CN203425773U - 浓溶液稀释装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种浓溶液稀释装置。该装置主要包括第一储罐、转子泵、变频器、稀释管路、流量计、流量调节阀、均质混合泵、以及控制器。变频器电连接转子泵，根据第一流量信号输出第一频率信号至转子泵，以控制转子泵的转速，从而控制溶液的流量。流量计设于稀释管路上，输出流量检测信号。流量调节阀设于稀释管路上，根据流量检测信号及第二流量信号调节阀门的开度，以控制稀释管路的溶剂流量。均质混合泵具有第一输入口、第二输入口和输出口，第一输入口通过管路连接转子泵，第二输入口连接稀释管路。控制器连接变频器、流量调剂阀，控制器输出第一流量信号和第二流量信号，其中第二流量信号是根据第一流量信号确定。

Description

浓溶液稀释装置

技术领域

本实用新型涉及一种日化产品生产领域，尤其是涉及一种浓溶液稀释装置。

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。通常情况下日化生产企业需将购买来的70%浓度AES稀释为25%浓度再作为原料供生产使用。

AES溶于水，在50摄氏度以上会产生水解，在5摄氏度以下会产生凝固，在不含粘度调解济剂的情况下，如果要把AES稀释成含25%活性成分的水溶液，常会导致一种粘性高的疑胶，难以形成均匀程度较高的原料通过自动化管道输送至生产车间使用。如果要避免这种疑胶的产生需要将高浓度的AES加入水中并进行搅拌及一定程度的加热。

目前常规的AES溶液制备过程是：将原料供应商提供的70%浓度的AES存放于原料储罐内；在AES稀释搅拌罐中放入一定量的水；通过管道或人工投料方式将70%浓度的AES加入搅拌罐中进行加热搅拌；将稀释好的AES存储于25%浓度的AES储罐内。

但上述常规的AES制备方法存在如下缺陷：

1、占用空间较大，所需设备较多。一般工艺下需要70%浓度的AES的储罐或原料桶存放空间、AES稀释搅拌罐及进出料泵、25%浓度的AES的储罐及出料泵。

2、所需时间长。70%浓度的AES加热搅拌稀释至25%一般需要30～60min。

3、搅拌不均。容易产生高粘性疑胶难以搅拌。

4、稀释配比不准确。没有计量设备导致稀释后浓度不准确而影响产品质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种浓溶液稀释装置，以克服现有技术中存在的一个或多个问题。

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浓溶液稀释装置，包括：

第一储罐，用以储存待稀释的溶液；

转子泵，通过管路连接该第一储罐；

变频器，电连接该转子泵，根据一第一流量信号输出一频率信号至该转子泵，以控制该转子泵的转速，从而控制该溶液的流量；

稀释管路，用以输入用于稀释的溶剂；

流量计，设于该稀释管路上，输出一流量检测信号；

流量调节阀，设于该稀释管路上，根据该流量检测信号及一第二流量信号调节阀门的开度，以控制该稀释管路的溶剂流量；

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路连接该转子泵，该第二输入口连接该稀释管路，该输出口输出经过稀释的溶液；

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；以及

控制器，连接该变频器、该流量调剂阀及该接触器，该控制器输出该第一流量信号、该第二流量信号及该开关信号，其中该第二流量信号是根据该第一流量信号确定。

在本实用新型的一实施例中，该流量调节阀是利用该流量检测信号和该第二流量信号以比例积分微分方式调节阀门的开度。

在本实用新型的一实施例中，该溶液为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，该溶剂为纯水。

在本实用新型的一实施例中，浓溶液稀释装置还包括第二储罐，通过管路连接该均质混合泵的输出口。

本实用新型的浓溶液稀释装置，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、流量计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浓溶液稀释装置结构图。

图2示出本实用新型一实施例的浓溶液稀释流程图。

具体实施方式

图1示出本实用新型一实施例的浓溶液稀释装置结构图。参照图1所示，该浓溶液稀释装置10可包括第一储罐11、转子泵12、变频器13、稀释管路14、流量计15、流量调节阀16、均质混合泵17、接触器19以及控制器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，例如达到75%的浓溶液。第一储罐11的容量可达到1.5T。

转子泵12通过管路连接第一储罐11。变频器13电连接转子泵12。变频器13会根据一第一流量信号输出一频率信号至转子泵12，以控制转子泵12的转速，从而控制溶液的流量。第一流量信号通常为模拟量信号。

稀释管路14用以输入用于稀释的溶剂。稀释管路14的溶剂来源是可以一储罐，也可以是外部的管路输入。当待稀释的溶液是AES时，用于稀释的溶剂可以是纯水。流量计15可设于稀释管路14上，以检测稀释管路14上的溶剂的流量，并输出一流量检测信号。流量调节阀16设于稀释管路14上，根据流量检测信号及一第二流量信号调节阀门的开度，以控制该稀释管路的溶剂流量。

均质混合泵17具有第一输入口171、第二输入口171和输出口173。第一输入口171通过管路连接转子泵12。第二输入口172连接稀释管路14。第二储罐18可通过管道连接均质混合泵17的输出口173。

另外，接触器19电连接均质混合泵17，以根据一开关信号控制均质混合泵17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20来提供。控制器20连接变频器13、流量调节阀16及接触器19。控制器20可接收对流经转子泵12的溶液的流量的设定，并转换为上述的第一流量信号，并输出给变频器13。控制器20根据第一流量信号确定第二流量信号，并输出给流量调节阀16。例如，当确定了第一流量信号后，可以根据溶液和溶剂的混合比例，来设置第二流量信号，使两个流量之比为所需的混合比例。

另外，控制器20连接接触器19，用以输出上述开关信号至接触器19。

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，采用管路输送方式，通过转子泵12将溶液从第一储罐11中送到均质混合泵17的第一输入口171。同时，将溶剂，例如纯水通过稀释管路14送到均质混合泵的第二输入口172。均质混合泵17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稀释溶液通过管道输出。管道输出的稀释溶液可以送入一第二储罐，也可以直接进行生产使用。

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。

本实用新型的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20。控制器20将该流量设定，转换成变频器13可接受的4-20mA模拟量信号并输出给变频器13。变频器13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12，从而实现对转子泵12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为转子泵的转速(单位：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)

另外，如前所述，在确定了溶液流量后，可以按混合比例确定溶剂流量。然后通过流量调节阀16对溶剂流量进行成比例的控制。流量调节阀16在调节流量时，将会以第二流量信号为依据，并结合来自流量计15的流量检测信号进行阀门开度的调节。这一调节过程可以引入比例积分微分（PID）运算，以实现更为精确的调节。

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20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浓溶液稀释流程图。参照图2所示，归纳而言，本实施例的浓溶液稀释流程如下：

步骤201，从控制器20输出一第一流量信号至变频器13，使变频器13产生一频率信号；

步骤202，在控制器20根据第一流量信号确定并输出一第二流量信号至流量调节阀16；

步骤203，利用流量计15检测稀释管路14的溶剂流量并输出一流量检测信号至流量调节阀16；

步骤204，在流量调剂阀16根据该流量检测信号及第二流量信号调节阀门的开度，以控制稀释管路14的溶剂流量；

步骤205，从控制器20输出一开关信号至接触器19；

步骤206，使用接触器19开启均质混合泵17，使溶液和溶剂分别自第一输入口及第二输入口进入均质混合泵进行混合；

步骤207，将混合完毕的溶液从均质混合泵17的输出口输出。

因此，本实用新型实施例的浓溶液稀释装置，通过管路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。并且稀释过程无需长时间的等待，即配即用。此外，使用转子泵、变频器、流量调节阀结合的方式，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，使搅拌充分，均质效果好。

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 (4)

1.一种浓溶液稀释装置，其特征在于包括：

第一储罐，用以储存待稀释的溶液；

转子泵，通过管路连接该第一储罐；

变频器，电连接该转子泵，根据一第一流量信号输出一频率信号至该转子泵，以控制该转子泵的转速，从而控制该溶液的流量；

稀释管路，用以输入用于稀释的溶剂；

流量计，设于该稀释管路上，输出一流量检测信号；

流量调节阀，设于该稀释管路上，根据该流量检测信号及一第二流量信号调节阀门的开度，以控制该稀释管路的溶剂流量；

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路连接该转子泵，该第二输入口连接该稀释管路，该输出口输出经过稀释的溶液；

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；以及

控制器，连接该变频器、该流量调剂阀及该接触器，该控制器输出该第一流量信号、该第二流量信号及该开关信号，其中该第二流量信号是根据该第一流量信号确定。

2.如权利要求1所述的浓溶液稀释装置，其特征在于，该流量调节阀是利用该流量检测信号和该第二流量信号以比例积分微分方式调节阀门的开度。

3.如权利要求1所述的浓溶液稀释装置，其特征在于，该溶液为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，该溶剂为纯水。

4.如权利要求1所述的浓溶液稀释装置，其特征在于，还包括第二储罐，通过管路连接该均质混合泵的输出口。

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