CN203311266U

CN203311266U - 一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统

Info

Publication number: CN203311266U
Application number: CN2013202046763U
Authority: CN
Inventors: 卢建翔; 林延辉
Original assignee: Fujian Changting Jinlong Rare Earth Co Ltd
Current assignee: Fujian Changting Jinlong Rare Earth Co Ltd
Priority date: 2013-02-28
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2023-04-22

Abstract

本实用新型公开一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统。高位贮槽通过进料管与稳压箱连接，进料管上安装进料阀，稳压箱中对应进料管的管口安装浮子堵头，稳压箱上开设排气孔，稳压箱的下方与水车流量计的入料口连接，水车流量计由电机、传动机构、转盘和给料斛组成，电机通过传动机构带动转盘旋转，给料斛均匀分布在转盘上，电机与变频器连接，水车流量计的出料口与测量斗的上端连接，测量斗的下端与萃取槽连接且安装出料阀，测量斗的上下端分别安装高低位传感器，进料阀、电机、变频器、高位传感器、低位传感器和出料阀与PLC连接。此系统流量控制精度高，稳定性好，适用于稀土萃取分离的复杂工况，多重安全保护，安全系数高。

Description

一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统

技术领域

本实用新型涉及一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统，适用于稀土行业的萃取分离，可实现复杂工况流量自动调控。

背景技术

我国的很多稀土企业对于萃取分离过程的流量控制依然是通过人工去调节阀门或者人工调节水车转速来控制稀土给料流量，以此控制方式，在经过多次标定下也很难有比较好的流量控制精度。除此之外，在流量调节控制过程中还需要花费较多的人力和物力。

随着测控技术的发展，有人尝试采用电磁流量计、转子流量计等精密仪表测量稀土萃取流量，还有人专门开发了《水车式流量计》（见ZL200520133564.9），其适用于强腐蚀性液体的流量的准确计量和控制，水车恒速运转，流量的调节以水车所带取液器的多少和大小来实现，取液器可根据需要制成不同容积，以便调节流量。

然而，稀土萃取过程中，液体流量小且特性复杂，一般都为强酸、强碱或夹带粘性杂质，杂质易附在电磁流量计电极或转子流量计浮子上，随着使用时间增长，测量精度越来越差，最终只能改为人工利用量筒手动测量稀土皂料流量，测量精度和稳定性都较差，以致影响到萃取分离产品质量。

为实现稀土萃取分离流量自动控制，本发明人特意研发了一套可自动测量稀土料液流量并能自动调控流量的新型流量系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统，以实现萃取分离过程中流量的自动调节控制。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统，包括高位贮槽、稳压箱、水车流量计、变频器、测量斗和PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器），高位贮槽的下方通过进料管与稳压箱的上方连接，进料管上安装进料阀，稳压箱中对应进料管的管口安装浮子堵头，稳压箱上开设排气孔，稳压箱的下方与水车流量计的入料口连接，水车流量计由电机、传动机构、转盘和给料斛组成，电机通过传动机构带动转盘旋转，若干个给料斛均匀分布地固定在转盘上，电机与变频器连接，水车流量计的出料口与测量斗的上端连接，测量斗的下端与萃取槽连接且连接管上安装出料阀，测量斗的上端和下端分别安装高位传感器和低位传感器，进料阀、电机、变频器、高位传感器、低位传感器和出料阀与PLC连接。

所述稳压箱中还安装液位传感器，液位传感器与PLC连接。

所述水车流量计中安装速度传感器，速度传感器与PLC连接。

所述测量斗的上端还连接回流管。

所述测量斗的上端在高位传感器和回流管之间还安装警界位传感器，警界位传感器与PLC连接。

所述测量斗的上端和下端呈缩颈状。

所述PLC还连接一触摸屏。

采用上述方案后，本实用新型由高位贮槽、稳压箱和水车流量计配合实现自动定量给料，由测量斗测量实际流量，再由PLC通过变频器调节电机速度，实现自动调控流量。

本实用新型具有优点：

一、制作简单，投资成本低廉；

二、流量控制精度高，可达0.8%，稳定性好，重复性可达0.3%；

三、适用于稀土萃取分离的复杂工况，多重安全保护，安全系数高。

以下结合附图及具体实施例对本实用新型作详细的说明。

附图说明

图1是本实用新型的总体构成示意图；

图2是本实用新型的高位贮槽、稳压箱、水车定量给料等示意图；

图3是本实用新型的测量斗示意图；

图4是本实用新型的测量过程控制流程图；

图5是本实用新型的自动调节控制流程图。

标号说明

高位贮槽1，稳压箱2，进料阀3，浮子堵头4，排气孔5，水车流量计6，给料斛7，速度传感器8，转动轴9，液位传感器10，电机11，变频器12，测量斗13，出料阀14，高位传感器15，回流管16，转盘17，低位传感器18，警界位传感器19。

具体实施方式

参阅图1至图3所示，本实用新型揭示的一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统，包括高位贮槽1、稳压箱2、水车流量计6、变频器12、测量斗13和PLC（图中未示出）。

高位贮槽1的下方通过进料管与稳压箱2的上方连接，进料管上安装进料阀3（气动球阀），用于开停机时进料切断。

稳压箱2中对应进料管的管口安装浮子堵头4，在稳压箱2内液面下降时，稳压箱2内浮子堵头4会下降，稳压箱2补充进料，当稳压箱2内液面上升时，浮子堵头4会上浮堵住进料管的管口，保持稳压箱2内液面基本恒定。稳压箱2上开设排气孔5，稳压箱2的下方与水车流量计6的入料口连接。稳压箱2和高位贮槽1配合保证供给水车流量计6的进料压力维持恒定。

水车流量计6与ZL200520133564.9的《水车式流量计》结构相似，由耐腐蚀材料（PVC材料）制作而成，具体可以由电机（三相异步电机）11、传动机构（至少包括转动轴9，或进一步的减速箱）、转盘17和给料斛7组成，若干个给料斛7以360度均匀分布在转盘17上并焊接固定，此实施例有6个给料斛7，电机11通过传动机构的转动轴9带动转盘17旋转，驱动给料斛7转动给料。电机11与变频器12连接，调节变频器12频率用于控制电机11转动速度，从而控制给料速度。水车流量计6的出料口与测量斗13的上端连接。

测量斗13由透明PVC材料制作而成，测量斗13的下端与萃取槽（图中未示出）连接且连接管上安装出料阀（气动蝶阀）14，测量斗13的上端和下端分别安装高位传感器15和低位传感器18。测量斗13主要用于自动测量流量并反馈控制水车流量计给料速度。为了提高测量精度，此实施例将测量斗13的上端和下端设计呈缩颈状，即测量斗13制作成中间较大而上下两端较小的形状，测量斗13由计量人员精确标定其容积。此实施例还在测量斗13上安装了一个回流管16，防止异常事故发生时液体溢出。

PLC与进料阀3、电机11、变频器12、高位传感器15、低位传感器18和出料阀14连接，并控制工作，实现整个流量自动测量与调控的各个步骤。

为了保证系统安全运行，本实用新型还设置了多套联锁报警，比如：在稳压箱2中还安装液位传感器10，液位传感器10与PLC连接，一旦高位贮槽1内液体流空，可通过此液位传感器10发出报警；在水车流量计6中安装速度传感器8，速度传感器8与PLC连接，用于监控水车流量计6内转盘17转动速度，防止转盘17不转动，同时还可将测量转速与所需流量的理论转速做一个比对，若转速相差较大，则判断系统运转异常；在测量斗13的上端高位传感器15和回流管16之间还安装警界位传感器19，警界位传感器19与PLC连接。

为了方便观察和操作，PLC还可以连接一触摸屏，可实现显示流量数据、监控异常报警、查询数据、设定流量等功能。

配合图4和图5所示，本实用新型的设计思路如下：

通过电机11带动给料斛7将料液以与电机11转速成正比的速度打出，自流至测量斗13中。设给料斛7每个斛斗的有效容积为V，斛斗个数为M，给料斛7转速为n。

则水车流量计6供料理论流量：U=V×M×n；

其中给料斛7每个斛斗的有效容积V根据所需控制流量大小设计。在水车设计中，V和M都是固定的，均为常数，所以理论流量U和电机11转速成正比。只需控制给料斛7转速n就可以控制理论流量U的大小。

测量计13在需要测量流量时，PLC给出信号，关闭出料阀14，至液位到达低位传感器18时，PLC内程序开始计时，至高位传感器15时停止计时，并开启出料阀14放料。实际流量等于高低位之间体积除以高低位之间计时时间。

在流量自动调控时，根据触摸屏上设定所需流量，从前述公式2-1可以计算出水车流量计6达到设定流量所需的电机11理论转速。以理论转速作为电机11启动的初始转速，延长一分钟以后，启动流量测量斗13开始测量流量，将测量实际流量反馈控制变频器12运行频率，若实际流量与设定流量相差较大，则电机11转速相应大幅调整；若实际流量与设定流量差值较小，则微调电机11转速，使实际流量和设定流量的偏差值在精度控制范围内。待流量稳定以后，每间隔一个小时自动启动测量斗13测量流量并记录实际流量数据，确认流量是否稳定。

本实用新型适用于稀土行业，萃取分离过程中应用上述装置来实现流量自动调控。

Claims

1.一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统，其特征在于：包括高位贮槽、稳压箱、水车流量计、变频器、测量斗和PLC，高位贮槽的下方通过进料管与稳压箱的上方连接，进料管上安装进料阀，稳压箱中对应进料管的管口安装浮子堵头，稳压箱上开设排气孔，稳压箱的下方与水车流量计的入料口连接，水车流量计由电机、传动机构、转盘和给料斛组成，电机通过传动机构带动转盘旋转，若干个给料斛均匀分布地固定在转盘上，电机与变频器连接，水车流量计的出料口与测量斗的上端连接，测量斗的下端与萃取槽连接且连接管上安装出料阀，测量斗的上端和下端分别安装高位传感器和低位传感器，进料阀、电机、变频器、高位传感器、低位传感器和出料阀与PLC连接。

2.如权利要求1所述的一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统，其特征在于：所述稳压箱中还安装液位传感器，液位传感器与PLC连接。

3.如权利要求1所述的一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统，其特征在于：所述水车流量计中安装速度传感器，速度传感器与PLC连接。

4.如权利要求1所述的一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统，其特征在于：所述测量斗的上端还连接回流管。

5.如权利要求1所述的一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统，其特征在于：所述测量斗的上端在高位传感器和回流管之间还安装警界位传感器，警界位传感器与PLC连接。

6.如权利要求1所述的一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统，其特征在于：所述测量斗的上端和下端呈缩颈状。

7.如权利要求1所述的一种萃取分离过程中可自动调控的流量系统，其特征在于：所述PLC还连接一触摸屏。