一种智能加药装置的制作方法

本实用新型涉及水处理技术领域，尤其涉及一种全自动加药装置。

背景技术：

在电力、石油、化工、冶金工业、环境工程、水处理等领域中，加药装置已经得到了广泛应用，但随着科学技术的日新月异，常规的加药设备在加药方式、加药精度、智能化控制以及设备材质等技术层面，已不能满足高性能的要求，可能出现加药不精确、泄漏事故风险大、维护成本高、产品使用寿命达不到预期等情况。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能加药装置，它可以实现全自动智能控制；同时，本新型装置加药计量精确、杜绝泄漏事故、维护成本低、产品使用寿命长。

本实用新型一种智能加药装置，它包括卸料系统、储药系统、计量投加系统、加药混合池、取样池、废液池，监测分析系统、PLC自动控制系统以及相互之间连接的管道、电线线路；卸料系统包括卸料泵、开关阀、输送管道，卸料泵的进口连接物料输送系统，其出口通过输送管道连接储药系统，在输送管道上设置有开关阀；储药系统通过管道与计量投加系统相连，计量投加系统通过管道将药剂定量输送至加药点即加药混合池，在加药混合池的前端设置取样池，监测分析系统包括PH值探头、PH值分析仪，PH值探头放置在取样池中；PLC自动控制系统包括工业控制器、变频器、数据采集及处理软件、PLC控制面板等，它们分别与相关件电连接，及配以相应的编程软件，对系统工作状态进行控制。

进一步地，储药系统包括若干个储药单元，每个储药单元均包括储药罐、输送管道，储药罐的顶部设置有进药口、进水口，进药口通过管道与卸料系统中的输送管道连接，进水口通过管道与水源相连；储药罐的侧下方设置有排污口、出药口，排污口连接的管道接入废液池、出药口通过管道与计量加投系统连接。

进一步地，储药罐呈圆柱形，平底，其上部为椭圆形封头结构；储药罐的材质为耐强酸强碱的高强度材料，如玻璃钢。

进一步地，每个储药单元还包括防护层，防护层设置在地基上，储药罐固定在防护层上，防护层厚度为50-70mm；防护层为软垫层，如细沙软料。

进一步地，每个储药单元还包括检修机构，检修机构包括人孔、爬梯，人孔设置在储药罐的顶部、人孔上设置人孔法兰，爬梯固定在储药罐的侧壁外、并靠近人孔的位置。

进一步地，每个储药单元还包括液位控制装置，液位控制装置包括液位管，液位管设置在储药罐的侧壁上。

进一步地，液位控制装置还包括超声波液位仪，超声波液位仪设置在储药罐顶部的孔内。

进一步地，当储药单元为两个或两个以上时，储药单元之间并联连接，相互之间通过截止阀操纵，并各自对应关联的计量泵和控制器，既可同时工作又可独立工作。

进一步地，计量投加系统包括进药干管、出药干管、若干个计量单元，进药干管一端与出药口连接，另一端连接计量单元，出药干管一端连接计量单元、另一端接入加药混合池；进药干管上往计量单元方向依次设置有球阀、Y型过滤器，出药干管上离计量单元方向依次设置有浮子流量计、变径接头、截止阀，每个计量单元均包括支管、电磁开关阀、计量泵、安全阀、单向阀、脉动阻尼器、压力表，支管一端与进药干管连接、另一端与出药干管连接，支管上沿进药干管往出药干管方向设置电磁开关阀、计量泵、单向阀，在计量泵、单向阀之间的支管旁接脉动阻尼器、压力表，安全阀与计量泵并联。

进一步地，当计量单元为两个或两个以上时，计量单元并联连接，计量单元均位于进药干管与出药干管之间；每个计量单元可以单独或两个同时进行投加，由控制器和PLC程序控制和操作。

本新型智能加药装置采取定量加药方式，经物理混合或化学反应的原理，从而将某种液体连续自动地注入到另一种液体中成为一种混合液，或者使加入的药剂与液体中存在的某种组份发生化学反应，以达到预期的工艺要求。本装置将溶液储存、投加、计量、监测、信号反馈、报警、自动控制、视频监控等功能模块紧密结合，克服以往装置存在功能简单、系统性能差、材质单一、结构设计不合理等缺陷，便于功能扩展，投加工艺精确，设备运行稳定，可实现模块化专业设计，系统集成；同时，现场做到无人看守，集中监控，运营成本低。

附图说明

图1是本新型智能加药装置的示意图；

图2是本新型中计量投加系统的放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明：

从图1可知，本实用新型一种智能加药装置，它包括卸料系统2、储药系统1、计量投加系统4、加药混合池7、取样池8、废液池10，监测分析系统6、PLC自动控制系统5以及相互之间连接的管道、电线线路。具体结构如下：

一、卸料系统2

卸料系统2包括卸料泵201、开关阀202、输送管道，卸料泵201的进口连接物料输送系统，其出口通过输送管道连接储药系统1，在输送管道上设置有开关阀202。

卸料系统的工作原理是：当需要向储药系统里添加药剂时，开启开关阀，启动卸料泵自动将药剂泵入储药系统中。

二、储药系统1

储药系统1包括若干个储药单元，每个储药单元均包括储药罐108、输送管道，储药罐108的顶部设置有进药口102、进水口103，进药口102通过管道与卸料系统中的输送管道连接，进水口103通过管道与水源相连；储药罐108的侧下方设置有排污口105、出药口106，排污口105连接的管道接入废液池10、出药口106通过管道与计量加投系统连接。储药系统1通过管道与计量投加系统4相连。当储药罐需要清理或维修时，将残余废液从排污口105排入废液池6，定期将废液专业处理，保护环境。然后再打开进水口，用清水冲洗罐体。

其中，进药口、进水口、排污口、出药口连接的管道上均设置有阀门，方便对进入或排出的液体进行控制。

储药罐108的顶部还设置有放气孔107，有利于罐内部气体排空释放压力。

储药罐1的具体结构是：储药罐108呈圆柱形，平底，其上部为椭圆形封头结构；储药罐108的材质为耐强酸强碱的高强度材料，如玻璃钢。储药罐108根据投放量可制作成20～30立方米的大容量罐体，储药罐平底便于立式安装。玻璃钢材料是新型复合材料，具有机械强度高、抗腐蚀、质量轻、不导电、寿命长、易于成型等特点，其应用于储罐大大提高了储罐的使用寿命。

储药单元还包括以下几部分：

(一)防护层：每个储药单元还包括防护层9，防护层9设置在地基上，储药罐108固定在防护层9上，防护层厚度为50-70mm；防护层为软垫层，如细沙软料。在储药罐底部与地基之间增加防护层，既起到防振的作用又能缓冲罐体底部压力，防止罐体底受力不均而产生裂缝，避免发生化学性泄漏类恶性事故。

(二)检修机构：每个储药单元还包括检修机构，检修机构包括人孔101、爬梯104，人孔101设置在储药罐108的顶部、人孔101上设置人孔法兰，爬梯104固定在储药罐108的侧壁外、并靠近人孔101的位置。检修机构主要方便人员对罐体顶部及内部进行检修与维护，设置爬梯和爬梯的具体位置便于人员操作，人孔开设在罐体顶部，避免开设在侧面下方因侧压力造成的密封隐患，从结构和系统的配置上对装置进行了系统性的优化和改进。

检修机构还包括护栏，护栏在储药罐108的顶部四周围成一圈。护栏可以保护人身安全，预防意外的发生。

(三)液位控制装置3：每个储药单元还包括液位控制装置3，液位控制装置3包括液位管301，液位管301设置在储药罐108的侧壁上。液位管301可以为磁翻板液位计。液位控制装置3还包括超声波液位仪302，超声波液位仪302设置在储药罐108顶部的孔内。

本新型储药罐的液位报警采用双重监控：液位管301便于实时观察，通过其可以清晰直观地读出储药罐108内液位的高低；超声波液位仪302，对液位处于高位或低位时通过传感器转化成4～20mmA模拟信号经电缆及仪表上传到控制系统和平台，实现远程监测、控制和预警。当储药罐内液位小于设定最低液位值或高于最高液位值时，系统自动开启报警系统，并可远程监控。因此本新型的液位控制可靠、十分安全，且读数清晰直观、精度高、结构简单、寿命长、安装方便，维护费用低。

当储药单元为两个或两个以上时，储药单元之间并联连接，相互之间通过截止阀操纵，并各自对应关联的计量泵和控制器(如两箱三泵)，既可同时工作又可独立工作。这样可以更好地保证整个储药系统的工作，从而装置维护成本低、使用寿命长。

三、计量投加系统4

从图1和图2可知，计量投加系统4包括进药干管412、出药干管413、若干个计量单元，进药干管412一端与出药口106连接，另一端连接计量单元，出药干管413一端连接计量单元、另一端接入加药混合池7；进药干管412上往计量单元方向依次设置有球阀401、Y型过滤器403，出药干管413上离计量单元方向依次设置有浮子流量计402、变径接头410、截止阀411，每个计量单元均包括支管414、电磁开关阀405、计量泵404、安全阀406、单向阀407、脉动阻尼器408、压力表409，支管一端与进药干管连接、另一端与出药干管连接，支管414上沿进药干管往出药干管方向设置电磁开关阀405、计量泵404、单向阀407，在计量泵404、单向阀407之间的支管旁接脉动阻尼器408、压力表409，安全阀406与计量泵404并联。计量投加系统4通过管道将药剂定量输送至加药点即加药混合池7进行投加药剂。图中1#、2#、3#表示三个计量单元。

本新型中的计量投加系统4以计量泵404为核心元件组成各个单元系统，实现了物料的精确投加。本新型的计量投加系统里将Y型过滤器连接在前端，有效预防颗粒物进入计量泵和其它仪表，从而延长了整个装置的使用寿命。本新型中的相关零件按工艺流程需要组装成一体，形成模块，固定安装在一个底座上，防止管道和元器件因震动而影响计量精度和坏元器件损。

计量投加系统的工作原理是：按加药点的需要通过计量泵定量将药剂定量安全地从储液罐中吸出并送至加药点的工作过程，投加量的大小根据前端监测分析系统反馈联动自动调节，以满足不同加药量的场所。投加装置的投加量及投加压力可根据工业流程来定，从而选取合适参数的计量泵。

当计量单元为两个或两个以上时，计量单元并联连接，计量单元均位于进药干管与出药干管之间；每个计量单元可以单独或两个同时对投加系统进行投加，由控制器和PLC程序控制和操作。

(四)监测分析系统6

在加药混合池7的前端设置取样池8，监测分析系统6包括PH值探头601、PH值分析仪602，PH值探头601放置在取样池8中。

经计量泵抽出的药剂进入加药混合池7与目标水质(如废水)充分混合，在加药混合池7的出水端设置取样池8，监测分析系统6的PH值探头601对取样池8里面的水质实时监测，经PH值分析仪602对数据进行分析处理，将信号传输反馈至计量泵404，计量泵404根据监测分析系统6监测到的数据自动调节加药量的大小，从而实现投加药量的自动调节控制的目的。

(五)PLC自动控制系统5

PLC自动控制系统包括工业控制器、变频器、数据采集及处理软件、PLC控制面板等，它们分别与相关件电连接，及配以相应的编程软件，对系统工作状态进行控制。

加药点测得的PH值信号反馈给控制器，计算出应投加的药剂量，并将控制信号传给变频器，由变频器控制计量泵的投加量，从而实现投加药剂量的多少。当储药罐中的液位处于最高或最低液位时，系统自动开启报警系统，计量泵自动停止工作。数据处理系统记录系统整个运行相关数据信息，上传监控中心，实行人机分离，远程操控和实时监控。

本新型智能加药装置采取定量投加方式，经物理混合或化学反应的原理，从而将某种液体连续自动地注入到另一种液体中成为一种混合液，或者使加入的药剂与液体中存在的某种组份发生化学反应，以达到预期的工艺要求。本装置将溶液储存、投加、计量、监测、信号反馈、报警、自动控制、视频监控等功能模块紧密结合，克服以往装置存在功能简单、系统性能差、材质单一、结构设计不合理等缺陷，便于功能扩展，投加工艺精确，设备运行稳定，可实现模块化专业设计，系统集成；同时，现场做到无人看守，集中监控，运营成本低。