CN110410674B - 一种常规计量泵实现小流量高精度计量加注的方法 - Google Patents
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Abstract
一种常规计量泵实现小流量高精度计量加注的方法，包括一套实现小流量高精度计量加注的控制装置，控制装置包含有Y形过滤器、安全阀、带压力表缓冲器、旁通球阀、隔离球阀、流量计、小流量调节阀、止回阀、节流阀及控制柜，在流量计、小流量调节阀、带压力表缓冲器、控制柜及其它配件的通力支持下，才能使常规计量泵实现其10%以下流量的控制精度，减少了累计误差并能达到精确计量之目的，控制装置具有结构可靠、效率高、成本低之特点，保证了流体物料在10%以下流量时的加注精度，节省了再投资。
Description
技术领域
本发明属于计量设备控制技术领域，特别涉及到一种常规计量泵实现小流量高精度计量加注的方法。
背景技术
计量泵是一种用来输送液体特别是输送腐蚀性液体的一种特殊容积泵，广泛应用于石油、化工、水处理、食品、制药、环保、医疗器械等行业的精细加注。
计量泵的流量通常可以在0～100％范围内实现无级调节，根据计量泵的自身结构特点，当流量在10～100%的范围内调节时其计量精度可达到±1%，若流量在10%以下时则会出现流量控制精度低、累计误差大，无法达到精确计量。
两种情况下会出现计量泵流量可能在10%以下范围内工作。
第一种是由于生产工艺的改变使其加注量减少，注量泵必须在10%以下工作；
第二种是由于过小流量如流量小于0.5L/h的情况下，生产小计量泵的厂家少、制造难度大、工期长、造价成本过高，常规计量泵如何代替小流量计量泵并使其用于10%以下的流量控制。
发明内容
为解决上述第二种情况存在的问题，本发明提供了一种常规计量泵实现小流量高精度计量加注的方法，该方法能够通过常规计量泵实现10%以下流量的高精度计量加注，具有效率高、成本低，保证了加注精度，节省了再投资。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种常规计量泵实现小流量高精度计量加注的方法，常规计量泵用于加药罐输送流体物料的流量计量，加药罐的一侧配装液位计，液位计上下两端通过阀门与加药罐联接，在加药罐的底部配装排污阀，该方法还包括一套实现小流量高精度计量加注的控制装置，所述控制装置包含有Y形过滤器、安全阀、带压力表缓冲器、旁通球阀、隔离球阀、流量计、小流量调节阀、止回阀、节流阀及控制柜，其中控制柜内配置有PLC系统及其它电器控制器件，所述小流量是指常规计量泵输送加药罐中流体物料的流量在10%以下，其特征是：
在所述控制装置中，Y形过滤器的进口端通过阀门联接在加药罐底部，Y形过滤器的出口端通过管道分别并接有常规计量泵以及安全阀，安全阀的出口端通过管道分别串接带压力表缓冲器、节流阀，常规计量泵的出口端通过管道联接在带压力表缓冲器与节流阀之间的管道后再联接止回阀，止回阀通过管道与小流量调节阀联接，小流量调节阀通过管道与隔离球阀、流量计及隔离球阀串接，上下两个隔离球阀之间的旁路上并接有旁通球阀，常规计量泵的电控端、小流量调节阀的电控端以及流量计的电控端均由控制柜集中控制；
在上述控制装置中，常规计量泵用于输送所述流体物料并通过控制柜的调节控制其输出流量，该输出流量能够控制在10%以下；流量计用于检测输出的瞬时流量并将流量以4～20mA的电脉冲信号传输到控制柜中；小流量调节阀用于接收来自控制柜的信号来控制其阀门的开度并调节输出流量；控制柜用于实时采集流量计的流量信号并对该流量信号与设定流量信号进行比对逻辑处理，之后向小流量调节阀发出调节信号；带压力表缓冲器用于对常规计量泵输出的脉动流量起到削波平波的作用；节流阀用于调节控制回流管道中的流量和压力；止回阀用于防止常规计量泵出口端所述流体物料的倒流现象；安全阀用于控制常规计量泵进口端管道的压力并防止超压；
在上述控制装置的支持下，使用时通过控制柜设定冲程调节后的常规计量泵以10%以下流量将储存在加药罐中的所述流体物料通过Y形过滤器加压注出，通过Y形过滤器的过滤能够去除所述流体物料中的杂质，去除杂质的所述流体物料经常规计量泵出口端、止回阀、小流量调节阀及隔离球阀进入流量计，此时流量计显示当前即时流量并将所述即时流量值转化为4～20mA的电脉冲信号传输对控制柜，控制柜接收到所述电脉冲信号后其控制柜内的PLC系统根据其设计数据进行比对调节得出输出的数字值，该数字值经放大、驱动、D/A转换并输出控制信号反馈给小流量调节阀，根据所述输出控制信号对小流量调节阀的阀芯开度进行调节以达到给定的设计要求，实现所述流体物料的高精度精密加注，常规计量泵出口端多余的所述流体物料则通过节流阀循环回至加药罐，止回阀和旁通球阀分别防止所述流体物料倒流到常规计量泵出口端；
上述带压力表缓冲器的容量必须大于常规计量泵即时通过容量的10 倍以上，在带压力表缓冲器的顶部分别配置有氮气入口和氮气出口，在带压力表缓冲器的顶部还配置有压力表，该压力表用于检测带压力表缓冲器内的氮气压力，当带压力表缓冲器内的氮气压力不足时通过冲氮工具进行及时补充，所述流体物料的入口配置在带压力表缓冲器的侧面上端，该侧面上端的高度是带压力表缓冲器整个高度的60～70％之间，所述流体物料从带压力表缓冲器的侧面上端流入而从其底部流出；
上述流量计采用涡轮流量计，涡轮流量计将所述流体物料通过小流量调节阀的流速转换为涡轮的转速，再将该涡轮的转速转换成与流量成正比的4～20mA电脉冲信号，该电脉动信号的频率与被测所述流体物料的流量成正比并把该电脉信号传送给控制柜内的PLC系统，通过控制柜内分别配置的一体式LCD指示表显示即时流量和累积流量；
上述小流量调节阀或采用手动行程调节方式，或采用电动冲程调节方式，要求小流量调节阀须有刻度指示标注，要求小流量调节阀的阀门处配置阀门定位器，所述阀门定位器能够将控制柜输出的4～20mA电脉冲信号变成驱动其动作的气/电信号，从而使小流量调节阀具有对应的阀门开度，小流量调节阀的阀门开度精度要求达到±1%。
上述常规计量泵采用液压双隔膜计量泵，要求所述液压双隔膜计量泵在10～100%的流量范围其计量精度高于±1%，并要求所述液压双隔膜计量泵的出口端压力或是流量无负偏差状态，在所述液压双隔膜计量泵上分别配置监测双隔膜破裂的压力表以及所述流体物料剂量的标定柱。
上述液位计或是就地液位计，或是远传液位计；所述就地液位计或采用磁翻板液位计，或采用玻璃板液位计；所述远传液位计采用双法兰液位变送器。
由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：
1、本发明通过所述控制装置改变了常规计量泵在其流量10%以下所存在的问题，通过所述控制装置使常规计量泵实现了10%以下流量的高精度计量加注，所述控制装置具有结构可靠、效率高、成本低之特点，保证了所述流体物料在10%以下流量时的加注精度，节省了再投资。
2、本发明中的控制柜接收到流量计的流量信号后，要先将接收信号与控制柜内的PLC系统设计数据进行比对并进行逻辑运算，才能输出控制信号给小流量调节阀，控制柜还有控制其他用电设备的功能，比如计量泵的启停功能等。
附图说明
图1是本发明的结构示意简图。
图1中：1-加药罐，2-液位计，3-排污阀，4-Y形过滤器，5-常规计量泵，6-安全阀，7-带压力表缓冲器，8-旁通球阀，9-隔离球阀，10-流量计，11-小流量调节阀，12-止回阀，13-节流阀，14-控制柜。
具体实施方式
本发明是一种常规计量泵实现小流量高精度计量加注的方法，常规计量泵在10～100%流量范围内调节时其计量精度可达到±1%，若流量在10%以下时则会出现流量控制精度低、累计误差大，无法达到精确计量之问题，本发明的方法所要解决的问题是，常规计量泵通过哪种配置可以实现其10%以下流量的控制精度、减少累计误差并能达到精确计量。
全文结合图1，对于多数需要输送流体物料行业来讲，常规计量泵(5)用于加药罐输送流体物料的流量计量，加药罐(1)的一侧配装液位计(2)，液位计上下两端通过阀门与加药罐联接，在加药罐的底部配装排污阀(3)，液位计或是就地液位计，或是远传液位计；所述就地液位计或采用磁翻板液位计，或采用玻璃板液位计；所述远传液位计采用双法兰液位变送器。
本发明包括一套实现小流量高精度计量加注的控制装置，所述控制装置包含有Y形过滤器(4)、安全阀(6)、带压力表缓冲器(7)、旁通球阀(8)、隔离球阀(9)、流量计(10)、小流量调节阀(11)、止回阀(12)、节流阀(13)及控制柜(14)，其中控制柜内配置有PLC系统及其它电器控制器件，控制柜还有控制其它用电设备设计数据的储存或是修改之功能，比如计量泵的启停功能等，本发明的所述小流量是指常规计量泵输送加药罐中流体物料的流量在10%以下。
相关所述控制装置的结构联接方式参见所述技术方案，不另赘述。但需要说明如下：
1、在上述控制装置中，常规计量泵用于输送所述流体物料并通过控制柜的调节控制其输出流量，该输出流量能够控制在10%以下。
2、流量计用于检测输出的瞬时流量并将流量以4～20mA的电脉冲信号传输到控制柜中。流量计采用涡轮流量计，涡轮流量计将所述流体物料通过小流量调节阀的流速转换为涡轮的转速，再将该涡轮的转速转换成与流量成正比的4～20mA电脉冲信号，该电脉动信号的频率与被测所述流体物料的流量成正比并把该电脉信号传送给控制柜内的PLC系统，通过控制柜内分别配置的一体式LCD指示表显示即时流量和累积流量。
3、小流量调节阀用于接收来自控制柜的信号来控制其阀门的开度并调节输出流量。小流量调节阀或采用手动行程调节方式，或采用电动冲程调节方式，要求小流量调节阀须有刻度指示标注，要求小流量调节阀的阀门处配置阀门定位器，所述阀门定位器能够将控制柜输出的4～20mA电脉冲信号变成驱动其动作的气/电信号，从而使小流量调节阀具有对应的阀门开度，小流量调节阀的阀门开度精度要求达到±1%。
4、控制柜用于实时采集流量计的流量信号并对该流量信号与设定流量信号进行比对逻辑处理，之后向小流量调节阀发出调节信号。控制柜未述内容参见常规技术执行即可。
5、带压力表缓冲器用于对常规计量泵输出的脉动流量起到削波平波的作用。带压力表缓冲器的容量必须大于常规计量泵即时通过容量的10 倍以上，在带压力表缓冲器的顶部分别配置有氮气入口和氮气出口，在带压力表缓冲器的顶部还配置有压力表，该压力表用于检测带压力表缓冲器内的氮气压力，当带压力表缓冲器内的氮气压力不足时通过冲氮工具进行及时补充，所述流体物料的入口配置在带压力表缓冲器的侧面上端，该侧面上端的高度是带压力表缓冲器整个高度的60～70％之间，所述流体物料从带压力表缓冲器的侧面上端流入而从其底部流出。
6、节流阀用于调节控制回流管道中的流量和压力。
7、止回阀用于防止常规计量泵出口端所述流体物料的倒流现象。
8、安全阀用于控制常规计量泵进口端管道的压力并防止超压。
9、常规计量泵建议采用液压双隔膜计量泵，要求所述液压双隔膜计量泵在10～100%的流量范围其计量精度高于±1%，并要求所述液压双隔膜计量泵的出口端压力或是流量无负偏差状态，在所述液压双隔膜计量泵上分别配置监测双隔膜破裂的压力表以及所述流体物料剂量的标定柱。
10、通过旁通球阀或是隔离球阀的出口端可以向其它设备加注小流量的所述流体物料，该小流量的流量小于0.5L/h，计量泵的流量控制在10%以下。
在上述控制装置的支持下，尤其是在主要的流量计、小流量调节阀、带压力表缓冲器、控制柜及其它配件通力支持下，使用时通过控制柜设定冲程调节后的常规计量泵以10%以下流量将储存在加药罐中的所述流体物料通过Y形过滤器加压注出，通过Y形过滤器的过滤能够去除所述流体物料中的杂质，去除杂质的所述流体物料经常规计量泵出口端、止回阀、小流量调节阀及隔离球阀进入流量计，此时流量计显示当前即时流量并将所述即时流量值转化为4～20mA的电脉冲信号传输对控制柜，控制柜接收到所述电脉冲信号后其控制柜内的PLC系统根据其设计数据进行比对调节得出输出的数字值，该数字值经放大、驱动、D/A转换并输出控制信号反馈给小流量调节阀，根据所述输出控制信号对小流量调节阀的阀芯开度进行调节以达到给定的设计要求，实现所述流体物料的高精度精密加注，常规计量泵出口端多余的所述流体物料则通过节流阀循环回至加药罐，止回阀和旁通球阀分别防止所述流体物料倒流到常规计量泵出口端。显然看出，控制柜接收到流量计的流量信号后，要先将接收信号与控制柜内的PLC系统设计数据进行比对并进行逻辑运算，才能输出控制信号给小流量调节阀。
虽然流量计、小流量调节阀、带压力表缓冲器、控制柜及其它配件均为常见的设备种类，但这些常见的设备种类经过本发明的有机结合，特别是在控制柜的控制下所产生的积极效果是具有很强的针对性和创造性，所产生的有益效果也是显而已知的，综上才使常规计量泵实现其10%以下流量的控制精度，减少了累计误差，并能达到精确计量之目的。
Claims (5)
1.一种常规计量泵实现小流量高精度计量加注的方法，常规计量泵(5)用于加药罐(1)输送流体物料的流量计(10)量，加药罐(1)的一侧配装液位计(2)，液位计(2)上下两端通过阀门与加药罐(1)联接，在加药罐(1)的底部配装排污阀(3)，该方法还包括一套实现小流量高精度计量加注的控制装置，所述控制装置包含有Y形过滤器(4)、安全阀(6)、带压力表缓冲器(7)、旁通球阀(8)、隔离球阀(9)、流量计(10)、小流量调节阀(11)、止回阀(12)、节流阀(13)及控制柜(14)，其中控制柜(14)内配置有PLC系统及其它电器控制器件，所述小流量是指常规计量泵(5)输送加药罐(1)中流体物料的流量在10%以下，其特征是：
在所述控制装置中，Y形过滤器(4)的进口端通过阀门联接在加药罐(1)底部，Y形过滤器(4)的出口端通过管道分别并接有常规计量泵(5)以及安全阀(6)，安全阀(6)的出口端通过管道分别串接带压力表缓冲器(7)、节流阀(13)，常规计量泵(5)的出口端通过管道联接在带压力表缓冲器(7)与节流阀(13)之间的管道后再联接止回阀(12)，止回阀(12)通过管道与小流量调节阀(11)联接，小流量调节阀(11)通过管道与隔离球阀(9)、流量计(10)及隔离球阀(9)串接，上下两个隔离球阀(9)之间的旁路上并接有旁通球阀(8)，常规计量泵(5)的电控端、小流量调节阀(11)的电控端以及流量计(10)的电控端均由控制柜(14)集中控制；
在上述控制装置中，常规计量泵(5)用于输送所述流体物料并通过控制柜(14)的调节控制其输出流量，该输出流量能够控制在10%以下；流量计(10)用于检测输出的瞬时流量并将流量以4～20mA的电脉冲信号传输到控制柜(14)中；小流量调节阀(11)用于接收来自控制柜(14)的信号来控制其阀门的开度并调节输出流量；控制柜(14)用于实时采集流量计(10)的流量信号并对该流量信号与设定流量信号进行比对逻辑处理，之后向小流量调节阀(11)发出调节信号；带压力表缓冲器(7)用于对常规计量泵(5)输出的脉动流量起到削波平波的作用；节流阀(13)用于调节控制回流管道中的流量和压力；止回阀(12)用于防止常规计量泵(5)出口端所述流体物料的倒流现象；安全阀(6)用于控制常规计量泵(5)进口端管道的压力并防止超压；
在上述控制装置的支持下，使用时通过控制柜(14)设定冲程调节后的常规计量泵(5)以10%以下流量将储存在加药罐(1)中的所述流体物料通过Y形过滤器(4)加压注出，通过Y形过滤器(4)的过滤能够去除所述流体物料中的杂质，去除杂质的所述流体物料经常规计量泵(5)出口端、止回阀(12)、小流量调节阀(11)及隔离球阀(9)进入流量计(10)，此时流量计(10)显示当前即时流量并将所述即时流量值转化为4～20mA的电脉冲信号传输对控制柜(14)，控制柜(14)接收到所述电脉冲信号后其控制柜(14)内的PLC系统根据其设计数据进行比对调节得出输出的数字值，该数字值经放大、驱动、D/A转换并输出控制信号反馈给小流量调节阀(11)，根据所述输出控制信号对小流量调节阀(11)的阀芯开度进行调节以达到给定的设计要求，实现所述流体物料的高精度精密加注，常规计量泵(5)出口端多余的所述流体物料则通过节流阀(13)循环回至加药罐(1)，止回阀(12)和旁通球阀(8)分别防止所述流体物料倒流到常规计量泵(5)出口端；
上述带压力表缓冲器(7)的容量必须大于常规计量泵(5)即时通过容量的10 倍以上，在带压力表缓冲器(7)的顶部分别配置有氮气入口和氮气出口，在带压力表缓冲器(7)的顶部还配置有压力表，该压力表用于检测带压力表缓冲器(7)内的氮气压力，当带压力表缓冲器(7)内的氮气压力不足时通过冲氮工具进行及时补充，所述流体物料的入口配置在带压力表缓冲器(7)的侧面上端，该侧面上端的高度是带压力表缓冲器(7)整个高度的60～70％之间，所述流体物料从带压力表缓冲器(7)的侧面上端流入而从其底部流出；
上述流量计(10)采用涡轮流量计(10)，涡轮流量计(10)将所述流体物料通过小流量调节阀(11)的流速转换为涡轮的转速，再将该涡轮的转速转换成与流量成正比的4～20mA电脉冲信号，该电脉冲 信号的频率与被测所述流体物料的流量成正比并把该电脉冲 信号传送给控制柜(14)内的PLC系统，通过控制柜(14)内分别配置的一体式LCD指示表显示即时流量和累积流量；
上述小流量调节阀(11)或采用手动行程调节方式，或采用电动冲程调节方式，小流量调节阀(11)须有刻度指示标注，小流量调节阀(11)的阀门处配置阀门定位器，所述阀门定位器能够将控制柜(14)输出的4～20mA电脉冲信号变成驱动其动作的气/电信号，从而使小流量调节阀(11)具有对应的阀门开度，小流量调节阀(11)的阀门开度精度要求达到±1%。
2.根据权利要求1所述一种常规计量泵实现小流量高精度计量加注的方法，其特征是：常规计量泵(5)采用液压双隔膜计量泵，所述液压双隔膜计量泵在10～100%的流量范围其计量精度高于±1%，所述液压双隔膜计量泵的出口端压力或是流量无负偏差状态，在所述液压双隔膜计量泵上分别配置监测双隔膜破裂的压力表以及所述流体物料剂量的标定柱。
3.根据权利要求1所述一种常规计量泵实现小流量高精度计量加注的方法，其特征是：液位计(2)或是就地液位计，或是远传液位计。
4.根据权利要求3所述一种常规计量泵实现小流量高精度计量加注的方法，其特征是：所述就地液位计或采用磁翻板液位计，或采用玻璃板液位计。
5.根据权利要求3所述一种常规计量泵实现小流量高精度计量加注的方法，其特征是：所述远传液位计采用双法兰液位变送器。
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Denomination of invention: A method for conventional metering pumps to achieve small flow and high-precision metering and filling Granted publication date: 20201002 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Luoyang Pilot Free Trade Zone Branch Pledgor: LUOYANG LVCHAO ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024980006589 |
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