CN213326884U - 一种便捷高效二氧化碳投加系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及二氧化碳投加系统技术领域，尤其是一种便捷高效二氧化碳投加系统。为解决现有投加技术不能自动控制二氧化碳投加量、影响生产稳定性的问题，本实用新型提出一种便捷高效二氧化碳投加系统，使用汇流排输送二氧化碳，利用水射器可将二氧化碳高效投加至原水中，在输气管上设置电磁阀、流量计，在投加后的原水管道上设置pH计，在投加装置中增设PLC控制系统，通过pH计反馈信号控制输气管电磁阀的开度，达到自动调整二氧化碳给气量的目的。同时，PLC可将信号传输至控制室，可实现远程监控。采用PLC自动调控和手动调节的配合，便于操作，能够实时控制二氧化碳投加量，达到高效的目的。

Description

一种便捷高效二氧化碳投加系统

技术领域

本实用新型涉及二氧化碳投加技术领域，尤其涉及一种二氧化碳自动投加系统。

背景技术

在南水北调多为明渠输水，在长距离输水过程中，由于明渠水泥材料成分呈碱性长时间浸泡而析出，会造成水在输送过程中pH值呈现出上升趋势。末端水体的pH明显较高而且受季节变化影响明显。同时，水中藻类大量生长消耗水中二氧化碳造成水体的PH值升高。

目前大多数地表水厂都采用铝盐系混凝剂，铝在弱碱情况下有一定的溶解度，原水pH值升高时，将影响铝的去除效果，导致出厂水铝超标。铝的过量吸收对人体神经系统及肾功能存在危害。当原水pH值大于8.0时，混凝效果变差，导致出水铝含量超标，水的处理难度大大增加。在调节原水pH技术中，二氧化碳投加技术因其制备简单、安全可靠、成本低廉，并且完全可以满足生产及供水安全的需要，适用于食品、供水等行业。

现有技术中存在的技术问题。

现有的水处理二氧化碳加投技术，一般采用手动调节二氧化碳的投加量，不利于对二氧化碳投加量的实时控制，大大降低了对原水pH值的反应速度，不能保持原水pH持续稳定，并且增加了原料、动力、人工等成本。

为解决上述问题，本申请中提出一种便捷高效的二氧化碳投加技术。

发明内容

(一)实用新型目的

为解决背景技术中存在的不能自动控制二氧化碳投加量、影响生产稳定性的问题，本实用新型提出一种便捷高效的二氧化碳投加技术，使用汇流排输送二氧化碳，利用水射器可将二氧化碳高效投加至原水中，在输气管上设置电磁阀、流量计，在电磁阀上方设置执行器，在投加后的原水管道上设置pH计，在使用时，通过预先设定的PLC自动控制参数，以pH计反馈信号通过PLC控制系统控制输气管电磁阀的开度，达到自动调整二氧化碳给气量的目的。同时，PLC可将信号传输至控制室，可实现远程监控。在需要检修或手动调整时，可通过电磁阀前端的手动阀或汇流排来关闭送气或调整送气量，采用PLC自动调控和手动调节的配合，便于操作，能够实时控制二氧化碳投加量，达到高效的目的。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供了一种便捷高效二氧化碳投加技术，包括二氧化碳储存瓶和汇流排装置、手动调节阀、电磁调节阀、水射器、PLC系统、pH计、流量计、减压阀。所述二氧化碳储存瓶的出气口与汇流排连接，所述汇流排的出气口连接有减压阀，所述减压阀通过输气管和所述水射器连接，所述减压阀和所述水射器之间的输气管上依次设有压力表、手动调节阀、电磁阀、流量计，所述原水管道位于所述水射器下游一侧设有pH计，所述电磁阀通过信号线连接有执行器，所述执行器远离电磁阀的一侧通过信号线连接有PLC控制箱，所述PLC控制箱通过信号线连接所述流量计和pH计。

优选的，供气端采用具有自动切换供气气瓶功能的二氧化碳电加热汇流排，该汇流排具备加热二氧化碳气体功能，防止液体二氧化碳气化成气体吸热结冰冻坏输气管。气体汇流排将单个用气点的单个供气的气源集中在一起，将多个气体盛装的容器组合起来实现集中供气，能提高工作效率，减轻人员的劳动强度。

优选的，主供气瓶组和备用瓶组分别连接所需个数的食品级二氧化碳气瓶。当主供气瓶组压力降低至设定压力时，利用汇流排上设置的自动切换方式，将系统切换到备用气瓶组，由备用气瓶组开始供气，同时对主供气瓶组进行更换，从而实现不间断供气功能。

优选的，所述二氧化碳汇流排靠近减压阀的一端固定设有单级减压阀，且所述减压阀带有汽水分离器功能。

优选的，所述水射器具备止回功能。

优选的，所述管路及阀门为不锈钢材质，所述电动调节阀为食品级阀门。

优选的，所述手动调节阀应为止回阀。

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

在二氧化碳储存瓶与输气管之间设置电加热汇流排，保证安全稳定供气，提高工作效率，减轻人员的劳动强度。

在输气管末端利用水射器投加二氧化碳，气体经过水射器与水进行充分混合，提高二氧化碳在水中的溶解度，实现快速降低水中pH 的效果，保证地表水后续处理阶段絮凝剂絮凝效果，降低水中铝含量，一定程度上提高了水处理工艺的效果。

PLC系统的增设，减少人员操作，可远程对水质进行实时监控，能根据水质变化及时调整二氧化碳投加量，实现二氧化碳投加的自动化、精准化。

附图说明

图1为本实用新型的流程图。

图2为本实用新型中的汇流排示意图。

图3为本实用新型中的PLC控制箱示意图。

附图标记：

1二氧化碳储存瓶、 2汇流排、3减压阀、4 PLC控制箱、5气体流量计、6水射器、

7 pH计、8电磁阀、9执行器、10手动调节阀、11输气管、12压力表、13原水管道、14控制屏、15控制组件、201 金属软管、202截止阀、203电加热减压器、204钢瓶连接口、205不锈钢活接、401中央处理单元、402存储器、403输入单元、404输出单元、405I/Q扩展口、406外设接口。

具体实施方式

下面结合本实用新型具体实施方式并参照附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行进一步详细描述。应该理解，所描述的实施例只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，不对已有的设备结构和技术进行展开描述，以界定本实用新型的概念。

如图1所示，本实用新型提出的一种便捷高效的二氧化碳投加系统，包括二氧化碳储存瓶1、电加热汇流排2、PLC控制箱4、执行器9和水射器6。二氧化碳储存瓶1的出气口与电加热汇流排2连接，汇流排2的出气口与减压阀3连接，其间设有压力表12，减压阀3通过输气管和水射器6连接，减压阀3和水射器6之间输气管依次设有手动调节阀10、电磁阀8，远离电磁阀8出气口一侧的输气管上设有流量计5，水射器6出口端接入原水管道13，原水管道13位于水射器6下游一侧设有pH计7，电磁阀8通过信号线连接执行器9，执行器9通过信号线连接有PLC控制箱4，PLC控制箱4通过信号线连接流量计5和pH计7。

本实施例中，二氧化碳储存瓶1的数量根据钢瓶容量与实际需求量确定，同时安装备用组。

本实施例中，如图2所示，汇流排2包含连接二氧化碳储存瓶的金属软管201和钢瓶连接口204、控制使用组和备用组气流的截止阀202、电加热减压器203、连接投加输气管的不锈钢活接205。

本实施例中，减压阀3为带有压力表的单级减压阀，进口最大压力3.5MPa，最大出气压力0.35MPa，膜片采用哈氏合金。其特征在于能够调节输气管压力，避免压力过大造成设备损坏，并配备汽水分离器，有效过滤二氧化碳中的多余水汽，避免阀门损坏。

本实施例中，手动调节阀10为止回阀，采用304不锈钢材质。

本实施例中，电磁阀8，采用304不锈钢材质，公称压力2.5MPa，工作压力0.05-1.6MPa。

本实施例中，气体流量计5为远传信号输出型浮子流量计，能力为2.5kg/h 二氧化碳，额定压力7MPa，与气体接触部分采用SS316不锈钢。

本实施例中，执行器9放置于电磁阀8之上，通过信号线连接，输入信号4-20mA，RS485，输出信号4-20mA，RS485。

本实施例中，水射器6为PVC材质文丘里喷射器，具备投加能力4kg/hr，进水压力大于3.5 bar，具备止回功能，防止管道水倒流，损坏阀门部件。能够充分将二氧化碳气体与水混合。

本实施例中，控制屏14应为触摸屏，PLC具有Modbus接口和工业以太网接口。控制系统主要用于二氧化碳投机设备的运行控制、运行操作、运行监测管理。

本实施例中，PLC控制组件15包括中央处理单元（CPU）401、系统程序及用户程序存储器402、输入单元403、输出单元404、扩展口405、外设接口406等几部分。

本实施例中，由电磁阀8、执行器9、气体流量计5、pH计7和PLC控制箱4组成二氧化碳自动投加系统，在使用时，手动调节阀10处于常开状态，PLC控制箱4中的控制组件15通过流量计5、pH计7回馈的信号控制执行器9，执行器9对电磁阀8的开度进行调控，达到调节二氧化碳投加的目的。首先在PLC控制组件15中的中央处理单元401进行编程，限定pH范围和流量范围，在pH计7反馈信号超出限定范围时，触发PLC发送调控信号，信号通过执行器9控制电磁阀8的开度，直至pH计7所测pH达到限定范围为止，如超出供气流量设定范围，pH仍未达到标准，则触发报警信号。在不需投加二氧化碳或自动投加系统需维护时，将汇流排2及手动调节阀10关闭，并关闭水射器6前自来水阀门。控制箱4通过以太网接入中央控制系统，二氧化碳流量及原水pH可传输至中控室，为水厂提供相应数据，实现了远程调控，便于管理人员实时监控和操作，达到便捷高效的目的。

需要说明的是，带有压力表12的汇流排2需安置在稳定支架上。

需要说明的是，二氧化碳储存瓶体积较小，重量轻，便于更换和移动，可根据实际需要安置于适当位置。

本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，其他配件及管件根据说明书的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

本实用新型的使用流程：将适用数量的二氧化碳储存瓶1连接到带有压力表12的电加热汇流排2，铺设输气管11自汇流排至二氧化碳投加位置，在输气管11上依次安装减压阀3、手动调节阀10、电磁阀8及流量计5，在原水管道13远离投加位置下游适当位置安装pH计7，在原水管道13投加位置安装水射器6并连接自来水管道，在电磁阀8附近固定并通过信号线连接执行器9，在适宜位置固定PLC控制箱4，安装控制屏14及PLC控制组件15，通过信号线连接控制组件15与流量计5、pH计7，通过信号线连接控制组件15与执行器9，编写调控程序。使用时，开启手动调节阀10，开启电磁阀8，开启自动控制系统，开启汇流排2阀门，开启二氧化碳储存瓶1，开启水射器6。该系统将根据编写程序要求投加二氧化碳，并实现远程操控，大大降低了人工、物料消耗和使用难度，达到了自动精细投加的目的。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不限制本实用新型的应用形式。任何根据本实用新型技术方案所做的修改等同替换、改进等，均应涵盖在本实用新型的保护范围之内。处键入发明内容描述段落。

Claims (11)

1.一种便捷高效二氧化碳投加系统，包括二氧化碳储存瓶（1），所述二氧化碳储存瓶（1）的上端连接汇流排（2），其特征是，所述汇流排（2）通过输气管（11）连接可调节的减压阀（3），所述输气管（11）在汇流排（2）出口处设有压力表（12），输气管（11）远离减压阀（3）的一侧设置手动调节阀（10），远离手动调节阀（10）的一侧设置电磁阀（8），电磁阀（8）上方通过信号线连接执行器（9），执行器（9）通过信号线连接进PLC控制箱（4），所述的电磁阀（8）连接水射器（6），其间设有气体流量计（5），流量计（5）下端接入输气管（11），所述水射器（6）另一进口端接入自来水，所述水射器（6）出口端接入原水管道（13），原水管道远离水射器的一侧设置pH计（7），所述输气管（11）为耐高压软管。

2.根据权利要求1所述的一种便捷高效二氧化碳投加系统，其特征是，PLC控制系统包括电磁阀（8），电磁阀（8）通过信号线连接执行器（9），执行器（9）通过信号线连接有PLC控制箱（4），PLC控制箱内通过控制屏（14）和控制组件（15）达到自动投加二氧化碳的目的。

3.根据权利要求1所述的一种便捷高效二氧化碳投加系统，其特征是，减压阀（3）能够调节进气管压力，避免压力过大造成设备损坏，并配备汽水分离器，有效过滤二氧化碳中的多余水汽，避免阀门损坏。

4.根据权利要求2所述的一种便捷高效二氧化碳投加系统，其特征是，所述PLC控制系统中的电磁阀（8）采用的是食品级阀门，PLC控制箱（4）中的控制组件（15）通过流量计（5）、pH计（7）回馈的信号控制执行器(9)，执行器(9)对电磁阀(8)的开度进行调控，达到调节二氧化碳投加的目的。

5.根据权利要求1所述的一种便捷高效二氧化碳投加系统，其特征是，所述流量计（5）反馈实时加药量数据和累计流量，用于数据分析和用量统计，核算成本。

6.根据权利要求1所述的一种便捷高效二氧化碳投加系统，其特征是，所述水射器（6）具备止回功能，防止管道水倒流，损坏阀门部件。

7.根据权利要求1所述的一种便捷高效二氧化碳投加系统，其特征是，所述水射器（6）安装于自来水原水管道能够充分将二氧化碳气体与水混合。

8.根据权利要求1所述的一种便捷高效二氧化碳投加系统，其特征是，pH计（7）能够实时监测投加二氧化碳后水中的pH值，根据收集数据的变化及时反馈到PLC控制箱（4），PLC控制箱（4）及时调整电动阀门的开度。

9.根据权利要求1所述的一种便捷高效二氧化碳投加系统，其特征是，汇流排（2）包含连接二氧化碳储存瓶（1）的金属软管（201）和钢瓶连接口（204）、控制使用组和备用组气流的截止阀（202）、电加热减压器（203）、连接投加输气管的不锈钢活接（205）。

10.根据权利要求9所述的一种便捷高效二氧化碳投加系统，其特征是，汇流排（2）安装多组二氧化碳储存瓶，能够保证安全稳定供气，提高工作效率，减轻人员的劳动强度。

11.根据权利要求9所述的一种便捷高效二氧化碳投加系统，其特征是，二氧化碳储存瓶（1）为瓶厚5-8mm的无缝钢瓶，能够承受30MPa的钢瓶。

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