CN206372945U - 一种用于硅渣分离的自动控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于硅渣分离的自动控制系统，包括搅拌腔和上位机，所述上位机发出有机溶液配料比值及容量值信息到有机溶液进液中心、发送硅渣重量值及时间值信息到硅渣进料中心、以及发送搅拌指令到分离搅拌中心；有机溶液进液中心包括进液PID控制器、储液器、称液槽模块、计量传感器、液位传感器和浓度传感器；硅渣进料中心包括进料控制器、计时器、储料器、皮带秤模块、称料槽模块；分离搅拌中心包括时序控制器、喷嘴搅拌器、红外探测器和旋转搅拌器；其中所述进液PID控制器接收上位机发送的有机溶液配料比值及容量值信息，发送输出指令到储液器，所述储液器接收进液PID控制器发送的输出指令，输出酒精或三溴乙烷到称液槽模块。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种硅渣分离系统，具体涉及一种用于硅渣分离的自动控制系统。
背景技术
硅渣一般是指原矿提炼之后的剩余部分，还含有一定量的硅。硅渣分很多种，工业硅渣，太阳能硅渣，半导体硅渣等等。硅渣可以用来回炉重新结晶、提纯、现在硅料紧缺，价格不菲。硅锰渣也叫硅锰冶炼渣，是冶炼硅锰合金时排放的一种工业废渣，其结构疏松，外观常为浅绿色的颗粒，由一些形状不规则的多孔非晶质颗粒组成。硅锰渣，性脆易碎，通过破碎机可以将大块的硅锰渣破碎成小块，然后进入细碎机将粗碎后的物料进一步粉碎，确保进入料仓，的物料能够达到单体解离的程度，然后通过振动给料机和皮带输送机均匀的将物料给入，梯形跳汰机进行分选。破碎的主要目的在于打破连生体结构，跳汰的主要目的在于从硅锰渣中回收硅锰合金。硅锰渣和硅锰合金存在较大的比重差，通过跳汰机的重选作用可以将金属和废渣分离，获得纯净的合金和废渣，最后可以通过脱水筛的脱水作用分别将精矿和尾矿进行脱水。由于硅锰渣中含有一定量的硅锰合金，回收硅锰合金可以获利，同时减少硅锰渣对土地的占用和对环境的污染。硅锰渣经重选的方法首先从废弃的硅锰渣中回收硅锰合金处理后，将废渣作为建筑材料，可用于建筑工业。
传统的硅渣分离的过程中，都是采用自然分离的方式，经过漫长的时间，使得有机溶液和硅渣自然分离，但是这样使得真个分离时间漫长，而且在进料时，有机溶液和硅渣分布不均匀，分离效果不佳，同时在进料这一环节：一般采用一次性加入有机溶液和硅渣，待工作加工完成后，通过人工手动继续增加硅渣和补充有机溶液；在加工完成以后，会有部分有机溶液流失，剩余的有机溶液比例也发生了改变，但是人工判断的都是整体的容量，只会继续增加，但是无法判别有机溶液中所以物质含量的偏差，导致分离效果变差。所以我们急需要研究出一种加工完成后自动补料补液，并且在运行过程中实时调整有机溶剂中酒精和三溴乙烷的比值和容量的系统，来解决这一问题，并改善人工控制增加这一问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是加工完成后自动补料补液，并且在运行过程中实时调整有机溶剂中酒精和三溴乙烷的比值和容量，同时需避免有机溶液和硅渣分布不均匀使得分离效果差，提高分离过程的速度减少时长，目的在于提供一种用于硅渣分离的自动控制系统，解决加工完成后自动补料补液，并且在运行过程中实时调整有机溶剂中酒精和三溴乙烷的比值和容量，同时需避免有机溶液和硅渣分布不均匀使得分离效果差，提高分离过程的速度减少时长的问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种用于硅渣分离的自动控制系统，包括搅拌腔，上位机，所述上位机发出有机溶液配料比值及容量值信息到有机溶液进液中心、发送硅渣重量值及时间值信息到硅渣进料中心、以及发送搅拌指令到分离搅拌中心；所述有机溶液进液中心：包括进液PID控制器、储液器、称液槽模块、计量传感器、液位传感器和浓度传感器；所述硅渣进料中心：包括进料控制器、计时器、储料器、皮带秤模块、称料槽模块；所述分离搅拌中心：包括时序控制器、喷嘴搅拌器、红外探测器和旋转搅拌器；其中所述进液PID控制器接收上位机发送的有机溶液配料比值及容量值信息，发送输出指令到储液器，所述储液器接收进液PID控制器发送的输出指令，输出酒精或三溴乙烷到称液槽模块；所述计量传感器实时采集称液槽模块流入量，并发送计量信号到进液PID控制器；进液PID控制器接收计量传感器实时发送的计量信号，同时与上位机发出有机溶液配料比值及容量值信息对比，达到设定的目标时，发送断开指令到储液器；所述储液器接收断开指令，停止输入酒精或三溴乙烷到称液槽模块；所述称液槽模块包括重力传感器，同时受重力传感器控制，输送酒精或三溴乙烷到搅拌腔；所述液位传感器探测搅拌腔内液位信息，所述浓度传感器探测搅拌腔内有机溶液浓度信息，均发送到进液PID 控制器；所述进料控制器接收上位机发送的硅渣重量值信息，发送输出指令到储料器；所述储料器接收进料控制器发送的输出指令，输出硅渣到称料槽模块；所述皮带秤模块实时采集称料槽模块的重量，并发送重量信号到进料控制器；进料控制器接收皮带秤模块实时发送的重量信号，同时与上位机发出的硅渣重量值及时间值信息对比，达到设定的目标时，发送断开指令到储料器；所述储料器接收断开指令，停止输入硅渣到称料槽模块；所述称料槽模块包括重力传感器，同时受重力传感器控制，输送硅渣到搅拌腔；所述计时器为进料控制器计时，计时器根据进料控制器接收的硅渣时间值信息，提取具体的工作时间，进行计时。所述时序控制器：接收上位机发送的操作时间指令，并通过计时器的计时，对喷嘴搅拌器发送搅拌指令；所述喷嘴搅拌器：接收时序控制器发送的搅拌指令，对搅拌腔搅拌；所述红外探测器：探测搅拌腔内的图层信息，实时发送至上位机，上位机接收图层信息并处理，发送旋转指令到旋转搅拌模块；所述旋转搅拌模块：接收上位机的旋转指令，对搅拌腔旋转。传统的硅渣分离的过程中，在进料这一环节：一般采用一次性加入有机溶液和硅渣，待工作加工完成后，通过人工手动继续增加硅渣和补充有机溶液；在加工完成以后，会有部分有机溶液流失，剩余的有机溶液比例也发生了改变，但是人工判断的都是整体的容量，只会继续增加，但是无法判别有机溶液中所以物质含量的偏差，导致分离效果变差。所以本实用新型研究出一种加工完成后自动补料补液，并且在运行过程中实时调整有机溶剂中酒精和三溴乙烷的比值和容量的系统，来解决这一问题，在进料部分，接收上位机发送的硅渣重量值信息，通过皮带秤模块实时采集称料槽模块的重量与上位机发出的硅渣重量值及时间值信息对比，达到设定的目标时，停止进料，区别于传统技术在于，第一机械称重进料，不用人工手动进料，减轻了工人体力的输出；第二采取了循环装置，也是更加的自能化，减轻人力手动控制，节约人力成本。在进液部分有了更大的突破，和进料过程一样，完全智能化，而且还有浓度配比的检测，有机溶液是酒精和三溴乙烷组成的，但是在分离硅渣的过程中，对酒精和三溴乙烷的消耗比例不是完全一样，本实用新型增加了检测装置，并且通过PID控制器调节，更加充分的利用了有机溶液分离硅渣，提高了分离率，产生了十分有益的效果，在分离的过程中，都是采用自然分离的方式，经过漫长的时间，使得有机溶液和硅渣自然分离，但是这样使得真个分离时间漫长，而且在进料时，有机溶液和硅渣分布不均匀，分离效果不佳，为了解决这个问题，本实用新型采取了增加搅拌，搅拌可以加快分离速度，并且可以改善进料时有机溶液和硅渣分布不均匀这个我问题，从两个方面来实现这个目的，首先是设置了时序控制器，可以根据每次进硅渣的时间特性，设置时序控制器的工作时段，目的在于，每一次进硅渣，都工作10秒，发出工作指令到喷嘴搅拌器，喷嘴搅拌器对搅拌腔进行搅拌，使得有机溶液和硅渣均匀分布，提高分离效果，在这个基础上，进一步的增加了红外探测器，探测搅拌腔内的液体信息，这是做了一个双重的保障，第一层搅拌受时间的控制，10秒以后自动停止，可是还是会有可能搅拌不均匀，所以增加红外探测器探测信息，在上位机内转换为灰度图，根据内置的灰度比做判断，发出指令给旋转搅拌模块，通过对搅拌腔底部的旋转来改善有机溶液和硅渣的分布情况。本实用新型解决了避免有机溶液和硅渣分布不均匀使得分离效果差，提高分离过程的速度减少时长的问题，所述时序控制器的时间设定是可以自由设定的，本实用新型仅以10秒为例。
进一步，作为本实用新型的优选方案，所述有机溶液中酒精和三溴乙烷重量比为17:1。根据单质硅、酒精和三溴乙烷的密度值，得出最佳比例，17:1，这样可以使得分离距离和效果最佳化。
一种用于硅渣分离的自动控制系统还包括报警器，所述上位机发送报警信息到报警器，报警器接收上位机的报警信息，发出鸣笛警报音，为了避免因为其他部件的失效导致液体过多，或搅拌时液体向外溢出，设置了一个安全功能，液位传感器并且将信息上位机，超过限定值，发送信息到报警器，报警器发出警报声。
所述上位机还发送收渣指令、收硅指令或收硅渣指令到回收中心；所述回收中心包括硅渣过滤器、单质硅过滤器和残渣过滤器。所述残渣过滤器接收上位机发送的收渣指令对搅拌腔收渣；所述单质硅过滤器接收上位机发送的收硅指令对搅拌腔收硅。所述硅渣过滤器接收上位机发送的收硅指令对搅拌腔收硅渣。传统的回收系统都是工作完了以后统一的回收，所有物料均通过滤网排除，但是这样做有一个非常大的问题，硅渣分离过程中，分离出来的物质不仅是单质硅和残渣好，还有一部分没有分离出来的小颗粒硅渣，如果直接排除，非常的浪费，如果是排除后二次加入，也费时费力；本系统在上位机可以设置结束后固定的排除单质硅和残渣，对于剩余的硅渣可以根据红外探测器探测的信息，在上位机进行处理，形成灰度图，由工作人员手动控制是否需要清除。这样就避免了传统方式带来的不足。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型一种用于硅渣分离的自动控制系统，有机溶液是酒精和三溴乙烷组成的，但是在分离硅渣的过程中，对酒精和三溴乙烷的消耗比例不是完全一样，所以增加了检测装置，并且通过PID控制器调节，更加充分的利用了有机溶液分离硅渣，提高了分离率；
2、本实用新型一种用于硅渣分离的自动控制系统，喷嘴搅拌器对搅拌腔进行搅拌，使得有机溶液和硅渣均匀分布，提高分离效果；
3、本实用新型一种用于硅渣分离的自动控制系统，进一步的增加了红外探测器，探测搅拌腔内的液体信息，这是做了一个双重的保障，第一层搅拌受时间的控制，10秒以后自动停止，可是还是会有可能搅拌不均匀，所以增加红外探测器探测信息，在上位机内转换为灰度图，根据内置的灰度比做判断，发出指令给旋转搅拌模块，通过对搅拌腔底部的旋转来改善有机溶液和硅渣的分布情况。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为本实用新型系统结构示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例
如图1所示，本实用新型一种用于硅渣分离的自动控制系统，包括搅拌腔，采用AL7480的报警器；采用研华P4工业控制微机的上位机，所述上位机发出有机溶液配料比值及容量值信息到有机溶液进液中心、发送硅渣重量值及时间值信息到硅渣进料中心、以及发送搅拌指令到分离搅拌中心；所述有机溶液进液中心：包括采用AT-704进液PID控制器、储液器、称液槽模块、采用BT-457B的计量传感器、采用PD-067C的液位传感器和采用TD-028C的浓度传感器；所述硅渣进料中心：包括采用KY02S的进料控制器、计时器、储料器、采用TAJ5 的计时器、有1个储液缸并带电动阀门的储料器、采用Z6FD1的皮带秤模块、和称料槽模块；所述分离搅拌中心：包括时序控制器、喷嘴搅拌器、采用X3-1的红外探测器和旋转搅拌器；所述进液PID控制器接收上位机发送的有机溶液配料比值及容量值信息，发送输出指令到储液器，所述储液器接收进液PID控制器发送的输出指令，输出酒精或三溴乙烷到称液槽模块；所述计量传感器实时采集称液槽模块流入量，并发送计量信号到进液PID控制器；进液PID 控制器接收计量传感器实时发送的计量信号，同时与上位机发出有机溶液配料比值及容量值信息对比，达到设定的目标时，发送断开指令到储液器；所述储液器接收断开指令，停止输入酒精或三溴乙烷到称液槽模块；所述称液槽模块包括重力传感器，同时受重力传感器控制，输送酒精或三溴乙烷到搅拌腔；所述液位传感器探测搅拌腔内液位信息，所述浓度传感器探测搅拌腔内有机溶液浓度信息，均发送到进液PID控制器；所述进料控制器接收上位机发送的硅渣重量值信息，发送输出指令到储料器；所述储料器接收进料控制器发送的输出指令，输出硅渣到称料槽模块；所述皮带秤模块实时采集称料槽模块的重量，并发送重量信号到进料控制器；进料控制器接收皮带秤模块实时发送的重量信号，同时与上位机发出的硅渣重量值及时间值信息对比，达到设定的目标时，发送断开指令到储料器；所述储料器接收断开指令，停止输入硅渣到称料槽模块；所述称料槽模块包括重力传感器，同时受重力传感器控制，输送硅渣到搅拌腔；所述计时器为进料控制器计时，计时器根据进料控制器接收的硅渣时间值信息，提取具体的工作时间，进行计时。所述时序控制器：接收上位机发送的操作时间指令，并通过计时器的计时，对喷嘴搅拌器发送搅拌指令；所述喷嘴搅拌器：接收时序控制器发送的搅拌指令，对搅拌腔搅拌；所述红外探测器：探测搅拌腔内的图层信息，实时发送至上位机，上位机接收图层信息并处理，发送旋转指令到旋转搅拌模块；所述旋转搅拌模块：接收上位机的旋转指令，对搅拌腔旋转；所述残渣过滤器接收上位机发送的收渣指令对搅拌腔收渣；所述单质硅过滤器接收上位机发送的收硅指令对搅拌腔收硅。所述硅渣过滤器接收上位机发送的收硅指令对搅拌腔收硅渣。所述上位机还发送收渣指令、收硅指令或收硅渣指令到回收中心；所述回收中心包括硅渣过滤器、单质硅过滤器和残渣过滤器。所述残渣过滤器接收上位机发送的收渣指令对搅拌腔收渣；所述单质硅过滤器接收上位机发送的收硅指令对搅拌腔收硅。所述有机溶液中酒精和三溴乙烷重量比为17:1，所述硅渣过滤器接收上位机发送的收硅指令对搅拌腔收硅渣。设置时序控制器的工作时段，每一次进硅渣，都工作10秒，发出工作指令到喷嘴搅拌器，喷嘴搅拌器对搅拌腔进行搅拌，使得有机溶液和硅渣均匀分布，提高分离效果。
以上所述的具体实施方式，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方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，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 (4)
1.一种用于硅渣分离的自动控制系统，包括搅拌腔，其特征在于：还包括上位机，所述上位机发出有机溶液配料比值及容量值信息到有机溶液进液中心、发送硅渣重量值及时间值信息到硅渣进料中心、发送搅拌指令到分离搅拌中心；所述有机溶液进液中心：包括进液PID控制器、储液器、称液槽模块、计量传感器、液位传感器和浓度传感器；所述硅渣进料中心：包括进料控制器、计时器、储料器、皮带秤模块和称料槽模块；所述分离搅拌中心：包括时序控制器、喷嘴搅拌器、红外探测器和旋转搅拌器；其中，
所述进液PID控制器：接收上位机发送的有机溶液配料比值及容量值信息，发送输出指令到储液器，所述储液器接收进液PID控制器发送的输出指令，输出酒精或三溴乙烷到称液槽模块；所述计量传感器实时采集称液槽模块流入量，并发送计量信号到进液PID控制器；进液PID控制器接收计量传感器实时发送的计量信号，同时与上位机发出有机溶液配料比值及容量值信息对比，达到设定的目标时，发送断开指令到储液器；所述储液器接收断开指令，停止输入酒精或三溴乙烷到称液槽模块；所述称液槽模块包括重力传感器，同时受重力传感器控制，输送酒精或三溴乙烷到搅拌腔；
所述液位传感器：探测搅拌腔内液位信息，所述浓度传感器探测搅拌腔内有机溶液浓度信息，均发送到进液PID控制器；
所述进料控制器：接收上位机发送的硅渣重量值信息，发送输出指令到储料器；所述储料器接收进料控制器发送的输出指令，输出硅渣到称料槽模块；所述皮带秤模块实时采集称料槽模块的重量，并发送重量信号到进料控制器；进料控制器接收皮带秤模块实时发送的重量信号，同时与上位机发出的硅渣重量值及时间值信息对比，达到设定的目标时，发送断开指令到储料器；所述储料器接收断开指令，停止输入硅渣到称料槽模块；所述称料槽模块包括重力传感器，同时受重力传感器控制，输送硅渣到搅拌腔；
所述计时器：为进料控制器计时；
所述时序控制器：接收上位机发送的操作时间指令，并通过计时器的计时，对喷嘴搅拌器发送搅拌指令；所述喷嘴搅拌器：接收时序控制器发送的搅拌指令，对搅拌腔搅拌；所述红外探测器：探测搅拌腔内的图层信息，实时发送至上位机，上位机接收图层信息并处理，发送旋转指令到旋转搅拌模块；所述旋转搅拌模块：接收上位机的旋转指令，对搅拌腔旋转。
2.根据权利要求1所述的一种用于硅渣分离的自动控制系统，其特征在于：还包括报警器，所述上位机发送报警信息到报警器，报警器接收上位机的报警信息，发出鸣笛警报音。
3.根据权利要求1所述的一种用于硅渣分离的自动控制系统，其特征在于：所述上位机还发送收渣指令、收硅指令或收硅渣指令到回收中心；所述回收中心包括硅渣过滤器、单质硅过滤器和残渣过滤器。
4.根据权利要求3所述的一种用于硅渣分离的自动控制系统，其特征在于：所述残渣过滤器接收上位机发送的收渣指令对搅拌腔收渣；所述单质硅过滤器接收上位机发送的收硅指令对搅拌腔收硅；所述硅渣过滤器接收上位机发送的收硅指令对搅拌腔收硅渣。
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