自動(dòng)氣送罐在糖廠糖漿輸送中的應(yīng)用

鄧承斌，邱冬梅

（廣西糖業(yè)集團(tuán)柳興制糖有限公司，廣西 柳州 545112）

1 引言

傳統(tǒng)上，糖漿在管路中輸送的動(dòng)力源采用電動(dòng)泵。但是，越來(lái)越多的工程技術(shù)人員已經(jīng)認(rèn)識(shí)到無(wú)論多么先進(jìn)的輸液電機(jī)泵，至少存在著三大缺陷：泄露、噪聲大、維修頻繁。由于糖漿的錘度及純度都很高，它們?nèi)绻孤叮瑫?huì)直接導(dǎo)致大量糖分損失。隨著電氣技術(shù)的不斷發(fā)展，以自動(dòng)氣送罐作為動(dòng)力源來(lái)輸送液體的方法在糖廠已經(jīng)得到初步應(yīng)用。

圖1 自動(dòng)氣送罐主要設(shè)備組成結(jié)構(gòu)圖

2 自動(dòng)氣送罐的構(gòu)成及組成部分的作用

2.1 自動(dòng)氣送罐的構(gòu)成

自動(dòng)氣送罐泵送糖漿裝置，包括：氣送罐、空壓機(jī)氣源裝置、電極總成、PLC控制器、進(jìn)排氣三通閥、進(jìn)出料止回閥、進(jìn)料閥、出料閥。其設(shè)備分布連接示意圖，如圖1所示。

2.2 自動(dòng)氣送罐各組成部分的作用

2.2.1 物料控制閥門部分

進(jìn)料閥、出料閥通過(guò)管路分別連接氣送罐，在進(jìn)料閘閥、出料閘閥與氣送罐之間分別裝有進(jìn)料止回閥和出料止回閥。進(jìn)出料閥門在自動(dòng)泵送的過(guò)程是全開的，他們的作用為控制物料能否通過(guò)管道，一般是在故障時(shí)候斷料維修才使用。進(jìn)出料止回閥在自動(dòng)過(guò)程中起到關(guān)鍵作用：當(dāng)氣送罐處于排氣狀態(tài)時(shí)候，由于液位差，糖漿流體就把進(jìn)料止回閥沖開流到氣送罐里，此時(shí)出料止回閥在閥迫重力作用下會(huì)自行關(guān)閉；當(dāng)氣送罐處于進(jìn)氣時(shí)候，由于罐內(nèi)有氣壓存在，進(jìn)料止回閥在壓力作用下處于關(guān)閉狀態(tài)，而出料止回閥在壓力作用下則自動(dòng)打開讓糖漿沖出，糖漿在氣送罐有壓力存在的情況下不斷流向糖漿箱。

2.2.2 三通閥

進(jìn)排氣三通閥是自動(dòng)氣送罐動(dòng)力輸送的開關(guān)。三通閥通過(guò)管路分別與氣送罐、排氣管和空壓機(jī)氣源裝置連接，PLC控制器通過(guò)控制三通閥來(lái)控制氣送罐內(nèi)的壓力。

2.2.3 PLC控制器

PLC控制器是自動(dòng)氣送罐的神經(jīng)中樞。它分別與電極總成、進(jìn)排氣三通閥電連接，根據(jù)電極總成傳輸?shù)男盘?hào)控制空壓機(jī)氣源裝置的進(jìn)氣和排氣管的排氣。進(jìn)排氣三通閥的排氣端連接有引風(fēng)機(jī)，這樣可以加快排氣，縮短進(jìn)料的時(shí)間，從而極大提高工作效率。

2.2.4 電極組成部分

圖2 糖漿自動(dòng)氣送PLC控制梯形圖

電極組成包括上限電極、下限電極和電極總成。電極總成與上下限電極連接，它是上下限電極與PLC控制器連接的中轉(zhuǎn)站，起到樞紐的作用。氣送罐內(nèi)設(shè)有上下限電極，上限電極安裝在氣送罐內(nèi)距離頂端0.2m處的地方，下限電極安裝在離氣送罐底端0.2m處的地方，分別采集和傳輸裝滿糖漿和排完糖漿的信號(hào)。

2.2.5 氣送罐

氣送罐是罐體，主要是承裝糖漿的裝置，因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)候還要承載一定的空氣壓力（一般空氣壓力為0.3～0.5MPa），所以在負(fù)載壓力上有一定的要求。它屬于壓力容器，也屬于受限空間設(shè)備，實(shí)施作業(yè)時(shí)候必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。

3 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

自動(dòng)氣送糖漿裝置是實(shí)現(xiàn)糖漿自動(dòng)泵送的裝置，通過(guò)上下限電極采集和傳輸糖漿在氣送罐的液位情況信號(hào)。首先上下限電極將信號(hào)傳輸給電極總成，電極總成再傳送給PLC控制器，PLC控制器根據(jù)電極總成傳輸?shù)男盘?hào)來(lái)智能控制進(jìn)排氣三通閥。設(shè)備接口并不復(fù)雜，因而PLC控制器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也相對(duì)簡(jiǎn)單。糖漿自動(dòng)氣送PLC控制梯形圖，如圖2所示。

糖漿自動(dòng)氣送控制指令表指令如下。

4 自動(dòng)氣送罐工作原理

自動(dòng)氣送罐是以空壓機(jī)產(chǎn)生的空壓氣作為動(dòng)力源，具有輸送方便、潔凈等優(yōu)點(diǎn)。它以進(jìn)排氣三通閥作為動(dòng)力開關(guān)，通過(guò)程序系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，具體工作流程如下。

PLC控制器控制進(jìn)排氣三通閥排氣，在液位差的作用下糖漿開始進(jìn)入氣送罐內(nèi)，直到糖漿液位觸碰到上限電極，上限電極傳輸信號(hào)到PLC控制器，PLC控制器控制進(jìn)排氣三通閥關(guān)閉排氣轉(zhuǎn)為進(jìn)氣，進(jìn)料止回閥在壓力的作用下關(guān)閉，出料止回閥在壓力的作用下打開，糖漿從出料閥輸送到煮糖樓的糖漿箱中。

氣送罐內(nèi)的糖漿排到與下限電極不接觸的液位，下限電極傳輸信號(hào)到PLC控制器，PLC控制器控制進(jìn)排氣三通閥關(guān)閉進(jìn)氣轉(zhuǎn)為排氣，出料止回閥自行關(guān)閉，糖漿進(jìn)入氣送罐，重新開始下一次輸送。

5 自動(dòng)氣送罐在生產(chǎn)中的應(yīng)用情況

自動(dòng)氣送罐在糖漿輸送中是由兩個(gè)并聯(lián)的自動(dòng)氣送罐組成的，兩個(gè)自動(dòng)氣送罐輪流工作，提高輸送效率。同時(shí)，當(dāng)其中一個(gè)氣送罐內(nèi)的糖漿排到與下限電極剛好不接觸的液位，PLC控制器馬上控制進(jìn)排氣三通閥關(guān)閉，進(jìn)氣轉(zhuǎn)為排氣，從排料轉(zhuǎn)化為進(jìn)料，緊接著輪到另一個(gè)自動(dòng)氣送罐泵送，同樣糖漿排到與下限電極剛好不接觸的液位，PLC控制器馬上控制進(jìn)排氣三通閥關(guān)閉，進(jìn)氣轉(zhuǎn)為排氣，這樣一罐一罐連續(xù)輪流泵送。這種工作模式相當(dāng)于糖漿是被擠壓到煮糖樓的糖漿箱，糖漿在輸送管中流動(dòng)而不夾帶氣體，沒(méi)有氣體突然沖出輸送糖漿管管口，這樣的好處就是防止氣體突然噴出管口而引起管路劇烈的震動(dòng)，起到安全平穩(wěn)無(wú)噪聲的效果。

之前在使用電機(jī)泵輸送糖漿的時(shí)候，經(jīng)常出現(xiàn)漏糖漿、軸承故障、皮件磨損和泵軸變形等情況，不僅花費(fèi)大量的人力財(cái)力，還影響生產(chǎn)工藝流程，而且它需要專人看守操作手動(dòng)開關(guān)。而使用自動(dòng)氣送罐，在榨季期使用過(guò)程中幾乎是零維修，只需在停榨檢修期間進(jìn)行常規(guī)保養(yǎng)，平時(shí)自動(dòng)泵送不需要專人看守，只需要巡檢就可以了。

6 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)氣送罐糖漿輸送裝置在廣西農(nóng)墾糖業(yè)集團(tuán)柳興制糖有限公司已使用多年，在使用過(guò)程中有無(wú)泄漏、安全平穩(wěn)噪聲小、勞動(dòng)強(qiáng)度小和維修成本低等優(yōu)點(diǎn)，完全能夠滿足糖廠糖漿輸送的要求。該公司糖漿輸送已實(shí)現(xiàn)無(wú)人看守，自動(dòng)輸送，為糖廠自動(dòng)化生產(chǎn)邁進(jìn)了一步。同時(shí)，自動(dòng)氣送罐裝置還使用于甲稀、甲原、乙原、乙稀和廢蜜等物料的輸送，同樣取得良好的效果。