一种配矾系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种配矾系统，包括柜体、PLC控制器、原矾池、高位矾池、原矾泵、搅拌机、原矾管、带加水电磁阀的进水管和液位计；所述原矾池和高位矾池通过原矾管相连，所述原矾泵安装在原矾管中间，所述进水管连接高位矾池；所述原矾池和高位矾池安装有液位计。所述PLC控制器、加水电磁阀和原矾泵集成安装在柜体上，组成一体式配矾控制柜。本实用新型减轻了工人的劳动强度，配备有集成化的一体式配矾控制柜，该控制柜将相关部件一体式集成在同一柜体上，移动方便、安装方便快捷，在配矾投矾时，能够更加方便地进行控制，大大节约了时间，提高了效率。本实用新型能更好地实现配矾投矾工艺的集中操控。
【专利说明】-种配矾系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及自来水生产【技术领域】，特别是一种配矾系统。
【背景技术】
[0002] 常规的现代净水厂加矾工艺主要包括：絮凝剂的配置、投加、混合、反应、絮凝等。 系统主要由自动配矾系统、投加系统等部分构成。
[0003] 混凝是净水系统中最重要的处理工艺，也是制水成本的主要组成部分，混凝剂的 投加量是否准确直接影响到水处理的全过程，另外，药剂的消耗费用也是制水成本的主要 组成部分，加药和沉淀工序的效果直接影响着最终的出厂水水质和处理成本。
[0004] 目前国内水厂配矾方式大多为人工配矾，由原矾池，高位矾池，手动调节阀，水射 器，电子钟和加药管路组成。配矾以小计量池和电子钟为计量，原矾由泵和水射器加到高位 矾池，再由化验室检测确定矾液浓度。
[0005] 加矾则通常采用计量泵投药或者重力+手动调节阀投药。
[0006] 人工配矾，该配矾方方式需值班人员时刻注意配加液位，防止溢矾，且对矾液浓度 难以控制。
[0007] 计量泵投药方式，以计量泵的频率和冲程作为矾流量控制的间接控制参数，部分 由流动电流仪进行反馈控制。计量泵投矾系统如图1所示。加药量可以更具经验得到自动 控制，但控制精度不高，而且对值班人员的观测水平和现场工作经验要求比较高，设备所需 维护量相对较大。同时据实际使用经验，流动电流仪反馈值在精度和稳定性方面有待提高， 设备的故障率和维护工作较高；计量泵的频率和冲程与理论流量之间存在严重的非线性， 当计量泵的隔膜劣化后，流量还将大大降低，危及生产安全。
[0008] 重力+手动调节阀方式，通常配备相应的转子流量计作物投加量反馈，加药量可 以精确控制。但这种方式需要加药工作人员凭经验估算投矾量，并只能在现场手动操作， 使得投矾人员工作量很大，要时刻关注源水流量、浊度变化来调节阀门，并容易产生人为失 误。
[0009] 经检索，现有技术中，发明专利"自来水混凝投矾自动化控制算法"（CN101556458) 公开了一种基于人工神经网络进行前馈控制和基于模糊反馈控制的自来水混凝投矾自动 化控制算法，它包括：通过人工神经网络对投矾控制的过程参数进行学习，识别系统参数 中间的内在对应关系，从而对芯的检测源水参数的控制值进行预测，然后通过模糊控制反 馈的方法对预测值进行修正，最终得到一个符合需要的投矾控制量去控制计量泵工作，完 成投矾控制的全过程。实用新型"一种自来水混凝投矾的执行机构"（CN201942549U)公 开了一种自来水混凝投矾的执行机构，属于自动控制领域。所述执行机构设置在进矾管和 出矾管之间，所述执行机构包括离心泵、电子式调节阀、流量控制器和流量计，所述离心泵 的进口与所述进矾管相连，所述离心泵的出口经所述电子式调节阀及所述流量计连接至所 述出矾管，所述电子式调节阀、所述流量控制器及所述流量计组成流量控制回路。本实用新 型"重力自流投矾专用电子式调节阀"（CN201407362)公开了一种重力自流投矾专用电子 式调节阀，它包括阀体，阀体内设阀座，阀杆穿过阀体并与之密封，阀杆前端连接阀芯，阀 芯上端设水平限位及密封凸台，凸台下设密封柱塞，密封柱塞向下具有一个不大于2°的 收缩角度；密封柱塞的移动行程25毫米> Η > 16毫米；阀座上端面的密封孔孔径D < 10 毫米。"自来水生产断矾自动应急处理装置"（CN201338959)本实用新型公开了一种自来 水生产断矾自动应急处理装置，它包括矾溶液主供应泵，矾溶液辅助供应泵，与矾溶液主供 应泵和/或矾溶液辅助供应泵连接联通的矾溶液供应管，矾溶液供应管上设有矾溶液流量 计，矾溶液流量计的信号输出连接到可编程序自动化控制器；可编程序自动化控制器的信 号输出端连接到矾溶液辅助供应泵的启闭控制端；可编程序自动化控制器用于对矾溶液主 供应泵和矾溶液辅助供应泵动作的自动控制。"脉动式自动投矾机"（CN2551637)公开了 一种能执行电信号的脉动式自动投矾机。压力水电磁阀安装在水射器的进水管道上，与清 水阀并联；清水阀与清水电磁阀串联；手动调矾阀、流量计、止回阀三者顺序串联后与清水 电磁阀并联，之后再与水射器连接；缓冲器水平安装在水射器的出液管道上。以上现有技 术，均没有很好地克服自来水生产中配矾和加矾自动化程度低，工人的劳动强度大的弊端， 有必要进一步加以改进。 实用新型内容
[0010] 本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种配矾系统，其能克服自来水生产中 配矾系统各组成部分较为分散、工人的劳动强度大的弊端，提高设备安装速度和工作效率。 [0011] 本实用新型采用的技术方案是：所述配矾系统，包括原矾池、高位矾池、原矾泵、搅 拌机、原矾管；所述原矾池和高位矾池通过原矾管相连，所述原矾泵安装在原矾管中间，所 述搅拌机安装在高位矾池上，其特征是，还包括液位计和带加水电磁阀的进水管，所述液位 计包括原矾池液位计和高位矾池液位计，所述进水管连接高位矾池；所述原矾池安装有原 研》池液位计，所述高位研》池安装有高位研》池液位计。
[0012] 所述配矾系统还包括PLC控制器，所述加水电磁阀、原矾泵、搅拌机和液位计均与 PLC控制器电连接。
[0013] 所述配矾系统还包括柜体和电气元件；所述PLC控制器、电气元件、加水电磁阀和 原矾泵集成安装在柜体上，组成一体式配矾控制柜；其上部为电气部分、下部为管路设备部 分；所述电气部分包括PLC控制器和电气元件，所述管路设备部分包括加水电磁阀和原矾 栗。
[0014] 所述配矾系统还包括触摸屏，所述触摸屏安装在柜体上部的表面，所述触摸屏与 PLC控制器电连接。
[0015] 所述一体式配矾投矾控制柜还包括安装在柜体底部的原矾管接头、进水管接头； 所述原矾泵通过管道连接原矾管接头，所述加水电磁阀通过水管连接进水管接头；所述原 矾管接头、进水管接头上均安装有阀门或采用阀门接头。
[0016] 所述配研^系统还包括手动控制箱；所述原研^泵包括1#原研^泵和2#原研^泵；所述 原矾池包括1#原矾池和2#原矾池，所述高位矾池包括1#高位矾池和2#高位矾池；所述加 水电磁阀和原矾泵的个数为两个。
[0017] 所述配矾系统还包括安装在原矾管中的电动阀、手动检修阀和止回阀。
[0018] 本实用新型的有益效果是：减轻了工人的劳动强度，配备有集成化的一体式配矾 控制柜，该控制柜将相关部件一体式集成在同一柜体上，移动方便、安装方便快捷，在配矾 时，能够更加方便地进行控制，大大节约了时间，提高了效率。本实用新型能更好地实现配 矾工艺的集中操控。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是现有技术中的计量泵投矾系统；
[0020] 图2是本实用新型配矾系统各组成部分连接示意图；
[0021] 图3是本实用新型中的一体式配矾控制柜的结构示意图。
[0022] 图中：1、原矾池，2、电动阀，3、手动检修阀，4、原矾管，5、加水电磁阀，6、止回阀， 7、原矾泵，8、高位矾池，9、PLC控制器，10、触摸屏，11、柜体，12、原矾管接头，13、进水管接 头。
【具体实施方式】
[0023] 如图2和图3所示，所述配矾系统包括PLC控制器9、原矾池1、电动阀2、手动检修 阀3、止回阀6、高位矾池8、原矾泵7、搅拌机、原矾管4、带加水电磁阀5的进水管、原矾池液 位计、高位矾池液位计；所述原矾池和高位矾池通过原矾管相连，所述原矾泵安装在原矾管 中间，所述搅拌机安装在高位矾池上；所述进水管连接高位矾池，所述原矾池安装有原矾池 液位计，所述高位研》池安装有高位研》池液位计。所述加水电磁阀、原研》泵、搅拌机、液位计均 与PLC控制器电连接。所述电动阀、手动检修阀和止回阀安装在原矾管中。
[0024] 将上述PLC控制器、加水电磁阀、原矾泵一体式集成安装在同一个柜体上，组成一 体式配矾控制柜；该一体式配矾控制柜包括柜体11、位于柜体上部的电气部分和位于柜体 下部的管路设备部分，所述电气部分包括触摸屏10、PLC控制器、其他电气元件和手动控制 箱，所述触摸屏安装在柜体表面。所述管路设备部分包括加水电磁阀和原矾泵。柜体底部 安装有原矾管接头12、进水管接头13 ;所述加水电磁阀通过水管连接进水管接头，所述原 矾泵通过管道连接原矾管接头。使用时，将一体式配矾控制柜与配矾投矾系统的其他相关 组成部分连接好：将连接原矾池、高位矾池的原矾管安装到柜体上的原矾管接头上，将进水 管安装到进水管接头上，并连接上电源。
[0025] 所述原矾泵包括1#原矾泵和2#原矾泵；所述原矾池包括1#原矾池和2#原矾池， 所述高位矾池包括1#高位矾池和2#高位矾池。
[0026] 利用上述配矾系统结合相适应的投矾系统进行配矾投矾时，在上述利用电气电路 控制的基础上，还可以对PLC控制器作进一步改进，在PLC控制器中配置下列智能模块：矾 投加量计算与控制模块、矾液浓度计算模块、矾池液位控制模块、故障处理模块等，这样就 可以实现配矾投矾工艺的自动化，达到以下有益效果：通过投药控制算法，实现加药系统的 自动化，减轻了工人的劳动强度，提高了混凝剂的配置及投矾精度，从而有利于提高供水水 质；通过建立在各种条件环境变化下的投矾量数据库，使投药量更加准确，节约，实际控制 效果更加智能；通过建立数据，设备运行状态的工控机或触摸屏报警和视频监控系统，大大 提高投矾系统的可靠性和安全性；保证了自来水厂实现节能降耗、增效和生产安全，其经济 和社会效益都十分显著。
[0027] 投矾系统主要由PLC控制器、高位矾池、高位矾池液位计、自动调节阀、电磁流量 计、出矾管、源水流量仪表，原水浊度仪表和手动控制箱组成。其中，PLC控制器、高位矾池、 高位研^池液位计等可与配研^系统共用的。
[0028] 将触摸屏、PLC控制器及其他电气元件、自动调节阀、电磁流量计与加水电磁阀、原 矾泵等一体式集成安装到同一柜体上，即可组成一体式配矾投矾控制柜。
[0029] 以下对各组成部分作进一步说明。
[0030] 原矾泵：用于将原矾从原矾池送至高位矾池与水混合进行稀释配药。该设备设置 二台(一用一备）
[0031] 原矾池液位计：记录消耗的原矾量，数据参与配矾公式计算，并由控制系统提示值 班人员。
[0032] 加水电磁阀：控制加水，对原矾进行稀释。
[0033] 高位矾池液位计：测定高位矾池液位，由配矾算法计算出投加原矾的液位高和配 水的液位高，通过液位信号控制原矾泵和加水电磁阀的动作。
[0034] 高位矾池：即稀释矾池，贮存稀释矾液，矾液从原矾池用提升泵提升到高位矾池稀 释，搅拌机进行搅拌，搅拌机可远程或者现场控制。
[0035] 自动调节阀：控制矾液的投加量，控制方式为对药剂流量的检测以及流量负反馈 进行调节。可远程和现场手动进行控制。
[0036] 电磁流量计：读取投加矾液流量，同时给调节阀反馈信号。
[0037] 源水流量仪表和源水浊度仪表：装于源水采样管上。
[0038] 现场手动控制箱：在本地情况下可现场手动控制原矾泵、铁泵和搅拌机等。
[0039] 以下对包括配备有智能模块的PLC控制器的配矾系统为例，对使用包括该配矾系 统的配矾投矾系统进行配矾投矾的工艺方法作简要说明。该方法以智能配矾投矾系统经验 数据库、智能算法为基础，以PLC控制器为控制核心部件，采用工控机作为人机接口设备， 自动计算和控制矾液的液位、浓度、矾投加量；包括如下步骤：
[0040] 步骤一：在PLC控制器控制下自动进行配矾，主要工艺如下：
[0041] (1)接通一体式配矾投矾控制柜的电源，打开PLC控制器，选择配矾模式；确定用 于配矾的原矾池；
[0042] (2)记录当前高位矾池中的矾液浓度、液位；读取配矾设定浓度、设定液位；
[0043] (3)计算配矾浓度、配矾液位：通过PLC控制器，以智能配矾投矾系统经验数据库、 智能算法为基础，根据原矾和水的有关参数确定原矾和水的比例关系，计算出高位矾池中 配研》液位、配研》浓度；
[0044] (4)启动原研^泵，将原研^从原研^池提升到高位研^池；
[0045] (5)读取高位矾池液位计的数值，待高位矾池中的原矾液位达到设定值后，停止原 巩泵；
[0046] (6)打开高位矾池上的进水管的加水电磁阀放水，读取高位矾池液位计的数值，放 水至高位矾池中的液位达到设定值，关闭加水电磁阀；
[0047] (7)启动搅拌机工作，进行搅拌，达到预定时间后，停止搅拌；
[0048] (8)完成配矾工作；
[0049] 步骤二：在PLC控制器控制下自动进行投矾，主要工艺如下：
[0050] (1)根据源水的有关参数，通过PLC控制器，以智能配矾投矾系统经验数据库、智 能算法为基础，计算出矾耗和理论投加矾流量；
[0051] (2)选择控制模式，确定所需的矾投加量；
[0052] (3)开始投巩，通过PID控制程序、根据当前矾投加量和反馈信号控制自动调节阀 开度，从而控制矾投加量；
[0053] (4)完成投矾工作。
[0054] 当使用的PLC控制器中没有配备智能模块时，上述步骤中的有关智能化计算和控 制可以用人工操作和普通电气电路控制方式代替，其他步骤相同。
[0055] 所述一体式配矾控制柜的大小和具体安装位置等可结合实际需要来确定；原矾 管、出矾管、进水管和源水采样管等各种管线的具体布置可结合实际需要来确定。
[0056] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本 领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种配矾系统，包括原矾池、高位矾池、原矾泵、搅拌机、原矾管和阀门；所述原矾池 和高位矾池通过原矾管相连，所述原矾泵和阀门安装在原矾管中间，所述搅拌机安装在高 位矾池上，其特征是，还包括液位计、和带加水电磁阀的进水管，所述液位计包括原矾池液 位计和高位矾池液位计，所述进水管连接高位矾池；所述原矾池安装有原矾池液位计，所述 高位矾池安装有高位矾池液位计；所述配矾系统还包括一体式配矾控制柜，所述一体式配 矾控制柜包括柜体、位于柜体上部的电气部分和位于柜体下部的管路设备部分，所述管路 设备部分包括加水电磁阀和原矾泵。
2. 根据权利要求1所述的配矾系统，其特征是，所述电气部分包括电气元件；所述一体 式配矾控制柜还包括安装在柜体底部的原矾管接头、进水管接头；所述原矾泵通过管道连 接原矾管接头，所述加水电磁阀通过水管连接进水管接头；所述原矾管接头、进水管接头上 均安装有阀门或采用阀门接头。
3. 根据权利要求1所述的配矾系统，其特征是，还包括手动控制箱；所述原矾泵包括1# 原矾泵和2#原矾泵；所述原矾池包括1#原矾池和2#原矾池，所述高位矾池包括1#高位矾 池和2#高位矾池；所述加水电磁阀和原矾泵的个数为两个。
4. 根据权利要求1所述的配矾系统，其特征是，还包括安装在原矾管中的电动阀、手动 检修阀和止回阀。
【文档编号】C02F1/52GK203845850SQ201420168928
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年4月9日 优先权日:2014年4月9日
【发明者】陈钢, 袁襄, 彭荣, 袁辉, 余峥, 王 琦 申请人:株洲市自来水有限责任公司, 湖南华亿电子工程有限公司