CN1267799C - 双联式固态化学品供料系统 - Google Patents

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Abstract

一种固态化学品供料系统最好包括两个供料容器(14、16)，该容器包括一定量的固态化学品，该化学品在浸入水时溶解以便形成液态溶液。设置储槽(12)接收用来防止腐蚀和生锈的添加化学品的液态溶液。该供料系统通过传感器(72)控制，该传感器检测液态溶液的电导率以便将液态溶液的引入从一个供料容器(14)交替转换到另一供料容器(16)。在一个容器(14、16)内的化学品用完时，所需处理将继续，并且空的容器可以更换而不中断。

Description

双联式固态化学品供料系统
技术领域
本发明总体涉及固态化学品供料系统。更特别的是，本发明涉及双联式固态化学品供料系统，该系统结合有自动能力以便当容器之一空置时将含有溶解的固态化学品的液态溶液从一个供料容器转换到另一个供料容器。
背景技术
本领域公知的是使用自动固态化学品供料分配器来分配工业和清理工艺中使用的化学品。对于工业上的应用，这种分配器机构通常用来添加化学品到锅炉系统或冷却塔中以便减少和/或消除腐蚀。开发的自动分配器用来减少或消除所需周期添加化学品到含有液态溶液的罐中的手动操作和监测。根据控制将要分配的化学品数量的方法，自动分配器通常粗分成两类：(1)时间控制分配器；(2)电导率测量分配器。
通过电导率测量控制溶液分配的方法的实例描述在授予Lehn的美国专利No.4,858,449中。Lehn披露了一种用于分配最好用于清洗工艺中的固态化学品的自动分配器。Lehn披露了一种分配器，其中容器保持一定量的可溶解固态化学品，该化学品在压力下用水喷洒以便将最终分配的化学品溶解。分配的化学品的量通过测量化学品溶液的电导率来控制。
在自动分配器已经有效地降低维护这种系统所需的手动操作量的同时，当分配器内的化学品用完时会出现问题。当供料容器内的固态化学品完全溶解时，空容器必须用装有固态化学品的新容器手动更换。如果产品用完而无人看管，存在中断该系统的化学品处理的潜在危险。这可以出现在几个小时的时间内或几天内，例如周末，其中处理化学品将不能添加在系统中。由固态化学品溶解产生的供料溶液将不能补充并很快通过水的添加来稀释，水用来保持自动分配器的溶解室内的恒定液位。没有处理将导致冷却或锅炉系统内的腐蚀和/或污染物沉积，或者严重影响使用自动固态供料分配器的任何系统内的处理程序的性能。
因此，需要改进自动固态化学品供料或分配器系统，以便防止没有化学处理对于需要连续化学处理的工业系统或类似系统所造成的严重损害。
发明内容
按照本发明的优选配置，固态化学品供料系统包括至少第一、第二供料容器，每个所述供料容器包括一定量的固态化学品，该化学品在浸入液体时溶解以便形成液态溶液。设置储槽以便容纳来自每个供料容器的液态溶液并在预定液位下保持这些液态溶液。阀系统连接在供料容器上以便控制液体个别地引入到每个供料容器内的固态化学品上。传感器通过储槽支承并与所含液态溶液连通以便检测液态溶液的给定电导率并对这种电导率的检测作出响应以产生信号。控制单元响应这种信号以便控制阀系统，从而使液体引入要不是第一供料容器就是第二供料容器上。
在本发明的特别方面，提供一种双联式固态化学品供料系统，该系统包括两个供料容器，每个容器包括一定量的固态化学品，该化学品在浸入水时溶解以便形成液态溶液。设置为每个容器供水的水源。第一阀连接在水源上以便控制水供应到所述容器之一上。第一阀通常保持在开启的位置使得水流入容器之一。第二阀连接在水源上以便控制水供应到另一容器上。第二阀通常保持在闭合位置以便防止水流入另一容器。设置用于从每个容器接收液态溶液并在预定液位下保持液态溶液的储槽。传感器通过储槽支承并与液态溶液连通以便检测液态溶液的电导率并在液态溶液的预定电导率下产生信号。控制单元响应该信号以便闭合第一阀，因此防止水流入容器之一并开启第二阀，因此使得水流入另一容器。
在本发明的另一特别方面中，供料系统包括连接在该水源上以便控制水引入到储槽的第三阀。在本发明的又一方面中，该控制单元包括第一阀和第二阀在传感器检测到液态溶液的预定电导率之后延迟一定时间启动的时间控制器。
在本发明再一特别方面中，设置用于控制供应含有溶解的化学品的液态溶液的固态供料系统中的液态溶液电导率的设备。该设备包括至少一含有一定量固态化学品的供料容器，该化学品在浸入水时溶解以便形成液态溶液。包括用于从该至少一容器接收液态溶液并在预定液位下保持液态溶液的储槽。设置水源，并且第一阀连接在水源上以便控制水供应到至少一容器。第二阀连接在水源上以便控制水供应到储槽上。在储槽内设置传感器与液态溶液连通以便检测液态溶液的电导率并在液态溶液的预定电导率下产生信号。设置控制单元，该单元响应该传感器的信号以便当电导率低于预定电导率时开启第一阀并闭合第二阀从而供应水到供料容器，并且当电导率高于预定电导率时闭合第一阀并开启第二阀从而供应水到储槽。用于控制液态溶液的电导率的设备还用于包括两个或多个供料容器的固态化学品供料系统中。当供料容器之一中的化学品用完时，控制单元在直接从水源供应清水到储槽或者供应水通过其中化学品用完的容器之间进行交替转换以便降低储槽内液态溶液的电导率。
附图说明
图1是唯一的附图，它是本发明双联式固态化学品供料系统的示意图。
具体实施方式
参考附图，图1表示按照本发明优选配置的双联式固态化学品供料分配器系统10的示意图。尽管本发明可用来从用于其他适当用途的固态化学品供料分配系统分配所需液态溶液，供料系统10对于工业工艺中锅炉和冷却塔所进行的化学处理具有特殊用途。应该进一步理解到供料系统10可用作自行运转的单元，该单元可作为连接到那些需要化学处理的系统上并从其上拆卸的独立模块以便用于工业和其他用途中。
供料系统10包括接收并保持一定量液态溶液13的储槽12，溶液含有用于处理工业生产过程或类似物中的设备的所需化学品混合物。两个分配器供料容器14、16最好如下类型，即通过检测化学品溶液的电导率来控制所分配的化学品数量。这种供料容器在授予Lehn的美国专利No.4,858,449中更完整地进行描述，该专利结合于此作为参考。
设置每个供料容器14、16以便保持一定量的用来进行特殊用途的固态化学品。这种固态化学品通常是固态、粉末或颗粒形式，并可以在例如水的液体中溶解。颗粒状的亚硫酸盐可以用来例如处理锅炉或冷却塔以便除氧、防止腐蚀。这种固态化学品通常很方便地在市场上得到。
喷嘴22和24布置在每个容器14和16内以便将压力下的水喷洒到容器14、16内的化学品上，从而溶解其中的化学品，这将进行描述。在加压的水通过喷嘴22、24供应到供料容器14、16中含有的固态化学品时，固态化学品适当溶解以便形成液态溶液，并且通过重力或适当压力输送通过排出管18、20以便用适当量的液态溶液13填充储槽12。
系统10适当连接在外部水源(未示出)上以便为系统10提供水源26。通过水源26供应的水通过闸阀28、疏水器30、双止回阀32和压力调节器34输送。闸阀28用来将系统10与主水源分开并可以闭合以维护系统。疏水器30用来防止例如盐晶或锈蚀的颗粒进入系统，并因此防止喷嘴不希望的堵塞。设置双止回阀32防止水的回流。压力调节器32用来调整压力到例如30psi的恒定压力以便在储槽底部保持恒定的水的流速和喷洒图案，这将进行描述。设置适当的压力计36以便测量系统10的水压。
水源26内的加压水流通过管道38供应到T形管件40上，该管件将加压水流分成两个方向，即通过管道42和44。供应通过管道42的加压水通过电磁阀46输送，阀46调节通过管道48进入储槽12的水流。在储槽12内布置在管道48的终端处并位于储槽12的底部12a附近的是包括多个喷射器52的歧管50。表示出三个喷射器52，应该理解到可以采用任何数量的喷射器。通过管道48和歧管50的水用来填充储槽12到适当液位，将进行描述。喷射器52还设置成使得储槽12内含有的液态溶液可以搅动，这样沉积在储槽12底部12a上的固态化学品颗粒在液态溶液13中周期循环以便于混合。
流过管道44的加压水分别通过电磁阀54和56供应到供料容器14和16。加压水通过阀54经过管道58、布置在管道58端部上的喷嘴22供应到容器14。加压水通过阀56经过管道60供应到容器16，其中喷嘴24布置在管道60的终端上。
由储槽12支承的是上液位开关62和下液位开关64。上液位开关62设置成用作报警或关断装置。如果储槽12内含有的液态溶液13上升到上开关62的位置，信号通过电路66发送到控制箱68以表示储槽12已满，阀46、54和56闭合，因此防止水进一步供应到储槽12和容器14和16内。下液位开关64以如下方式布置在储槽12内，以便确定何时液态溶液13的液位下降到某个液位之下。此时当液态溶液13下降到预定液位之下时，信号通过电路70发送到控制箱68以开启阀46，因此使得水通过管道48并通过歧管50内喷射器52流入储槽12。液态溶液13的液位还可通过开启阀54使得水通过管道58并通过容器14内的喷嘴22再通过排出管18进入储槽12或通过开启阀56使得水通过管道60并通过容器16内的喷嘴24再通过排出管20进入储槽12来增加。
传感器72布置在储槽内以便与液态溶液13适当连通并在下液位开关64的液位之下。传感器72在优选配置中是用来测量液态溶液13的电导率的类型。该传感器设定成具有选择的设定点，从而产生表示液态溶液13的电导率的信号。该设定点选择成足够大于通过管道48供应到储槽12的清水的电导率以及大于通过排出管18和20从供料容器14和16输送到储槽12的溶液的电导率。例如，如果通过排出管18和20输送的液态溶液的电导率数值在12000～15000微姆欧的等级，对于特定用途可以接受的设定点数值是10000微姆欧。应该理解到根据所涉及的化学品和所需处理，可以选择其他设定点。来自传感器72的信号通过电路74到控制箱68以便以控制液态溶液13的电导率的方式启动阀46、54和56，将在此后详细描述。
液态溶液13适当地由外部泵78通过供应管道76经过供应管道80泵送到锅炉、水塔或其他设施上。控制箱68包括与上开关62、下开关64、传感器72和电磁阀46、54和56相结合的适当传统电路以便控制供料系统10的操作。控制箱68还包括适当的传统计时电路。
已经描述了供料系统10的部件和特征，现在描述其操作。开始，储槽12由来自水源26的清水填充，其中电磁阀54在开启位置，电磁阀46和56在各自的闭合位置。水在例如30psi的适当压力下通过供应管道58和喷嘴22进入容器14并通过排出管18填充储槽12。当储槽12内的水位到达下液位开关64时，阀54闭合，因此防止任何水流进入储槽12。当上液位开关62启动，表示储槽12充满，阀46、54或56均闭合，因此保护系统不受任何不希望的溢流的影响。
当水位下降到下液位开关64的水平长达例如5秒的最短时间时，控制箱68开启电磁阀46长达例如0.5秒的简短时间使得水从水源流过歧管喷射器52从而搅动储槽12内的溶液。随后经过例如5秒的简短时间，使得传感器72读取代表性的电导率。根据储槽12内的液态溶液的电导率，适当的阀46、54或56之一长达开启例如10秒的短时间以便重新填充储槽12到达略微高于下液位开关64启动范围的水平上。如果液态溶液13的电导率低于建立的电导率设定点，例如10000微姆欧，电磁阀54将开启，而阀46和56保持闭合。如此，水将从水源26通过供料容器14内的喷嘴22供应使得溶解的化学品通过排出管18引入储槽12，从而提高储槽12内液态溶液12的电导率。如果另一方面，液态溶液13的电导率高于电导率设定点，电磁阀46开启并且阀54和56保持闭合。清水因此通过水源26通过歧管喷射器52供应到储槽12内，因此降低液态溶液13的电导率。
如上所述，供料容器14因此用作提高储槽12内的液态溶液13的电导率的主要来源。当主容器14用完其化学品供应时，在一定时间之后，液态溶液13的电导率不升高，系统10自动将主容器14转换成备用容器，并将原来的备用容器16转换成主容器。例如，如果液态溶液13的电导率低于预定设定点，电磁阀54开启而阀46和56闭合使得清水进入供料容器14。如果容器14内的化学品用完，同时阀54常开，只有水(而不是化学处理溶液)通过排出管18填充储槽12。该系统控制箱68包括传统计时电路，该电路最好在转换到备用容器16之前进行多次储槽填充循环，以便防止过早转换。例如，在备用容器16启动以提高液态溶液13的电导率之前，控制箱68内的计时电路可设定成默认时间为4小时或任何其他预定时间周期。备用容器16通过闭合常开的阀54并开启常闭的阀56同时保持阀46闭合来启动。在转换出现之后，由于在容器14内没有化学品，主容器14可用来通过阀54而不是阀46来降低液态溶液13的电导率。还应该理解到，作为选择，液态溶液13的电导率可通过开启阀46并闭合阀54和56来降低，因此使得清水供应到储槽12直到液态溶液的电导率如所需降低为止。
当系统10操作以供料容器14和16两者充满所需固态化学品来开始时，哪一个容器14或16作为主供料容器不重要。在一段时间之后，用作主容器的容器将最终用完化学品并将到达如下程度，即储槽12内的液态溶液13的电导率不能通过来自供料容器的溶液升高到电导率设定点之上。在转换到备用容器时，控制箱68将提供指示以便提供更换空的主容器的指示。类似地，在控制箱68为了更换空容器而启动时，控制箱68通过开启阀54或56进行例如10秒的短时间冲洗最初的主容器，使得最初主供料容器内的任何残留化学品将在转换到备用容器时去除。另外，在系统操作期间，该控制箱可以公知的方式编程以便同时开启所有三个电磁阀46、54和56长达例如1秒的短时间，从而保持固态化学品供料湿度，还搅动储槽12内的液态溶液13。
已经在这里描述了本发明的优选实施例，应该理解可以进行不同的变型而不超出本发明的范围。例如，本发明特别优选的配置包括两个供料容器，应该理解本发明的系统可以使用三个或更多的容器，每个容器在容器内的供料用完时自动启动。同样，测量液态溶液的电导率是控制供料的优选方式，应该理解到可以使用其他溶液特性，例如PH或氧化还原电位(ORP)。另外，水通常用作便于得到的来源，可以将其他液体和适当固态化学品结合使用，以便通过用于特别处理目的的所需液态溶液。
另外，还应该理解到，如同双联式固态化学品供料系统中描述那样，对于液态溶液的电导率进行控制，本发明考虑在使用一个或多个供料容器的其他供料系统中控制液态溶液。例如，图1所述的系统可以改型成只具有一个供料容器，例如容器14。在这种情况下，当传感器72检测到液态溶液13的电导率低于预定的电导率设定点时，阀46将闭合并且阀54将开启，因此设定水从水源26通过喷嘴22供应。这将造成溶解的化学品通过排出管18进入储槽12以便提高液态溶液13的电导率。当传感器72确定液态溶液13的电导率高于预定电导率设定点时，发送信号闭合阀54并开启阀46，因此设定清水从水源26进入储槽12，因此降低液态溶液13的电导率。此方法将继续直到供料容器14内的化学品用完并且提供新的化学品为止。
因此，这里描述的优选实施例是示例性的而没有限制含义。本发明的真实范围在所附权利要求中阐述。

Claims (23)

1.一种固态化学品供料系统，其包括：
至少第一和第二供料容器，每个供料容器包括一定量的固态化学品，该化学品在浸入液体时溶解以便形成液态溶液；
连接在供料容器上以便控制液体个别地引入在每个供料容器内的固态化学品上的阀系统；
容纳来自每个供料容器的液态溶液并在预定液位下保持这些液态溶液的储槽；
通过所述储槽支承并与所含液态溶液连通以便检测所述液态溶液的给定电导率并根据这种电导率的检测产生信号的传感器；以及
响应所述信号以便控制阀系统使所述液体的引入第一或第二供料容器中的控制单元。
2.如权利要求1所述的固态化学品供料系统，其特征在于，所述控制单元包括在所述传感器检测到所述电导率达到预定值之上/之下之后使得所述阀系统延迟一定时间启动的时间控制器。
3.如权利要求1所述的固态化学品供料系统，其特征在于，其包括第一供料容器和第二供料容器，并且其中所述阀系统包括连接在所述第一供料容器上的第一阀和连接在所述第二供料容器上的第二阀。
4.如权利要求3所述的固态化学品供料系统，其特征在于，所述供料系统包括在压力下供应液体到每个所述供料容器的源。
5.如权利要求4所述的固态化学品供料系统，其特征在于，所述液体源包括布置在所述储槽内的歧管，所述歧管包括将液体引入所述储槽的多个喷洒喷射器。
6.如权利要求5所述的固态化学品供料系统，其特征在于，其还包括第三阀，所述第三阀连接在所述液体源上以便控制液体通过所述歧管引入所述储槽。
7.如权利要求6所述的固态化学品供料系统，其特征在于，所述第一、第二和第三阀响应来自所述传感器的信号以便启动所述阀到开启或闭合位置。
8.如权利要求7所述的固态化学品供料系统，其特征在于，其还包括由所述储槽支承并与所述液态溶液连通的下液位开关，所述下液位开关在所述液态溶液的液位下降到所述预定液位之下时提供信号给所述控制单元。
9.如权利要求8所述的固态化学品供料系统，其特征在于，所述第三阀响应来自所述下液位开关的信号以便开启所述第三阀，使得液体通过所述歧管流入所述储槽。
10.如权利要求9所述的固态化学品供料系统，其特征在于，其还包括上液位开关，所述上液位开关在液态溶液上升到该上液位开关的位置时提供信号给所述第一、第二和第三阀，以便保持所有这些阀在闭合位置上，由此防止任何液体流入所述供料容器和所述储槽。
11.如权利要求1所述的固态化学品供料系统，其还包括：
供应水到每个所述供料容器的水源；
所述阀系统包括：
连接在所述水源上以便控制水供应到所述供料容器之一上的第一阀，所述第一阀通常位于常开位置，使得水流入所述供料容器的所述之一；
连接在所述水源上以便控制水供应到所述供料容器的另一个上的第二阀，所述第二阀通常位于常闭位置以便防止水流入所述供料容器的所述另一个。
12.如权利要求11所述的固态化学品供料系统，其特征在于，所述控制单元包括在所述传感器检测到所述液态溶液的电导率达到预定值之上/之下之后使得所述第一阀和所述第二阀延迟一定时间启动的时间控制器。
13.如权利要求12所述的固态化学品供料系统，其特征在于，其还包括第三阀，所述第三阀连接在所述水源上以便控制水引入所述储槽。
14.如权利要求13所述的固态化学品供料系统，其特征在于，所述水源包括布置在所述储槽内的歧管，所述歧管包括多个喷洒喷射器。
15.如权利要求14所述的固态化学品供料系统，其特征在于，其还包括上液位开关，所述上液位开关在液态溶液上升到该上液位开关的位置时提供信号给所述第一、第二和第三阀，以便保持所有这些阀在闭合位置上，由此防止任何液体流入所述供料容器和所述储槽。
16.如权利要求15所述的固态化学品供料系统，其特征在于，其还包括由所述储槽支承并与所述液态溶液连通的下液位开关，所述下液位开关在所述液态溶液的液位下降到所述预定液位之下时提供信号给所述第三阀以便开启该阀，使得水流入所述储槽。
17.如权利要求16所述的固态化学品供料系统，其特征在于，所述控制单元包括用于在开启预定时间之后闭合所述阀的时间控制器。
18.如权利要求17所述的固态化学品供料系统，其特征在于，所述第三阀响应来自所述传感器的信号以便启动所述第三阀到开启或闭合位置。
19.如权利要求18所述的固态化学品供料系统，其特征在于，所述控制单元包括用于同时开启所述第一、第二和第三阀长达预定时间的时间控制器。
20.如权利要求18所述的固态化学品供料系统，其特征在于，其还包括连接在所述水源上以便在压力下供应水到所述歧管的压力调节器。
21.如权利要求11所述的固态化学品供料系统，其特征在于，其还包括：
连接在所述水源上以便控制水供应到所述第二供料容器的第三阀，所述第三阀通过所述控制单元常闭，同时所述储槽内的所述液态溶液的电导率通过受控开启所述第一阀供应来自所述一个供料容器的液态溶液来提高。
22.如权利要求21所述的固态化学品供料系统，其特征在于，其还包括时间控制器，该控制器用于在预先选择的时间内该传感器检测所述储槽内的所述液态溶液的电导率不高于预定电导率时闭合所述第一阀并开启所述第三阀，由此表示所述一个容器内的化学品大致用完。
23.如权利要求22所述的固态化学品供料系统，其特征在于，所述控制单元响应来自所述传感器的所述储槽内的所述液态溶液的所述电导率高于预定电导率的信号，以便闭合所述第三阀并交替开启所述第一阀，从而供应水到其中一个所述化学品用完的所述供料容器，或该所述第二阀从所述水源供应水。
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