比结晶液温度低2-3℃，当输出口温度比结晶液温度低于3℃时，升高冷却水本身的温度，或减少冷却水出口电磁阀的输出流量，当输出口温度比结晶液温度高或只低于1℃时，降低冷却水本身的温度。

在结晶器中，结晶液温度控制在37±1℃，当结晶液温度高于37±1℃时，上循环泵电机转速为1200-1400rpm，当结晶液温度低于37±1℃时，上循环泵电机转速为600-850rpm。

问题和缺点：

1、需要不断地升高或降低冷却水的温度来确保换热器输出口温度。这个方法控温精度差，在物料经过换热器时，换热时间短，存在换热不均匀，通过输出口温度控制，无法改变已经经过物料的温度；

2、灭晶配制罐和结晶本体，是调节循环泵转速或调节电磁阀流量来实现温控。流量通过控制流量不是一个直接控制温度的最佳方法，需要配合改变介质温度来实现，否则会存在受热不均的情况，可能安装温度传感器的位置与罐内其他部位的存在较大温差，控温效果差；

3、整个系统结构复杂，元器件较多，整个工艺过程中，一个元器件出现故障，就会导致整个换热系统无法使用。增加了停机时间，降低生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种搅拌机设备及一种搅拌机设备的温度控制方法，能够控制物料温度不超过限制温度，实时监控物料温度、冷却介质温度、流量、压力信息，辅助支持控温，限制主要发热功率（高速分散电机），达到降温的目的。

作为本发明的第一个方面，提供一种搅拌机设备，包括容器、夹套温控系统、低速搅拌框、高速分散电机、低速搅拌电机和高速分散盘，所述低速搅拌框和高速分散盘位于容器内，所述高速分散电机用于驱动所述高速分散盘将所述容器内的物料分散；所述低速搅拌电机用于驱动所述低速搅拌框将所述容器内的物料混合；所述夹套温控系统用于向所述容器的筒壁外侧输送冷却水，以对所述容器内的物料进行冷却。

作为本发明的进一步改进，所述容器的筒壁外侧盘旋设置有夹套导流板，所述夹套导流板的两端分别设置有夹套进水口和夹套出水口，所述夹套温控系统包括冷却水入口管路和冷却水出口管路，所述冷却水入口管路的进水端通入冷却水，所述冷却水入口管路的出水端连接所述夹套进水口，所述夹套出水口连接所述冷却水出口管路的进水端，所述冷却水出口管路的出水端输出冷却水；

冷却水由所述冷却水入口管路的进水端流入所述冷却水入口管路内部后，通过所述冷却水入口管路的出水端进入所述容器的夹套进水口，然后冷却水顺着所述夹套导流板螺旋上升，螺旋上升的冷却水从所述夹套出水口流出后通过所述冷却水出口管路的进水端进入所述冷却水出口管路内部，最后通过所述冷却水出口管路的出水端流出，以实现对所述容器内的物料进行冷却。

作为本发明的进一步改进，所述容器上安装有测温仪，所述测温仪用于测量所述容器内的物料温度。

作为本发明的进一步改进，所述冷却水入口管路的进水端处设置有自动阀，所述冷却水入口管路上分别设置有流量传感器和压力传感器，所述流量传感器用于检测冷却水入口管路内冷却水的流量和温度，所述压力传感器用于检测冷却水入口管路内冷却水的压力，所述冷却水出口管路上设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测冷却水出口管路内冷却水的温度。

作为本发明的第二个方面，提供一种搅拌机设备的温度控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：搅拌机设备开始运行，PLC控制器控制低速搅拌电机开启和高速分散电机开启，同时控制夹套温控系统开始运行；

步骤S2：PLC控制器控制自动阀打开，若PLC控制器未接收到自动阀反馈的打开到位信号，则报警，排除故障后再打开所述自动阀；

步骤S3：若PLC控制器接收到自动阀反馈的打开到位信号，PLC控制器控制压力传感器检测冷却水入口管路内冷却水的压力值，若压力值超过第一设定值，则报警，并关闭自动阀；

步骤S4：若冷却水入口管路内冷却水的压力值未超过所述第一设定值，PLC控制器控制流量传感器检测冷却水入口管路内冷却水的流量值和温度值，若冷却水入口管路内冷却水的流量值低于第二设定值或冷却水入口管路内冷却水的温度值高于第三设定值时，则报警；

步骤S5：若冷却水入口管路内冷却水的流量值不低于第二设定值和冷却水入口管路内冷却水的温度值不高于第三设定值时，PLC控制器控制温度传感器检测冷却水出口管路内冷却水的温度值，若冷却水出口管路内冷却水的温度值低于第四设定值时，则报警；

步骤S6：若冷却水出口管路内冷却水的温度值不低于第四设定值时，PLC控制器控制测温仪检测容器内物料的温度值，若容器内物料的温度值大于第五设定值时，则报警，并关闭高速分散电机，将低速搅拌电机的转速降低，此时容器内物料的温度值降低；当容器内物料的温度值降低至第六设定值时，允许重新启动高速分散电机，并取消低速搅拌电机的转速限制；

步骤S7：若容器内物料的温度值不大于第五设定值时，则控制搅拌机设备停止运行，结束。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、控制物料温度不超过限制温度；

2、实时监控物料温度、冷却介质温度、流量、压力信息，辅助支持控温；

3、限制主要发热功率（高速分散电机），达到降温的目的。

附图说明

图1为本发明提供的搅拌机设备的结构示意图。

图2为本发明提供的容器的筒壁外侧结构示意图。

图3为本发明提供的夹套温控系统的结构示意图。

图4为本发明提供的搅拌机设备的温度控制方法的流程图。

附图标记说明：1—容器；2—夹套温控系统；3—低速搅拌框；4—高速分散电机；5—低速搅拌电机；6—高速分散盘；11—夹套进水口；12—夹套导流板；13—夹套出水口；14—测温仪；21—冷却水入口管路；22—冷却水出口管路；21-1—流量传感器；21-2—压力传感器；21-3—自动阀；22-1—温度传感器。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，“包括”和“具有”等类似术语，是指除了已经在“包括”和“具有”中所罗列的那些内容以外，还可以“包括”和“具有”其它尚未罗列的内容；例如，可以包含一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备，不必限于已经清楚地列出的那些步骤或单元，而是可以包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

由于图纸角度问题，可能有部分部件未画出，但其位置及连接关系可以根据文字表达部分理解。

如图1所示，本发明是一种搅拌机设备，包括容器1、夹套温控系统2、低速搅拌框3、高速分散电机4、低速搅拌电机5和高速分散盘6，所述低速搅拌框3和高速分散盘6位于容器1内，所述高速分散电机4用于驱动所述高速分散盘6将所述容器1内的物料分散；所述低速搅拌电机5用于驱动所述低速搅拌框3将所述容器1内的物料混合；所述夹套温控系统2用于向所述容器1的筒壁外侧输送冷却水，以对所述容器1内的物料进行冷却。

具体地，如图2-3所示，所述容器1的筒壁外侧盘旋设置有夹套导流板12，所述夹套导流板12的两端分别设置有夹套进水口11和夹套出水口13，所述夹套温控系统2包括冷却水入口管路21和冷却水出口管路22，所述冷却水入口管路21的进水端通入冷却水，所述冷却水入口管路21的出水端连接所述夹套进水口11，所述夹套出水口13连接所述冷却水出口管路22的进水端，所述冷却水出口管路22的出水端输出冷却水；

冷却水由所述冷却水入口管路21的进水端流入所述冷却水入口管路21内部后，通过所述冷却水入口管路21的出水端进入所述容器1的夹套进水口11，然后冷却水顺着所述夹套导流板12螺旋上升，冷却水螺旋上升的方向与物料在容器1中旋转的方向相反，螺旋上升的冷却水从所述夹套出水口13流出后通过所述冷却水出口管路22的进水端进入所述冷却水出口管路22内部，最后通过所述冷却水出口管路22的出水端流出，以实现对所述容器1内的物料进行冷却。

具体地，如图2所示，所述容器1上安装有测温仪14，所述测温仪14用于测量所述容器1内的物料温度，依次来进行温控连锁控制。

具体地，如图3所示，所述冷却水入口管路21的进水端处设置有自动阀21-3，所述冷却水入口管路21上分别设置有流量传感器21-1和压力传感器21-2，所述流量传感器21-1用于检测冷却水入口管路21内冷却水的流量和温度，所述压力传感器21-2用于检测冷却水入口管路21内冷却水的压力，所述冷却水出口管路22上设置有温度传感器22-1，所述温度传感器22-1用于检测冷却水出口管路22内冷却水的温度。

如图4所示，在本实施例中还提供了一种搅拌机设备的温度控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：搅拌机设备开始运行，设定好转速、时间等工艺参数，PLC控制器控制低速搅拌电机5开启和高速分散电机4开启，同时控制夹套温控系统2开始运行；

步骤S2：PLC控制器控制自动阀21-3打开，经过一定时间后（例如3s），若PLC控制器未接收到自动阀21-3反馈的打开到位信号，则报警，排除故障后再打开所述自动阀21-3；

步骤S3：若PLC控制器接收到自动阀21-3反馈的打开到位信号，PLC控制器控制压力传感器21-2检测冷却水入口管路21内冷却水的压力值，若压力值超过第一设定值（例如第一设定值为0.55MPa），则报警，并关闭自动阀21-3，以保护容器1不会损坏；

步骤S4：若冷却水入口管路21内冷却水的压力值未超过所述第一设定值，PLC控制器控制流量传感器21-1检测冷却水入口管路21内冷却水的流量值和温度值，若冷却水入口管路21内冷却水的流量值低于第二设定值（例如第二设定值为220L/min）或冷却水入口管路21内冷却水的温度值高于第三设定值（例如第三设定值为10℃）时，则报警，防止冷却水不满足换热需要；

步骤S5：若冷却水入口管路21内冷却水的流量值不低于第二设定值和冷却水入口管路21内冷却水的温度值不高于第三设定值时，PLC控制器控制温度传感器22-1检测冷却水出口管路22内冷却水的温度值，若冷却水出口管路22内冷却水的温度值低于第四设定值（例如第四设定值为10℃）时，则报警，说明夹套导流板12中存在串流，没有达到换热的目的；

步骤S6：若冷却水出口管路22内冷却水的温度值不低于第四设定值时，PLC控制器控制测温仪14检测容器1内物料的温度值，若容器1内物料的温度值大于第五设定值（例如第五设定值为60℃）时，则报警，并关闭高速分散电机4，将低速搅拌电机5的转速降低（例如把低速搅拌电机5限制到5RPM转速），防止容器1的内物料沉降，此时容器1内物料的温度值降低；当容器1内物料的温度值降低至第六设定值（例如第六设定值为50℃）时，允许重新启动高速分散电机4，并取消低速搅拌电机5的转速限制；

步骤S7：若容器1内物料的温度值不大于第五设定值时，则控制搅拌机设备停止运行，结束。

本发明提供的一种搅拌机设备的温度控制方法，通过夹套冷却水温度多重检测，安全性和可靠性更高。容器1中装有需要混合的物料，高速分散盘6高速旋转，与容器1中的物料摩擦，会产生高温，物料温度过高时，会关闭高速分散电机4，切断热源。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种搅拌机设备，其特征在于，包括容器（1）、夹套温控系统（2）、低速搅拌框（3）、高速分散电机（4）、低速搅拌电机（5）和高速分散盘（6），所述低速搅拌框（3）和高速分散盘（6）位于容器（1）内，所述高速分散电机（4）用于驱动所述高速分散盘（6）将所述容器（1）内的物料分散；所述低速搅拌电机（5）用于驱动所述低速搅拌框（3）将所述容器（1）内的物料混合；所述夹套温控系统（2）用于向所述容器（1）的筒壁外侧输送冷却水，以对所述容器（1）内的物料进行冷却。

2.如权利要求1所述的搅拌机设备，其特征在于，所述容器（1）的筒壁外侧盘旋设置有夹套导流板（12），所述夹套导流板（12）的两端分别设置有夹套进水口（11）和夹套出水口（13），所述夹套温控系统（2）包括冷却水入口管路（21）和冷却水出口管路（22），所述冷却水入口管路（21）的进水端通入冷却水，所述冷却水入口管路（21）的出水端连接所述夹套进水口（11），所述夹套出水口（13）连接所述冷却水出口管路（22）的进水端，所述冷却水出口管路（22）的出水端输出冷却水；

冷却水由所述冷却水入口管路（21）的进水端流入所述冷却水入口管路（21）内部后，通过所述冷却水入口管路（21）的出水端进入所述容器（1）的夹套进水口（11），然后冷却水顺着所述夹套导流板（12）螺旋上升，螺旋上升的冷却水从所述夹套出水口（13）流出后通过所述冷却水出口管路（22）的进水端进入所述冷却水出口管路（22）内部，最后通过所述冷却水出口管路（22）的出水端流出，以实现对所述容器（1）内的物料进行冷却。

3.如权利要求1所述的搅拌机设备，其特征在于，所述容器（1）上安装有测温仪（14），所述测温仪（14）用于测量所述容器（1）内的物料温度。

4.如权利要求2所述的搅拌机设备，其特征在于，所述冷却水入口管路（21）的进水端处设置有自动阀（21-3），所述冷却水入口管路（21）上分别设置有流量传感器（21-1）和压力传感器（21-2），所述流量传感器（21-1）用于检测冷却水入口管路（21）内冷却水的流量和温度，所述压力传感器（21-2）用于检测冷却水入口管路（21）内冷却水的压力，所述冷却水出口管路（22）上设置有温度传感器（22-1），所述温度传感器（22-1）用于检测冷却水出口管路（22）内冷却水的温度。

5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的搅拌机设备的温度控制方法，其特征在于，所述搅拌机设备的温度控制方法包括如下步骤：

步骤S1：搅拌机设备开始运行，PLC控制器控制低速搅拌电机（5）开启和高速分散电机（4）开启，同时控制夹套温控系统（2）开始运行；

步骤S2：PLC控制器控制自动阀（21-3）打开，若PLC控制器未接收到自动阀（21-3）反馈的打开到位信号，则报警，排除故障后再打开所述自动阀（21-3）；

步骤S3：若PLC控制器接收到自动阀（21-3）反馈的打开到位信号，PLC控制器控制压力传感器（21-2）检测冷却水入口管路（21）内冷却水的压力值，若压力值超过第一设定值，则报警，并关闭自动阀（21-3）；

步骤S4：若冷却水入口管路（21）内冷却水的压力值未超过所述第一设定值，PLC控制器控制流量传感器（21-1）检测冷却水入口管路（21）内冷却水的流量值和温度值，若冷却水入口管路（21）内冷却水的流量值低于第二设定值或冷却水入口管路（21）内冷却水的温度值高于第三设定值时，则报警；

步骤S5：若冷却水入口管路（21）内冷却水的流量值不低于第二设定值和冷却水入口管路（21）内冷却水的温度值不高于第三设定值时，PLC控制器控制温度传感器（22-1）检测冷却水出口管路（22）内冷却水的温度值，若冷却水出口管路（22）内冷却水的温度值低于第四设定值时，则报警；

步骤S6：若冷却水出口管路（22）内冷却水的温度值不低于第四设定值时，PLC控制器控制测温仪（14）检测容器（1）内物料的温度值，若容器（1）内物料的温度值大于第五设定值时，则报警，并关闭高速分散电机（4），将低速搅拌电机（5）的转速降低，此时容器（1）内物料的温度值降低；当容器（1）内物料的温度值降低至第六设定值时，允许重新启动高速分散电机（4），并取消低速搅拌电机（5）的转速限制；

步骤S7：若容器（1）内物料的温度值不大于第五设定值时，则控制搅拌机设备停止运行，结束。