一种浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置及分析方法与流程

1.本发明涉及有机垃圾处理技术领域，更具体地说，它涉及一种浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置及分析方法。


背景技术：

2.在有机垃圾预处理工艺中，各工艺段的浆液粘度和含固的综合特性需要频繁地定期检测，以便于各个环节工艺的运行控制，比如浆液除油后的含固率和浆液粘度的检测结果反馈给除油离心机，使除油离心机根据检测结果做出相应的调整，除油工艺后的浆液的检测结果反馈给后端的厌氧环节，使厌氧环节根据检测结果做出相应的调整，以促进稳定的生产和更优的产出效果。
3.目前，市场上的在线检测仪器不适用于有机垃圾浆料中，因为有机垃圾浆料成分包括：颗粒状浮渣、油、纤维状漂浮物等，影响在线检测仪器的检测准确度，而且故障率高，检测仪器非常昂贵，因此，需要一种适用于有机垃圾的在线检测装置。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置，具有准确检测有机垃圾的浆料粘度和含固综合特性的优点。
5.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置，包括浆料罐，顶部设有进气口、排气口和高液位触动开关，底部设有出料口、进料口和低液位触动开关，所述进气口连通有空气压缩机，所述出料口和进料口均与有机垃圾预处理设备的管路连通，所述排气口设有排气阀，所述出料口设有出料阀，所述进料口设有进料阀；浮球，浮动于所述浆料罐的内部的浆料的液面；计时器，在所述浮球离开高液位触动开关时开始计时，直到所述浮球到达低液位触动开关停止计时，并显示计时时间。
6.采用上述技术方案，在其他所有的阀关闭的前提下，打开进料阀，打开排气阀，使浆料顺利地从浆料罐的底部的进料口进入，浆料推动浮球上行，直到浮球触动高液位触动开关，关闭进料阀，关闭排气阀，停止进料。打开出料阀、打开空气压缩机，空气压缩机将空气从进气口压入浆料罐，推动浆料向下运动，浮球离开高液位触动开关，此时计时器开始计时，直至浮球触动低液位触动开关，计时器停止计时，同时关闭出料阀，关闭空气压缩机，打开排气阀，把残留的压缩空气排出。观察计时器记录的时间，即排料所需的时间。根据流体润滑理论，粘度是液体之间的内摩擦力，会影响流动液体各个层面的相对速度大小，即在相同的体积下，不同粘度和含固的浆料的排料时间不同，因此，根据计时器记录的排料时间，即可得出浆料的粘度和含固综合特性。浮球的设计降低了空气击穿浆料的可能性，进而提高检测浆料的粘度和含固综合特性的准确度。相比较于从有机垃圾预处理工艺管路中取出
浆料再送到实验室检测的方式，本装置具有较好的及时性和较好的可实现性。空气压缩机为浆料的下行提供稳定的动力，确保浆料匀速地下行。
7.进一步，所述浆料罐的顶部设有安全阀。
8.采用上述技术方案，安全阀平常处于关闭状态，当浆料罐的压力大于安全阀的规定值时，安全阀打开，浆料罐内气体排出，防止由于浆料罐内的压力过大而导致的爆破事故，确保装置的安全性。
9.进一步，所述浆料罐设有温度计。
10.采用上述技术方案，温度计测量浆料罐的温度，方便时时监测浆料罐的温度，当浆料罐的温度超出设定范围时，采取对应的措施，避免发生安全事故，提高装置的安全性。
11.进一步，所述浆料罐的顶部和底部均为半球状。
12.采用上述技术方案，半球状的顶部和底部增加与气体或液体的接触面积，增强浆料罐的刚度。刚度是物体抵抗变形的能力，刚度越大，受力时变形越小。如果浆料罐的顶部和底部采用平薄板的结构，相同压力下，接触面积较小，压强较大，会被气压或水压压倒向外变形突出，不美观。所以半球状的浆料罐的顶部和底部，增强浆料罐的刚度，防止浆料罐的变形。
13.进一步，所述浮球的中部为空心结构。
14.采用上述技术方案，中空结构的浮球保证浮球在浆料中浮起，使浮球可及时碰触高低液位触动开关。
15.进一步，所述浮球的直径与浆料罐的直径比为0.7
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0.9。
16.采用上述技术方案，确保浮球与浆料罐的内壁之间留有间隙，而且确保浮球盖住浆料的大部分的液面。若浮球与浆料罐的内壁之间的间隙过小，则浮球与浆料罐之间存在摩擦，磨损浮球，而且妨碍浮球准确地代表浆料的液位，使计时不准确；若浮球与浆料罐的内壁之间的间隙过大，则浮球不能有效地保证压缩空气不能击穿液面，使浆料中混有空气。因此，浮球的直径与浆料罐的直径比为0.7
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0.9，既能保证浮球准确地碰触高低液位接触开关，也保证压缩空气不能击穿浆料的液面。
17.进一步，所述浮球的材料为耐磨的轻型材料。
18.采用上述技术方案，在浆料上升或下降的过程中，浮球与浆料罐的内壁存在一定程度的碰触和摩擦，耐磨材料的浮球保证浮球的磨损率较小，延长浮球的使用寿命，轻型材料的浮球保证浮球有效地代表浆料的液位，准确碰触高低液位接触开关。
19.进一步，所述进气口设有进气电磁阀，所述出料阀、进料阀、排气阀、高液位触动开关、低液位触动开关和进气电磁阀均为自动控制阀并与控制器电连接。
20.采用上述技术方案，进气电磁阀保证浆料罐内的污染气体与空气压缩机隔离开，防止污染大气。通过控制器的控制程序对出料阀、进料阀、排气阀和进气电磁阀自动控制，实现互相联控，确保各个阀门切换及时，实现装置的自动化控制。
21.针对现有技术存在的不足，本发明的第二目的在于提供一种浆料粘度和含固综合特性的分析方法，具有准确检测有机垃圾的浆料粘度和含固综合特性的优点。
22.为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种浆料粘度和含固综合特性的分析方法：进料口和出料口均设有取样口，当进料阀和排气阀均打开，进料口开始进料时，从进料口的取样口采集浆料样本，并立即送至实
验室进行粘度和含固综合特性分析，当浮球碰触高液位触动开关时，进料阀和排气阀均关闭，打开出料阀和进气电磁阀，空气压缩机开始向浆料罐供压缩空气，浮球离开高液位触动开关，计时器开始计时，从出料口的取样口采集浆料样本，并立即送至实验室进行粘度和含固综合特性分析，直到浮球碰触低液位触动开关，停止计时，记录时间，将时间与实验室的分析结果进行统计分析，最终将浆料下降的时间与实验室分析的粘度和含固综合特性之间的关系应用于浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置中。
23.采用上述技术方案，在同样的压缩空气的推力下，在同样的浆料罐中，即浆料的体积相同，不同粘度和含固综合特性的浆料的流速不同，所以不同粘度和含固综合特性的浆料的流动的时间不同，可根据浆料流动的时间来得出浆料的粘度和含固综合特性。将浆料样品送至实验室进行准确的粘度和含固综合特性分析，即可得到浆料流动的时间与浆料的粘度和含固综合特性之间的准确关系，提高浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置的检测结果的准确性。实验室在最短的时间内对样品的的粘度和含固进行准确分析，避免因长时间放置，影响实验结果的准确性，增加时效性和提高准确率。分别从进料口和出料口这两处采集浆料样品，避免出现由于样品的偶然性而影响实验结果的准确性，使实验结果更具有代表性。采用浮球碰触高低液位触动开关的方式记录时间，避免因较粘的浆液粘附在高低液位触动开关上，影响高低液位触动开关的反应，提高计时的准确性。浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置可以在城市有机固废和农业废弃物资源化领域应用。
24.综上所述，本发明具有以下有益效果：1.相比较于传统的从有机垃圾预处理工艺管路中取出浆料再送到实验室检测的方法，本装置具有较好的及时性和较好的可实现性，而且本装置与实验分析方法结合使本装置的检测结果具有较高的准确性；2.采用压缩空气推动浆料移动的结构使浆料移动的稳定，使高低液位触动开关测量准确，从而计时器计时准确，得到准确的粘度和含固综合特性；3.检测结果不会受到有机垃圾中的颗粒状浮渣、油等物体的影响，而且使用寿命长；4.通过控制器的控制程序对出料阀、进料阀、排气阀和进气电磁阀自动控制，实现互相联控，确保各个阀门切换及时。因此整套装置可实现全自动运行；5.浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置可以在城市有机固废和农业废弃物资源化领域应用。
附图说明
25.图1为一种浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置的结构示意图；图2为一种浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置的高液位状态示意图;图3为一种浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置的低液位状态示意图；图4为本发明中一种浆料粘度和含固综合特性的分析方法的流程示意图。
26.图中：1、浆料罐；2、进料口；3、进料阀；4、排气阀；5、排气口；6、出料阀；7、出料口；8、空气压缩机；9、进气口；10、进气电磁阀；11、高液位触动开关；12、低液位触动开关；13、温度计；14、安全阀；15、减压阀；16、计时器；17、浮球。
具体实施方式
27.下面结合附图及实施例，对本发明进行详细描述。
28.本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
29.实施例1一种浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置，参见图1，包括浆料罐1、出料阀6、进料阀3、排气阀4、计时器16和空气压缩机8。
30.参见图1，浆料罐1的中部为圆筒状，浆料罐1的顶部和底部均为半球状。浆料罐1的顶部固定设有进气口9、排气口5和安全阀14，浆料罐1的中部的圆柱面的靠近顶部的一端固定设有高液位触动开关11。浆料罐1的底部固定设有出料口7和进料口2，浆料罐1的中部的圆柱面的靠近底部的一端固定设有低液位触动开关12。浆料罐1设有温度计13。
31.参见图1，高液位触动开关11和低液位触动开关12均采用上海美续测控技术有限公司的mx
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08型号的音叉式液位限位开关，音叉式液位限位开关的振动棒水平地伸入浆料罐1的内部，音叉式液位限位开关的外壳固定连接于浆料罐1的外表面。高液位触动开关11和低液位触动开关12均与计时器16电连接。
32.参见图1，出料口7和进料口2均将浆料罐1与有机垃圾预处理设备的管路连通，进气口9将浆料罐1与空气压缩机8连通，空气压缩机8通过进气口9为浆料罐1提供压缩空气。
33.参见图1，出料口7设有出料阀6，进料口2设有进料阀3，排气口5设有排气阀4，出料阀6、进料阀3均采用上海金钢阀门公司的气动刀型闸阀。排气阀4采用温州致信阀门有限公司的fsp4x型号的排气阀4。
34.参见图1，浆料罐1的内部设有随浆料的液位浮动的浮球17，浮球17的中部为空心结构，浮球17的直径与浆料罐1的直径比为0.8，确保浮球17与浆料罐1的内壁有一定的间隙，浮球17的材料为耐磨的轻型材料，浮球17的密度为所测浆料密度的0.4倍。
35.参见图1，进气口9设有进气电磁阀10和减压阀15，减压阀15相比较于进气电磁阀10更靠近空气压缩机8，进气电磁阀10和减压阀15均与浆料罐1和空气压缩机8连通，减压阀15在有空气通过时自动工作。进气电磁阀10采用德国克莱公司的klay型号的空气电磁阀。
36.参见图1，出料阀6、进料阀3、排气阀4、高液位触动开关11、低液位触动开关12、进气电磁阀10和计时器16均与控制器电连接。
37.参见图2和图3，工作步骤为：在其他所有的阀关闭的前提下，打开进料阀3，打开排气阀4，浆料从浆料罐1的底部的进料口2进入，推动浮球17上行，直到浮球17触动高液位触动开关11，同时关闭进料阀3，关闭排气阀4，停止进料，此时浮球17处于高液位状态。打开出料阀6、同时打开空气压缩机8，空气压缩机8将空气从进气口9压入浆料罐1，推动浮球17及浆料向下运动，浮球17离开高液位触动开关11，此时计时器16开始计时，直至浮球17触动低液位触动开关12，此时浮球17处于低液位状态，计时器16停止计时，同时关闭出料阀6，关闭空气压缩机8，打开排气阀4，把残留的压缩空气排出。观察计时器16记录的时间，即排料所需的时间，即可得出浆料的粘度和含固综合特性。浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置可以在城市有机固废和农业废弃物资源化领域应用。
38.实施例2
一种浆料粘度和含固综合特性的分析方法，适应于实施例1中的一种浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置，进料口2和出料口7分别设有三个取样口，参照图4，包括：步骤s1：控制器向进料阀3和排气阀4发送打开阀门的信号，进料阀3和排气阀4打开，浆料从进料口2进入浆料罐1，浮球17随浆料的液面上升，排气阀4排出浆料罐1中的气体。
39.步骤s2：从进料口2的三个取样口采集浆料，并将取自三个取样口的浆料混合，将混合后的浆料送至实验室，进行粘度和含固综合特性精确检测。
40.步骤s3：浮球17升至碰触高液位触动开关11时，高液位触动开关11向控制器发送到达高液位信号，控制器收到信号后，向进料阀3和排气阀4发送关闭阀门的信号，进料阀3和排气阀4关闭，停止进料。
41.步骤s4：控制器向出料阀6和进气电磁阀10发送打开阀门的信号并向空气压缩机8发送向浆料罐1输送空气的信号。出料阀6和进气电磁阀10打开，空气压缩机8开始工作，并将空气从进气口9压入浆料罐1。
42.步骤s5：浆料从出料口7排出浆料罐1，浮球17随浆料的液面下降，浮球17离开高液位触动开关11。高液位触动开关11向控制器发送浮球17离开高液位的信号，控制器收到信号后，向计时器16发送开始计时的信号，计时器16开始计时。
43.步骤s6：从出料口7的三个取样口采集浆料，并将取自三个取样口的浆料混合，将混合后的浆料送至实验室，进行粘度和含固综合特性精确检测。
44.步骤s7：浮球17降至碰触低液位触动开关12时，低液位触动开关12向控制器发送到达低液位信号，控制器收到信号后向出料阀6和进气电磁阀10发送关闭阀门的信号并向空气压缩机8发送停止输送空气的信号，出料阀6和进气电磁阀10关闭，空气压缩机8停止工作，停止排料，同时控制器还向计时器16发送停止计时的信号，计时器16停止计时，并记录时间。
45.步骤s8：将从进料口2和出料口7取样的浆料的粘度和含固综合特性的实验室分析结果与计时器16记录的时间之间的关系总结归纳，并将结论应用于一种浆料粘度和含固综合特性的在线检测装置中。
46.以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。