CN216998457U - 一种蔗汁用液体辅料自动下料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种蔗汁用液体辅料自动下料装置，包括控制系统，所述控制系统包括输入模块、主控模块和驱动模块，装置还包括磷酸储料罐、称重罐、称重器以及蔗汁混料罐，所述磷酸储料罐的顶部设有第一磷酸入料口，磷酸储料罐的底部设有第一磷酸出料口，所述称重罐的顶部设有第二磷酸入料口，所述第一磷酸出料口和第二磷酸入料口由软管连通；所述称重罐的底部设有第二磷酸出料口，所述蔗汁混料罐的顶部设有第三磷酸入料口和蔗汁入料口。本实用新型通过压力传感器对蔗汁称重，再通过在蔗汁混料罐和磷酸储料罐之间增加称重器对每罐蔗汁的磷酸添加量进行称重，采用对两个物料分开称重的方法，可及时调整两种物料的重量，避免不可逆的混合操作失误。

Description

一种蔗汁用液体辅料自动下料装置

技术领域

本实用新型属于蔗糖生产领域，具体涉及一种蔗汁用液体辅料自动下料装置。

背景技术

糖是用甘蔗加工而成的一种调味品。目前甘蔗的生产工艺包括初榨出来的甘蔗混合汁→一次预灰（加石灰乳、磷酸）→混合汁预加热→一次加热→二次预灰（石灰乳）→硫熏中和（二氧化硫）→二次加热→快速沉淀池（絮凝剂、石灰乳、磷酸）→清汁加热→五效蒸发→糖浆上浮（絮凝剂、石灰乳、磷酸）→糖浆过滤→煮糖，目前一次预灰和二次预灰的工序中，需要先加入石灰乳然后进行磷酸的加入。蔗汁中含可溶性磷酸盐的量称为磷酸值，以P₂O₅表示。糖厂中一般只分析蔗汁的磷酸值，即能迅速生成磷酸根离子并在提净过程中生成磷酸钙沉淀的那部分磷酸盐。自然磷酸盐是蔗汁有效澄清的一个重要因素，一般要求蔗汁中P₂O₅的含量应不少于300mg/L，若蔗汁中P₂O₅的含量不足此数，则可加入适当数量的磷酸，以帮助澄清的正常进行，所以，磷酸量的多少直接决定澄清过程是否正常的关键指标，是蔗糖生产厂家严密把控的环节。

受当地的土壤、肥料等条件的影响，不同批次原料所得的混合汁中自然磷酸含量不同，继而添加的磷酸量也不同，磷酸含量直接决定着甘蔗混合汁的清亮透明程度，对其的控制环节非常重要。过多，磷酸会继续在蒸发罐内反应生成磷酸钙等积垢及增加氢离子H⁺，从而糖浆pH降低，造成更多的蔗糖转化和糖分损失，且对于清汁的排出非常不利，在一定程度上影响了过滤效果；而过少加入磷酸，又不能达到澄清的效果。常规的操作中，人工按照经验值加入第一次磷酸，后面再多次少量的控制添加终点，比较耗费人力；

若将磷酸罐与蔗汁罐连通，磷酸罐内的磷酸向蔗汁罐内添加，通过在蔗汁罐内安装称重器，按照经验值限定每次添加的重量，此方法虽然可减少人力的耗费，但由于液体的添加过程中会产生惯性误差，造成称重数据的波动，当称重稳定时容易添加过量，影响蔗汁的澄清品质。

发明内容

本实用新型的目的是解决上述技术问题，提供一种可有效避免称重惯性误差、使用方便、可提高下料效率的一种蔗汁用液体辅料自动下料装置。

为实现上述的目的，本实用新型的技术方案为：

一种蔗汁用液体辅料自动下料装置，包括控制系统，所述控制系统包括输入模块、主控模块和驱动模块，装置还包括从上往下依次设置的磷酸储料罐、称重罐、称重器以及蔗汁混料罐，所述磷酸储料罐的底部设有第一磷酸出料口，所述称重罐的顶部设有第一磷酸入料口，所述第一磷酸出料口和第一磷酸入料口由软管连通；所述称重罐的底部设有第二磷酸出料口，所述蔗汁混料罐的顶部设有第二磷酸入料口，所述第二磷酸出料口和第二磷酸入料口相对；所述蔗汁混料罐上还设有蔗汁入料口；所述称重罐由支撑架支撑，所述支撑架设在称重器上；所述蔗汁混料罐底部设有用于称重的压力传感器。

作为进一步的技术方案，以上所述第一磷酸出料口设有用于控制开关的第一电磁阀，所述第一磷酸入料口设有用于控制流速及开关的流量阀，所述第二磷酸出料口设有用于控制开关的第二电磁阀。

作为进一步的技术方案，以上所述磷酸储料罐的顶部内壁上设有用于监测物料高度的超声波测距模块。作为进一步的技术方案，以上所述软管上设有用于传输物料的传送泵。

作为进一步的技术方案，以上装置还包括旋转机构，所述旋转机构包括底座、旋转电机和转动杆，所述旋转电机安装在底座内，所述转动杆的下端与旋转电机的输出连接，所述称重器通过连接台与转动杆的杆体连接，继而称重器、称重罐与转动杆同步水平转动。

作为进一步的技术方案，以上所述蔗汁混料罐设为若干个，每个蔗汁混料罐设于所述第二磷酸出料口的旋转轨迹下方，经旋转后的第二磷酸出料口与任一蔗汁混料罐的第二磷酸入料口相对。

作为进一步的技术方案，以上所述输入模块用于设定参数；所述主控模块分别接收称重器、压力传感器和超声波测距模块的数据；所述主控模块根据输入模块设定参数通过驱动模块使第一电磁阀、流量阀、第二电磁阀、传送泵和旋转电机工作。

作为进一步的技术方案，以上所述磷酸储料罐上还设有用于提醒的声光报警器，所述声光报警器与驱动模块电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型可有效避免称重惯性误差。本实用新型通过压力传感器对蔗汁称重，再通过在蔗汁混料罐和磷酸储料罐之间增加称重器对每罐蔗汁的磷酸添加量进行称重，采用对两个物料分开称重的方法，可及时调整两种物料的重量，避免不可逆的混合操作失误；再配合在称重罐的第二磷酸入料口设置流量阀，通过流量的控制，实现对磷酸的准确称量，避免边称重边混料造成的惯性误差问题，防止过多的磷酸添加，保证蔗汁的澄清品质。

2、本实用新型使用方便，可提高下料效率。本实用新型采用传感器、电磁阀、传送泵、软管来控制物料的输送，动态调整磷酸的加入，提高了下料的灵活性和效率。

3、本实用新型利用超声波测距模块对磷酸储料罐内的物料高度进行监测，当磷酸物料高于或低于警戒线时，由声光报警器提醒，操作员只需要对磷酸储料罐进行物料的加入，减少了多次称重的繁琐和误差，既能提高准确率，又能减轻操作员的工作负担。

4、本实用新型将流量阀设置在称重罐的第二磷酸入料口处，相对于在磷酸储料罐第一磷酸出料口安装流量阀，可有效避免软管内存留物料对称重的影响。

5、本实用新型设置了旋转电机，通过旋转电机带动称重罐水平移动到指定的蔗汁混料罐上方对蔗汁进行混料操作，提高了整体的生产效率。

附图说明

图1为本实用新型一种蔗汁用液体辅料自动下料装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1的蔗汁混料罐分布图；

图3为本实用新型的控制原理图。

附图标记：

1-控制系统，101-输入模块，102-主控模块，103-驱动模块；

2-磷酸储料罐，201-第一磷酸入料口，202-第一磷酸出料口，203-第一电磁阀，204-超声波测距模块，205-声光报警器；

3-称重罐，301-第二磷酸入料口，302-第二磷酸出料口，303-第二电磁阀；

4-称重器；

5-蔗汁混料罐，501-第三磷酸入料口，502-蔗汁入料口，503-压力传感器；

6-旋转机构，601-底座，602-旋转电机，603-转动杆；

7-软管，8-支撑架，9-传送泵，10-连接台。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式并不局限于实施例表示的范围。

实施例1：

如图1和图2所示，一种蔗汁用液体辅料自动下料装置，包括控制系统1，控制系统1包括输入模块101、主控模块102和驱动模块103，装置还包括从上往下依次设置的磷酸储料罐2、称重罐3、称重器4以及蔗汁混料罐5，磷酸储料罐2的顶部设有第一磷酸入料口201，磷酸储料罐2的底部设有第一磷酸出料口202，称重罐3的顶部设有第二磷酸入料口301，第一磷酸出料口202和第二磷酸入料口301由软管7连通，软管7的长度设为便于称重罐3旋转为宜；称重罐3的底部设有第二磷酸出料口302，蔗汁混料罐5的顶部设有第三磷酸入料口501和蔗汁入料口502，第二磷酸出料口302和第三磷酸入料口501相对，蔗汁入料口502连通蔗汁供料；称重罐3由支撑架8支撑，支撑架8设在称重器4上；蔗汁混料罐5底部设有用于称重的压力传感器503。为了便于对磷酸储料罐2进行加料，可将蔗汁混料罐5放置在厂房一层，磷酸储料罐2的第一磷酸入料口201放置在厂房二层。

第一磷酸出料口202设有用于控制开关的第一电磁阀203，第二磷酸入料口301设有用于控制流速及开关的流量阀16，第二磷酸出料口302设有用于控制开关的第二电磁阀303。本实施例所采用第一电磁阀203、第二电磁阀303型号为V2A102-03；流量阀16为常用的步进式数字阀，通常由步进电机、机械转换器以及液压阀主体组成，主控模块102发出脉冲序列经驱动模块103放大后使步进电机工作。步进电机是一个数字元件，根据增量控制方式工作。增量控制方式是由脉冲数字调制法演变而成的一种数字控制方法，是在脉冲数字信号的基础上，使每个采样周期的步数在前一采样周期的步数上，增加或减少一些步数，而达到需要的幅值;步进电机转角与输入的脉冲数成比例，步进电机每得到一个脉冲信号，便得到与输入脉冲数成比例的转角，每个脉冲使步进电机沿给定的方向转动一个固定的步距角，再通过机械转换器（丝杠螺母或凸轮副）使转角转换为轴向位移，使阀口获得一相应开度，从而获得与输入脉冲数成比例的压力、流量；

磷酸储料罐2的顶部内壁上设有用于监测物料高度的超声波测距模块204。用于检测磷酸储料罐2内的物料高度是否在设定的警戒线范围内；

软管7上设有用于传输物料的传送泵9，用于对磷酸进行输送。

装置还包括旋转机构6，旋转机构6包括底座601、旋转电机602和转动杆603，所述旋转电机602安装在底座601内，所述旋转电机602的输出与转动杆603的下端旋转电机602连接，所述称重器4通过连接台10与转动杆603的杆体连接，继而称重器4、称重罐3与转动杆603同步水平转动。连接台10上设有放置称重器4的凹槽。

蔗汁混料罐5设为三个，每个蔗汁混料罐5设于所述第二磷酸出料口302的旋转轨迹下方，以转动杆603为圆心，相邻蔗汁混料罐5构成的圆心角角度θ为72°经旋转后的第二磷酸出料口302与任一蔗汁混料罐5的第三磷酸入料口501相对。

输入模块101用于设定参数；本实施例的输入模块101为工业触摸显示器；工业触摸显示器内置蓝牙，通过蓝牙模块与主控模块102通信；

主控模块102包括MCU芯片，工业触摸显示器内置的蓝牙模块与MCU芯片通过UART串口连接，MCU芯片的ADC引脚分别接称重器4、压力传感器503和超声波测距模块204；在本实施例中，MCU芯片采用STM32单片机。

驱动模块103为驱动芯片，驱动芯片的输入端连接MCU芯片IO口，驱动芯片的输出端分别连接第一电磁阀203、流量阀16、第二电磁阀303、传送泵9、旋转电机602和声光报警器205。本实例中驱动芯片为L298N。

声光报警器205设于磷酸储料罐2上。当超声波测距模块204检测到磷酸储料罐2内的物料高于或低于警戒线时，STM32单片机控制驱动芯片让声光报警器205工作提醒。

本实用新型的工作流程：

1、通过输入模块101，输入设定指令：将待混汁（未混合石灰乳或已混合石灰乳的蔗汁）与初次磷酸添加量的配比输入至主控模块102中；

2、向磷酸储料罐2内添加磷酸；

3、由蔗汁入料口502向蔗汁混料罐5添加蔗汁，由压力传感器503测量出每罐待混汁的重量，并将模拟量电平信号变化传输至主控模块102中；

4、第一电磁阀203和流量阀16得电，阀门打开，第一传送泵9运行，通过软管7，将磷酸输送至称重罐3内称重，此时，称重器4的模拟量电平信号变化，主控模块102实时接收称重器4的检测数据，获得当次待混磷酸的重量；当磷酸的重量接近主控模块102的预设阈值时，流量阀16的开合度变小，流速逐渐减慢；当磷酸的重量达到主控模块102的预设阈值时，流量阀16闭合，以获得当次待混磷酸重量；

5、第二电磁阀303得电，阀门打开，将当次待混磷酸输送至蔗汁混料罐5内；随后观察蔗汁的澄清度是否达到要求；

6、若还需要添加磷酸，则重复步骤4-5，然后继续观察蔗汁的澄清情况；

7、当此蔗汁混料罐5的磷酸添加完毕后，旋转电机602转动，带动称重罐3和称重器4水平移动到另一待混的蔗汁混料罐5上方，重复步骤4-6。

本实用新型提供一个可用于此工序的装置，所用的设备、芯片等系统均直接从市面购买。每次磷酸添加量与蔗汁的重量比关系按照各厂实际的情况进行计算获得各自的经验值。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“首”、“尾”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接；可以是拆卸连接；也可以是点连接；可以是直接连接；可以是通过中间媒介间接连接，可以使两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。本实用新型中未详尽说明的设备连接方式以及接线方式，均按本领域的常规连接方式理解。

上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蔗汁用液体辅料自动下料装置，包括控制系统，所述控制系统包括输入模块、主控模块和驱动模块，其特征在于：装置还包括从上往下依次设置的磷酸储料罐、称重罐、称重器以及蔗汁混料罐，所述磷酸储料罐的顶部设有第一磷酸入料口，磷酸储料罐的底部设有第一磷酸出料口，所述称重罐的顶部设有第二磷酸入料口，所述第一磷酸出料口和第二磷酸入料口由软管连通；所述称重罐的底部设有第二磷酸出料口，所述蔗汁混料罐的顶部设有第三磷酸入料口和蔗汁入料口，所述第二磷酸出料口和第三磷酸入料口相对，所述蔗汁入料口连通蔗汁供料；所述称重罐由支撑架支撑，所述支撑架设在称重器上；所述蔗汁混料罐底部设有用于称重的压力传感器。

2.根据权利要求1所述的一种蔗汁用液体辅料自动下料装置，其特征在于：所述第一磷酸出料口设有用于控制开关的第一电磁阀，所述第二磷酸入料口设有用于控制流速及开关的流量阀，所述第二磷酸出料口设有用于控制开关的第二电磁阀。

3.根据权利要求2所述的一种蔗汁用液体辅料自动下料装置，其特征在于：所述磷酸储料罐的顶部内壁上设有用于监测物料高度的超声波测距模块。

4.根据权利要求3所述的一种蔗汁用液体辅料自动下料装置，其特征在于：所述软管上设有用于传输物料的传送泵。

5.根据权利要求4所述的一种蔗汁用液体辅料自动下料装置，其特征在于：装置还包括旋转机构，所述旋转机构包括底座、旋转电机和转动杆，所述旋转电机安装在底座内，所述旋转电机的输出与转动杆的下端连接，所述称重器通过连接台与转动杆的杆体连接，继而称重器、称重罐与转动杆同步水平转动。

6.根据权利要求5所述的一种蔗汁用液体辅料自动下料装置，其特征在于：所述蔗汁混料罐设为若干个，每个蔗汁混料罐设于所述第二磷酸出料口的旋转轨迹下方，经旋转后的第二磷酸出料口与任一蔗汁混料罐的第三磷酸入料口相对。

7.根据权利要求6所述的一种蔗汁用液体辅料自动下料装置，其特征在于：所述输入模块用于设定参数；所述主控模块分别接收称重器、压力传感器和超声波测距模块的数据；所述主控模块根据输入模块设定参数通过驱动模块使第一电磁阀、流量阀、第二电磁阀、传送泵和旋转电机工作。

8.根据权利要求7所述的一种蔗汁用液体辅料自动下料装置，其特征在于：所述磷酸储料罐上还设有用于提醒的声光报警器，所述声光报警器与驱动模块电连接。

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