一种碟式分离机控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种分离机控制装置，尤其是一种碟式分离机控制系统，属于工程机械控制技术领域。

背景技术：

碟式分离机是一种高速沉降离心机，它以高转速及产生的强大的离心力能迅速有效地把液体与固体的混合物分离出来，由于它的高效分离，被广泛应用于船舶、食品、医药、化工、纺织和环保等行业。

现有的分离机使用控制系统涉及到数量较多的泵、阀件，且传统分离机控制为半自动化控制，部分控制需要人工判断操作，分离机由于人工操作因素导致故障较多。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出一种全自动化的碟式分离机控制系统。

本实用新型通过以下技术方案解决技术问题：一种碟式分离机控制系统，包括分离机，多个与分离机相连的阀门以及控制阀门的电气控制箱，分离机的进料管接头通过管道分别与物料进口、CIP清洗液进口连接，在进料管接头与物料进口之间的管道上设有进料气动阀，在进料管接头与CIP清洗液进口之间的管道上设有CIP进液气动阀；分离机的出料管接头通过管道分别与分离清液出口、CIP清洗液出口连接，在出料管接头与分离清液出口之间的管道上设有出料气动阀，在出料管接头 与CIP清洗液出口之间的管道上设有CIP出液气动阀；进料气动阀、CIP进液气动阀、出料气动阀、CIP出液气动阀通过气动电磁阀及管路与压缩空气进口连接，在压缩空气进口与气动电磁阀之间的管路上设有第一减压阀；在分离机与冲洗水进口之间的管道上设有冲洗水电磁阀，在分离机与操作水进口之间设有并联的密封水电磁阀和开启水电磁阀。

进一步的，分离机中设有转鼓，转鼓的内腔通过管路与渣相收集器连接，渣相收集器的下端具有渣相出口，渣相出口通过管路与渣箱连接，渣箱经渣泵与出渣口连接，渣箱中设有液位传感器。

进一步的，分离机的出水口通过二通接头分别与操作水出口、清洗水出口连接，操作水出口经管路与渣箱连接，在清洗水出口与二通接头之间的管路上设有清洗水出口阀，清洗水出口连接废水箱。

进一步的，在分离机与冷却水进口之间的管道上设有球阀，分离机的冷却水出口经管道与渣箱连接。

进一步的，进料气动阀、CIP进液气动阀并联后通过进料管与进料管接头连接，进料管上设有进料气动调节阀。

进一步的，出料气动阀、CIP出液气动阀并联后通过出料管与出料管接头连接，出料管上设有第一压力表和流量传感器，在出料气动阀与分离清液出口之间的管道上设有止回阀。

进一步的，密封水电磁阀通过支管一与分离机连接，开启水电磁阀通过支管二与分离机连接，支管二上设有第二压力表，支管一、二汇合后通过操作水进管与操作水进口连接，操作水进管上设有第二减压阀。

进一步的，电气控制箱与进料气动阀、CIP进液气动阀、进料气动调节阀、出料气动阀、CIP出液气动阀、第一压力表、流量传感器、气动电磁阀、第一减压阀、止回阀、冲洗水电磁阀、密封水电磁阀、开启水电磁阀、第二压力表、第二减压阀、渣泵、液位传感器、球阀连接。

更进一步的，电气控制箱与分离机的电机连接，分离机的立轴系上设有与电气控制箱相连的震动传感器，震动传感器用于监测分离机的振动状态并将采集的振动值传输至电气控制箱（主要由PLC和变频器组成，用于控制系统中水、电、气各路阀件的动作，电控系统采用PLC＋触摸屏操作方式，触摸屏上可显示所有阀件的工作状态）；分离机的立轴系部分安装有转速传感器，转速传感器用于检测转鼓转速并将采集的转鼓转速信息传输至电气控制箱；分离机的回油管路上安装有润滑油内循环传感器，润滑油内循环传感器用于监测分离机立轴系中所有轴承的润滑状况并将采集的润滑状况传输至电气控制箱；分离机电机安装有电流传感器，电流传感器与电器控制箱连接。

系统具有缺油滑油报警、过载报警、震动报警、转速报警等功能。在分离机工作时，需进行振动、不排渣、排渣口漏料、润滑油及转速监测。振动监测采用震动传感器采集分离机的振动值进行监测，监测振动值是为了判断分离机是否处于正常工作状态，震动传感器的量程为0-20mm/S，一般通过人机界面（HMI）设置报警值为5.8mm/S.停机值为12.8mm/s，当PLC接受振动传感器传输的振动值大于5.8mm/s时则控制报警器发出报警，当PLC接受振动传感器传输的振动值大于12.8mm/s时则控制分离机直接停机。不排渣监测采用电流传感器采集分离机电机的冲击电流值进行检测，电流传感器将采集的冲击电流值传输至PLC，当分离机正常排渣时冲击电流较高，若PLC在排渣阶段未检测到冲击电流，则说明分离机不排渣，会控制报警器发出不排渣报警。排渣口漏料监测也是采用电流传感器进行的，电流传感器采集分离机电机的电流值，并通过人机界面（HMI）设置过流报警值，由于在正常分离状态下，排渣口漏料时分离机电机运行电流会明显上升，当PLC接受到从电流传感器输送来的电流值上升，说明分离机排渣口漏料，则控制报警器发出漏料报警。润滑油监测是采用润滑油内循环传感器进行监测的，润滑油内循环传感器采集分离机立轴系中所有轴承的润滑状况，当出现异常时，则发出异常警报。转速监测是采用转速传感器进行监测的，转速传感器采集转鼓转速。另外，电控箱可以根据时间定时排渣，或者根据轻相出口安装的浊度传感器检测到浊度值连锁排渣。

本实用新型的优点是全自动控制，操作简单，分离过程连续，采用集成式模块化设计，占地面积小，操作控制方便，控制方式采用水＋电＋气组合方式。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型的系统图。

图2为本实用新型的工作时序图。

图3为本实用新型的基本原理图。

图4为本实用新型的分离机正常分离状态示意图。

图5为本实用新型的分离机排渣开始时状态示意图。

图6为本实用新型的分离机排渣过程状态示意图。

图7为本实用新型的分离机排渣结束时状态示意图。

图中：1. 进料气动阀，2. CIP进液气动阀，3. 进料气动调节阀，4. 出料气动阀,5. CIP出液气动阀,6. 第一压力表，7.流量传感器，8. 气动电磁阀,9. 第一减压阀，10.止回阀，11. 冲洗水电磁阀，12. 密封水电磁阀，13.开启水电磁阀，14.第二压力表，15.第二减压阀，16. 渣泵,17. 液位传感器，18.二通接头，19.球阀，20.电机，21.渣箱，22.震动传感器，23.渣相收集器,24.转速传感器,25.润滑油内循环传感器，26. 进料管接头，27. 出料管接头，28.操作水出口，29.清洗水出口,30.电气控制箱。

具体实施方式

实施例一

本实施例提供一种碟式分离机控制系统，其结构如图1和图3所示，包括分离机，多个与分离机相连的阀门以及控制阀门的电气控制箱30。分离机的进料管接头26通过管道分别与物料进口、CIP清洗液进口连接，在进料管接头26与物料进口之间的管道上设有进料气动阀1，在进料管接头26与CIP清洗液进口之间的管道上设有CIP进液气动阀2，进料气动阀1、CIP进液气动阀2并联后通过进料管与进料管接头26连接，进料管上设有进料气动调节阀3。分离机的出料管接头27通过管道分别与分离清液出口、CIP清洗液出口连接，在出料管接头27与分离清液出口之间的管道上设有出料气动阀4，在出料管接头27 与CIP清洗液出口之间的管道上设有CIP出液气动阀5，出料气动阀4、CIP出液气动阀5并联后通过出料管与出料管接头27连接，出料管上设有第一压力表6和流量传感器7，在出料气动阀4与分离清液出口之间的管道上设有止回阀10。进料气动阀1、CIP进液气动阀2、出料气动阀4、CIP出液气动阀5通过气动电磁阀8及管路与压缩空气进口连接，在压缩空气进口与气动电磁阀8之间的管路上设有第一减压阀9。在分离机与冲洗水进口之间的管道上设有冲洗水电磁阀11，在分离机与操作水进口之间设有并联的密封水电磁阀12和开启水电磁阀13，密封水电磁阀12通过支管一与分离机连接，开启水电磁阀13通过支管二与分离机连接，支管二上设有第二压力表14，支管一、二汇合后通过操作水进管与操作水进口连接，操作水进管上设有第二减压阀15。分离机中设有转鼓，转鼓中部具有转鼓内腔，转鼓内腔通过管路与渣相收集器23连接，渣相收集器23的下端具有渣相出口，渣相出口通过管路与渣箱21连接，渣箱21经渣泵16与出渣口连接，渣箱21中设有液位传感器17。分离机的出水口通过二通接头18分别与操作水出口28、清洗水出口29连接，操作水出口28经管路与渣箱21连接，在清洗水出口29与二通接头18之间的管路上设有清洗水出口阀，清洗水出口29连接废水箱。另外，在分离机与冷却水进口之间的管道上设有球阀19，分离机的冷却水出口经管道与渣箱21连接。

电气控制箱30主要由PLC和变频器组成，用于控制系统中水、电、气各路阀件的动作，电控系统采用PLC＋触摸屏操作方式，触摸屏上可显示所有阀件的工作状态。电气控制箱30与进料气动阀1、CIP进液气动阀2、进料气动调节阀3、出料气动阀4、CIP出液气动阀5、第一压力表6、流量传感器7、气动电磁阀8、第一减压阀9、止回阀10、冲洗水电磁阀11、密封水电磁阀12、开启水电磁阀13、第二压力表14、第二减压阀15、渣泵16、液位传感器17、球阀19连接。电气控制箱30与分离机的电机20连接，分离机的立轴系上设有与电气控制箱30相连的震动传感器22，震动传感器22用于监测分离机的振动状态并将采集的振动值传输至电气控制箱30，震动传感器采集分离机的振动值进行振动监测，监测振动值是为了判断分离机是否处于正常工作状态，震动传感器的量程为0-20mm/S，一般通过人机界面（HMI）设置报警值为5.8mm/S.停机值为12.8mm/s，当PLC接受振动传感器22传输的振动值大于5.8mm/s时则控制报警器发出报警，当PLC接受振动传感器22传输的振动值大于12.8mm/s时则控制分离机直接停机。分离机的立轴系部分安装有转速传感器24，转速传感器24用于检测转鼓转速并将采集的转鼓转速信息传输至电气控制箱30，采用转速传感器24进行转速监测。分离机的回油管路上安装有润滑油内循环传感器25，润滑油内循环传感器25用于监测分离机立轴系中所有轴承的润滑状况并将采集的润滑状况传输至电气控制箱30，采用润滑油内循环传感器25进行润滑油监测，润滑油内循环传感器25采集分离机立轴系中所有轴承的润滑状况，当出现异常时，则发出异常警报。分离机电机20安装有电流传感器，电流传感器与电器控制箱30连接，采用电流传感器采集分离机电机的冲击电流值进行不排渣监测，电流传感器将采集的冲击电流值传输至PLC，当分离机正常排渣时冲击电流较高，若PLC在排渣阶段未检测到冲击电流，分离机不排渣，则会控制报警器发出不排渣报警；采用电流传感器进行排渣口漏料监测，电流传感器采集分离机电机20的电流值，并通过HMI设置过流报警值，正常分离状态，排渣口漏料时分离机电机运行电流会明显上升，当PLC接受到从电流传感器输送来的电流值上升，分离机排渣口漏料，则控制报警器发出漏料报警。

系统具有缺油滑油报警、过载报警、震动报警、转速报警等功能。在分离机工作时，需进行振动、不排渣、排渣口漏料、润滑油及转速监测。另外，电气控制箱30可以根据时间定时排渣，或者根据轻相出口安装的浊度传感器检测到浊度值连锁排渣。

本实施例的碟式分离机控制方法，如图2所示，整个系统按照图运行，其中粗实线表示该阀件处于工作状态，一个排渣周期为一个循环，由PLC控制反复执行上述时序。该方法包括以下步骤：第一步、电气控制箱30控制碟式分离机的电机20启动，然后控制进料气动阀1和出料气动阀4自动打开，同时控制密封水电磁阀12启动使密封水由操作水进口进入分离机活塞底部，使活塞底部充满水，将分离机转鼓内腔密封，物料由物料进口进入碟式分离机的转鼓内腔中进行物料分离，分离后的清液由分离清液出口排出，固体渣聚集在分离机转鼓壁上。在转鼓内腔的底部设有活塞a，活塞a的外侧安装有阀芯和阀体，活塞a与阀芯之间形成活塞a的底部空间，该底部空间与设置在阀芯上的密封水通道连通，密封水通道通过管路与阀V1相连通，且该底部空间连通阀芯与阀体之间的上部容腔，活塞a与转鼓壁之间设有尼龙密封环b，在阀芯、阀体的侧壁上设有一个贯穿阀芯及阀体的通道，通道中设置有阀体e，该阀体e中由里向外依次安装有阀芯c和尼龙阀d，阀芯c与其阀体e之间具有容腔，该容腔连通阀芯与阀体之间的下部容腔，阀芯与阀体之间的下部容腔通过管路与阀V2相连通，且阀体上设有泄水孔，泄水孔连通阀芯与阀体之间的下部容腔。分离机正常分离时，如图4所示，打开阀V1（阀V1起到密封作用，即密封水电磁阀12），操作水经密封水通道进入活塞a的底部空间，使活塞a底部充满水，由于离心力的作用，活塞a底部的水对活塞a产生了巨大的液压力F2，这一液压力F2大于转鼓内腔物料所产生的液压力F1，因此活塞a被支撑着，顶住了尼龙密封环b，保证转鼓内腔在密封情况下进行物料分离。同时，阀芯c通过其自身产生的离心力F来保证尼龙阀d不泄漏。进料气动阀1打开后，分离液不断进入转鼓进行分离，固体颗粒从分离液中被分离出来，并聚积在转鼓壁上，清液相由向心泵排出。

第二步、物料分离一段时间后，电气控制箱30判断转鼓内腔是否需要进行排渣，若需要排渣，则电器控制箱30控制开启水电磁阀13启动，排渣水由操作水进口进入碟式分离机中使分离机活塞打开，活塞打开后分离机转鼓壁上固体渣进入渣相收集器23，再经渣相出口排出进入渣箱21，然后控制密封水电磁阀12启动对分离机转鼓内腔进行密封，密封一定时间后控制冲洗水电磁阀11启动冲洗水由冲洗水进口进入分离机中对转鼓内腔进行冲洗，物料分离程序结束，若不需要排渣，则继续进行物料分离。排渣周期开始时，如图5所示，打开阀V2开启排渣（阀V2为开启水电磁阀13），排渣水经阀芯与阀体之间的下部容腔进入阀芯c与其阀体e之间的容腔，该容腔中充满了排渣水，该容腔中排渣水所产生的离心力F3超过了阀芯c自身的离心力F，阀芯c向里移动，尼龙阀d就打开，尼龙阀d与阀芯c之间形成有通道，该通道通过阀芯与阀体之间的上部容腔与活塞a底部空间相连通，这样活塞a底部的作用水经尼龙阀d被排出，液压力F2随着作用水排出逐渐减小，而排渣水一部分通过泄水孔排出转鼓外，另一部分充满阀芯与阀体间的下部容腔。排渣过程中，如图6所示，活塞a底部的作用水逐渐被排空，液压力F2逐渐变得比液压力F1小，在液压力F1的作用下活塞a向下移动，转鼓进行排渣，固体颗粒通过转鼓壁上的排渣槽排出转鼓外，然后关闭阀V2，阀芯与阀体之间的下部容腔内排渣水通过泄水孔逐渐排出，离心力F3逐渐减小，阀芯c的离心力F逐渐大于离心力F3，因此阀芯c向外移动，并封闭了尼龙阀d。同时，打开阀V1，操作水通过位于阀芯上的密封水通道进入活塞a的底部空间，并逐渐充满活塞a底部，液压力F2逐渐变大，封闭了活塞a上部的分离空间。排渣周期结束时，如图7所示，液压力F2超过转鼓内腔物料所产生的液压力F1，活塞a回复到关闭的位置，活塞a上下腔都充满了液体，分界面位置恢复到正常分离工作状态，整个排渣过程结束。

第三步、电气控制箱30根据液位传感器17采集的渣箱21液位信息判断渣箱21是否需要排渣，若需要排渣，则控制渣泵16启动，将渣箱21中渣液排出，否则，控制渣泵16处于关闭状态。

第四步、物料分离程序结束后，电气控制箱30控制进料气动阀1和出料气动阀4关闭，同时控制CIP进液气动阀2、CIP出液气动阀5和清洗水出口阀开启，分离机转鼓内腔中的带渣冲洗水先由清洗水出口排出，CIP清洗液再由CIP清洗液进口进入分离机的转鼓内腔进行CIP清洗程序，将粘附在转鼓壁上的残垢清除，清洗后的CIP清洗液由CIP清洗液出口排出。

第五步、电气控制箱30控制开启水电磁阀13启动，排渣水由操作水进口进入分离机使分离机活塞打开，CIP清洗后的残垢经渣相出口排出进入渣箱21，等待一定时间后控制密封水电磁阀12启动对分离机转鼓内腔进行密封，以完成自动排渣。

第六步、电气控制箱30根据液位传感器17采集的渣箱液位信息判断渣箱21是否需要排渣，若需要，则控制渣泵16启动，将渣箱21中渣液排出，否则，控制渣泵16处于关闭状态。

第一步和第五步中，电气控制箱30根据设置在出料管上的流量传感器7采集到的流量参数反馈调节进料气动调节阀3以控制整个系统的流量。第二步中，在开启水电磁阀13启动前，需要先由电器控制箱30控制冲洗水电磁阀11启动进行排渣前冲洗。另外，电气控制箱30控制球阀19启动，开启冷却水循环，对整个系统进行冷却。

除上述实施外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。