一種配礬系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種配礬系統(tǒng)，包括柜體、PLC控制器、原礬池、高位礬池、原礬泵、攪拌機、原礬管、帶加水電磁閥的進水管和液位計；所述原礬池和高位礬池通過原礬管相連，所述原礬泵安裝在原礬管中間，所述進水管連接高位礬池；所述原礬池和高位礬池安裝有液位計。所述PLC控制器、加水電磁閥和原礬泵集成安裝在柜體上，組成一體式配礬控制柜。本實用新型減輕了工人的勞動強度，配備有集成化的一體式配礬控制柜，該控制柜將相關(guān)部件一體式集成在同一柜體上，移動方便、安裝方便快捷，在配礬投礬時，能夠更加方便地進行控制，大大節(jié)約了時間，提高了效率。本實用新型能更好地實現(xiàn)配礬投礬工藝的集中操控。
【專利說明】-種配礬系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及自來水生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種配礬系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 常規(guī)的現(xiàn)代凈水廠加礬工藝主要包括：絮凝劑的配置、投加、混合、反應(yīng)、絮凝等。 系統(tǒng)主要由自動配礬系統(tǒng)、投加系統(tǒng)等部分構(gòu)成。
[0003] 混凝是凈水系統(tǒng)中最重要的處理工藝，也是制水成本的主要組成部分，混凝劑的 投加量是否準確直接影響到水處理的全過程，另外，藥劑的消耗費用也是制水成本的主要 組成部分，加藥和沉淀工序的效果直接影響著最終的出廠水水質(zhì)和處理成本。
[0004] 目前國內(nèi)水廠配礬方式大多為人工配礬，由原礬池，高位礬池，手動調(diào)節(jié)閥，水射 器，電子鐘和加藥管路組成。配礬以小計量池和電子鐘為計量，原礬由泵和水射器加到高位 礬池，再由化驗室檢測確定礬液濃度。
[0005] 加礬則通常采用計量泵投藥或者重力+手動調(diào)節(jié)閥投藥。
[0006] 人工配礬，該配礬方方式需值班人員時刻注意配加液位，防止溢礬，且對礬液濃度 難以控制。
[0007] 計量泵投藥方式，以計量泵的頻率和沖程作為礬流量控制的間接控制參數(shù)，部分 由流動電流儀進行反饋控制。計量泵投礬系統(tǒng)如圖1所示。加藥量可以更具經(jīng)驗得到自動 控制，但控制精度不高，而且對值班人員的觀測水平和現(xiàn)場工作經(jīng)驗要求比較高，設(shè)備所需 維護量相對較大。同時據(jù)實際使用經(jīng)驗，流動電流儀反饋值在精度和穩(wěn)定性方面有待提高， 設(shè)備的故障率和維護工作較高；計量泵的頻率和沖程與理論流量之間存在嚴重的非線性， 當計量泵的隔膜劣化后，流量還將大大降低，危及生產(chǎn)安全。
[0008] 重力+手動調(diào)節(jié)閥方式，通常配備相應(yīng)的轉(zhuǎn)子流量計作物投加量反饋，加藥量可 以精確控制。但這種方式需要加藥工作人員憑經(jīng)驗估算投礬量，并只能在現(xiàn)場手動操作， 使得投礬人員工作量很大，要時刻關(guān)注源水流量、濁度變化來調(diào)節(jié)閥門，并容易產(chǎn)生人為失 誤。
[0009] 經(jīng)檢索，現(xiàn)有技術(shù)中，發(fā)明專利"自來水混凝投礬自動化控制算法"（CN101556458) 公開了一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行前饋控制和基于模糊反饋控制的自來水混凝投礬自動 化控制算法，它包括：通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對投礬控制的過程參數(shù)進行學(xué)習(xí)，識別系統(tǒng)參數(shù) 中間的內(nèi)在對應(yīng)關(guān)系，從而對芯的檢測源水參數(shù)的控制值進行預(yù)測，然后通過模糊控制反 饋的方法對預(yù)測值進行修正，最終得到一個符合需要的投礬控制量去控制計量泵工作，完 成投礬控制的全過程。實用新型"一種自來水混凝投礬的執(zhí)行機構(gòu)"（CN201942549U)公 開了一種自來水混凝投礬的執(zhí)行機構(gòu)，屬于自動控制領(lǐng)域。所述執(zhí)行機構(gòu)設(shè)置在進礬管和 出礬管之間，所述執(zhí)行機構(gòu)包括離心泵、電子式調(diào)節(jié)閥、流量控制器和流量計，所述離心泵 的進口與所述進礬管相連，所述離心泵的出口經(jīng)所述電子式調(diào)節(jié)閥及所述流量計連接至所 述出礬管，所述電子式調(diào)節(jié)閥、所述流量控制器及所述流量計組成流量控制回路。本實用新 型"重力自流投礬專用電子式調(diào)節(jié)閥"（CN201407362)公開了一種重力自流投礬專用電子 式調(diào)節(jié)閥，它包括閥體，閥體內(nèi)設(shè)閥座，閥桿穿過閥體并與之密封，閥桿前端連接閥芯，閥 芯上端設(shè)水平限位及密封凸臺，凸臺下設(shè)密封柱塞，密封柱塞向下具有一個不大于2°的 收縮角度；密封柱塞的移動行程25毫米> Η > 16毫米；閥座上端面的密封孔孔徑D < 10 毫米。"自來水生產(chǎn)斷礬自動應(yīng)急處理裝置"（CN201338959)本實用新型公開了一種自來 水生產(chǎn)斷礬自動應(yīng)急處理裝置，它包括礬溶液主供應(yīng)泵，礬溶液輔助供應(yīng)泵，與礬溶液主供 應(yīng)泵和/或礬溶液輔助供應(yīng)泵連接聯(lián)通的礬溶液供應(yīng)管，礬溶液供應(yīng)管上設(shè)有礬溶液流量 計，礬溶液流量計的信號輸出連接到可編程序自動化控制器；可編程序自動化控制器的信 號輸出端連接到礬溶液輔助供應(yīng)泵的啟閉控制端；可編程序自動化控制器用于對礬溶液主 供應(yīng)泵和礬溶液輔助供應(yīng)泵動作的自動控制。"脈動式自動投礬機"（CN2551637)公開了 一種能執(zhí)行電信號的脈動式自動投礬機。壓力水電磁閥安裝在水射器的進水管道上，與清 水閥并聯(lián)；清水閥與清水電磁閥串聯(lián)；手動調(diào)礬閥、流量計、止回閥三者順序串聯(lián)后與清水 電磁閥并聯(lián)，之后再與水射器連接；緩沖器水平安裝在水射器的出液管道上。以上現(xiàn)有技 術(shù)，均沒有很好地克服自來水生產(chǎn)中配礬和加礬自動化程度低，工人的勞動強度大的弊端， 有必要進一步加以改進。 實用新型內(nèi)容
[0010] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種配礬系統(tǒng)，其能克服自來水生產(chǎn)中 配礬系統(tǒng)各組成部分較為分散、工人的勞動強度大的弊端，提高設(shè)備安裝速度和工作效率。 [0011] 本實用新型采用的技術(shù)方案是：所述配礬系統(tǒng)，包括原礬池、高位礬池、原礬泵、攪 拌機、原礬管；所述原礬池和高位礬池通過原礬管相連，所述原礬泵安裝在原礬管中間，所 述攪拌機安裝在高位礬池上，其特征是，還包括液位計和帶加水電磁閥的進水管，所述液位 計包括原礬池液位計和高位礬池液位計，所述進水管連接高位礬池；所述原礬池安裝有原 研》池液位計，所述高位研》池安裝有高位研》池液位計。
[0012] 所述配礬系統(tǒng)還包括PLC控制器，所述加水電磁閥、原礬泵、攪拌機和液位計均與 PLC控制器電連接。
[0013] 所述配礬系統(tǒng)還包括柜體和電氣元件；所述PLC控制器、電氣元件、加水電磁閥和 原礬泵集成安裝在柜體上，組成一體式配礬控制柜；其上部為電氣部分、下部為管路設(shè)備部 分；所述電氣部分包括PLC控制器和電氣元件，所述管路設(shè)備部分包括加水電磁閥和原礬 栗。
[0014] 所述配礬系統(tǒng)還包括觸摸屏，所述觸摸屏安裝在柜體上部的表面，所述觸摸屏與 PLC控制器電連接。
[0015] 所述一體式配礬投礬控制柜還包括安裝在柜體底部的原礬管接頭、進水管接頭； 所述原礬泵通過管道連接原礬管接頭，所述加水電磁閥通過水管連接進水管接頭；所述原 礬管接頭、進水管接頭上均安裝有閥門或采用閥門接頭。
[0016] 所述配研^系統(tǒng)還包括手動控制箱；所述原研^泵包括1#原研^泵和2#原研^泵；所述 原礬池包括1#原礬池和2#原礬池，所述高位礬池包括1#高位礬池和2#高位礬池；所述加 水電磁閥和原礬泵的個數(shù)為兩個。
[0017] 所述配礬系統(tǒng)還包括安裝在原礬管中的電動閥、手動檢修閥和止回閥。
[0018] 本實用新型的有益效果是：減輕了工人的勞動強度，配備有集成化的一體式配礬 控制柜，該控制柜將相關(guān)部件一體式集成在同一柜體上，移動方便、安裝方便快捷，在配礬 時，能夠更加方便地進行控制，大大節(jié)約了時間，提高了效率。本實用新型能更好地實現(xiàn)配 礬工藝的集中操控。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的計量泵投礬系統(tǒng)；
[0020] 圖2是本實用新型配礬系統(tǒng)各組成部分連接示意圖；
[0021] 圖3是本實用新型中的一體式配礬控制柜的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖中：1、原礬池，2、電動閥，3、手動檢修閥，4、原礬管，5、加水電磁閥，6、止回閥， 7、原礬泵，8、高位礬池，9、PLC控制器，10、觸摸屏，11、柜體，12、原礬管接頭，13、進水管接 頭。

【具體實施方式】
[0023] 如圖2和圖3所示，所述配礬系統(tǒng)包括PLC控制器9、原礬池1、電動閥2、手動檢修 閥3、止回閥6、高位礬池8、原礬泵7、攪拌機、原礬管4、帶加水電磁閥5的進水管、原礬池液 位計、高位礬池液位計；所述原礬池和高位礬池通過原礬管相連，所述原礬泵安裝在原礬管 中間，所述攪拌機安裝在高位礬池上；所述進水管連接高位礬池，所述原礬池安裝有原礬池 液位計，所述高位研》池安裝有高位研》池液位計。所述加水電磁閥、原研》泵、攪拌機、液位計均 與PLC控制器電連接。所述電動閥、手動檢修閥和止回閥安裝在原礬管中。
[0024] 將上述PLC控制器、加水電磁閥、原礬泵一體式集成安裝在同一個柜體上，組成一 體式配礬控制柜；該一體式配礬控制柜包括柜體11、位于柜體上部的電氣部分和位于柜體 下部的管路設(shè)備部分，所述電氣部分包括觸摸屏10、PLC控制器、其他電氣元件和手動控制 箱，所述觸摸屏安裝在柜體表面。所述管路設(shè)備部分包括加水電磁閥和原礬泵。柜體底部 安裝有原礬管接頭12、進水管接頭13 ;所述加水電磁閥通過水管連接進水管接頭，所述原 礬泵通過管道連接原礬管接頭。使用時，將一體式配礬控制柜與配礬投礬系統(tǒng)的其他相關(guān) 組成部分連接好：將連接原礬池、高位礬池的原礬管安裝到柜體上的原礬管接頭上，將進水 管安裝到進水管接頭上，并連接上電源。
[0025] 所述原礬泵包括1#原礬泵和2#原礬泵；所述原礬池包括1#原礬池和2#原礬池， 所述高位礬池包括1#高位礬池和2#高位礬池。
[0026] 利用上述配礬系統(tǒng)結(jié)合相適應(yīng)的投礬系統(tǒng)進行配礬投礬時，在上述利用電氣電路 控制的基礎(chǔ)上，還可以對PLC控制器作進一步改進，在PLC控制器中配置下列智能模塊：礬 投加量計算與控制模塊、礬液濃度計算模塊、礬池液位控制模塊、故障處理模塊等，這樣就 可以實現(xiàn)配礬投礬工藝的自動化，達到以下有益效果：通過投藥控制算法，實現(xiàn)加藥系統(tǒng)的 自動化，減輕了工人的勞動強度，提高了混凝劑的配置及投礬精度，從而有利于提高供水水 質(zhì)；通過建立在各種條件環(huán)境變化下的投礬量數(shù)據(jù)庫，使投藥量更加準確，節(jié)約，實際控制 效果更加智能；通過建立數(shù)據(jù)，設(shè)備運行狀態(tài)的工控機或觸摸屏報警和視頻監(jiān)控系統(tǒng)，大大 提高投礬系統(tǒng)的可靠性和安全性；保證了自來水廠實現(xiàn)節(jié)能降耗、增效和生產(chǎn)安全，其經(jīng)濟 和社會效益都十分顯著。
[0027] 投礬系統(tǒng)主要由PLC控制器、高位礬池、高位礬池液位計、自動調(diào)節(jié)閥、電磁流量 計、出礬管、源水流量儀表，原水濁度儀表和手動控制箱組成。其中，PLC控制器、高位礬池、 高位研^池液位計等可與配研^系統(tǒng)共用的。
[0028] 將觸摸屏、PLC控制器及其他電氣元件、自動調(diào)節(jié)閥、電磁流量計與加水電磁閥、原 礬泵等一體式集成安裝到同一柜體上，即可組成一體式配礬投礬控制柜。
[0029] 以下對各組成部分作進一步說明。
[0030] 原礬泵：用于將原礬從原礬池送至高位礬池與水混合進行稀釋配藥。該設(shè)備設(shè)置 二臺(一用一備）
[0031] 原礬池液位計：記錄消耗的原礬量，數(shù)據(jù)參與配礬公式計算，并由控制系統(tǒng)提示值 班人員。
[0032] 加水電磁閥：控制加水，對原礬進行稀釋。
[0033] 高位礬池液位計：測定高位礬池液位，由配礬算法計算出投加原礬的液位高和配 水的液位高，通過液位信號控制原礬泵和加水電磁閥的動作。
[0034] 高位礬池：即稀釋礬池，貯存稀釋礬液，礬液從原礬池用提升泵提升到高位礬池稀 釋，攪拌機進行攪拌，攪拌機可遠程或者現(xiàn)場控制。
[0035] 自動調(diào)節(jié)閥：控制礬液的投加量，控制方式為對藥劑流量的檢測以及流量負反饋 進行調(diào)節(jié)?？蛇h程和現(xiàn)場手動進行控制。
[0036] 電磁流量計：讀取投加礬液流量，同時給調(diào)節(jié)閥反饋信號。
[0037] 源水流量儀表和源水濁度儀表：裝于源水采樣管上。
[0038] 現(xiàn)場手動控制箱：在本地情況下可現(xiàn)場手動控制原礬泵、鐵泵和攪拌機等。
[0039] 以下對包括配備有智能模塊的PLC控制器的配礬系統(tǒng)為例，對使用包括該配礬系 統(tǒng)的配礬投礬系統(tǒng)進行配礬投礬的工藝方法作簡要說明。該方法以智能配礬投礬系統(tǒng)經(jīng)驗 數(shù)據(jù)庫、智能算法為基礎(chǔ)，以PLC控制器為控制核心部件，采用工控機作為人機接口設(shè)備， 自動計算和控制礬液的液位、濃度、礬投加量；包括如下步驟：
[0040] 步驟一：在PLC控制器控制下自動進行配礬，主要工藝如下：
[0041] (1)接通一體式配礬投礬控制柜的電源，打開PLC控制器，選擇配礬模式；確定用 于配礬的原礬池；
[0042] (2)記錄當前高位礬池中的礬液濃度、液位；讀取配礬設(shè)定濃度、設(shè)定液位；
[0043] (3)計算配礬濃度、配礬液位：通過PLC控制器，以智能配礬投礬系統(tǒng)經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫、 智能算法為基礎(chǔ)，根據(jù)原礬和水的有關(guān)參數(shù)確定原礬和水的比例關(guān)系，計算出高位礬池中 配研》液位、配研》濃度；
[0044] (4)啟動原研^泵，將原研^從原研^池提升到高位研^池；
[0045] (5)讀取高位礬池液位計的數(shù)值，待高位礬池中的原礬液位達到設(shè)定值后，停止原 鞏泵；
[0046] (6)打開高位礬池上的進水管的加水電磁閥放水，讀取高位礬池液位計的數(shù)值，放 水至高位礬池中的液位達到設(shè)定值，關(guān)閉加水電磁閥；
[0047] (7)啟動攪拌機工作，進行攪拌，達到預(yù)定時間后，停止攪拌；
[0048] (8)完成配礬工作；
[0049] 步驟二：在PLC控制器控制下自動進行投礬，主要工藝如下：
[0050] (1)根據(jù)源水的有關(guān)參數(shù)，通過PLC控制器，以智能配礬投礬系統(tǒng)經(jīng)驗數(shù)據(jù)庫、智 能算法為基礎(chǔ)，計算出礬耗和理論投加礬流量；
[0051] (2)選擇控制模式，確定所需的礬投加量；
[0052] (3)開始投鞏，通過PID控制程序、根據(jù)當前礬投加量和反饋信號控制自動調(diào)節(jié)閥 開度，從而控制礬投加量；
[0053] (4)完成投礬工作。
[0054] 當使用的PLC控制器中沒有配備智能模塊時，上述步驟中的有關(guān)智能化計算和控 制可以用人工操作和普通電氣電路控制方式代替，其他步驟相同。
[0055] 所述一體式配礬控制柜的大小和具體安裝位置等可結(jié)合實際需要來確定；原礬 管、出礬管、進水管和源水采樣管等各種管線的具體布置可結(jié)合實際需要來確定。
[0056] 以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種配礬系統(tǒng)，包括原礬池、高位礬池、原礬泵、攪拌機、原礬管和閥門；所述原礬池 和高位礬池通過原礬管相連，所述原礬泵和閥門安裝在原礬管中間，所述攪拌機安裝在高 位礬池上，其特征是，還包括液位計、和帶加水電磁閥的進水管，所述液位計包括原礬池液 位計和高位礬池液位計，所述進水管連接高位礬池；所述原礬池安裝有原礬池液位計，所述 高位礬池安裝有高位礬池液位計；所述配礬系統(tǒng)還包括一體式配礬控制柜，所述一體式配 礬控制柜包括柜體、位于柜體上部的電氣部分和位于柜體下部的管路設(shè)備部分，所述管路 設(shè)備部分包括加水電磁閥和原礬泵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配礬系統(tǒng)，其特征是，所述電氣部分包括電氣元件；所述一體 式配礬控制柜還包括安裝在柜體底部的原礬管接頭、進水管接頭；所述原礬泵通過管道連 接原礬管接頭，所述加水電磁閥通過水管連接進水管接頭；所述原礬管接頭、進水管接頭上 均安裝有閥門或采用閥門接頭。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配礬系統(tǒng)，其特征是，還包括手動控制箱；所述原礬泵包括1# 原礬泵和2#原礬泵；所述原礬池包括1#原礬池和2#原礬池，所述高位礬池包括1#高位礬 池和2#高位礬池；所述加水電磁閥和原礬泵的個數(shù)為兩個。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配礬系統(tǒng)，其特征是，還包括安裝在原礬管中的電動閥、手動 檢修閥和止回閥。
【文檔編號】C02F1/52GK203845850SQ201420168928
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】陳鋼, 袁襄, 彭榮, 袁輝, 余崢, 王 琦 申請人:株洲市自來水有限責任公司, 湖南華億電子工程有限公司