一种PAM固体药剂在线自动配制投加设备

1.一种PAM固体药剂在线自动配制投加设备，其特征是：包括预制混合箱（1）、调匀熟化箱（2）、溶液储存箱（3）、固体螺旋上料机（10）、变频调节固体螺旋投料机（11）、投料机出口送料混合器（14），进水电磁阀（9）、进水流量计（6）、变频调节螺杆泵（8）、出口流量计（7）及PLC变频控制柜（16），所述的预制混合箱、调匀熟化箱和溶液储存箱相连通，固体螺旋上料机的出料口与固定在预制混合箱上部的变频调节固体螺旋投料机的进料口连通，在变频调节螺旋固体投料机的出料口下方设置有与预制混合箱连通的投料机出口送料混合器，所述的投料机出口送料混合器（14）主要由内层圆筒（14-1）、外层圆筒（14-2）及进水接管（14-4）组成，外层圆筒包括上、下二个单独密闭空间，分别连接在内层圆筒外壁上，在内层圆筒与外层圆筒的连接部位分布有进水圆孔，在外层圆筒上均连接有进水接管，并在投料机出口送料混合器的进水管上连接有进水电磁阀和进水流量计，变频调节螺杆泵的进口端与溶液储存箱的出料口端连通、出口连接有在出口流量计，所述的进水流量计、出口流量计、变频调节螺杆泵，进水电磁阀，固体螺旋上料机，变频调节螺旋固体投料机均与PLC变频控制柜的PLC控制系统连接，通过出口流量计实时反馈的PAM药剂瞬时流量信号自动调整加注量和固体药剂投料量。
2.根据权利要求1所述的PAM固体药剂在线自动配制投加设备，其特征是：所述的预制混合箱（1）、调匀熟化箱（2）、溶液储存箱（3）是在一个方形不锈钢箱体内部用隔板平均分隔开而成，预制混合箱和调匀熟化箱的上隔板的底部与调匀熟化箱和溶液储存箱的下隔板的上部连通，并在上隔板、下隔板之间形成连通通道。
3.根据权利要求1所述的PAM固体药剂在线自动配制投加设备，其特征是：在所述的预制混合箱（1）和调匀熟化箱（2）内均设置有电动搅拌器（4）。
4.根据权利要求1所述的PAM固体药剂在线自动配制投加设备，其特征是：在所述的溶液储存箱（3）内还安装有浮球液位开关（15），通过高低二个开关量输出，控制进水电磁阀（9）和变频调节固体螺旋投料机（11）。
5.根据权利要求1所述的PAM固体药剂在线自动配制投加设备，其特征是：所述的固体螺旋上料机（10）主要由低位料斗（10-1）、支架（10-2）、三相交流传动电机（10-3）、低料位开关（10-4）、垂直空心螺杆输送管（10-5）组成，三相交流电机固定在支架的侧面，在低位料斗的下部侧壁连接有固体螺旋上料机低料位开关，垂直空心螺杆输送管的下部位于低位料斗内，其底部通过传动皮带（10-6）与三相交流传动电机相连。
6.根据权利要求1所述的PAM固体药剂在线自动配制投加设备，其特征是：所述的变频固体螺旋投料机（11）主要由高位料斗（11-1）、三相电机及减速机（11-3）、高料位开关（11-
4）、低料位开关（11-5）、水平螺杆输送管（11-6）组成，高位料斗固定在预制混合箱（1）的上部，在高位料斗侧壁的上、下部位设置有高料位开关和低料位开关，水平螺杆输送管位于高位料斗内的下部，其一端与三相电机及减速机的输出端固定连接，另一端位于投料机出口送料混合器（14）的进料口端。
7.根据权利要求1所述的PAM固体药剂在线自动配制投加设备，其特征是：所述的变频调节螺杆泵（8）为二组，每组变频调节螺杆泵包括二个变频调节螺杆泵，其中的一个螺杆泵电机为备用螺杆泵电机，每组变频调节螺杆泵的进口均与箱体部分溶液储存箱（3）连通、出口均连接有出口流量计（7）。
8.根据权利要求6所述的PAM固体药剂在线自动配制投加设备，其特征是：在所述的高位料斗（11-1）的侧面下部安装有气动破拱器（11-7）。
9.根据权利要求6所述的PAM固体药剂在线自动配制投加设备，其特征是：在所述的水平螺杆输送管（11-6）出料口末端设置有自发电加热丝（11-8）。

一种PAM固体药剂在线自动配制投加设备\n技术领域\n[0001] 本发明属于药剂自动配制投加设备技术领域，主要涉及的是一种PAM固体药剂在线自动投加设备。可广泛应用于环保、化工、炼油等生产工艺的水处理系统中，实现PAM固体药剂的在线自动上料、自动投料、自动配液、自动注出。\n背景技术\n[0002] 目前，在各种水处理工艺中需要投加PAM做为助凝剂，主要增加水中各种不溶性微粒的絮凝沉降效果，更好的将水中的悬浮颗粒物去除。由于PAM助凝剂本身为固体颗粒状，在常温环境中，与空气接触中易受潮结块而增加配制水溶液的难度，且正常配制好的水溶液粘度很大，采用一般计量泵向外注出很容易堵塞无法长时间运行。另外，现有的投加设备结构简单，功能单一，不具备固体药剂的防潮加热处理、自动上料、自动投料、自动配制水溶液、自动注出等功能。PAM固体助凝剂的上料、投料、配制、投加等均需通过人工进行，固体料斗内的固体物料液位也完全靠人工观察，如不及时添加会导致缺料而影响水处理效果。不仅劳动强度大、工作效率低、操作工艺繁琐，而且对操作人员的专业知识要求较高，不能实现设备的在线全自动运行。由于人工配药过程固体投料口和稀释水进口混合接触时不均匀，容易造成部分药剂不溶解沉于溶解箱底部造成药剂浪费，配液浓度不稳定也会降低水处理效果，不利于环境保护。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的即由此产生，提出一种PAM固体药剂在线自动配制投加设备。通过在线检测PAM药剂溶液的出口流量信号自动调整PAM药剂的加注量，实现PAM药剂溶液的加注量随水处理工艺管线需求在线实时自动调整、智能化定比加注的目的，药剂溶液向外注出采用变频调节螺杆泵解决了药剂溶液粘度大容易堵塞计量泵的问题，大大提高PAM药剂溶液加注的准确性和可靠性，在充分提高药剂利用率的同时降低了对环境的污染。其集PAM固体药剂的在线自动上料、自动投料、自动配液、自动注出、自动计量等功能于一体，大大简化了操作工艺，提高了工作效率，减轻了工人劳动强度。同时采用一体化撬装设计，方便了运输安装。\n[0004] 本发明实现上述目的采取的技术方案是：一种PAM固体药剂在线自动配制投加设备，包括预制混合箱、调匀熟化箱、溶液储存箱、固体螺旋上料机、变频调节固体螺旋投料机、投料机出口送料混合器，进水电磁阀、进水流量计、变频调节螺杆泵、出口流量计及PLC变频控制柜，所述的预制混合箱、调匀熟化箱和溶液储存箱相连通，固体螺旋上料机的出料口与固定在预制混合箱上部的变频调节固体螺旋投料机的进料口连通，在变频调节螺旋固体投料机的出料口下方设置有与预制混合箱连通的投料机出口送料混合器，并在投料机出口送料混合器的进水管上连接有进水电磁阀和进水流量计，变频调节螺杆泵的进口端与溶液储存箱的出料口端连通、出口连接有在线流量计，所述的进水流量计,出口流量计、变频调节螺杆泵，进水电磁阀,固体螺旋上料机,变频调节螺旋固体投料机均与PLC变频控制柜的PLC控制系统连接，通过在线出口流量计实时反馈的PAM药剂瞬时流量信号自动调整加注量和固体药剂投料量。\n[0005] 本发明所述的预制混合箱、调匀熟化箱、溶液储存箱是在一个方形不锈钢箱体内部用隔板平均分隔开而成，预制混合箱和调匀熟化箱的上隔板的底部与调匀熟化箱和溶液储存箱的下隔板的上部连通，并在上隔板、下隔板之间形成连通通道。\n[0006] 本发明在所述的预制混合箱和调匀熟化箱内均设置有电动搅拌器。\n[0007] 本发明在所述的溶液储存箱内还安装有浮球液位开关，通过高低二个开关量输出，控制进水电磁阀和变频调节固体螺旋投料机。\n[0008] 本发明所述的固体螺旋上料机主要由低位料斗、支架、三相交流传动电机、低料位开关、垂直空心螺杆输送管组成，三相交流电机固定在支架的侧面，在低位料斗的下部侧壁连接有固体螺旋上料机低料位开关，垂直空心螺杆输送管的下部位于低位料斗内，其底部通过传动皮带与三相交流传动电机相连。\n[0009] 本发明所述的变频固体螺旋投料机主要由高位料斗、三相电机及减速机、高料位开关、低料位开关、水平螺杆输送管组成，高位料斗固定在预制混合箱的上部，在高位料斗侧壁的上、下部位设置有高料位开关和低料位开关，水平螺杆输送管位于高位料斗内的下部，其一端与三相电机及减速机的输出端固定连接，另一端位于投料机出口送料混合器的进料口端。\n[0010] 本发明所述的送料混合器主要由内层圆筒、外层圆筒及进水接管组成，外层圆筒包括上、下二个单独密闭空间，分别连接在内层圆筒外壁上，在内层圆筒与外层圆筒的连接部位分布有进水圆孔，在外层圆筒上均连接有进水接管，并在进水接管进水电磁阀和进水流量计。\n[0011] 本发明所述的变频调节螺杆泵为二组，每组变频调节螺杆泵包括二个变频调节螺杆泵，其中的一个螺杆泵电机为备用螺杆泵电机，每组变频调节螺杆泵的进口均与箱体部分溶液储存箱连通、出口均连接有出口流量计。\n[0012] 本发明在所述的高位料斗的侧面下部安装有气动破拱器。\n[0013] 本发明在所述的水平螺杆输送管出料口末端设置有自发电加热丝。\n[0014] 本发明集通过在线出口流量计实时反馈PAM药剂瞬时流量信号自动调整加注量、变频自动调节固体投料量、自动料位液位控制等功能于一体，实现PAM药剂溶液的加注量随水处理工艺管线需求在线实时自动调整，智能化定比加注的目的。增加PAM药剂药剂溶液配制、自动加注准确度，减少工人劳动强度，简化了操作工艺，有效提高了工作效率，加药量随在线流量计值的波动而波动，保证PAM药剂药剂溶液配制的自动化程度和均匀度，提高PAM药剂溶液加注的准确性和可靠性，并可延长开工周期，降低环境污染节能环保，同时，节省药剂用量。采用一体化撬装设计，方便运输安装。\n附图说明\n[0015] 图1为本发明的结构示意图。\n[0016] 图2为本发明内部固体螺旋上料机的结构示意图。\n[0017] 图3为本发明内部固体螺旋投料机的结构示意图。\n[0018] 图4为本发明内部投料机出口送料混合器的结构示意图。\n[0019] 图5为本发明主回路电路图的分图一。\n[0020] 图6为本发明的主回路电路的分图二。\n[0021] 图7为本发明的主回路电路的分图三。\n[0022] 图中：1、预制混合箱，2、调匀熟化箱，3、溶液储存箱，4、电动搅拌器，5、就地液位计,6、进水流量计,7、出口流量计,8、变频调节螺杆泵，9、进水电磁阀,10、固体螺旋上料机, \n10-1、低位料斗，10-2、支架，10-3、三相交流传动电机，10-4、固体螺旋上料机低料位开关，\n10-5、垂直空心螺杆输送管，10-6、传动皮带，11、变频调节固体螺旋投料机, 11-1、高位料斗，11-2、钢机架，11-3、三相电机及减速机，11-4、变频调节固体螺旋投料机高料位开关，\n11-5、变频调节固体螺旋投料机低料位开关，11-6、水平螺杆输送管，11-7、气动破拱器，11-\n8、电加热丝，12、料斗破拱器,13、投料机出口电加热器,14、投料机出口送料混合器, 14-1、内层圆筒，14-2、外层圆筒，14-3、内防雨帽，14-4、进水接管，15、浮球液位开关,16、PLC变频控制柜。\n具体实施方式\n[0023] 结合附图，给出本发明的实施例如下，但本发明不局限以下实施例。\n[0024] 如图1所示，本实施例所述的一种PAM固体药剂在线自动投加设备主要由溶液箱体部分、管线、泵、仪表及控制部分组成，所述的箱体部分包括预制混合箱1、调匀熟化箱2和溶液储存箱3，预制混合箱1主要对PAM固体药剂与水进行初步混合搅拌，调匀熟化箱2是对溶液进一步搅拌均匀，溶液储存箱3是将搅拌配制好的溶液暂时储存起来。所述的预制混合箱、调匀熟化箱、溶液储存箱是在一个方形不锈钢箱体内部用隔板平均分隔开而成，且预制混合箱、调匀熟化箱和溶液储存箱相互连通，即预制混合箱和调匀熟化箱的上隔板的底部与调匀熟化箱和溶液储存箱的下隔板的上部连通，并在上隔板、下隔板之间形成连通通道。\n在预制混合箱1和调匀熟化箱2内均设置有电动搅拌器4，起到搅拌混合作用，所述电动搅拌器4的电机部分安装在预制混合箱1、调匀熟化箱2顶部中心。在溶液储存箱3外部侧面安装有就地液位计5，方便现场观察溶液箱液位，该就地液位计5的两端法兰接口通过阀门与溶液储存箱3连通。在溶液储存箱3内还安装有浮球液位开关15，提供高低二个开关量输出，高液位自动停止进水电磁阀9进水和变频调节固体螺旋投料机11投料，低液位自动打开进水电磁阀9进水和变频调节固体螺旋投料机11投料。\n[0025] 如图2所示：在预制混合箱1的前侧底座位置上安装有固体螺旋上料机10，所述的固体螺旋上料机10主要由低位料斗10-1、支架10-2、三相交流传动电机10-3、低料位开关\n10-4、垂直空心螺杆输送管10-5组成，低位料斗10-1焊接固定在支架10-2上，支架为钢框架结构，用于固定低位料斗10-1及三相交流电机10-3。三相交流电机10-3通过螺栓固定在支架10-2的侧面，在低位料斗10-1的下部侧壁通过螺纹连接有固体螺旋上料机低料位开关\n10-4（采用的是公知的阻旋式料位开关ZXK-2），垂直空心螺杆输送管10-5的下部位于低位料斗10-1内，其底部通过传动皮带10-6与三相交流传动电机10-3相连。固体螺旋上料机上料机10的作用是负责把低位料斗内的固体物料自动提升至溶液箱顶部固体螺旋投料机11的高位投料斗内，其下部低料位开关给PLC变频控制柜提供开关量信号自动停止上料并报警提示人工一次性加满上料斗物料（加满后可用一周左右）。\n[0026] 如图3所示：在预制混合箱1上部中间位置安装有变频调节固体螺旋投料机11，该变频调节固体螺旋投料机11的高位料斗与固体螺旋上料机上料机10的出料口连通，其整体安装在预制混合箱顶部并与预制混合箱连通。作用是自动把变频固体螺旋投料机11内的物料按工况需要的量变频可调节送入预制混合箱1中。所述的变频固体螺旋投料机11主要由高位料斗11-1、钢机架11-2、三相电机及减速机11-3、高料位开关11-4、低料位开关11-5、水平螺杆输送管11-6、气动破拱器11-7、电加热丝11-8组成，钢机架11-2为框架结构，固定在预制混合箱1上部的中间位置，高位料斗11-1采用螺栓固定连接在钢机架11-2上，方便检修时拆卸；在高位料斗11-1侧壁的上、下部位设置有高料位开关11-4（采用的是公知的阻旋式料位开关ZXK-2）和低料位开关11-5（采用的是公知的阻旋式料位开关ZXK-2），三相电机及减速机11-3通过螺栓也固定在钢机架11-2上，水平螺杆输送管11-6位于高位料斗11-1内的下部，其一端与三相电机及减速机11-3的输出端固定连接，另一端位于投料机出口送料混合器14的进料口端。高位料斗内的物料靠重力向下部自动流落，由设置在高位料斗下部的变频调节固体螺旋投料机11的水平螺杆输送管11-6送至送料混合器14的进料口内。为防止物料在高位料斗内堆积而影响出料效率，在高位料斗11-1的侧面下部安装有气动破拱器\n11-7，当物料堆积较多影响自然下落时打开进气口阀门即可产生振动。为防止出料口物料未掉落之前吸潮结块而影响出料混合效果，在水平螺杆输送管11-6出料口末端设置有自发电加热丝11-8。正常工作时通过PLC设置恒定温度，低于设置温度即开始加热。\n[0027] 如图4所示：在变频调节螺旋固体投料机11的出料口下方部位投料机出口送料混合器14，即在变频调节螺旋固体投料机11的水平螺杆输送管11-6的出料端下方部位，其也固定在钢机架11-2上。从变频调节固体螺旋投料机11出料口末端落下的物料直接掉入内层圆筒内。所述的送料混合器14主要由内层圆筒14-1、外层圆筒14-2、内防雨帽14-3及进水接管14-4组成，外层圆筒包括上、下二个单独密闭空间，分别焊接在内层圆筒外壁上，目的是使内层圆筒的中间留有进水缓冲通道空间，让出料口落下的物料充分与稀释水混合均匀。\n在内层圆筒14-1与外层圆筒14-2的连接部位分布有进水圆孔，即在内层圆筒侧壁圆周均布有圆孔，本实施例是从上而下分层钻有3mm圆孔，圆孔总面积之和不小于进水接管14-4口径，用于均匀喷射水后和筒内固体充分混合。在外层圆筒14-2上均连接有与水管连接的进水接管，在进水管上连接有进水电磁阀9和进水流量计6，进水流量计6采用的是公知的金属管浮子流量计H250/RR1/M9/ESK2A/EX，用于计量进水流量。在外接水在内层圆筒14-1安装有内防雨帽14-3。\n[0028] 图6-7为本实施例的控制电路主回路。主要是用于控制固体螺旋上料机电机、变频调节螺旋固体投料机、变频调节螺杆泵、电动搅拌器电机。其控制部分包括变频调节螺杆泵\n8、出口流量计7（采用的是公知的电磁流量计OPTIFLUX4100）以及PLC变频控制柜16和控制电路。本实施例因为注出点为二组，因此并联设置了二组变频调节螺杆泵8、出口流量计7（如果是三个注出位置，则设置三组，以此类推，不再赘述）。每组变频调节螺杆泵8包括二个变频调节螺杆泵，即1#螺杆泵电机与2#螺杆泵电机，3#螺杆泵电机与4#螺杆泵电机，其中的一个螺杆泵电机为备用螺杆泵电机。每组变频调节螺杆泵的进口均与箱体部分溶液储存箱\n3连通、出口分别连接有出口流量计7。如图2-3所示：控制电路主要由空气开关QF、变频器、热继电器、转换控制开关等构成。其控制电路和控制方式均为公知技术，工作时将空气开关QF合上，并将选择开关SW转到自动位置，合上交流接触器KM1，则二组中的1#螺杆泵、3#螺杆泵启动，且1#、3#变频器控制电机接收PLC控制柜根据主工艺流量信号进行计算后传来的信号，自动调节螺杆泵转速以调节流量；此时2#、4#螺杆泵为备用泵，当1#、3#螺杆泵不能正常工作时，2#、4#螺杆泵自动投运，操作方法同1#、3#螺杆泵。选择开关SW转到自动位置时固体螺旋上料机和变频调节螺旋固体投料机自动运行，通过液位开关自动配液、混合等操作。\n[0029] 本实施例所述的电动搅拌器4，进水流量计6,出口流量计7,变频调节螺杆泵8，进水电磁阀9,固体螺旋上料机10,变频调节螺旋固体投料机11,投料机出口电加热器13,浮球液位开关15通过控制电缆与PLC变频控制柜16的PLC控制系统连接。所述的变频控制柜16上设有PLC可编程控制器和触摸屏，可随时设定和显示所配制PAM固体药剂溶液的总量（单位L）和浓度（%）值，PLC可编程控制器通过在线出口流量计实时反馈PAM药剂瞬时流量信号自动调整加注量、变频自动调节固体投料量、自动料位液位控制。\n[0030] 本实施例的工作过程为：首先由人工把准备好的PAM固体药剂倒入固体螺旋上料机10的料斗内，连接好进水电磁阀9的进口管路，把PLC变频控制柜16的控制开关都打到自动位置。PAM固体药剂即通过固体螺旋上料机10提升至变频调节螺旋固体投料机11料斗内，当料位满时，其内设置的高低液位开关通过开关量断电的方式使固体螺旋上料机10自动停止上料。上料完毕后，自动启动变频调节螺旋固体投料机11，在向预制混合箱1投料的同时自动开启进水电磁阀9和进水流量计6，当预制混合箱1的液位达到设定值（满时）关停进水电磁阀9，在投料、进水的同时，料斗破拱器12、投料机出口电加热器13同时启动工作,投料机出口送料混合器14和电动搅拌器4也同时启动工作。投料机出口送料混合器14的药剂混合液直接进入预制混合箱1搅拌约15分钟后，通过隔板溢流通道自动溢流至调匀熟化箱2同样搅拌约15分钟后，通过隔板溢流通道自动溢流至溶液储存箱3，溶液储存箱3内的药剂溶液自流至箱体下部变频调节螺杆泵8的入口（同时流入2组），分别经出口流量计7向外目标注出。药剂的注出量通过在线出口流量计7实时反馈PAM药剂瞬时流量信号自动调整加注量、变频自动调节固体投料量、自动料位液位控制等功能，加药量随在线流量计值的波动而波动，保证PAM药剂药剂溶液配制的自动化程度和均匀度，提高PAM药剂溶液加注的准确性和可靠性。