專利名稱：多路液體混合系統(tǒng)和液體在線混合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及液體混合技術(shù)，特別是一種可以實現(xiàn)高精度、大流量多路液體混合系統(tǒng)以及液體在線混合系統(tǒng)，以實現(xiàn)在線、高精度的液體混合。
背景技術(shù)：
工業(yè)生產(chǎn)中涉及的在線液體混合，普遍采用流量計來對參與混合的液體進行計量 (也可以采用計量泵)。參見圖1，在實際的混合作業(yè)過程中，被混合的各種原料液體被存儲在預(yù)處理液罐1之中。開始進行混合時，給料泵2從預(yù)處理液罐1中取出待混合液體，并經(jīng)過管道送到混合罐4中。在給料泵2的推動下，待混合液體先由流量計3進行測量，流量計 3將流量信號傳給變頻器5，變頻器5將該流量信號與事先設(shè)定的流量參數(shù)進行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果輸出控制信號以調(diào)整給料泵2轉(zhuǎn)速，使其輸送的待混合液體量達到所需的流量。實際上，給料泵2、流量計3和變頻器5構(gòu)成了一個閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)，其控制的目標是使經(jīng)過給料泵2流過流量計3待混合液體的流量達到事先設(shè)定的所需流量。但是，基于自動控制理論可知任何閉環(huán)的自動控制系統(tǒng)在運行的初始階段，其與預(yù)定要達到的控制目標總存在較大的誤差，該誤差的消除必須經(jīng)過一個過渡過程時間。參見圖2，其中所顯示的是上述給料泵2、流量計3和變頻器5構(gòu)成的閉環(huán)液體流量控制系統(tǒng)從啟動初始達到液體流量穩(wěn)定的過渡過程。顯然，在系統(tǒng)啟動后的相當一段時間內(nèi)，流過給料泵2、流量計3待混合液體的精度是不能得到保證的，這使得基于流量計控制液體混合的方式只能獲得較低的混合精度，通常只有百分之幾的精度。另一方面，由于待混合液體的比重會隨溫度的改變而發(fā)生變化，以流量的方式來測量待混合液體，必然因待混合液體在不同的溫度下比重不同而出現(xiàn)一定的誤差。再有就是當配方中的各種待混合液體的容量差較大時，很難達到高精度的在線混合。例如將 1000升的M液體和100毫升的N液體進行混合，由于M液體和N液體之間的量差高達10000 倍，如果使用流量計進行計量的方式，100毫升的液體量甚至有可能被忽略不計，因此，就上述實例而言，很難保證這兩種液體在線混合的精度。綜上，現(xiàn)有的采用流量計對參與混合的液體進行計量的技術(shù)方案明顯存在誤差較大，不適于精度要求較高的液體在線混合。

實用新型內(nèi)容本實用新型的一個方面在于提供一種多路液體混合系統(tǒng)，它基于稱重的方式來實現(xiàn)多路的液體混合，使得對各種待混合液體的計量不受液體的比重以及流量計誤差的影響，實現(xiàn)高精度的液體在線混合。本實用新型的另一個方面在于提供一種液體在線混合系統(tǒng)，它基于上述的多路液體混合系統(tǒng)，并可以任意地串聯(lián)或者并聯(lián)，可以適應(yīng)各種生產(chǎn)規(guī)模的高精度液體在線混合。本實用新型的一個方面采用如下的方案實現(xiàn)一種多路液體混合系統(tǒng)，具有多個預(yù)處理液罐，其中儲存各種待混合液體；任一預(yù)處理液罐經(jīng)管道唯一地連接一給料泵，給料泵的出口經(jīng)液體管道連接到混合罐；混合罐處設(shè)置一第一稱重傳感器，且稱重信號連接到液體混合控制器；液體混合控制器電氣連接各給料泵以及混合罐的混合操控裝置；所述第一稱重傳感器的量程分辨度小于或等于1/216 ；所述預(yù)處理液罐設(shè)有第二稱重傳感器，該第二稱重傳感器的量程分辨度小于或等于I/^6 ；且輸出信號連接到液體混合控制器；所述預(yù)處理液罐處設(shè)有一恒溫加熱器，用以使預(yù)處理液罐內(nèi)待混合液體的溫度保持在一恒定的溫度范圍之內(nèi)。由于采用了稱重傳感器對進入混合罐中液體的質(zhì)量進行計量，避免了現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用流量計的計量方式所帶來的較大誤差，使得計量精度能夠得到很大的提高，其精度取決于對于稱重傳感器的測量分辨精度。同時，由于采用重量計量方式，使得液體由于溫度變化導(dǎo)致的比重改變并不能影響計量的精度。本實用新型的另一個方面采用如下的方案實現(xiàn)一種液體在線混合系統(tǒng)，至少包括一個以上前級混合單元和一個以上次級混合單元；前級混合單元和次級混合單元分別由多路液體混合系統(tǒng)構(gòu)成；多路液體混合系統(tǒng)具有多個預(yù)處理液罐，其中儲存各種待混合液體；任一預(yù)處理液罐經(jīng)管道唯一地連接一給料泵，給料泵的出口經(jīng)液體管道連接到混合罐；混合罐處設(shè)置一第一稱重傳感器，且稱重信號連接到液體混合控制器；液體混合控制器電氣連接各給料泵以及混合罐的混合操控裝置；任一前級混合單元的混合罐經(jīng)一級間給料泵連接到一緩沖存儲罐，該緩沖存儲罐和一次級混合單元的預(yù)處理液罐設(shè)為一體；所述多個前級混合單元的混合罐分別經(jīng)一級間給料泵連接到一緩沖存儲罐；所述第一稱重傳感器的量程分辨度小于或等于1/216 ；所述預(yù)處理液罐和/或緩沖存儲罐設(shè)有第二稱重傳感器，該第二稱重傳感器的量程分辨度小于或等于I/^6 ；且輸出信號連接到液體混合控制器；所述預(yù)處理液罐和/或緩沖存儲罐處設(shè)有一恒溫加熱器，用以使預(yù)處理液罐和/ 或內(nèi)待混合液體的溫度保持在一恒定的溫度范圍之內(nèi)。由于將前級混合單元、次級單元進行串聯(lián)和/或并聯(lián)設(shè)置，使得前級的液體混合與次級的液體混合相互之間獨立，互不影響。此外，由于任何數(shù)量的前級混合單元可以采用上述實施方式同級并聯(lián)，使得次級混合單元中對應(yīng)的緩沖存儲罐中的待混合液體的供給量能夠得到保證，進而保證整個液體在線混合系統(tǒng)在高精度混合的前提下在線不間斷生產(chǎn)。 使得這種液體在線混合系統(tǒng)能夠適用于各種生產(chǎn)規(guī)模的要求。

圖1是現(xiàn)有的液體混合系統(tǒng)示意圖；圖2是現(xiàn)有液體流量閉環(huán)控制系統(tǒng)過渡過程的示意圖；圖3是本實用新型液體混合系統(tǒng)一個實施方式的示意圖；圖4是本實用新型液體混合系統(tǒng)另一個實施方式的示意圖。圖5是本實用新型液體混合系統(tǒng)又一個實施方式的示意圖；[0029]圖6是本實用新型液體在線混合系統(tǒng)一個實施方式的示意圖。圖7是本實用新型液體在線混合系統(tǒng)另一個實施方式的示意圖。
具體實施方式
以下實施例結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述參見圖3，本實用新型液體混合系統(tǒng)的一個具體實施方式
中，具有多個預(yù)處理液罐 1，其中分別儲存各種待混合液體；任一預(yù)處理液罐1經(jīng)液體管道唯一地連接一給料泵2 ；給料泵2的出口經(jīng)液體管道連接到混合罐4。借助于上述的系統(tǒng)，各預(yù)處理液罐1中儲存的待混合液體都可以經(jīng)由唯一的通路被輸送到混合罐4中。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是本實用新型在給料泵2和混合罐4之間的管道上，并不設(shè)置任何流量檢測裝置，而是在混合罐4處設(shè)置一稱重傳感器6，該稱重傳感器至少應(yīng)當具有 1/216的分辨度。此外，該稱重傳感器6的稱重信號連接到一液體混合控制器7中，該液體混合控制器7接收到稱重信號后，將其與事前存儲在液體混合控制器7的配方中相應(yīng)待混合液體的重量參數(shù)進行比較，當該稱重信號反映送入到混合罐4中相應(yīng)的待混合液體的重量達到配方中相應(yīng)待混合液體的重量參數(shù)值時，則控制相應(yīng)的給料泵2停止運行，并且當前述配方中尚有其他待混合液體未被輸送到混合罐4時，開啟相應(yīng)的待混合液體給料泵， 繼續(xù)向混合罐4中輸送相應(yīng)的待混合液體，直到前述配方中所有待混合液體均按照上述的方式輸送到混合罐4后，液體混合控制器7控制所有的給料泵2停止運行；此后，啟動混合罐4將所有輸送到混合罐4中的待混合液體進行混合。參見圖4，其為本實用新型液體混合系統(tǒng)的另一個具體實施方式
的示意圖，其中， 整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成與前述實施方式基本相同，只是在前述實施方式的各預(yù)處理液罐1 處進一步增設(shè)有稱重傳感器8。該稱重傳感器8的輸出信號連接到液體混合控制器7，并同樣至少應(yīng)當具有1/216的分辨度；其作用是第一，可以利用稱重傳感器8監(jiān)測所對應(yīng)的預(yù)處理液罐1中液體的存量，以利于在預(yù)處理液罐1中的液量較低時及時補充；第二，在給料泵2向混合罐4注入待混合液體時，可以利用稱重傳感器8傳回的數(shù)據(jù)同步監(jiān)測待混合液體的流出量，而在具體的操控中替代稱重傳感器6的作用。參見圖5，本實用新型液體混合系統(tǒng)的又一個具體實施方式
中，進一步在各預(yù)處理液罐1處增設(shè)一恒溫加熱器9。設(shè)置該恒溫加熱器9的目的是確保各個預(yù)處理液罐1內(nèi)待混合液體的溫度均保持在一恒定的溫度范圍之內(nèi)。這樣就可以使所有預(yù)處理液罐1中待混合液體的比重不會受到環(huán)境溫度改變的影響。本實用新型以上述各個實施方式具有如下的優(yōu)點由于采用了稱重傳感器對進入混合罐4中的液體的質(zhì)量進行計量，避免了現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用流量計的計量方式所帶來的較大誤差，使得計量精度能夠得到很大的提高， 其精度取決于對于稱重傳感器的測量分辨精度；例如當采用具有1/216精度的數(shù)字稱重傳感器時，其量程精度可以達到六萬五千分之一，遠遠高于任何流量計的控制精度。同時，由于采用重量計量方式，而不是流量計量方式，使得液體由于溫度變化導(dǎo)致的比重改變并不能影響計量的精度。在此基礎(chǔ)上，由于對待混合液體采取了恒溫的措施，使得所有待混合液體都能基于同一溫度標準進行配料和計量，更進一步確保了混合的精度要求。參見圖6，為了實現(xiàn)前述高精度的液體在線混合，可以將上述各個實施方式中的多路液體混合系統(tǒng)作為獨立的前級混合單元A，并根據(jù)相應(yīng)的液體混合流程以及待混合液體量，將前述各個獨立的混合單元A進行并聯(lián)后，再進一步與獨立的次級混合單元B進行串聯(lián)，即可以構(gòu)成一多級、高精度的液體在線混合系統(tǒng)。具體而言，在一個基本的液體在線混合系統(tǒng)中，任何一個前級混合單元A可以是上述圖3、4、5中任一具體實施方式
的多路液體混合系統(tǒng)，任一前級混合單元A的混合罐4 均連接一級間給料泵2a，該級間給料泵加受控于液體混合控制器7，其作用是將經(jīng)過前級混合單元A混合好的液體，從混合罐4中及時地輸送到緩沖存儲罐21中，使前級混合單元 A能繼續(xù)下一批次的混合。上述的次級混合單元B，其結(jié)構(gòu)與前級混合單元A并無大的不同，只是其中的緩沖存儲罐21即相當于前級混合單元A中的預(yù)處理液罐1，或者兩者一體設(shè)置。在實際的多級系統(tǒng)中，就像上述前級混合單元A和次級混合單元B的關(guān)系一樣，任何次級混合單元B中的任一預(yù)處理液罐均可以作為與其相對應(yīng)的前級混合單元A的緩沖存儲罐21。與前級混合單元A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，在次級混合單元B中設(shè)置有多個緩沖存儲罐21，其在次級混合單元中的作用與前級混合單元A中的預(yù)處理液罐9一樣，其中儲存各種相對于前級混合單元A而言是混合液體成品的液體，該液體相對于次級混合單元B而言是待混合液體；任一緩沖存儲罐21經(jīng)液體管道唯一地連接一給料泵22，給料泵22的出口經(jīng)液體管道連接到混合罐41。借助于上述的系統(tǒng)，各緩沖存儲罐21中儲存的待混合液體都可以經(jīng)由唯一的通路被送到混合罐41中。與前級混合單元A —樣本實用新型的次級混合單元B，在給料泵22和混合罐41 之間的管道上，并不設(shè)置任何流量檢測裝置，而是在混合罐41處設(shè)置一稱重傳感器6，該稱重傳感器至少應(yīng)當具有1/216的分辨度。此外，該高精度的稱重傳感器的稱重信號連接到一液體混合控制器71中，該液體混合控制器71接收到稱重信號后，將其與事前存儲的配方中相應(yīng)待混合液體的重量參數(shù)進行比較，當該稱重信號反映送入到混合罐41中相應(yīng)的待混合液體的重量達到配方中相應(yīng)待混合液體的重量參數(shù)值時，則控制相應(yīng)的給料泵22停止運行，并且當前述配方中尚有其他待混合液體未被輸送到混合罐41時，開啟相應(yīng)的待混合液體給料泵，繼續(xù)向混合罐41中輸送相應(yīng)的待混合液體，直到前述配方中所有待混合液體均按照上述的方式輸送到混合罐41后，液體混合控制器71控制所有的給料泵22停止運行，并啟動混合罐41將所有輸送到混合罐41中的待混合液體進行混合。與上述圖4、圖5所示的方案一樣，次級混合單元B的各緩沖存儲罐21處進一步增設(shè)有稱重傳感器8。該稱重傳感器8的輸出信號連接到液體混合控制器71，并同樣至少應(yīng)當具有1/2"5的分辨度；其作用是第一，可以利用稱重傳感器8監(jiān)測所對應(yīng)的各緩沖存儲罐21中液體的存量，以利于在各緩沖存儲罐21中的液量較低時及時補充；第二，在給料泵2向混合罐4注入待混合液體時，可以利用稱重傳感器8傳回的數(shù)據(jù)同步監(jiān)測待混合液體的流出量，而在具體的操控中替代稱重傳感器6的作用。與前級混合單元A—樣，還可以在各緩沖存儲罐21處增設(shè)一恒溫加熱器9。設(shè)置該恒溫加熱器9的目的是確保各緩沖存儲罐21內(nèi)待混合液體的溫度均保持在一恒定的溫度范圍之內(nèi)。這樣就可以使所有預(yù)緩沖存儲罐21中待混合液體的比重不會受到環(huán)境溫度改變的影響?；跇I(yè)界已經(jīng)非常熟悉的情形，一些體積較大的液體和一些體積較小的液體進行混合時，往往需要多級混合的操作。例如將前述1000升的M液體和100毫升的N液體進行混合，為了保證混合的均勻度，通常是先將100毫升的N液體與較少的(例如500毫升) M液體進行第一次混合，使100毫升的N液體先在較少的(例如500毫升)M液體中進行充分地擴散、混合，然后再將混合了 N液體和M液體的混合液體與稍多一些(例如5升)M液體進行混合；此后，可以再多次繼續(xù)不斷地擴散、混合，直到完成全部的1000升的M液體和 100毫升的N液體充分混合。本實用新型上述前級混合單元A和次級混合單元B所構(gòu)成的多級混合系統(tǒng)，可以根據(jù)前述體積較大的液體和體積較小的液體進行混合的方式，而設(shè)定為多級，具體的級數(shù)可以根據(jù)需要計算確定。但無論需要設(shè)置多少級，任何相鄰的兩級之間的關(guān)系，均可以采用前述的液體在線混合系統(tǒng)之中，前級混合單元A和次級混合單元B的結(jié)構(gòu)關(guān)系。在一個液體在線混合系統(tǒng)之中，任何一級的混合單元，無論是前級混合單元A還是次級混合單元B，均可以在同級之間進行并聯(lián)。例如，參見圖7，其中示出了兩種同級并聯(lián)的具體實施方式
；其一是前級混合單元Al和前級混合單元A2的并聯(lián)。即前級混合單元Al 和前級混合單元A2混合完成的液體都經(jīng)過各自對應(yīng)的給料泵加輸送到次級混合單元B的同一個緩沖存儲罐21a之中。其二是前級混合單元A2與前級混合單元A3的并聯(lián)。即前級混合單元A2和前級混合單元A2混合完成的液體分別經(jīng)過各自對應(yīng)的給料泵加輸送到次級混合單元B的不同的緩沖存儲罐21a、21之中。無論采用上述的哪一種并聯(lián)方式，或者兩種并聯(lián)方式同時采用，都可以根據(jù)實際的液體在線混合要求而定。需要說明的是在一個液體在線混合系統(tǒng)之中，無論是前級混合單元A中的液體混合控制器7還是次級混合單元B中的液體混合控制器71，其既可以相互獨立地設(shè)置，也可以集中地一體設(shè)置；例如集中地設(shè)置于一工業(yè)控制計算機內(nèi)；但無論如何，它們和各個混合單元中相應(yīng)的各個部件的連接，并不脫離此前各個具體實施方式
以及附圖3、4、5中所示的關(guān)系。本實用新型以上各個液體在線混合系統(tǒng)的實施方式具有如下的優(yōu)點由于將前級混合單元、次級單元進行串聯(lián)和/或并聯(lián)設(shè)置，使得前級的液體混合與次級的液體混合作業(yè)操作相互之間獨立，互不影響。此外，由于任何數(shù)量的前級混合單元都可以采用上述實施方式中的兩種同級并聯(lián)方式連接，使得次級混合單元中對應(yīng)緩沖存儲罐中待混合液體的供給量能夠得到保證，進而保證了整個液體在線混合系統(tǒng)在高精度混合的前提下在線不間斷生產(chǎn)。使得這種液體在線混合系統(tǒng)能夠適用于各種生產(chǎn)規(guī)模的要求。
權(quán)利要求1.一種多路液體混合系統(tǒng)，具有多個預(yù)處理液罐，其中儲存各種待混合液體；其特征在于任一預(yù)處理液罐經(jīng)管道唯一地連接一給料泵，給料泵的出口經(jīng)液體管道連接到混合罐；所述混合罐處設(shè)置一第一稱重傳感器，且稱重信號連接到液體混合控制器；所述液體混合控制器電氣連接各給料泵以及混合罐的混合操控裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一稱重傳感器的量程分辨度小于或等于1/2160
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)處理液罐設(shè)有第二稱重傳感器，該第二稱重傳感器的量程分辨度小于或等于1/216 ；且輸出信號連接到液體混合控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)處理液罐處設(shè)有一恒溫加熱器，用以使預(yù)處理液罐內(nèi)待混合液體的溫度保持在一恒定的溫度范圍之內(nèi)。
5.一種液體在線混合系統(tǒng)，其特征在于至少包括一個以上前級混合單元和一個以上次級混合單元；所述前級混合單元和次級混合單元分別由多路液體混合系統(tǒng)構(gòu)成；所述多路液體混合系統(tǒng)具有多個預(yù)處理液罐，其中儲存各種待混合液體；任一預(yù)處理液罐經(jīng)管道唯一地連接一給料泵，給料泵的出口經(jīng)液體管道連接到混合罐；所述混合罐處設(shè)置一第一稱重傳感器，且稱重信號連接到液體混合控制器；所述液體混合控制器電氣連接各給料泵以及混合罐的混合操控裝置；任一前級混合單元的混合罐經(jīng)一級間給料泵連接到一緩沖存儲罐，該緩沖存儲罐和一次級混合單元的預(yù)處理液罐設(shè)為一體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述多個前級混合單元的混合罐分別經(jīng)一級間給料泵連接到一緩沖存儲罐。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第一稱重傳感器的量程分辨度小于或等于1/2160
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)處理液罐和/或緩沖存儲罐設(shè)有第二稱重傳感器，該第二稱重傳感器的量程分辨度小于或等于1/216 ；且輸出信號連接到液體混合控制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的系統(tǒng)，其特征在于所述預(yù)處理液罐和/或緩沖存儲罐處設(shè)有一恒溫加熱器，用以使預(yù)處理液罐和/或內(nèi)待混合液體的溫度保持在一恒定的溫度范圍之內(nèi)。
專利摘要本實用新型公開了一種多路液體混合系統(tǒng)和液體在線混合系統(tǒng)，具有多個預(yù)處理液罐，其中儲存各種待混合液體；任一預(yù)處理液罐經(jīng)管道唯一地連接一給料泵，給料泵的出口經(jīng)液體管道連接到混合罐；混合罐處設(shè)置一第一稱重傳感器，且稱重信號連接到液體混合控制器；所述液體混合控制器電氣連接各給料泵以及混合罐的混合操控裝置。由于采用了稱重傳感器對進入混合罐中的液體的質(zhì)量進行計量，使得計量精度能夠得到很大的提高，遠遠高于采用流量計的控制精度。同時，由于采用重量計量方式，使得液體由于溫度變化導(dǎo)致的比重改變并不能影響計量的精度。
文檔編號B01F13/10GK202087289SQ20112018196
公開日2011年12月28日 申請日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者劉貴生, 王維加, 王維毅 申請人:劉貴生, 王維加, 王維毅