本发明涉及化工机械技术领域，特别涉及一种多羟基改性丙烯酸生产系统。本发明还涉及一种上述多羟基改性丙烯酸生产系统的控制方法。
背景技术
多羟基改性丙烯酸是一种重要的化工原料，多羟基改性丙烯酸采用间歇进料的生产工艺，这使得操作人员需要时刻监视物料储罐，当物料储罐的液位较低时需要手动开启界区的进料阀进行加料，保证物料储罐不被排空或冒罐。现有技术中的丙烯生产系统需要消耗大量人力对物料储罐和反应釜等设备的液位进行监视，对各阀门进行调节，不仅人工成本高，而且一旦操作人员操作不当很容易引发事故。
因此，如何提供一种能够自动进料的多羟基改性丙烯酸生产系统是本领域技术人员需要解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种多羟基改性丙烯酸生产系统，其进料采用自动控制，能够明显降低人工成本，消除事故隐患。本发明的另一目的是提供一种上述多羟基改性丙烯酸生产系统的控制方法。
为实现上述目的，本发明提供一种多羟基改性丙烯酸生产系统，包括：
物料计量罐，用于储存物料，所述物料计量罐中设有用以称量物料当前质量的称量模块；
进料阀，位于所述物料计量罐的入口，用以控制物料进入所述物料计量罐；
控制装置，与所述称量模块相连，以根据物料的当前质量控制所述进料阀的开关。
优选地，所述物料计量罐包括丙烯酸酯单体计量罐、丙烯酸计量罐以及乳化剂计量罐，三者均与前期反应釜相连。
优选地，所述物料计量罐还包括聚合物计量罐和蒸馏水计量罐，所述聚合物计量罐与所述前期反应釜的出口相连、用以储存前期反应聚合物，所述聚合物计量罐和所述蒸馏水计量罐的出口分别设有聚合物打料泵和蒸馏水打料泵，所述聚合物打料泵和所述蒸馏水打料泵的出口与乳化泵的入口相连。
优选地，所述聚合物打料泵和所述蒸馏水打料泵均与所述控制装置相连，所述控制装置根据聚合物和蒸馏水质量减小的速度控制所述聚合物打料泵以及所述蒸馏水打料泵的转速。
优选地，所述乳化泵的出口与成品反应釜相连，所述物料计量罐还包括丙二醇单甲醚计量罐，所述丙二醇单甲醚计量罐与所述成品反应釜相连。
优选地，所述控制装置为plc系统。
优选地，所述物料计量罐的出口设有出料控制阀，全部所述出料控制阀均与所述控制装置相连，出料过程中当任一物料减少预设质量时，所述控制装置控制该物料所对应的所述出料控制阀关闭。
本发明还提供了一种多羟基改性丙烯酸生产系统的控制方法，应用上述任意一种多羟基改性丙烯酸生产系统，包括：
所述称量模块获取物料的当前质量，并将所述当前质量输送至所述控制装置；
所述控制装置比较所述当前质量和物料质量阈值下限，如果所述当前质量小于所述物料质量阈值下限，打开所述进料阀；
所述控制装置比较所述当前质量与物料质量阈值上限，如果所述当前质量小于所述物料质量阈值上限，关闭所述进料阀。
优选地，还包括：
物料开始输送；
所述控制装置比较所述当前质量的变化量和物料出料的预设质量，当所述变化量大于或等于所述预设质量时，所述控制装置物料停止输送。
优选地，还包括：
所述控制装置根据物料的当前质量计算分别计算物料的时均输送量；
比较所述时均输送量与预设输送量；
当物料的所述时均输送量大于所述预设输送量时，对应地降低物料的输送速度；
当物料的所述时均输送量小于所述预设输送量时，对应地增加物料的输送速度。
本发明所提供的多羟基改性丙烯酸生产系统的物料存放于物料计量罐中，物料计量罐中设有用于称量物料当前质量的称量模块，控制装置根据物料的当前质量判断是否需要补充物料，如果需要补充物料则打开物料计量罐入口的进料阀，物料由界区引入物料计量罐中。
控制装置能够自动开关进料阀，完成补充物料的操作，从而减少了操作人员的工作量，降低了企业的人工成本。另外，控制装置自动补充物料，使物料控制更加准确，降低了物料计量罐排空或冒罐的可能性，提高了生产系统的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的多羟基改性丙烯酸生产系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1，图1为本发明所提供的多羟基改性丙烯酸生产系统的结构示意图。
本发明提供一种多羟基改性丙烯酸生产系统，包括用于储存物料的物料计量罐、反应釜以及用于输送物料的机泵等，生产过程中物料由物料计量罐输送至反应釜中进行反应，物料计量罐中设有称量模块，称量模块可具体为称重模块可具体为液位计或压力传感器等，通过称重模块测量罐体中物料的当前质量。
物料由界区或反应釜中输送入物料计量罐中，物料计量罐的入口设有进料阀，当物料计量罐中的物料的当前质量较低时，进料阀打开以引入物料。
进料阀的开关由控制装置控制，具体的，控制装置与称量模块相连，称重模块将测量得到的物料当前质量传送给控制装置，控制装置可选择计算机、服务器、plc控制器等，控制装置将当前质量与物料的质量阈值上限和质量阈值下限进行比较，如果当前质量小于质量阈值下限则打开进料阀；如果当前质量大于质量阈值上限则关闭进料阀。
本实施例中，多羟基改性丙烯酸生产系统设有物料计量罐，物料计量罐能够测量物料的当前质量，控制装置根据物料的当前质量对物料计量罐的进料进行自动控制，节约了人力成本，降低了事故隐患。
多羟基改性丙烯酸生产的前期反应中，由丙烯酸酯单体、丙烯酸以及乳化剂反应生成聚合物。相应的，物料计量罐包括丙烯酸酯单体计量罐1、丙烯酸计量罐2以及乳化剂计量罐3，三者均高于前期反应釜4，三种物料在重力的作用下流入前期反应釜4中，三者的出口均与前期反应釜4相连，三者与前期反应釜4连接的管线上分别设有丙烯酸酯单体出料控制阀、丙烯酸出料控制阀以及乳化剂出料控制阀。
在聚合物生产的过程中，丙烯酸酯单体、丙烯酸以及乳化剂三种物料需要按照一定的质量配比加入前期反应釜4中，以往三种物料的质量需要由操作人员控制，一方面耗费大量人力，另一方面工作人员控制质量可能存在误差，影响产品质量。
本实施例中，丙烯酸酯单体出料控制阀、丙烯酸出料控制阀以及乳化剂出料控制阀均与控制装置相连，控制装置根据三种物料的变化量计算出料过程中物料计量罐中排出的物料质量，当计量罐所排出的物料质量等于预设质量时，控制装置控制相应的出料控制阀关闭。例如，在一种具体实施方式中，当排料过程中，丙烯酸酯单体计量罐1中的丙烯酸酯单体减少预设质量250kg，控制装置向丙烯酸酯单体出料控制阀发送关闭信号，丙烯酸酯单体出料控制阀关闭。其他两种物料的控制方式与之类似，在此不再赘述。
当三种物料按照比例加入前期反应釜4后，前期反应釜4开始对物料进行搅拌、升温并在抽真空若干小时后排空，使物料反应生成聚合物。前期反应釜4的结构可参考现有技术，在此不再赘述。
本实施例中，多羟基改性丙烯酸前期反应中，丙烯酸酯单体、丙烯酸以及乳化剂三种物料的质量配比由控制装置控制三个出料控制阀完成，控制过程无需操作人员参与，减少了人力消耗，同时还能够提高控制的准确性，保证产品质量。
多羟基改性丙烯酸生产系统中还设有聚合物计量罐5，用于存储前期反应所生成的聚合物，聚合物在重力的作用下由前期反应釜4流入聚合物计量罐5中，前期反应釜4和聚合物计量罐5之间设有聚合物进料阀，中期反应过程为在聚合物中加入蒸馏水，并通过乳化泵7将二者混合产生乳化物。
物料计量罐还包括聚合物计量罐5和蒸馏水计量罐6，聚合物计量罐5和蒸馏水计量罐6的入口分别设有聚合物进料阀和蒸馏水进料阀，两进料阀均与控制装置相连。聚合物计量罐5和蒸馏水计量罐6的出口分别设有聚合物打料泵51和蒸馏水打料泵61，聚合物打料泵51和蒸馏水打料泵61的出口与乳化泵7的入口相连，两种物料通过两打料泵输送至乳化泵7中，中期反应在乳化泵7中进行，由乳化泵7经高速转动将聚合物分散、乳化，使其细度达到纳米级。显然，聚合物计量罐5和蒸馏水计量罐6的出口分别设有聚合物出料控制阀和蒸馏水出料控制阀。
为保证乳化泵7的载荷恒定，延长乳化泵7的使用寿命，聚合物和蒸馏水需要均匀地流入乳化泵7中。具体的，聚合物打料泵51和蒸馏水打料泵61均与控制装置相连，聚合物计量罐5和蒸馏水计量罐6分别将聚合物和蒸馏水的当前质量传输给控制装置，控制装置根据聚合物和蒸馏水质量减小的速度计算两打料泵的时均输送量，并将两种物料的时均输送量与预设输送量进行比较，如果时均输送量大于预设输送量则减小打料泵的转速；反之则增加打料泵的转速。
可选的，乳化泵7与控制装置相连，当聚合物出料控制阀和蒸馏水出料控制阀打开时，聚合物打料泵51、蒸馏水打料泵61以及乳化泵7启动，进行聚合物乳化。
本实施例中，乳化泵7将前期反应生成的聚合物与蒸馏水混合生成乳化物，聚合物和蒸馏水分别由聚合物打料泵51和蒸馏水打料泵61输送至乳化泵7，控制装置与聚合物打料泵51和蒸馏水打料泵61相连，并根据聚合物和蒸馏水的输送量控制两打料泵的转速，从而保证乳化泵7载荷稳定，两种物料配比稳定。
乳化物再与丙二醇单甲醚反应则可生成多羟基改性丙烯酸，多羟基改性丙烯酸生产系统中还包括丙二醇单甲醚计量罐8和成品反应釜9，成品反应釜9与丙二醇单甲醚计量罐8和乳化泵7的出口分别相连。丙二醇单甲醚计量罐8也属于物料计量罐，丙二醇单甲醚计量罐8入口的进料阀与控制装置相连，控制装置根据丙二醇单甲醚计量罐8中物料的当前质量控制进料阀的开关。
可选的，丙二醇单甲醚计量罐8的位置高于成品反应釜9，使丙二醇单甲醚可直接流入成品反应釜9中，丙二醇单甲醚计量罐8的出口设有丙二醇单甲醚出料控制阀，丙二醇单甲醚出料控制阀于控制装置相连，控制装置根据丙二醇单甲醚计量罐8中物料的当前质量控制丙二醇单甲醚出料控制阀的开关。显然丙二醇单甲醚出料控制阀的开关与乳化泵7的运行应大致同步。
丙二醇单甲醚和乳化物按照工艺配方所需要的重量全部加入成品反应釜9后，开始搅拌、升温、抽真空若干小时后排空、降温，再由过滤后出料。
控制装置可具体为plc系统，plc系统以plc控制器为核心，plc系统的结构可参考现有技术，在此不再赘述。
本实施例中，乳化物与丙二醇单甲醚在成品反应釜9中反应生成多羟基改性丙烯酸，丙二醇单甲醚储存于丙二醇单甲醚计量罐8中，由控制装置控制丙二醇单甲醚的进料和出料，从而实现多羟基改性丙烯酸的自动化生产。
本发明还提供了一种多羟基改性丙烯酸生产系统的控制方法，应用上述任意一种多羟基改性丙烯酸生产系统，包括：
称量模块获取物料的当前质量，并将当前质量输送至控制装置；
控制装置比较当前质量和物料质量阈值下限，如果当前质量小于物料质量阈值下限，打开进料阀；
控制装置比较当前质量与物料质量阈值上限，如果当前质量小于物料质量阈值上限，关闭进料阀。
其中，各物料的称量模块分别位于该物料计量罐中，称量模块与控制装置通过电路相连。称量模块可具体为称重模块可具体为液位计或压力传感器等，可根据物料当前的液位或液压换算出当前质量，换算方法可参考现有技术，在此不再赘述。
可选的，多羟基改性丙烯酸生产系统的控制方法还包括：
物料开始输送；
控制装置比较当前质量的变化量和物料出料的预设质量，当变化量大于或等于预设质量时，控制装置物料停止输送。
其中，出料控制阀打开，使物料开始输送，出料控制阀可由操作人员控制打开，也可在控制装置的控制下打开。物料当前质量的变化量可由控制装置计算得到，具体的，在出料控制阀打开时，控制装置可记录第一质量，利用第一质量减去当前质量即可得到当前质量的变化量。当然，出料控制阀关闭，使物料停止输送。
可选的，多羟基改性丙烯酸生产系统的控制方法优选地，还包括：
控制装置根据物料的当前质量计算分别计算物料的时均输送量；
比较时均输送量与预设输送量；
当物料的时均输送量大于预设输送量时，对应地降低物料的输送速度；
当物料的时均输送量小于预设输送量时，对应地增加物料的输送速度。
其中，控制装置按照上文所述的方法得到当前质量的变化量，再利用当前质量的变化量除以阀门打开的时间即可得到时均输送量。控制装置可通过增加聚合物打料泵51或蒸馏水打料泵61的转速的方法提高聚合物或蒸馏水的输送速度；通过降低聚合物打料泵51或蒸馏水打料泵61转速的方法降低聚合物或蒸馏水的输送速度。对于其他物料计量罐出口未设置打料泵的物料，可通过改变出料控制阀开度的方法增加或降低物料的输送速度。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的多羟基改性丙烯酸生产系统及其控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。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的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。