專(zhuān)利名稱(chēng)：煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)及其稀釋方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制糖技術(shù)領(lǐng)域中的糖廠(chǎng)結(jié)晶過(guò)程中的糖蜜稀釋工藝，特別涉及一種煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)及其稀釋方法。
背景技術(shù)：
煮糖養(yǎng)晶過(guò)程也稱(chēng)為糖的結(jié)晶工段，是將蔗糖晶體養(yǎng)大，這是糖廠(chǎng)煮練技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)保證成品糖質(zhì)量及回收起著關(guān)鍵作用，而煮糖罐入料的錘度、溫度控制和晶粒溶解程度，直接影響了蔗糖溶液結(jié)晶過(guò)程中糖液的過(guò)飽和度的波動(dòng)，只有保證糖液的過(guò)飽和度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)并保持穩(wěn)定，才能使?jié)饪s時(shí)新析出的蔗糖量與沉積在原有晶體表面上的蔗糖量平衡，使晶體較快地長(zhǎng)大而又不生成新的晶體-偽晶。要做到蔗糖溶液晶化過(guò)程中糖液的過(guò)飽和度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)并保持穩(wěn)定，通常通過(guò)控制煮糖罐入料、入水、進(jìn)汽、以 及保持適當(dāng)?shù)恼婵斩群土己玫膶?duì)流來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體操作方式大體上有連續(xù)入料和間歇入料兩種。現(xiàn)有連續(xù)入料是將煮糖所用的物料不經(jīng)過(guò)溶解稀釋而直接連續(xù)地抽入煮糖罐內(nèi)，控制新進(jìn)入的水分和蒸發(fā)的水分基本平衡，因而母液濃度相對(duì)較穩(wěn)定(逐漸穩(wěn)定地升高)，過(guò)飽和度變動(dòng)范圍較少，這種操作比較平穩(wěn)，較易掌握，但該進(jìn)料方式，由于糖廠(chǎng)或煉糖廠(chǎng)生產(chǎn)中各級(jí)糖蜜或糖漿從分蜜工段到煮糖罐，其溫度通常是低于罐內(nèi)沸騰溫度，在通過(guò)分蜜機(jī)篩網(wǎng)或離心機(jī)篩網(wǎng)破損和糖蜜在貯存時(shí)因冷卻而析出一定量無(wú)用晶粒，如果直接將該物料輸入煮糖罐，將使物料中的無(wú)用晶粒無(wú)法溶解，即使部分晶粒得到了溶解，其溶解過(guò)程中需要一定的水、熱量，也會(huì)影響糖液的過(guò)飽和度的波動(dòng)，進(jìn)而影響成品糖質(zhì)量，且入料、水、汽各種加入量的不同直接造成對(duì)糖液的過(guò)飽和度的波動(dòng)，因控制點(diǎn)多而造成控制精確度低，易生成偽晶；另外還不能做到沸點(diǎn)入料，物料受熱不均勻、受熱時(shí)間長(zhǎng)，不僅影響成品糖的質(zhì)量，煮糖時(shí)間也較長(zhǎng)；另外也不能做到任意錘度稀釋?zhuān)荒軡M(mǎn)足生產(chǎn)需求。而間歇入料則是將煮糖所用的物料先在攪拌罐中進(jìn)行稀釋?zhuān)俜謳状卧谳^短的時(shí)間抽入罐內(nèi)，每次入料需要經(jīng)過(guò)放料、加水稀釋、加熱升溫這三個(gè)過(guò)程后方能進(jìn)入結(jié)晶罐內(nèi)，每次入料后母液濃度較低，然后隨著水分的蒸發(fā)而濃度升高，當(dāng)濃度高到相當(dāng)程度時(shí)再次入料，這樣母液濃度的波動(dòng)范圍較大，過(guò)飽和度的波動(dòng)幅度也明顯大于連續(xù)入料。這種操作難度大，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；并且水料分層，加熱時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致物料純度下降，糖份損失大，物料粘度增加，易于造成粘晶；其次加熱溫度及物料錘度無(wú)法精確控制，結(jié)晶速度相對(duì)慢，物料粘度相對(duì)大純度偏高，吸收不好，桔水重力純度高，微晶溶解不完全，成品糖糖粉多 ’另外箱底物料不能完全進(jìn)入煮糖罐，有高低純度物料混合的現(xiàn)象，影響羔蜜純度差的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可實(shí)現(xiàn)入料溫度可調(diào)、入料錘度可調(diào)、可實(shí)現(xiàn)煮糖罐連續(xù)入料的煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)，同時(shí)還提供了通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的煮糖物料在線(xiàn)稀釋方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)的煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)，包括控制器、混合管道和混合罐，供水管道經(jīng)過(guò)熱水調(diào)節(jié)閥、熱水流量計(jì)后與混合管道的入端連接，至少一根入料管道經(jīng)過(guò)物料流量計(jì)后也與混合管道的入端連接，混合管道的出端與混合罐的進(jìn)口連接；蒸汽管道經(jīng)過(guò)蒸汽調(diào)節(jié)閥也與混合罐的進(jìn)口相連；混合罐的出口經(jīng)過(guò)溫度計(jì)與外部煮糖罐連接；所述控制器輸入端分別連接熱水流量計(jì)、物料流量計(jì)和溫度計(jì)，控制器輸出端分別連接熱水調(diào)節(jié)閥和蒸汽調(diào)節(jié)閥。所述控制器接收熱水流量計(jì)、物料流量計(jì)和溫度計(jì)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后發(fā)送信號(hào)調(diào)節(jié)熱水調(diào)節(jié)閥、蒸汽調(diào)節(jié)閥控制水流量和蒸汽流量，實(shí)現(xiàn)煮糖物料溫度可調(diào)和錘度可調(diào)。
所述控制器包括主控模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊、A/D模塊、D/A模塊和存儲(chǔ)模塊；所述主控模塊輸入端分別連接A/D模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊和存儲(chǔ)模塊，主控模塊的輸出端分別連接D/A模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊和存儲(chǔ)模塊；所述A/D模塊的輸入端分別連接物料流量計(jì)、熱水流量計(jì)和溫度計(jì)，輸出端分別連接主控模塊、熱水PID控制模塊和溫度PID控制模塊；熱水PID控制模塊的輸入端分別連接主控模塊和A/D模塊，輸出端連接主控模塊；溫度PID控制模塊的輸入端分別連接主控模塊和A/D模塊，輸出端連接主控模塊；D/A模塊的輸入端連接主控模塊，輸出端分別連接蒸汽調(diào)節(jié)閥和熱水調(diào)節(jié)閥；存儲(chǔ)模塊的輸入端和輸出端分別與主控模塊的輸出端和輸入端連接；所述儲(chǔ)存模塊存儲(chǔ)有物料的原始錘度、密度與稀釋錘度間稀釋倍數(shù)和單位加水重量的關(guān)系稀釋數(shù)據(jù)表，用以在輸入物料時(shí)根據(jù)物料的種類(lèi)、稀釋錘度、流量得到該物料單位時(shí)間加水重量，作為熱水PID控制模塊的設(shè)定值。所述主控模塊主要根據(jù)設(shè)定值查詢(xún)存儲(chǔ)模塊的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)送入熱水PID控制模塊，還接收熱水PID控制模塊和溫度PID控制模塊的運(yùn)算結(jié)果，且進(jìn)行處理后發(fā)送信號(hào)至D/A模塊，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后控制蒸汽調(diào)節(jié)閥和熱水調(diào)節(jié)閥。上述所述儲(chǔ)存模塊可以存儲(chǔ)有物料的原始錘度、密度與稀釋錘度間稀釋倍數(shù)和單位加水重量的關(guān)系稀釋數(shù)據(jù)表，用以在輸入物料時(shí)根據(jù)物料的種類(lèi)、稀釋錘度、流量得到該物料單位時(shí)間加水重量，作為熱水PID控制模塊的設(shè)定值，也可以通過(guò)接收混合罐上增設(shè)的蔗糖在線(xiàn)錘度計(jì)來(lái)檢測(cè)蔗糖溶液的錘度，再通過(guò)內(nèi)部計(jì)算得出物料的單位時(shí)間加水重量；還可以通過(guò)檢測(cè)蔗糖溶液的飽和度、糖液的黏度等方式，來(lái)計(jì)算得出物料的單位時(shí)間加水重量，這樣的方式存在不穩(wěn)定性，及依賴(lài)于檢測(cè)儀器的精確度，存在一定的誤差，且也較為復(fù)雜，為了提高精確度，和易于實(shí)現(xiàn)，所述儲(chǔ)存模塊最好存儲(chǔ)有物料的原始錘度、密度與稀釋錘度間稀釋倍數(shù)和單位加水重量的關(guān)系稀釋數(shù)據(jù)表，用以在輸入物料時(shí)根據(jù)物料的種類(lèi)、稀釋錘度、流量得到該物料單位時(shí)間加水重量，作為熱水PID控制模塊的設(shè)定值。所述熱水PID控制模塊采集主控模塊和A/D模塊送入的信號(hào)后，進(jìn)行PID運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出至主控模塊。所所述溫度PID控制模塊采集主控模塊和A/D模塊送入的信號(hào)后，進(jìn)行PID運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出至主控模塊。利用PID運(yùn)算控制，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)蒸汽調(diào)節(jié)閥和熱水調(diào)節(jié)閥的控制，而且還可以通過(guò)對(duì)PID參數(shù)的設(shè)置，進(jìn)一步提高控制精度，使稀釋錘度和出料溫度的控制精度更高。為了可以有效的利用煮糖罐的氨氣作為溶解晶粒的熱源，而且由于從煮糖罐回收的為氨氣，且氨氣為不凝性氣體，可以更有效充分的溶解物料中的晶粒，另外回收氨氣加速了煮糖罐中汽鼓里的熱蒸汽流速，在強(qiáng)化了傳熱的同時(shí)消除了蒸汽對(duì)流死角，使得煮糖罐的傳熱效率得到提聞；氣氣參與糖骨循環(huán)，強(qiáng)化了結(jié)晶te內(nèi)的物料對(duì)流，提聞晶體的結(jié)晶速度，節(jié)約加熱蒸汽并提高煮糖罐的利用率，還有回收了氨氣大部分熱量，減輕外部冷凝器的負(fù)荷。所述混合罐的進(jìn)口可以通過(guò)氨氣管道連接外部煮糖罐。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)只有當(dāng)從煮糖罐回收的熱源不滿(mǎn)足加熱條件時(shí)，控制器調(diào)節(jié)蒸汽調(diào)節(jié)閥來(lái)補(bǔ)充熱源，蒸汽和從煮糖罐回收的氨氣同時(shí)對(duì)混合罐供熱，達(dá)到節(jié)能減排的目的。為了使物料的加熱時(shí)間短、更充分的溶解晶粒和稀釋效果更好，所述混合罐進(jìn)口可以為文丘里管結(jié)構(gòu)，其入口圓管段上端的蒸汽入口連接蒸汽管道和/或氨氣管道、入口圓管段的吸附腔入口連接混合管道。物料在經(jīng)過(guò)圓筒形喉部時(shí)流速加快，使物料與蒸汽強(qiáng)烈湍流混合，短時(shí)間內(nèi)物料被蒸汽加熱，不僅使物料內(nèi)的晶粒徹底溶解，同時(shí)也降低了物料的粘度，便于物料進(jìn)入煮糖罐后糖份以更快的速度結(jié)晶，提高成品糖的質(zhì)量。
進(jìn)一步的，在入口圓管段中可以?xún)?nèi)嵌2根同軸錐形噴嘴，外噴嘴上端與內(nèi)噴嘴外壁連接，內(nèi)噴嘴的上端開(kāi)口連接蒸汽管道；內(nèi)噴嘴伸入入口圓管段的長(zhǎng)度小于外噴嘴伸入A口圓管段的長(zhǎng)度，外噴嘴側(cè)面開(kāi)設(shè)有入口通過(guò)氨氣管道連接外部煮糖罐。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高了物料與蒸汽、氨氣強(qiáng)烈湍流混合程度，進(jìn)一步提高晶粒的溶解度。為了物料的混合效果更好，所述混合罐的罐體可以為柱體，其由多層同軸柱體分隔成2個(gè)或2個(gè)以上的環(huán)形室，混合罐進(jìn)口嵌入第一環(huán)形室內(nèi)；第一環(huán)形室與罐體底部連接、與罐體上部分離形成物料進(jìn)入第二環(huán)形室的入口，第二環(huán)形室與罐體上部連接、與罐體下部分離形成物料進(jìn)入第三環(huán)形室的入口，各環(huán)形室依次安裝形成物料流動(dòng)管路。所述控制器還可以包括液晶觸摸屏，該液晶觸摸屏與主控模塊的輸入端和輸出端均相連。當(dāng)然所述入料管道可以為兩根，每根入料管道分別經(jīng)過(guò)第一物料開(kāi)關(guān)閥、第二物料開(kāi)關(guān)閥后并行連接混合管道，主控模塊輸出端連接第一物料開(kāi)關(guān)閥和第二物料開(kāi)關(guān)閥。并且所述供水管道、蒸汽管道和氨氣管道上可以分別設(shè)有連接主控模塊輸出端的供熱水開(kāi)關(guān)閥、蒸汽開(kāi)關(guān)閥和氨氣開(kāi)關(guān)閥，這樣可以保證整個(gè)系統(tǒng)的物料、水、蒸汽等不發(fā)生串管的問(wèn)題。本發(fā)明同時(shí)還提供了通過(guò)該在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的煮糖物料在線(xiàn)稀釋方法，該在線(xiàn)稀釋方法所用的控制器包括主控模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊、A/D模塊、D/A模塊和存儲(chǔ)模塊；所述主控模塊輸入端分別連接A/D模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊和存儲(chǔ)模塊，主控模塊的輸出端分別連接D/A模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊和存儲(chǔ)模塊；所述A/D模塊的輸入端分別連接物料流量計(jì)、熱水流量計(jì)和溫度計(jì)，輸出端分別連接主控模塊、熱水PID控制模塊和溫度PID控制模塊；熱水PID控制模塊的輸入端分別連接主控模塊和A/D模塊，輸出端連接主控模塊；溫度PID控制模塊的輸入端分別連接主控模塊和A/D模塊，輸出端連接主控模塊；D/A模塊的輸入端連接主控模塊，輸出端分別連接蒸汽調(diào)節(jié)閥和熱水調(diào)節(jié)閥；存儲(chǔ)模塊的輸入端和輸出端分別與主控模塊的輸出端和輸入端連接；所述儲(chǔ)存模塊存儲(chǔ)有物料的原始錘度、密度與稀釋錘度間稀釋倍數(shù)和單位加水重量的關(guān)系稀釋數(shù)據(jù)表，用以在輸入物料時(shí)根據(jù)物料的種類(lèi)、稀釋錘度、流量得到該物料單位時(shí)間加水重量，作為熱水PID控制模塊的設(shè)定值，其步驟如下(I)物料流量計(jì)實(shí)時(shí)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)送入A/D模塊，經(jīng)過(guò)A/D模塊轉(zhuǎn)換后送入主控模塊，主控模塊根據(jù)設(shè)定的物料種類(lèi)和稀釋錘度，查詢(xún)存儲(chǔ)模塊的稀釋數(shù)據(jù)表得到單位加水重量，并將該單位加水重量送入熱水PID控制模塊；同時(shí)熱水流量計(jì)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)送入A/D模塊，經(jīng)過(guò)A/D模塊轉(zhuǎn)換后得到熱水流量檢測(cè)信號(hào)，并將該熱水流量檢測(cè)信號(hào)送入熱水PID運(yùn)算模塊，PID控制模塊將采集的單位加水重量信號(hào)和熱水流量檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行PID運(yùn)算，所述的運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過(guò)主控模塊處理，送至D/A模塊轉(zhuǎn)換后，輸出信號(hào)控制熱水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)任意錘度稀釋?zhuān)?2 )同時(shí)溫度計(jì)實(shí)時(shí)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)送入A/D模塊，經(jīng)過(guò)A/D模塊轉(zhuǎn)換后得到溫度檢測(cè)信號(hào)，并將該溫度檢測(cè)信號(hào)送入溫度PID運(yùn)算模塊，同時(shí)主控模塊將設(shè)定的溫度送入溫度PID運(yùn)算模塊，PID控制模塊將采集的溫度檢測(cè)信號(hào)和設(shè)定的溫度進(jìn)行PID運(yùn)算，所述的運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過(guò)D/A模塊轉(zhuǎn)換后，輸出信號(hào)控制蒸汽調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)出料溫度的自動(dòng)控制；(3)同時(shí)，將蒸氣和/或氨氣進(jìn)入混合罐，和進(jìn)入混合罐的物料和水混合，將物料中的晶體充分溶解，實(shí)現(xiàn)物料在線(xiàn)稀釋。
所述的在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)還包括混合管道和混合罐，供水管道經(jīng)過(guò)熱水調(diào)節(jié)閥、熱水流量計(jì)后與混合管道的入端連接，至少一根入料管道經(jīng)過(guò)物料流量計(jì)后也與混合管道的入端連接，混合管道的出端與混合罐的進(jìn)口連接；蒸汽管道經(jīng)過(guò)蒸汽調(diào)節(jié)閥也與混合罐的進(jìn)口相連；混合罐的出口經(jīng)過(guò)溫度計(jì)與外部煮糖罐連接。進(jìn)一步的，為了使物料中的晶體能夠更充分的溶解，同時(shí)蒸汽流入內(nèi)噴嘴并和從外噴嘴進(jìn)入的氨氣在外噴嘴下端混合，物料和水通過(guò)混合管道從吸附腔入口進(jìn)入并在混合罐進(jìn)口的喉管部進(jìn)行初步混合，將物料中的晶體充分溶解，再流入罐體經(jīng)過(guò)各環(huán)形室得到進(jìn)一步混合，實(shí)現(xiàn)物料在線(xiàn)稀釋。上述方案所述控制器還可以包括液晶觸摸屏，該液晶觸摸屏與主控模塊連接，熱水PID控制模塊和溫度PID控制模塊的參數(shù)可通過(guò)液晶觸摸屏設(shè)置，主控模塊還將蒸氣調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、溫度計(jì)測(cè)量值、入料瞬時(shí)流量、入料累積流量、熱水流量瞬時(shí)值、熱水流量測(cè)量值、水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度送入液晶觸摸屏顯示。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)I、通過(guò)控制器接收熱水流量計(jì)、物料流量計(jì)和溫度計(jì)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后發(fā)送信號(hào)調(diào)節(jié)熱水調(diào)節(jié)閥、蒸汽調(diào)節(jié)閥控制水流量和蒸汽流量，實(shí)現(xiàn)煮糖入料的晶粒溶解、溫度可調(diào)和任意錘度稀釋?zhuān)瑵M(mǎn)足煮糖罐的持續(xù)入料需求，保證糖液的過(guò)飽和度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)并保持穩(wěn)定，不廣生偽晶等現(xiàn)象，提聞成品糖的質(zhì)量，為實(shí)現(xiàn)煮糖的自動(dòng)化控制提供了條件；2、所述控制器內(nèi)存儲(chǔ)有物料的原始錘度、密度與稀釋錘度間稀釋倍數(shù)和單位加水重量的關(guān)系稀釋數(shù)據(jù)表，用以在輸入物料時(shí)根據(jù)物料的種類(lèi)、稀釋錘度、流量得到該物料單位時(shí)間加水重量，和經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算控制，使得物料、水得到精確的控制，進(jìn)一步提高了煮糖入料的錘度控制；3、利用文丘里管結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生文丘里現(xiàn)象，加熱時(shí)間短，物料、汽和水強(qiáng)烈湍流混合，粘度降低，物料中的晶粒得到徹底的溶解；4、將煮糖罐排出的氨氣送入混合罐，作為混合罐的主要熱源，有效的節(jié)約了能源，降低生產(chǎn)成本，而且使煮糖罐內(nèi)加熱汽鼓內(nèi)的蒸汽流速更快，傳熱得到強(qiáng)化，罐內(nèi)對(duì)流良好，良好的對(duì)流使結(jié)晶速度加快，且極大的降低了粘晶機(jī)率，物料也能以比較高的錘度進(jìn)A ;并且使物料的原有晶粒溶解徹底，成品糖粉少，提高了成品糖的質(zhì)量；而且回收了不凝縮氣體大部分熱量，減輕外部冷凝器的負(fù)荷；5、混合罐內(nèi)的物料可以完全進(jìn)入煮糖罐，無(wú)混料現(xiàn)象，羔蜜純度差可拉得更開(kāi)，提聞結(jié)晶率;6、本調(diào)節(jié)系統(tǒng)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，閥門(mén)少，檢修強(qiáng)度小；而且該系統(tǒng)可在原有的結(jié)晶設(shè)備系統(tǒng)中增加，占地面積小(以30立方煮糖罐為例，此系統(tǒng)的占地投影直徑為300MM，高度為1700MM)，可直接安裝于煮糖罐底的助晶箱面上，安裝時(shí)可保留原有的管路，增加隔離閥門(mén)，使用新系統(tǒng)和舊系統(tǒng)間可任意切換，工藝過(guò)程不受任何影響，既方便使用，也節(jié)約了改造成本。


圖I為本發(fā)明煮糖過(guò)程連續(xù)入料調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明煮糖過(guò)程連續(xù)入料調(diào)節(jié)系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖； 圖3為混合罐的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)為1、控制器；2、混合罐；2_1、外噴嘴；2_2、內(nèi)噴嘴；2_3、罐體；2_31第一環(huán)形室；2-32、第二環(huán)形室；2-33第三環(huán)形室；3、煮糖罐；4、熱水調(diào)節(jié)閥；5、熱水流量計(jì)；
6、蒸汽調(diào)節(jié)閥；7、物料流量計(jì)；8、溫度計(jì)；9、蒸汽開(kāi)關(guān)閥；10、熱水開(kāi)關(guān)閥；11、氨氣開(kāi)關(guān)閥；12、第一物料開(kāi)關(guān)閥；13、第二物料開(kāi)關(guān)閥；14氨氣管道；15、混合管道。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明一種煮糖過(guò)程連續(xù)入料調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖I所述，包括控制器I、混合管道15和混合罐2，供水管道經(jīng)過(guò)熱水開(kāi)關(guān)閥10、熱水調(diào)節(jié)閥4、熱水流量計(jì)5后與混合管道15的入端連接，2根入料管道分別經(jīng)過(guò)第一物料閥、第二入料閥后并行后再經(jīng)過(guò)物料流量計(jì)7也與混合管道15的入端連接，混合管道15的出端與混合罐2的進(jìn)口連接；蒸汽管道經(jīng)過(guò)蒸汽開(kāi)關(guān)閥9、蒸汽調(diào)節(jié)閥6也與混合罐2的進(jìn)口相連；混合罐2的出口經(jīng)過(guò)溫度計(jì)8與外部煮糖罐3連接；所述控制器I輸入端分別連接熱水流量計(jì)5、物料流量計(jì)7和溫度計(jì)8，控制器I輸出端分別連接熱水調(diào)節(jié)閥4、蒸汽調(diào)節(jié)閥6、第一物料開(kāi)關(guān)閥12、第二物料開(kāi)關(guān)閥13、熱水開(kāi)關(guān)閥10和蒸汽開(kāi)關(guān)閥9。如圖3所示，所述混合罐2進(jìn)口為文丘里管結(jié)構(gòu)，入口圓管段的吸附腔入口連接混合管道15，在入口圓管段中內(nèi)嵌2根同軸錐形噴嘴，外噴嘴2-1上端與內(nèi)噴嘴2-2外壁連接，外噴嘴2-1側(cè)面開(kāi)設(shè)有入口通過(guò)氨氣管道14連接外部煮糖罐3 ;內(nèi)噴嘴2-2伸入入口圓管段的長(zhǎng)度小于外噴嘴2-1伸入入口圓管段的長(zhǎng)度，內(nèi)噴嘴2-2的上端開(kāi)口連接蒸汽管道。所述混合罐2的罐體2-3為柱體，其由3層同軸柱體分隔成4個(gè)環(huán)形室，混合罐2進(jìn)口嵌入第一環(huán)形室2-31內(nèi)；第一環(huán)形室2-31與罐體2-3底部連接、與罐體2-3上部分離形成物料進(jìn)入第二環(huán)形室2-32的入口，第二環(huán)形室2-32與罐體2-3上部連接、與罐體2_3下部分離形成物料進(jìn)入第三環(huán)形室2-33的入口，第三環(huán)形室2-33與罐體2-3底部連接、與罐體2-3上部分離形成物料進(jìn)入第四環(huán)形室的入口，第四環(huán)形室的出口為混合罐2的出口，其經(jīng)過(guò)溫度計(jì)8與外部煮糖罐3連接。如圖2所示，所述控制器I包括主控模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊、A/D模塊、D/A模塊和存儲(chǔ)模塊；所述主控模塊輸入端分別連接A/D模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊和存儲(chǔ)模塊，主控模塊的輸出端分別連接D/A模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊和存儲(chǔ)模塊；所述A/D模塊的輸入端分別連接物料流量計(jì)7、熱水流量計(jì)5和溫度計(jì)8，輸出端分別連接主控模塊、熱水PID控制模塊和溫度PID控制模塊；熱水PID控制模塊的輸入端分別連接主控模塊和A/D模塊，輸出端連接主控模塊；溫度PID控制模塊的輸入端分別連接主控模塊和A/D模塊，輸出端連接主控模塊；D/A模塊的輸入端連接主控模塊，輸出端分別連接蒸汽調(diào)節(jié)閥6和熱水調(diào)節(jié)閥4 ;存儲(chǔ)模塊的輸入端和輸出端分別與主控模塊的輸出端和輸入端連接；所述儲(chǔ)存模塊存儲(chǔ)有物料的原始錘度、密度與稀釋錘度間稀釋倍數(shù)和單位加水重量的關(guān)系稀釋數(shù)據(jù)表，用以在輸入物料時(shí)根據(jù)物料的種類(lèi)、稀釋錘度、流量得到該物料單位時(shí)間加水重量，作為熱水PID控制模塊的設(shè)定值。所述主控模塊主要根據(jù)設(shè)定值查詢(xún)存儲(chǔ)模塊的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)送入熱水PID控制模塊，還接收熱水PID控制模塊和溫度PID控制模塊的運(yùn)算結(jié)果，且進(jìn)行處理后發(fā)送信號(hào)至D/A模塊，進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后控制蒸汽調(diào)節(jié)閥6和熱水調(diào)節(jié)閥4。 所述儲(chǔ)存模塊存儲(chǔ)有物料的原始錘度、密度與稀釋錘度間稀釋倍數(shù)和單位加水重量的關(guān)系稀釋數(shù)據(jù)表，用以在輸入物料時(shí)根據(jù)物料的種類(lèi)、稀釋錘度、流量得到該物料單位時(shí)間加水重量，作為熱水PID控制模塊的設(shè)定值。所述熱水PID控制模塊采集主控模塊和A/D模塊送入的信號(hào)后，進(jìn)行PID運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出至主控模塊。所述溫度PID控制模塊采集主控模塊和A/D模塊送入的信號(hào)后，進(jìn)行PID運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果輸出至主控模塊。通過(guò)煮糖物料在線(xiàn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的在線(xiàn)稀釋方法步驟為，在煮糖過(guò)程中，根據(jù)煮糖的不同階段，會(huì)輸入不同的物料，該物料包括甲原、甲洗、乙原、乙洗，每個(gè)階段只輸入其中的兩種物料。啟動(dòng)煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)，開(kāi)啟供熱水開(kāi)關(guān)閥10、蒸汽開(kāi)關(guān)閥9、氨氣開(kāi)關(guān)閥11和第一物料開(kāi)關(guān)閥12或第二物料開(kāi)關(guān)閥13，物料流量計(jì)7開(kāi)始(并實(shí)時(shí))將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)送入A/D模塊，經(jīng)過(guò)A/D模塊轉(zhuǎn)換后送入主控模塊，主控模塊根據(jù)設(shè)定的物料種類(lèi)和稀釋錘度，查詢(xún)存儲(chǔ)模塊的稀釋數(shù)據(jù)表(如表1，表I中為經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試所得，為常用數(shù)值；當(dāng)然表I中的數(shù)據(jù)也可以根據(jù)需要，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)試的其他數(shù)據(jù))得到單位加水重量，并將該單位加水重量送入熱水PID控制模塊；同時(shí)熱水流量計(jì)5將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)送入A/D模塊，經(jīng)過(guò)A/D模塊轉(zhuǎn)換后得到熱水流量檢測(cè)信號(hào)，并將該熱水流量檢測(cè)信號(hào)送入熱水PID運(yùn)算模塊，PID控制模塊將采集的單位加水重量信號(hào)和熱水流量檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行PID運(yùn)算，所述的運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過(guò)主控模塊處理，送至D/A模塊轉(zhuǎn)換后，輸出信號(hào)控制熱水調(diào)節(jié)閥4的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)任意錘度稀釋?zhuān)煌瑫r(shí)溫度計(jì)8也開(kāi)始(并實(shí)時(shí))將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)送入A/D模塊，經(jīng)過(guò)A/D模塊轉(zhuǎn)換后得到溫度檢測(cè)信號(hào)，并將該溫度檢測(cè)信號(hào)送入溫度PID運(yùn)算模塊，同時(shí)主控模塊將設(shè)定的溫度送入溫度PID運(yùn)算模塊，PID控制模塊將采集的溫度檢測(cè)信號(hào)和設(shè)定的溫度進(jìn)行PID運(yùn)算，所述的運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過(guò)D/A模塊轉(zhuǎn)換后，輸出信號(hào)控制蒸汽調(diào)節(jié)閥6的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)出料溫度的自動(dòng)控制；同時(shí)蒸汽流入內(nèi)噴嘴2-2并和從外噴嘴2-1進(jìn)入的氨氣在外噴嘴2-1下端混合，物料和水通過(guò)混合管道15從吸附腔入口進(jìn)入并在混合罐2進(jìn)口的喉管部進(jìn)行初步混合，將物料中的晶體充分溶解，再流入罐體2-3經(jīng)過(guò)各環(huán)形室得到進(jìn)一步混合，實(shí)現(xiàn)物料在線(xiàn)稀釋。并且還可以通過(guò)液晶觸摸屏對(duì)熱水PID控制模塊和溫度PID控制模塊的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主控模塊還將蒸氣調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、溫度計(jì)8測(cè)量值、入料瞬時(shí)流量、入料累積流量、熱水流量瞬時(shí)值、熱水流量測(cè)量值、水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度送入液晶觸摸屏顯示供使用者觀(guān)測(cè)，同時(shí)還可以設(shè)有數(shù)據(jù)查詢(xún)、手動(dòng)與自動(dòng)的轉(zhuǎn)換等功能。本發(fā)明的在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了物料稀釋的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)，達(dá)到了任意錘度稀釋和溫度可調(diào)的功能，為煮糖罐3的連續(xù)入料提供了關(guān)鍵技術(shù)。表I
權(quán)利要求
1.煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)，其特征在于包括控制器(I)、混合管道(15)和混合罐(2)，供水管道經(jīng)過(guò)熱水調(diào)節(jié)閥(4)、熱水流量計(jì)(5)后與混合管道(15)的入端連接，至少一根入料管道經(jīng)過(guò)物料流量計(jì)(7)后也與混合管道(15)的入端連接，混合管道(15)的出端與混合罐(2)的進(jìn)口連接；蒸汽管道經(jīng)過(guò)蒸汽調(diào)節(jié)閥(6)也與混合罐(2)的進(jìn)口相連；混合罐(2)的出口經(jīng)過(guò)溫度計(jì)(8 )與外部煮糖罐(3 )連接；所述控制器(I)輸入端分別連接熱水流量計(jì)(5)、物料流量計(jì)(7)和溫度計(jì)(8)，控制器(I)輸出端分別連接熱水調(diào)節(jié)閥(4)和蒸汽調(diào)節(jié)閥(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)，其特征在于所述控制器(I)包括主控模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊、A/D模塊、D/A模塊和存儲(chǔ)模塊；所述主控模塊輸入端分別連接A/D模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊和存儲(chǔ)模塊，主控模塊的輸出端分別連接D/A模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊和存儲(chǔ)模塊；所述A/D模塊的輸入端分別連接物料流量計(jì)(7)、熱水流量計(jì)(5)和溫度計(jì)(8)，輸出端分別連接主控模塊、熱水PID控制模塊和溫度PID控制模塊；熱水PID控制模塊的輸入端分別連接主控模塊和A/D模塊，輸出端連接主控模塊；溫度PID控制模塊的輸入端分別連接主控模塊和A/D模塊，輸出端連接主控模塊；D/A模塊的輸入端連接主控模塊，輸出端分別連接蒸汽調(diào)節(jié)閥(6)和熱水調(diào)節(jié)閥(4);存儲(chǔ)模塊的輸入端和輸出端分別與主控模塊的輸出端和輸入端連接；所述儲(chǔ)存模塊存儲(chǔ)有物料的原始錘度、密度與稀釋錘度間稀釋倍數(shù)和單位加水重量的關(guān)系稀釋數(shù)據(jù)表，用以在輸入物料時(shí)根據(jù)物料的種類(lèi)、稀釋錘度、流量得到該物料單位時(shí)間加水重量，作為熱水PID控制模塊的設(shè)定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)，其特征在于所述混合罐(2)的進(jìn)口通過(guò)氨氣管道(14)連接外部煮糖罐(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)，其特征在于所述混合罐(2)進(jìn)口為文丘里管結(jié)構(gòu)，其入口圓管段上端的蒸汽入口連接蒸汽管道和/或氨氣管道(14)、入口圓管段的吸附腔入口連接混合管道(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)，其特征在于在入口圓管段中內(nèi)嵌2根同軸錐形噴嘴，外噴嘴(2-1)上端與內(nèi)噴嘴(2-2 )外壁連接，內(nèi)噴嘴(2-2 )的上端開(kāi)口連接蒸汽管道；內(nèi)噴嘴(2-2)伸入入口圓管段的長(zhǎng)度小于外噴嘴(2-1)伸入入口圓管段的長(zhǎng)度，外噴嘴(2-1)側(cè)面開(kāi)設(shè)有入口通過(guò)氨氣管道(14)連接外部煮糖罐(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)，其特征在于所述混合罐(2)的罐體(2-3)為柱體，其由多層同軸柱體分隔成2個(gè)或2個(gè)以上的環(huán)形室，混合罐(2)進(jìn)口嵌入第一環(huán)形室(2-31)內(nèi)；第一環(huán)形室(2-31)與罐體(2-3)底部連接、與罐體(2-3)上部分離形成物料進(jìn)入第二環(huán)形室(2-32)的入口，第二環(huán)形室(2-32)與罐體(2-3)上部連接、與罐體(2-3)下部分離形成物料進(jìn)入第三環(huán)形室(2-33)的入口，各環(huán)形室依次安裝形成物料流動(dòng)管路。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)，其特征在于所述控制器(I)包括液晶觸摸屏，該液晶觸摸屏與主控模塊的輸入端和輸出端均相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7任意一項(xiàng)所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的煮糖物料在線(xiàn)稀釋方法，其特征在于 所述控制器(I)包括主控模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊、A/D模塊、D/A模塊和存儲(chǔ)模塊；所述主控模塊輸入端分別連接A/D模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊和存儲(chǔ)模塊，主控模塊的輸出端分別連接D/A模塊、熱水PID控制模塊、溫度PID控制模塊和存儲(chǔ)模塊；所述A/D模塊的輸入端分別連接物料流量計(jì)(7)、熱水流量計(jì)(5)和溫度計(jì)(8)，輸出端分別連接主控模塊、熱水PID控制模塊和溫度PID控制模塊；熱水PID控制模塊的輸入端分別連接主控模塊和A/D模塊，輸出端連接主控模塊；溫度PID控制模塊的輸入端分別連接主控模塊和A/D模塊，輸出端連接主控模塊；D/A模塊的輸入端連接主控模塊，輸出端分別連接蒸汽調(diào)節(jié)閥(6)和熱水調(diào)節(jié)閥(4);存儲(chǔ)模塊的輸入端和輸出端分別與主控模塊的輸出端和輸入端連接；所述儲(chǔ)存模塊存儲(chǔ)有物料的原始錘度、密度與稀釋錘度間稀釋倍數(shù)和單位加水重量的關(guān)系稀釋數(shù)據(jù)表，用以在輸入物料時(shí)根據(jù)物料的種類(lèi)、稀釋錘度、流量得到該物料單位時(shí)間加水重量，作為熱水PID控制模塊的設(shè)定值，其步驟如下 (1)物料流量計(jì)(7)實(shí)時(shí)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)送入A/D模塊，經(jīng)過(guò)A/D模塊轉(zhuǎn)換后送入主控模塊，主控模塊并根據(jù)設(shè)定的物料種類(lèi)和稀釋錘度，查詢(xún)存儲(chǔ)模塊的稀釋數(shù)據(jù)表得到單位加水重量，并將該單位加水重量送入熱水PID控制模塊；同時(shí)熱水流量計(jì)(5)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)送入A/D模塊，經(jīng)過(guò)A/D模塊轉(zhuǎn)換后得到熱水流量檢測(cè)信號(hào)，并將該熱水流量檢測(cè)信號(hào)送入熱水PID運(yùn)算模塊，PID控制模塊將采集的單位加水重量信號(hào)和熱水流量檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行PID運(yùn)算，所述的運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過(guò)主控模塊處理，送至D/A模塊轉(zhuǎn)換后，輸出信號(hào)控制熱水調(diào)節(jié)閥(4)的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)任意錘度稀釋?zhuān)? (2)同時(shí)溫度計(jì)(8)實(shí)時(shí)將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)送入A/D模塊，經(jīng)過(guò)A/D模塊轉(zhuǎn)換后得到溫度檢測(cè)信號(hào)，并將該溫度檢測(cè)信號(hào)送入溫度PID運(yùn)算模塊，同時(shí)主控模塊將設(shè)定的溫度送入溫度PID運(yùn)算模塊，PID控制模塊將采集的溫度檢測(cè)信號(hào)和設(shè)定的溫度進(jìn)行PID運(yùn)算，所述的運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過(guò)D/A模塊轉(zhuǎn)換后，輸出信號(hào)控制蒸汽調(diào)節(jié)閥(6)的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)出料溫度的自動(dòng)控制； (3)同時(shí)，將蒸氣和/或氨氣進(jìn)入混合罐(2)，和進(jìn)入混合罐(2)的物料和水混合，將物料中的晶體充分溶解，實(shí)現(xiàn)物料在線(xiàn)稀釋。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煮糖物料在線(xiàn)稀釋方法，其特征在于同時(shí)蒸汽流入內(nèi)噴嘴(2-2)并和從外噴嘴(2-1)進(jìn)入的氨氣在外噴嘴(2-1)下端混合，物料和水通過(guò)混合管道(15)從吸附腔入口進(jìn)入并在混合罐(2)進(jìn)口的喉管部進(jìn)行初步混合，將物料中的晶體充分溶解，再流入罐體(2-3)經(jīng)過(guò)各環(huán)形室得到進(jìn)一步混合，實(shí)現(xiàn)物料在線(xiàn)稀釋。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的煮糖物料在線(xiàn)稀釋方法，其特征在于所述控制器(I)還包括液晶觸摸屏，該液晶觸摸屏與主控模塊連接，熱水PID控制模塊和溫度PID控制模塊的參數(shù)可通過(guò)液晶觸摸屏設(shè)置，主控模塊還將蒸氣調(diào)節(jié)閥開(kāi)度、溫度計(jì)(8)測(cè)量值、入料瞬時(shí)流量、入料累積流量、熱水流量瞬時(shí)值、熱水流量測(cè)量值、水調(diào)節(jié)閥開(kāi)度送入液晶觸摸屏顯示。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種煮糖物料在線(xiàn)稀釋系統(tǒng)及其稀釋方法，所述系統(tǒng)包括控制器、混合管道和混合罐，供水管道經(jīng)過(guò)熱水調(diào)節(jié)閥、熱水流量計(jì)后與混合管道的入端連接，至少一根入料管道經(jīng)過(guò)物料流量計(jì)后也與混合管道的入端連接，混合管道的出端與混合罐的進(jìn)口連接；蒸汽管道經(jīng)過(guò)蒸汽調(diào)節(jié)閥也與混合罐的進(jìn)口相連；混合罐的出口經(jīng)過(guò)溫度計(jì)與外部煮糖罐連接；所述控制器輸入端分別連接熱水流量計(jì)、物料流量計(jì)和溫度計(jì)，控制器輸出端分別連接熱水調(diào)節(jié)閥和蒸汽調(diào)節(jié)閥。所述控制器接收熱水流量計(jì)、物料流量計(jì)和溫度計(jì)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后發(fā)送信號(hào)調(diào)節(jié)熱水調(diào)節(jié)閥、蒸汽調(diào)節(jié)閥控制水流量和蒸汽流量，實(shí)現(xiàn)煮糖物料溫度可調(diào)和錘度可調(diào)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102830670SQ201210294520
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者陳林延, 韋舉兵, 陳奕章, 劉蔚標(biāo), 李進(jìn)勇, 劉耿 申請(qǐng)人:欽州市創(chuàng)華工控設(shè)備有限公司