CN203425731U - 溶液在线混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种溶液在线混合装置，包括第一储罐、第二储罐、第一转子泵、第二转子泵、均质混合泵、第三储罐、第一变频器、第二变频器和接触器。第一储罐用以储存待稀释的溶液，第二储罐用以储存稀释用的溶剂。均质混合泵具有第一输入口、第二输入口和输出口。第一转子泵通过管道连接第一储罐及该第一输入口。第二转子泵通过管道连接第二储罐及第二输入口。第三储罐通过管道连接均质混合泵的输出口。第一变频器根据一第一流量信号输出一第一频率信号至第一转子泵，以控制第一转子泵的转速。第二变频器根据一第二流量信号输出一第二频率信号至第二转子泵，以控制第二转子泵的转速。接触器根据一开关信号控制均质混合泵的运作。

Description

溶液在线混合装置

技术领域

本实用新型涉及一种溶液在线混合装置。

背景技术

在日化行业中出于对运输成本和原材料的稳定性等方面的考虑，生产厂家会直接从外部购买高浓度的原料溶液，然后再在本厂内将高浓度的原料溶液稀释成可以直接在生产上使用的低浓度原料。以AES（脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，又名乙氧基化烷基硫酸钠）原料为例，25%的AES溶液是一种表面活性剂，它是洗发水行业中的一种大宗原料。目前常规的AES溶液制备过程是：先将70%高浓度的AES溶液在烘房里面预热(如果环境温度较低)，然后再在搅拌锅里面按一定比例，将70%浓度AES溶液与纯水进行混合并搅拌，直至70%浓度AES全部与水溶合，并均匀混合后得到25%的AES稀释溶液。

常规的AES制备方法存在如下缺陷：占地面积大(烘房、搅拌锅的占用面积比较大)；效率低(通常配置一锅3吨的AES溶液要3个小时，如果计划做的不好就会影响到后道工序的正常生产)；不易充分混合，经常会出现整团整团的AES未被溶解。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种溶液在线混合装置，可以缩小设备的占地面积并提高混合产量。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种溶液在线混合装置，包括第一储罐、第二储罐、第一转子泵、第二转子泵、均质混合泵、第三储罐、第一变频器、第二变频器和接触器。第一储罐用以储存待稀释的溶液，第二储罐用以储存稀释用的溶剂。第一转子泵通过管道连接该第一储罐。第二转子泵通过管道连接该第二储罐。均质混合泵具有第一输入口、第二输入口和输出口，该第一输入口通过管道连接该第一转子泵，该第二输入口通过管道连接该第二转子泵。第三储罐通过管道连接该均质混合泵的输出口。第一变频器电连接该第一转子泵，根据一第一流量信号输出一第一频率信号至该第一转子泵，以控制该第一转子泵的转速。第二变频器电连接该第二转子泵，根据一第二流量信号输出一第二频率信号至该第二转子泵，以控制该第二转子泵的转速。接触器电连接该均质混合泵，根据一开关信号控制该均质混合泵的运作。

在本实用新型的一实施例中，上述的溶液在线混合装置还包括控制器，连接该第一变频器及该第二变频器，用以接收对流经该第一转子泵的溶液的流量的设定，并转换为该第一流量信号，以及接收对流经该第二转子泵的溶剂的流量的设定，并转换为该第二流量信号。

在本实用新型的一实施例中，上述控制器还连接该接触器，用以输出该开关信号至该接触器。

在本实用新型的一实施例中，上述的溶液在线混合装置还包括：第一液位开关，设于该第一储罐；第二液位开关，设于该第二储罐；第三液位开关，设于该第三储罐；控制器，连接该第一液位开关、该第二液位开关以及第三液位开关，用以根据各液位开关所测量的液位补充原料以及控制该均质混合泵的运作。

在本实用新型的一实施例中，当该第一储罐液位低于一第一液位时，该控制器进行缺料报警，同时关闭该第一转子泵、该第二转子泵及该均质混合泵，当第一储罐液位低于第二液位时，该控制器进行人工补料提醒；当该第一储罐液位高于一第三液位时，该控制器提醒结束人工补料，其中该第三液位高于该第二液位高于该第一液位。

在本实用新型的一实施例中，当该第二储罐液位低于一第四液位时，该控制器进行缺料报警，同时关闭该第一转子泵、该第二转子泵及该均质混合泵，当第二储罐液位低于一第五液位时，该控制器决定往该第二储罐里面补充溶剂；当该第二储罐液位高于一第六液位时，该控制器决定结束补充溶剂，其中该第六液位高于该第五液位高于该第四液位。

在本实用新型的一实施例中，当该第三储罐液位高于一第七液位时，该控制器关闭该第一转子泵、该第二转子泵及该均质混合泵，当第三储罐液位低于一第八液位时，该控制器启动该第一转子泵、该第二转子泵及该均质混合泵，其中该第七液位高于该第八液位。

本实用新型的溶液在线混合装置，通过管道输送方式及混合的方式来实现稀释，相比以往的搅拌锅混合方式显著降低了占地面积。此外，使用转子泵和变频器结合的方式，可以准确控制溶液和溶剂的流量比例，从而获得浓度准确的目标溶液。再者，均质混合泵连续不断的进行高速分散的混合操作，可以连续获得混合均匀的目标溶液。

附图说明

为让本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明，其中：

图1示出本实用新型一实施例的溶液在线混合装置结构图。

图2示出本实用新型一实施例的溶液在线混合程图。

具体实施方式

图1示出本实用新型一实施例的溶液在线混合装置结构图。参照图1所示，该溶液在线混合装置10可包括第一储罐11、第二储罐12、第一转子泵13、第二转子泵14、均质混合泵15、第三储罐16、控制器17、第一变频器18、第二变频器19以及接触器20。第一储罐11用以储存待稀释的溶液，例如日化行业中常用的AES。这一溶液通常是浓度较高的浓溶液。第二储罐12用以储存稀释的溶剂，例如纯水。第一转子泵13通过管道连接第一储罐11。第二转子泵14也通过管道连接第二储罐12。均质混合泵15具有第一输入口151、第二输入口151和输出口153。第一输入口151通过管道连接第一转子泵13。第二输入口152通过管道连接第二转子泵14。第三储罐16可通过管道连接均质混合泵15的输出口153。

在电气控制上，第一变频器18电连接第一转子泵13。第一变频器18根据一第一流量信号输出一第一频率信号至第一转子泵13，以控制第一转子泵的转速13。第一流量信号通常为模拟量信号。类似地，第二变频器19电连接第二转子泵14，根据一第二流量信号输出一第二频率信号至第二转子泵14，以控制第二转子泵14的转速。另外，接触器20电连接均质混合泵15，以根据一开关信号控制均质混合泵15的运作。

在本实施例中，第一流量信号、第二流量信号及开关信号可由控制器17来提供。控制器17连接第一变频器18及第二变频器19。控制器17可接收对流经第一转子泵13的溶液的流量的设定，并转换为上述的第一流量信号。控制器17还可接收对流经第二转子泵14的溶剂的流量的设定，并转换为上述的第二流量信号。另外，控制器17连接接触器20，用以输出上述开关信号至接触器20。

在进行混合稀释前，可将待稀释的溶液，例如70%浓度的AES存放到第一储罐11中。另外，也可以根据第一储罐11的液位高低，人工往储罐中加入溶液。其次，采用管道输送方式，通过第一转子泵13将溶液从第一储罐11中送到均质混合泵15的第一输入口151。同时，将溶液，例如纯水存放到第二储罐12中。另外，也可以根据第二储罐12的液位高低，自动往第二储罐12中补充溶剂。同样的，采用管道输送方式，通过第二转子泵14将溶剂从第二储罐12中送到均质混合泵的第二输入口152。均质混合泵15将溶液和溶剂进行高速分散，充分混合，然后直接将按比例制备的稀释溶液，例如25%的AES稀释溶液通过管道送入第三储罐16。

要将高浓度溶液稀释成低浓度的溶液，控制的关键是在溶液和溶剂在混合的时候分别控制好两者的流量比例。

本实施例利用转子泵对液体流量控制与转速成正比这一特性，在溶液及溶剂流量控制中通过选用“转子泵+变频器”的模式来实现稳定的流量控制，并且该流量可以根据变频器输出频率的变化，而成线性变化。为此，首先根据工艺配比要求，在人机接口21上设置高浓度溶液所需的流量(单位为：升/秒)，并通过通讯接口将该参数传递给控制器17。控制器17将该流量设定，转换成变频器18、19可接受的4-20mA模拟量信号并输出给变频器18、19。变频器18、19根据接收到的模拟量信号，输出相对应的频率信号给转子泵13、14，从而实现对转子泵13、14的转速控制。

上文中，转子泵转速与设定流量之间的关系如下：

$V=\left(\frac{q_x}{q_{\max }}{v}_{\max }\right)\mathrm{rpm}---\left(1\right)$

上式(1)中：V为为触转子泵的转速(单rpm)；

q_x为触摸屏上设定的流量（单位：升/秒）

q_max为转子泵的额定流量(单位：升/秒)；

V_max为转子泵的额定最高转速(单位：rpm)；

上文中，变频器运行频率与设定流量之间的关系如下：

$F=\left(50\frac{q_x}{q_{\max }}\right)\mathrm{HZ}$

上式中：F为变频器运行频率(单位：HZ)

q_x为触摸屏上设定的流量（单位：升/秒）

q_max为转子泵的额定流量(单位：升/秒)

50为转子泵的额定最高运行频率(单位：HZ)

对溶剂的流量控制方法与对溶液流量控制的方法是一样的，唯一不同的是在人机接口上设定的流量参数是不一样的。

在一较佳实施例中，第一储罐11上设有第一液位开关。第二储罐12上设有第二液位开关。第三储罐16上设有第三液位开关。各液位开关用于测量各个储罐的液位并发送给与之相连的控制器17。控制器17可以根据各液位开关所测量的液位来补充原料以及控制均质混合泵15的运作。

例如，当该第一储罐液位低于一第一液位(LL1)时，该控制器进行缺料报警，同时关闭第一转子泵13、第二转子泵14及均质混合泵15。当第一储罐液位低于第二液位(LM1)时，控制器17进行人工补料提醒；当第一储罐液位高于第三液位(LH1)时，控制器17提醒结束人工补料。其中LH1>LM1>LL1。

对于第二储罐12，当第二储罐液位低于第四液位(LL2)时，进行缺料报警，同时关闭第一转子泵13、第二转子泵14及均质混合泵15；当第二储罐液位低于第五液位(LM2)时，控制器17决定往第二储罐里面补充溶剂；当第二储罐液位高于第六液位(LH2)时，控制器17决定关闭溶剂补充。其中LH2>LM2>LL2。

对于第三储罐16，当第三储罐液位高于第七液位(LH3)时，控制器17关闭第一转子泵13、第二转子泵14及均质混合泵15，当第三储罐液位低于第八液位(LM3)时，控制器17启动第一转子泵13、第二转子泵14及均质混合泵15。

在本实施例中可使用触摸屏作为上述人机接口，触摸屏与控制器17之间可通过MPI通讯来连接。

图2示出本实用新型一实施例的溶液在线混合流程图。参照图1及2所示，本实施例的在线混合流程如下：

步骤201，输出一第一流量信号至第一变频器18，使第一变频器18产生一第一频率信号；

步骤202，输出一第二流量信号至第二变频器19，使第二变频器19产生一第二频率信号；

步骤203，从第一变频器18输出该第一频率信号至第一转子泵13，以控制第一转子泵13的转速，从而决定该溶液流经第一转子泵13的流量；

步骤204，从第二变频器19输出该第二频率信号至第二转子泵14，以控制第二转子泵14的转速，从而决定该溶剂流经第二转子泵14的流量；

步骤205，输出一开关信号至接触器20；

步骤206，使用接触器20开启均质混合泵15，使该溶液和该溶剂分别自该第一输入口151及该第二输入口152进入该均质混合泵15进行混合；

步骤207，将混合完毕的溶液从均质混合泵15的输出口153输送至第三储罐16。

因此，本实用新型实施例的溶液在线混合装置，通过管道输送方式及混合的方式来实现稀释，相比以往的搅拌锅混合方式显著降低了占地面积。此外，使用转子泵和变频器结合的方式，可以准确控制溶液和溶剂的流量比例，从而获得浓度准确的目标溶液。再者，均质混合泵连续不断的进行高速分散的混合操作，可以连续获得混合均匀的目标溶液。

虽然本实用新型已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，在没有脱离本实用新型精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本实用新型的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。

Claims (7)

1.一种溶液在线混合装置，其特征在于包括：

第一储罐，用以储存待稀释的溶液；

第二储罐，用以储存稀释用的溶剂；

第一转子泵，通过管道连接该第一储罐；

第二转子泵，通过管道连接该第二储罐；

均质混合泵，具有第一输入口、第二输入口和输出口，该第一输入口通过管道连接该第一转子泵，该第二输入口通过管道连接该第二转子泵；

第三储罐，通过管道连接该均质混合泵的输出口；

第一变频器，电连接该第一转子泵，根据一第一流量信号输出一第一频率信号至该第一转子泵，以控制该第一转子泵的转速；

第二变频器，电连接该第二转子泵，根据一第二流量信号输出一第二频率信号至该第二转子泵，以控制该第二转子泵的转速；以及

接触器，电连接该均质混合泵，根据一开关信号控制该均质混合泵的运作。

2.如权利要求1所述的溶液在线混合装置，其特征在于，还包括：

控制器，连接该第一变频器及该第二变频器，用以接收对流经该第一转子泵的溶液的流量的设定，并转换为该第一流量信号，以及接收对流经该第二转子泵的溶剂的流量的设定，并转换为该第二流量信号。

3.如权利要求2所述的溶液在线混合装置，其特征在于，该控制器还连接该接触器，用以输出该开关信号至该接触器。

4.如权利要求1所述的溶液在线混合装置，其特征在于，还包括：

第一液位开关，设于该第一储罐；

第二液位开关，设于该第二储罐；

第三液位开关，设于该第三储罐；

控制器，连接该第一液位开关、该第二液位开关以及第三液位开关，用以根据各液位开关所测量的液位补充原料以及控制该均质混合泵的运作。

5.如权利要求4所述的溶液在线混合装置，其特征在于，当该第一储罐液位低于一第一液位时，该控制器进行缺料报警，同时关闭该第一转子泵、该第二转子泵及该均质混合泵，当第一储罐液位低于第二液位时，该控制器进行人工补料提醒；当该第一储罐液位高于一第三液位时，该控制器提醒结束人工补料，其中该第三液位高于该第二液位高于该第一液位。

6.如权利要求4所述的溶液在线混合装置，其特征在于，当该第二储罐液位低于一第四液位时，该控制器进行缺料报警，同时关闭该第一转子泵、该第二转子泵及该均质混合泵，当第二储罐液位低于一第五液位时，该控制器决定往该第二储罐里面补充溶剂；当该第二储罐液位高于一第六液位时，该控制器决定结束补充溶剂，其中该第六液位高于该第五液位高于该第四液位。

7.如权利要求4所述的溶液在线混合装置，其特征在于，当该第三储罐液位高于一第七液位时，该控制器关闭该第一转子泵、该第二转子泵及该均质混合泵，当第三储罐液位低于一第八液位时，该控制器启动该第一转子泵、该第二转子泵及该均质混合泵，其中该第七液位高于该第八液位。

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