一种水泥外加剂的自动投加设备的制作方法

1.本实用新型涉及物料投加技术领域，特别涉及一种水泥外加剂的自动投加设备。


背景技术：

2.在水泥生产的过程中，为了能够提高水泥产品的质量，降低加工成本，水泥生产企业通常会投加一些外加剂，如生料剂、助磨剂、节煤剂等等，从而达到提高成品水泥质量或降低加工成本的目的。
3.其中水泥助磨剂是一种可以改善水泥粉磨效果和性能的化学添加剂，在水泥熟料磨粉过程中添加水泥助磨剂，可以大幅度降低粉磨过程中形成的静电吸附包球现象，并可以降低粉磨过程中形成的超细颗粒的再次聚结趋势，显著提高了水泥台时量、各龄期水泥强度，改善其流动性。
4.现有水泥行业投加外加剂主要是采用以下几种方式：1、全手动投加，现场人工操作手动泵；缺点是台时量变化时，现场需要用手动去标定下，时不时要去标定下，这样投加麻烦，精度很差、效率较低。2、采用变频类（cpu控制或调节仪表进行控制），能够进中控，通过流量反馈来调节投加量，量程能达泵量程的80%，pid调节相对滞后，控制不稳定，流量计精度影响调节精度，可以实时调节，效率比采用手动泵的方案高；缺点是精度控制较差。3、采用直流电机线性控制系统的，能够进中控制，由于采用线性控制系统，不会像pid控制会产生滞后，振荡，反应速度快，不依靠流量反馈来调节，控制精度高；缺点是在需要超低量程投加外加剂时无法满足生产和精度控制需求。
5.并且现有水外加剂在投加过程中只能在现场监控，不能远程控制和检测运行的实时状况，水泥外加剂在输送过程中随着储存容器中水泥外加剂的液位变化，还会导致在抽取水泥外加剂时管道内的液体压力不稳定。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种水泥外加剂的自动投加设备，目的在于解决现有水泥生产过程中添加水泥外加剂不能全量程投加、投加精度控制较差、不能远程监控水泥外加剂投加状况及输送的水泥外加剂的过程中液体压力不稳定的问题。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
8.一种水泥外加剂的自动投加设备，包括用于精准控制水泥外加剂投加的控制系统、与控制系统连接的伺服控制器和齿轮流量计，还包括用于过滤稳压水泥外加剂的平衡箱及用于输送水泥外加剂的输送管路，上述伺服控制器还连接有伺服电机，该伺服电机的输出轴连接有齿轮泵，上述齿轮泵和上述齿轮流量计设置于上述输送管路上，上述输送管路的一端伸入平衡箱内，另外一端与水泥外加剂的投加点连接，上述控制系统还连接有用于远程通讯的无线路由。
9.进一步地，上述平衡箱还连接有用于储存水泥外加剂的储存罐。
10.进一步地，上述平衡箱内部设有浮球阀，上述浮球阀的进液口与上述储存罐连接。
11.进一步地，上述平衡箱还设有用于检测液位的液位变送器，该液位变送器与上述控制系统连接。
12.进一步地，上述平衡箱内部还设有滤网，上述伸入平衡箱内部的输送管路置于上述滤网内。
13.进一步地，上述输送管路插入平衡箱内部的一端端部与平衡箱底部之间具有间隔。
14.进一步地，上述投加点是球磨机或皮带机。
15.进一步地，上述无线路由还通讯有服务器和/或app。
16.进一步地，上述控制系统还连接有编辑或监控参数的工控机。
17.由上述对本实用新型结构的描述可知，本实用新型具有如下优点：
18.其一，本实用新型通过控制系统控制伺服电机驱动齿轮泵投加水泥外加剂，实现水泥外加剂的精准定量投加，并可以达到齿轮泵的全量程，实现每分钟投加几毫升或几升的水泥外加剂，不仅精准控制了水泥外加剂的投加，还节约了生产成本；并且本设备还能与通过无线路由与外部通讯，并将设备的运行状况、投加外加剂的用量发送到外部服务器，使工作人员不需要在现场就能完全掌握设备的运行状况。
19.其二，本实用新型在通过增设平衡箱，并在平衡箱内设有浮球阀，该浮球阀的进液口与储存罐连接，出液口设置在平衡箱内，从而可以使平衡箱内的水泥外加剂保持在设定液位，这样在齿轮泵通过输送管路抽取平衡箱内的水泥外加剂时，输送管路内的液体压力一直保持在一个稳定的状态，齿轮泵抽取水泥外加剂时更为稳定。
20.其三，本实用新型通过增加平衡箱，并在平衡箱内设置滤网，可以起到过滤水泥外加剂的效果，避免了输送管路抽取到水泥外加剂的沉淀物，从而延长了齿轮泵和齿轮流量计的使用寿命。
附图说明
21.图1为本实用新型的结构示意图。
22.图2为本实用新型的系统框图。
23.附图标记：10-工控机；101-控制系统；11-伺服控制器；12-伺服电机；13-齿轮泵；14-齿轮流量计；15-液位变送器；20-输送管路；21-吸入口；22-输液口；30-平衡箱；31-引出口；32-浮球阀；321-进液口；322-出液口；33-滤网；40-无线路由；50-云端服务器；60-客户服务器；70-客户app。
具体实施方式
24.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
25.参照图1和图2, 一种水泥外加剂的自动投加设备，包括用于精准控制水泥外加剂投加的控制系统101（在本实施例中，控制系统优选为plc控制器），该控制系统101还连接有伺服控制器11和齿轮流量计14，上述伺服控制器11还连接有伺服电机12，该伺服电机12的输出轴连接有可被其驱动的齿轮泵13，还包括用于过滤稳压水泥外加剂的平衡箱30及用于输送水泥外加剂的输送管路20，上述齿轮泵13和齿轮流量计14与输送管路20连接，其中输
送管路20具有吸入口21的一端伸入平衡箱30内部，具有输液口22的一端与水泥外加剂的投加点连接，该投加点可以是球磨机或皮带机，在本实施例中，水泥外加剂为助磨剂，上述控制系统101还连接有工控机11，该工控机11可以对控制系统101的参数进行编辑或监控，上述伺服电机12通过伺服控制器11与控制系统101进行连接；在设备开启时，控制系统101对伺服电机12输入稳定的控制脉冲，从而精准控制伺服电机12驱动齿轮泵13转动，可以实现每分助磨剂的最低投加量为1至9毫升，最高投加量为1至6升，实现超精准定速投加水泥外加剂，投加的范围宽，可以达到齿轮泵13的全量程，在保证水泥熟料质量的同时也降低了加工成本。
26.上述齿轮流量计14设于齿轮泵13的输出口，该齿轮流量计14用于测量输送管路20中外加剂的流量并将信号传输给控制系统101，平衡箱30设有用于输送管路20进入的引出口31，该引出口31位于平衡箱30的侧面，用于上述输送管路20进入，在本实施例中，输送管路20为pu管。
27.参照图1，上述平衡箱30内部还设有浮球阀32，该浮球阀32可根据平衡箱30内部的液位自动开启或关闭阀门，浮球阀32的进液口321延伸出平衡箱30并连接有用于储存水泥外加剂的储存罐（图中未示出），该储存罐与浮球阀32的进液口321之间通过带有宝塔接头的钢丝软管连接，钢丝软管具有耐腐蚀、耐高温、抗老化寿命长的优点，保证储存罐向平衡箱30内输送水泥外加剂的稳定性，当平衡箱30内部的液位下降时，浮球阀32自动打开，储存罐中的水泥外加剂通过浮球阀32的出液口322输入到平衡箱30内部，当浮球阀32的浮球达到设定液位时，浮球阀32自动关闭，从而实现水泥外加剂的自动补充，并且通过增加平衡箱30，还可以起到稳定液体压力的作用。
28.参照图1，为了避免抽取水泥外加剂时将杂质也一并吸入到输入管道20内这个情况，在平衡箱30的内部设置了滤网33，该滤网33可以将大于60-80目的颗粒过滤在滤网33外部，上述输送管道20具有吸入口21从平衡箱30的吸入口21进入并置于滤网33内；为了能够达到更好的过滤效果，避免抽取到平衡箱30内水泥外加剂的沉淀物，伸入平衡箱30内部的输送管道20的吸入口21与平衡箱30底部之间具有间隔，这个距离可以是5cm至15cm，防止沉积在平衡箱30底部的杂质被吸入到输送管道20内，这样在齿轮泵13抽取水泥外加剂时，所含的杂质较少，可以得到较为纯净的液体水泥外加剂，减少了齿轮泵13和齿轮流量计14的磨损，延长了齿轮泵13和齿轮流量计14的使用寿命。
29.为了能够使齿轮泵13更为稳定抽取平衡箱30内的水泥外加剂，伸入平衡箱30内部的输送管路20长度控制在1至4米之内，伸入平衡箱30内部的输送管路20越短，齿轮泵13抽取水泥外加剂时就会更加稳定。
30.参照图1和图2，平衡箱30内还设有液位变送器15，该液位变送器15与控制系统101连接，该液位变送器15可以监测平衡箱30内水泥外加剂的体积，因液位变送器15与控制系统101连接，进而液位变送器15可以将检测到的平衡箱30内部水泥外加剂的情况传输给控制系统101，然后控制系统101再结合齿轮流量计14，就能将设备各部分的工作情况以数据形式反映出来，使工作人员能及时了解设备运行的工作情况。
31.在进行水泥生产过程中需要添加水泥外加剂时，如在添加水泥助磨剂时，以水泥熟料的台时量为基础，按掺量进行配比至皮带机或球磨机，就得出公式，台时量为x(吨/小时)*掺量y（克/吨）
×
z系数（升*小时/克*min）=a（l/min），该公式可以由dcs分散控制系统
进行编程后赋值并输出4-20ma到本方案的自动投加设备上，然后自动投加设备的控制系统根据a值进行线性处理后，一路输出经过计算后的频率到伺服设定0轴输入点，一路输出到伺服的0轴方向控制。
32.参照图1和图2，本设备还增设有无线路由40，无线路由40可以与工控机10进行通讯（tcp/ip），然后工控机10上的控制系统101的数据可以实现远程通讯，并且还可以远程对该工控机上的数据进行调试或控制，也可以进行手机app编程，通过手机app可以与现场任何一台设备在权限内进行权限操作。也可以把每台设备上的数据集中进行采集，然后通过云端服务器50的mico采集、opc以及第三方软件进行编程后，集中到大屏进行显示，大屏上可以看到每台设备的运行状况，使用的水泥外加剂每台每天、每月总的用量一目了然，设备的运行状况、故障等信号等也能清楚的显示出来。当然也可以将本设备与用户服务器60或用户app70进行连通，使用户也能够远程观察设备的生产状况。
33.如果进行远程开机，控制系统101就会输出与上述公式得出的a值相对应的频率到伺服控制器11，此时给定的频率值，就是齿轮泵13的绝对转速值，同时伺服电机12的编码器的读取的位移值反馈给伺服控制器11，伺服控制器11进行自我纠偏，确保给出的频率值与需要的转速完全一致，在这个转速下就得到相对的流量值。再由齿轮流量14计进行检测后的值反馈给本设备，作为参考，另一路经控制系统101转换后反馈给工控机10。反馈流量如果与给定值有较大误差时，可进行在线自动调整，直至流量与反馈量相近（因自动纠偏属于本领域技术人员所熟知的技术，在此只进行简略描述）。
34.上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。