CN207586773U - 体积和流量可调自动加液器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种化工加液装置，具体公开了一种体积和流量可调自动加液器。包括液体储存容器和液位标尺，本实用新型通过浮子标杆上的液位线在液位标尺上所处在位置指示容器内贮液体积，通过控制加液标杆上的液位控制线在液位标尺上定位设置加液体积，通过调节控制阀的开度设置流量，从而实现在没有人为的干预下，按设定的加液体积及加液流量自动加液。该设备在某些化工、冶炼产品生产过程中使用，起到反应物料计量准确、加入流量按需可调，并可降低工人劳动强度，避免了人为操作的随意性带来的反应物料加入过量或不足，以及加入流量偏离最佳范围带来的危害。该自动加液器能够很好的适应化工生产中需要大量连续间歇加液的情况。

Description

体积和流量可调自动加液器

技术领域

本实用新型涉及化工、冶炼反应装备技术领域，尤其是一种化工加液装置。

背景技术

在化工、冶炼产品的生产过程中，常遇到：根据已知的一种物质的量，可以计算出另一种参与反应的物质的量，并且在加入另一种物质时对另一种参与反应的物质的流量有一定范围要求，如果加入参与反应的物质的量及流量控制不当，最终就会出现产品质量下降和成本增加等问题。例如：1、在用双氧水把二价铁氧化成三价铁，三价铁水解沉淀而除去过程中，采用人工一桶一桶地往反应釜中加入双氧水时，常出现加入过量和流量过大，造成原料浪费和浆液过滤困难等问题。2、在用普通锌粉置换除重金属的操作过程中，普通锌粉中一般有 10％锌是以氧化锌形态存在，该部份锌不但不会参与置换反应，而且会延缓反应，加入稀酸可以加快置换反应，并溶解回收这部份氧化锌。但是，当采用人工加入稀酸时，极易出现加入的稀酸瞬时流量过大，造成溶液的pH局部过低，反而导致反应体系中金属锌、镉溶解，得不偿失。

通常在化学实验领域，我们可以通过采用特定的实验设备实现加液过程体积和流量的稳定控制和调节，例如滴定管。滴定管等类似的加液装置通常是通过透明的玻璃管体盛装待加入液体，管体上刻有刻度，由此实现液体的定体积加入；管体底部设置液体出口，液体流出通过阀门等机构进行控制，从而实现液体的流量控制。

然而在化工生产领域，很多时候需要连续加入大量的液体，透明玻璃容器无法保证有足够的强度，且在往高搅拌强度的反应容器中加液时由于搅拌引起的振动，导致玻璃容器安全性无法保证，一旦玻璃容器损坏其中大量液体泄漏将造成严重安全事故。同时玻璃容器壁的厚度过厚也会导致读数误差增大，无法实现定体积加液的目的。

实用新型内容

为实现在化工生产中体积和流量可调自动加液，以保证加液过程中加液体积和流量的准确，本实用新型提供了一种体积和流量可调自动加液器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：体积和流量可调自动加液器，包括液体储存容器9和液位标尺5，所述液体储存容器9上部开设有液体倒入孔8，顶部开设有浮子标杆孔31和加液标杆孔41，底部开设有管孔15；加液管16与管孔15连接，加液管16上设置有控制阀11并具有液体放出端13；浮子标杆3和加液标杆4分别穿插于所述浮子标杆孔31和加液标杆孔41中，其下端伸入液体储存容器9内部，上端被一限位装置限定，所述限位装置能限定浮子标杆和加液标杆只能在竖直方向上自由滑动；所述浮子标杆3下端与浮子1连接，加液标杆4下端与软管10连接，软管10和加液标杆4的连接端设置有液体放出口 17，软管10另一端延伸至管孔15位置并与加液管16密封连接；液位标尺5与浮子标杆3以及加液标杆4平行设置，液位标尺5的刻度为预先设定，浮子标杆3上设置有与液位标尺5 的刻度对应的液位显示线2，加液标杆4上设置有与液位标尺刻度对应的液位控制线18，加液标杆4在竖直方向上的滑动可由定位装置进行限定。

本实用新型的工作原理是：当通过液体倒入孔向液体储存器中倒入待加入液体时，浮子上浮，浮子标杆在浮子的推动下向上滑动，同时浮子标杆上的液位显示线也随浮子标杆上移，液位标尺上设置有预先设置好的刻度，当液位显示线移动至某一刻度时，即表示现在液体储存器内部具有多少体积的液体。需要加液时，可以直接打开控制阀，液体储存器中的液体即可通过液体放出口进入软管中，并经加液管加入被加入容器。

但这种使用方式难以适应大多数化工操作情况，并且非常麻烦。例如需要倒液非常准确，如果不小心多倒入了液体，则需要先放出一部分液体后才能进行加液。并且化工工艺中常常遇到需要连续间歇加液的情况，这时这种加液方式就不能很好的适应，很可能导致错过加液时机或加液不准确。

应对以上情况，我们可以采用以下方式进行操作：先向液体储存器中倒入超过总共需要加入的体积的液体，此时液位显示线移动到相应位置，然后往上拉动加液标杆，使加液标杆上的液位控制线移动到需要的位置，并通过固定装置进行固定。此时液位显示线对应的刻度表示液体储存器中总共有多少体积的液体，而液位控制线对应的刻度则表示有多少体积的液体不会被放出，实际加液体积＝液位显示线对应的刻度-液位控制线对应的刻度。此时再打开控制阀进行加液。加液完成后可根据液位显示线的新位置调整液位控制线的位置，即可实现连续间歇加液。

不仅如此，采用本实用新型的加液器，液体储存容器无需选用玻璃等透明材质，而可以根据需要的容器强度和所盛装溶液的性质选择各类材质的液体储存容器，容器强度、安全性、自由度和适应性大大提高。

容易理解的，为了保证读数的准确性，浮子标杆不宜使用粗重杆状物。

作为本实用新型的进一步改进，所述定位装置的结构为：包括设置在液位标尺上的加液定位孔和设置在加液标杆上的与加液定位孔配合的加液定位钉，所述加液定位钉可向液位标尺移动并固定在加液定位孔中，从而限定加液标杆在竖直方向上的滑动。

本方案提供了一种定位装置的设置方式，该方案的特点是便于快速和准确的进行操作，尤其是在应对需要连续间歇加液的情况时，可快速进行加液定位。容易想到的，我们还可以采用其他的定位方式，例如采用固定夹对加液标杆进行夹持；或者是将加液标杆设置成外螺纹结构，将固定装置设置为与之配合的内螺纹结构，通过转动加液标杆来对液位控制线的位置进行调整等等。

当定位装置采用包括设置在液位标尺上的加液定位孔和设置在加液标杆上的与加液定位孔配合的加液定位钉，所述加液定位钉可向液位标尺移动并固定在加液定位孔中，从而限定加液标杆在竖直方向上的滑动这样的结构时，可将加液定位孔的设置位置与液位标尺的刻度对应，加液定位钉的设置位置与液位控制线重合，以便于读数和操作。

作为本实用新型的进一步改进，所述限位装置的结构为：包括固定于液体储存容器上方的孔板，孔板上设置有在竖直方向上分别与浮子标杆孔和加液标杆孔相对应的浮子标杆限位孔和加液标杆限位孔，浮子标杆穿插于浮子标杆孔和浮子标杆限位孔中，加液标杆穿插于加液标杆孔和加液标杆限位孔中，从而实现限定浮子标杆和加液标杆只能在竖直方向上自由滑动的功能。

本方案提供了一种限位装置的设置方式，该方案的特点是结构简单。当然容易想到还可以采用其他的设置方式，例如可以在浮子标杆或加液标杆上设置滑轮结构，将限位装置设置为固定在支架上的与滑轮结构配合的导轨结构，同样可以实现限定浮子标杆和加液标杆只能在竖直方向上自由滑动的功能。

作为本实用新型的进一步改进，所述加液管上设置有与加液管连通的，开口向上的排气管。采用本实用新型的加液器用于加入双氧水等液体时，双氧水容易在液体储存容器中分解产生氧气，加液过程中，一部分氧气会以气泡的形式进入软管和加液管中，容易造成加液不流畅，在管道较细时还可能导致管道堵塞。本方案我们通过在加液管上连通设置开口向上的排气管，使得加液管内的气体能够通过排气管排出，从而实现加液顺畅。容易理解的，为了防止快速加液时液体通过排气管溢出，排气管需要具备一定的长度。

更佳的，所述排气管连通于控制阀外侧的加液管上。如果排气管设置在控制阀内侧，那么加液结束关闭控制阀时，可能会有部分液体残留在控制阀外侧的加液管中无法排出，可能造成加液精度不高或操作失误加入不该加入的溶液或长时间不使用时管内液体变质或腐蚀管道阀门的情况发生，因此可将排气管连通于控制阀外侧的加液管上，保证在控制阀关闭时，加液管内残留液体仍能排出管道。

作为本实用新型的进一步改进，所述液体储存容器在任意高度的横截面面积相等。采用等截面液体储存容器的目的在于便于液位标尺刻度的设置和读数，当液体储存容器在任意高度的横截面面积相等时，液位标尺上单位刻度的间距也是相等的，从而便于刻度的设置，同时在读数时也便于刻度值的估算。

作为本实用新型的进一步改进，所述液体放出端可伸入被加入容器的液面以下。当所加液体为易分解物(如双氧水)时，加液管液体放出端必须伸入反应釜内液面之下。

当采用上述方案加入易分解液体时，由于液体放出端伸入被加入容器的液面以下，容器中液体在搅拌装置的作用下产生高速流动，将会对液体的流出形成阻力，此时可将液体放出端的开口端面所在的平面与水平面呈一定角度(＞0°)设置，并使开口朝向被加入容器内的液体流动方向。从而使液体能顺利流出。

作为本实用新型的进一步改进，所述加液管上还设置有流量计，以便于加液过程中流量的精确监控和调整。

本实用新型的有益效果是：1)实现在没有人为的干预下，按设置的加液体积及加液流量自动加液，降低了工人劳动强度。2)浮子标杆上的液位显示线能准确显示出液体储存容器内最大可放液体的体积，加液标杆的加液定位钉与液位标尺上的定位孔对齐固定，能准确显示出液体储存容器内最大不可放液体的体积，使加入反应的物料计量准确，加入体积和流量按需可调，避免了人为操作的随意性带来的反应物料加入过量或不足，以及加入流量偏离最佳范围带来的危害。3)特殊的调节方式便于应对化工生产中连续间歇大量加液的情况。4)液体储存容器无需选用玻璃等透明材质，而可以根据需要的容器强度和所盛装溶液的性质选择各类材质的液体储存容器，容器强度、安全性、自由度和适应性大大提高。5)操作方便，易于制造，便于在产业上推广。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是实施例二的液体放出端开口结构示意图。

图3是实施例三的液体放出端开口结构示意图。

图中标记为：1-浮子，2-液位显示线，3-浮子标杆，31-浮子标杆孔，32-浮子标杆限位孔，4-加液标杆，41-加液标杆孔，42-加液标杆限位孔，5-液位标尺，6-加液定位孔，7-加液定位钉，8-液体倒入孔，9-液体储存容器，10-软管，11-控制阀，12-流量计，13-液体放出端，14-排气管，15-管孔，16-加液管，17-液体放出口，18-液位控制线，19-孔板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实用新型的体积和流量可调自动加液器，包括液体储存容器9和液位标尺5，所述液体储存容器9为长方体容器，其顶部开设有液体倒入孔8，浮子标杆孔31和加液标杆孔41，底部开设有管孔15；加液管16与管孔15连接，加液管16上设置有控制阀11和流量计12并具有液体放出端13，液体放出端13可伸入被加入容器的液面以下；浮子标杆3和加液标杆4分别穿插于所述浮子标杆孔31和加液标杆孔41中，其下端伸入液体储存容器9内部，上端被一限位装置限定，所述限位装置的结构为：包括固定于液体储存容器9上方的孔板19，孔板19上设置有在竖直方向上分别与浮子标杆孔31和加液标杆孔41相对应的浮子标杆限位孔32和加液标杆限位孔42，浮子标杆3穿插于浮子标杆孔31和浮子标杆限位孔32中，加液标杆4穿插于加液标杆孔41和加液标杆限位孔42中，从而限定浮子标杆3 和加液标杆4只能在竖直方向上自由滑动；所述浮子标杆3下端与浮子1连接，加液标杆4 下端与软管10连接，软管10和加液标杆4的连接端设置有液体放出口17，软管10另一端延伸至管孔15位置并与加液管16密封连接；液位标尺5与浮子标杆3以及加液标杆4平行设置，液位标尺5的刻度为预先设定，浮子标杆上3设置有与液位标尺5的刻度对应的液位显示线2，加液标杆4上设置有与液位标尺5的刻度对应的液位控制线18，加液标杆4在竖直方向上的滑动可由定位装置进行限定，所述定位装置的结构为：包括设置在液位标尺5上与刻度对应的加液定位孔6和设置在加液标杆4上液位控制线18位置的与加液定位孔6配合的加液定位钉7，所述加液定位钉7可向液位标尺5移动并固定在加液定位孔6中，从而限定加液标杆4在竖直方向上的滑动。所述加液管16上设置有与加液管连通的、开口向上的排气管14。所述排气管14连通于控制阀11外侧的加液管16上。

实施例一：

将上述体积和流量可调自动加液器用于加液时，先往液体储存容器9内倒入液体，浮子 1上浮，带动浮子标杆3向上移动，倒液结束后浮子标杆3上的液位显示线2停止于液位液位标尺5上数字“5”的位置，说明液体储存容器9内最大有5个体积单位的液体可以放出。经计算反应釜内需要加入3个单位体积的液体时，移动加液标杆4，使加液定位钉7与液位标尺5上的与数值“2”对应的加液定位孔6对齐(此时说明液体储存容器内有2个体积单位的液体不能放出)后固定。然后打开控制阀11致要求流量范围，3个单位体积的液体将会自动加入反应釜中。

本方法于2015年8月在国内某硫酸锌厂使用，取得了良好效果。用此加液器加入双氧水除铁，与人工加入比较，双氧水消耗降低26％，浆液过滤速度提高1.3倍，工人劳动强度明显下降；在普通锌粉置换除重金属的操作过程中，用此加液器加入稀酸，溶解普通锌粉中的氧化锌，加快了置换反应，减少了置换渣量，海绵镉品位提高了15％，置换锌金属回收率提高了2.2％。

实施例二：

本实施例用于说明所述液体放出端13的开口的设置方式，如图2所示，液体放出端13 的开口为斜剖的尖嘴管形状，剖面即为其开口端面，剖面所在平面与水平面呈50度夹角，且剖面开口朝向被加入容器内的液体流动方向。

实施例三：

本实施例用于说明所述液体放出端13的开口的另一种设置方式，如图3所示，液体放出端 13端口处为一截弯管，弯管管口所在平面与水平面呈45度夹角，且弯管管口朝向被加入容器内的液体流动方向。

Claims (9)

1.体积和流量可调自动加液器，其特征在于：包括液体储存容器(9)和液位标尺(5)，所述液体储存容器(9)上部开设有液体倒入孔(8)，顶部开设有浮子标杆孔(31)和加液标杆孔(41)，底部开设有管孔(15)；加液管(16)与管孔(15)连接，加液管(16)上设置有控制阀(11)并具有液体放出端(13)；浮子标杆(3)和加液标杆(4)分别穿插于所述浮子标杆孔(31)和加液标杆孔(41)中，其下端伸入液体储存容器(9)内部，上端被一限位装置限定，所述限位装置能限定浮子标杆(3)和加液标杆(4)只能在竖直方向上自由滑动；所述浮子标杆(3)下端与浮子(1)连接，加液标杆(4)下端与软管(10)连接，软管(10)和加液标杆(4)的连接端设置有液体放出口(17)，软管(10)另一端延伸至管孔(15)位置并与加液管(16)密封连接；液位标尺(5)与浮子标杆(3)平行设置，其刻度为预先设定，浮子标杆(3)上设置有与液位标尺(5)的刻度对应的液位显示线(2)，加液标杆(4)上设置有与液位标尺(5)刻度对应的液位控制线(18)，加液标杆(4)在竖直方向上的滑动可由定位装置进行限定。

2.根据权利要求1所述的体积和流量可调自动加液器，其特征在于：所述定位装置的结构为：包括设置在液位标尺(5)上的加液定位孔(6)和设置在加液标杆(4)上的与加液定位孔(6)配合的加液定位钉(7)，所述加液定位钉(7)可向液位标尺(5)移动并固定在加液定位孔(6)中，从而限定加液标杆(4)在竖直方向上的滑动。

3.根据权利要求2所述的体积和流量可调自动加液器，其特征在于：所述加液定位孔(6)的设置位置与液位标尺(5)的刻度对应，所述加液定位钉(7)的设置位置与液位控制线(18)重合。

4.根据权利要求1所述的体积和流量可调自动加液器，其特征在于：所述限位装置的结构为：包括固定于液体储存容器(9)上方的孔板(19)，孔板(19)上设置有在竖直方向上分别与浮子标杆孔(31)和加液标杆孔(41)相对应的浮子标杆限位孔(32)和加液标杆限位孔(42)，浮子标杆(3)穿插于浮子标杆孔(31)和浮子标杆限位孔(32)中，加液标杆(4)穿插于加液标杆孔(41)和加液标杆限位孔(42)中，从而实现限定浮子标杆(3)和加液标杆(4)只能在竖直方向上自由滑动的功能。

5.根据权利要求1所述的体积和流量可调自动加液器，其特征在于：所述加液管(16)上设置有与加液管(16)连通的，开口向上的排气管(14)。

6.根据权利要求5所述的体积和流量可调自动加液器，其特征在于：所述排气管(14)连通于控制阀(11)外侧的加液管(16)上。

7.根据权利要求1所述的体积和流量可调自动加液器，其特征在于：所述液体储存容器(9)在任意高度的横截面面积相等。

8.根据权利要求1所述的体积和流量可调自动加液器，其特征在于：所述液体放出端(13)可伸入被加入容器的液面以下。

9.根据权利要求8所述的体积和流量可调自动加液器，其特征在于：所述液体放出端(13)的开口端面所在的平面与水平面呈＞0°的夹角设置，且开口朝向被加入容器内的液体流动方向。