CN202741255U - 一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，具有PLC、主变频器、辅变频器、加药泵变频器、进料泵变频器、卧螺离心机和触摸屏；主变频器、辅变频器、加药泵变频器和进料泵变频器均与PLC双向连接，主变频器的输出端接主电机的输入端；主电机的输出端与卧螺离心机的转鼓连接；辅变频器的输出端接辅电机的输入端；辅电机的输出端与卧螺离心机的螺旋推料器连接；卧螺离心机具有至少一台；触摸屏通过数据线与PLC连接；触摸屏上具有对应卧螺离心机的分离因数、转鼓转速和差转速的显示块和设定按钮；本实用新型可以分别设定对应卧螺离心机的分离因数值或者转速值，保证多台卧螺离心机的分离因数的准确性。

Description

一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种离心机控制系统，特别是涉及一种设定分离因素的新型离心机控制系统。

背景技术

卧螺离心机是卧式螺旋沉降离心机的简称，也是一种卧式螺旋卸料、连续操作的沉降设备。其工作原理为：转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，物料由进料管连续引入输料螺旋内筒，加速后进入转鼓，在离心力场作用下，较重的固相物沉积在转鼓壁上形成沉渣层；输料螺旋将沉积的固相物连续不断地推至转鼓锥端，经排渣口排出机外；较轻的液相物则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出机外；本机能在全速运转下，连续进料、分离、和卸料；具有结构紧凑、连续操作、运转平稳、适应性强、生产能力大、维修方便等特点；适合分离固液密度差大于0.05g/cm3，固相物粒度大于0.005mm，浓度范围为2-40%的悬浮液；广泛用于化工、轻工、制药、食品、环保等行业。

近年来，卧螺离心机已经成为城市污水处理的重要设备之一，其控制系统是卧螺离心机的重要组成部分，先进的卧螺离心机控制系统的具备高自动化和高自适应能力，友好的UI界面使得用户操作更简单方便，完善的控制逻辑关系设计降低了对操作者的专业能力要求，连锁保护减少了误操作对机器带来的损害，实时监测和超限告警则更好的延长了机器的使用寿命。传统的双电机双变频卧螺离心机电气控制系统中，用户通过设定主电机频率来设定转鼓的转速，然而，使用用户对变频器频率的较为生疏，一旦物料种类和性质发生变化，只能通过不断的尝试来修正频率值使卧螺离心机获得较好的处理效果和处理量，这样就造成了卧螺离心机调试的较强专业性。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种结构简单、操作方便的一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统。

实现本实用新型目的的技术方案是：一种设定分离因素的新型一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，具有PLC、主变频器、辅变频器、加药泵变频器、进料泵变频器、卧螺离心机和触摸屏；所述主变频器、辅变频器、加药泵变频器和进料泵变频器均与PLC双向连接，主变频器的输出端接主电机的输入端；所述主电机的输出端与卧螺离心机的转鼓连接；所述辅变频器的输出端接辅电机的输入端；所述辅电机的输出端与卧螺离心机的螺旋推料器连接；所述卧螺离心机具有至少一台；所述触摸屏通过数据线与PLC连接；所述触摸屏上具有对应卧螺离心机的分离因数、转鼓转速和差转速的显示块和设定按钮。

上述技术方案还具有供水电磁阀；所述供水电磁阀的输入端接PLC的输出端。

上述技术方案还具有温度传感器；所述温度传感器的输出端接PLC的输入端。

上述技术方案所述温度传感器包括大端轴承温度传感器和小端轴承温度传感器；所述大端轴承温度传感器和小端轴承温度传感器分别对应卧螺离心机的大端轴承和小端轴承设置。

上述技术方案还具有振动烈度传感器；所述振动烈度传感器对应卧螺离心机设置，振动烈度传感器的输出端接PLC的输入端。

上述技术方案还具有扭矩传感器；所述扭矩传感器对应卧螺离心机的螺旋推料器设置，扭矩传感器的输出端接PLC的输入端。

上述技术方案还具有进料流量计；所述进料流量计的输出端接PLC的输入端，进料流量计的输入端接进料泵的输出端。

上述技术方案还具有加药流量计；所述加药流量计的输出端接PLC的输入端，加药流量计的输入端接加药泵的输出端。

上述技术方案还具有声光报警器；所述声光报警器的输入端接PLC的输出端。

上述技术方案所述触摸屏上还具有加药量、进料浓度的设定按钮，供水电磁阀的开关按钮，大端轴承温度、小端轴承温度、振动烈度、螺旋推料扭矩、主变频器电流、辅变频器电流与告警的显示块。

采用上述技术方案后，本实用新型具有以下积极的效果：

（1）本实用新型对于绝大多数化工制药厂商、粮食深加工企业，他们对所分离物料的分离因数熟悉了解，调整分离因数相对于调整变频器频率来说更简单易行，降低了操作的复杂程度；对于工业污泥处理和生活污泥处理的用户对分离因数不了解，则可以采用直接设定转速的方式来调节转速来控制卧螺离心机的主电机工作；同时，对于复杂混合液的处理，用户一般是通过对小样和中样进行实验测试，直接把测试成功的分离因数值输入卧螺离心机的主变频设定值，即可获得预计的分离效果。

（2）本实用新型以PLC为控制核心，用户根据需求手动输入分离因数值或者转速值，系统程序根据该值推算出主变频器工作频率；若系统中离心机组内有多台转鼓直径不同的卧螺离心机组成，则可以分别设定，以保证不同卧螺离心机的分离因数的准确性。

（3）本实用新型还具有供水电磁阀；供水电磁阀的输入端接PLC的输出端；供水电磁阀可以自动控制供水的开关，实现自动冲洗功能。

（4）本实用新型还具有温度传感器；所述温度传感器的输出端接PLC的输入端，温度传感器包括大端轴承温度传感器和小端轴承温度传感器；大端轴承温度传感器和小端轴承温度传感器分别对应卧螺离心机的大端轴承和小端轴承温度告警；如果轴承温度超过警戒值，声光报警器开始告警。

（5）本实用新型还具有振动烈度传感器；振动烈度传感器对应卧螺离心机设置，振动烈度传感器的输出端接PLC的输入端；振动烈度传感器可以测定卧螺离心机工作状态下的的振动烈度大小，如果振动超过警戒值，声光报警器开始告警。

（6）本实用新型还具有声光报警器；声光报警器的输入端接PLC的输出端；如果电流和电压超过预定的值，会开启制动功能，停机报警。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1为本实用新型的原理框图；

图中1.PLC，2.主变频器，3.辅变频器，4.加药泵变频器，5.进料泵变频器，6.触摸屏，7.供水电磁阀，8.温度传感器，8-1.大端轴承温度传感器，8-2.小端轴承温度传感器，9.振动烈度传感器，10.扭矩传感器，11.进料流量计，12.加药流量计，13.声光报警器。

具体实施方式

见图1，本实用新型具有PLC 1、主变频器2、辅变频器3、加药泵变频器4、进料泵变频器5、卧螺离心机、触摸屏6、供水电磁阀7，温度传感器8，振动烈度传感器9，扭矩传感器10，进料流量计11，加药流量计12，声光报警器13；主变频器2、辅变频器3、加药泵变频器4和进料泵变频器5均与PLC 1双向连接，主变频器2的输出端接主电机的输入端；主电机的输出端与卧螺离心机的转鼓连接；辅变频器3的输出端接辅电机的输入端；辅电机的输出端与卧螺离心机的螺旋推料器连接；卧螺离心机具有一台；触摸屏6通过数据线与PLC 1连接；触摸屏6上具有对应卧螺离心机的分离因数、转鼓转速和差转速的显示块和设定按钮；触摸屏6上还具有加药量、进料浓度的设定按钮，供水电磁阀7的开关按钮，大端轴承温度、小端轴承温度、振动烈度、螺旋推料扭矩、主变频器电流、辅变频器电流与告警的显示块。

供水电磁阀7的输入端接PLC 1的输出端；供水电磁阀可以控制界面上自动控制供水的开关，实现自动冲洗功能。

温度传感器8的输出端接PLC 1的输入端；温度传感器8包括大端轴承温度传感器8-1和小端轴承温度传感器8-2；大端轴承温度传感器8-1和小端轴承温度传感器8-2分别对应卧螺离心机的大端轴承和小端轴承设置；温度传感器8是为了监测离心机的轴承温度，如果大端轴承温度传感器8-1或小端轴承温度传感器8-2的轴承温度超过警戒值，声光报警器13开始告警。

振动烈度传感器9对应卧螺离心机设置，振动烈度传感器9的输出端接PLC 1的输入端；振动烈度传感器9是测定卧螺离心机工作状态下的振动烈度大小，如果振动超过警戒值，声光报警器13开始告警。

扭矩传感器10对应卧螺离心机的螺旋推料器设置，扭矩传感器10的输出端接PLC 1的输入端。

进料流量计11的输出端接PLC 1的输入端，进料流量计11的输入端接进料泵的输出端。

加药流量计12的输出端接PLC 1的输入端，加药流量计12的输入端接加药泵的输出端。

声光报警器13的输入端接PLC 1的输出端。

本实用新型中，卧螺离心机分离性能的重要指标是分离因数，它表示被分离物料在转鼓内所受的离心力与其重力的比值，分离因数越大，通常分离也越迅速，分离效果越好。卧螺离心机分离因数计算公式RCF=ω²r/g=（2∏*kf/60）²*r/g,

k=Nmax/Fmax，

其中，RCF为分离因数，g为重力因子，r为离心机转鼓半径，Fmax为主变频器的最大赫兹数，Nmax为卧螺离心机最高转速。

由此可见，分离因数只与转鼓转速与转鼓直径相关。转鼓直径出厂有默认设定值，默认设定值为与控制系统配套的离心机转鼓直径，本实用新型中，转鼓直径可以依照实际情况修改，如果系统中离心机组内有多台转鼓直径不同的离心机组成，则可以分别设定，以保证不同离心机的分离因数的准确性。用户根据需求手动输入分离因数值或者转速值，系统程序根据该值推算出主变频器工作频率。

用户输入的分离因数转换成变频器频率，公式为：

$f=60*f\max /(2\mathrm{\π}*N\max )*\sqrt{(\mathrm{RCF}*g/r)}$

用户输入的转鼓转速转换成变频器频率，公式为：

f=fmax/Nmax*N

其中，Fmax为主变频器的最大赫兹数，Nmax为卧螺离心机最高转速，N为用户设定的转鼓转速；Fmax和Nmax为出厂时已确定的参数，无需用户设置。

本实用新型的工作原理为：主变频器2是控制主电机，从而控制卧螺离心机转鼓转速，辅变频器3控制辅电机从而控制卧螺离心机的推料螺旋转速，加药泵变频器4控制加药系统的单位时间的加药量，进料泵变频器5控制进料系统的单位时间的进料量，供水电磁阀7可以自动控制供水的开关，实现自动冲洗功能。打开电源后，触摸屏6上显示上次设定的运行参数；使用者通过触摸屏6设定加药量、进料浓度，供水电磁阀7的开关，大端轴承温度、小端轴承温度、振动烈度、螺旋推料扭矩、主变频器电流、辅变频器电流等参数，通过数据线传输到PLC 1上，温度传感器8监测离心机的轴承温度，大端轴承温度传感器8-1或小端轴承温度传感器8-2的轴承温度超过警戒值时，声光报警器13自动报警。振动烈度传感器9测定卧螺离心机工作状态下的振动烈度大小，如果振动超过警戒值，声光报警器13开始告警。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，具有PLC（1）、主变频器（2）、辅变频器（3）、加药泵变频器（4）、进料泵变频器（5）、卧螺离心机和触摸屏（6）；所述主变频器（2）、辅变频器（3）、加药泵变频器（4）和进料泵变频器（5）均与PLC（1）双向连接，主变频器（2）的输出端接主电机的输入端；所述主电机的输出端与卧螺离心机的转鼓连接；所述辅变频器（3）的输出端接辅电机的输入端；所述辅电机的输出端与卧螺离心机的螺旋推料器连接；所述卧螺离心机具有至少一台；所述触摸屏（6）通过数据线与PLC（1）连接；其特征在于：所述触摸屏（6）上具有对应卧螺离心机的分离因数、转鼓转速和差转速的显示块和设定按钮。

2.根据权利要求1所述的一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，其特征在于：还具有供水电磁阀（7）；所述供水电磁阀（7）的输入端接PLC（1）的输出端。

3.根据权利要求1所述的一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，其特征在于：还具有温度传感器（8）；所述温度传感器（8）的输出端接PLC（1）的输入端。

4.根据权利要求3所述的一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，其特征在于：所述温度传感器（8）包括大端轴承温度传感器（8-1）和小端轴承温度传感器（8-2）；所述大端轴承温度传感器（8-1）和小端轴承温度传感器（8-2）分别对应卧螺离心机的大端轴承和小端轴承设置。

5.根据权利要求1所述的一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，其特征在于：还具有振动烈度传感器（9）；所述振动烈度传感器（9）对应卧螺离心机设置，振动烈度传感器（9）的输出端接PLC（1）的输入端。

6.根据权利要求1所述的一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，其特征在于：还具有扭矩传感器（10）；所述扭矩传感器（10）对应卧螺离心机的螺旋推料器设置，扭矩传感器（10）的输出端接PLC（1）的输入端。

7.根据权利要求1所述的一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，其特征在于：还具有进料流量计（11）；所述进料流量计（11）的输出端接PLC（1）的输入端，进料流量计（11）的输入端接进料泵的输出端。

8.根据权利要求1所述的一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，其特征在于：还具有加药流量计（12）；所述加药流量计（12）的输出端接PLC（1）的输入端，加药流量计（12）的输入端接加药泵的输出端。

9.根据权利要求1所述的一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，其特征在于：还具有声光报警器（13）；所述声光报警器（13）的输入端接PLC（1）的输出端。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种设定分离因素的新型卧螺离心机控制系统，其特征在于：所述触摸屏（6）上还具有加药量、进料浓度的设定按钮，供水电磁阀（7）的开关按钮，大端轴承温度、小端轴承温度、振动烈度、螺旋推料扭矩、主变频器电流、辅变频器电流与告警的显示块。

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