一種新型軟水制備自動(dòng)加鹽裝置的設(shè)計(jì)研究

吳玉琴

摘 ?要：軟水制備工藝中，將工業(yè)鹽溶解對鈉型樹脂進(jìn)行再生是非常重要的工藝步驟之一。在大型食品和制藥廠，每天都需要溶解大量的工業(yè)鹽，而目前這些工業(yè)鹽基本都是借助人力添加到鹽溶解池或溶解罐中。文章對目前這種傳統(tǒng)加鹽裝置進(jìn)行改造，利用真空管吊具實(shí)現(xiàn)了鹽包的安全和省力搬運(yùn);設(shè)計(jì)了集中加鹽平臺(tái)，并借助氣動(dòng)隔膜泵及PLC程序控制，實(shí)現(xiàn)了不同鹽溶解罐所需鹽的自動(dòng)輸送和添加。該裝置投入使用后，極大地降低了工人的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作的效率和安全性。

關(guān)鍵詞：真空管吊具;氣動(dòng)隔膜泵;軟水制備自動(dòng)加鹽

中圖分類號(hào)：TQ460 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2020）25-0088-02

Abstract： Adding industrial salt to regenerate sodium resin is one important processing of producing soft water. In large food and pharmaceutical factories， large amounts of salt should be dissolved each day， in current stage these salts are added into dissolving pool or tank by manual. In this paper， the traditional salt feeding device is modified， the safe and labor-saving transportation of salt ladle is realized by using vacuum flexible pipe， and the centralized salt feeding platform is designed， and the automatic transportation and addition of salt needed by different salt dissolution tanks are realized with the help of pneumatic diaphragm pump and PLC program control. After the device is put into use， the number and labor intensity of workers are greatly reduced， and the efficiency and safety of work are improved.

Keywords： vacuum flexible pipe; diaphragm pump; automatic salt addition in soft water preparation

1 概述

目前，很多制藥廠在工業(yè)鹽溶解過程中，仍需借助人力將工業(yè)鹽投入到溶解罐中。在搬運(yùn)過程中，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，不僅增加了人工成本，還會(huì)出現(xiàn)安全事故影響運(yùn)輸生產(chǎn)。針對此問題，對現(xiàn)有傳統(tǒng)軟水制備的加鹽裝置進(jìn)行改造，利用真空管吊具實(shí)現(xiàn)了鹽包的安全和省力搬運(yùn);設(shè)計(jì)了集中加鹽平臺(tái)，并借助氣動(dòng)隔膜泵及PLC程序控制，實(shí)現(xiàn)了不同鹽溶解罐所需鹽的自動(dòng)輸送和添加。該裝置投入使用后，較好地解決了上述問題，極大地降低了工人的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作的效率和安全性。

2 新型自動(dòng)加鹽裝置

2.1 鹽包搬運(yùn)單元

本裝置采用真空搬運(yùn)系統(tǒng)，又稱真空吊具。真空吊具主要是依靠真空源抽空吸盤內(nèi)部的空氣產(chǎn)生真空，實(shí)現(xiàn)對板材、玻璃等物料的無損搬運(yùn)或上料。真空吊具與其它的搬運(yùn)方式相比，有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）操作速度快

真空能量存儲(chǔ)在真空蓄能器里，在一秒鐘之內(nèi)它可以被傳送到吸盤，瞬間吸取;在兩秒鐘之內(nèi)吸盤里的真空可以返回到一個(gè)大氣壓，瞬間釋放。

（2）安全吸附，對物料表面無損傷

真空吊具主要是依靠真空源在抽空吸盤內(nèi)部的空氣產(chǎn)生真空，一般吸盤的材質(zhì)有硅膠、天然橡膠、丁腈膠等，可以完成對板材、玻璃等物料的無損傷搬運(yùn)或上料。

（3）使用安全

吊具的真空通常來自蓄能器。在萬一真空泵斷電的情況下能量儲(chǔ)備可以保持負(fù)載幾個(gè)小時(shí)。真空度是可控的。傳感器可以顯示出系統(tǒng)萬一泄漏的情況和負(fù)載被釋放的情況。只要吸盤里有適當(dāng)?shù)恼婵沾嬖谪?fù)載就不會(huì)墜落。

（4）節(jié)時(shí)省力省成本

真空吊具的使用可以減少倉儲(chǔ)區(qū)的雇員。吸取和釋放僅用一個(gè)人就可以完成：設(shè)備操作員。無論如何，減少從事艱苦和危險(xiǎn)工作的工人是可能的，也是必需的。由于真空裝置搬運(yùn)非常快，所以成本的節(jié)約存在于速度之中。

（5）操作簡便

由于真空吊具的操作是在上面的，這樣抓取、放下、釋放就變得比較容易了。真空吊具的選型是根據(jù)需要搬運(yùn)的物料大小、材質(zhì)、重量來定的，不同的材質(zhì)需要用不同材質(zhì)的吸盤。比如物料表面比較粗糙的一般選用硅膠或者聚胺脂吸盤，另外加上海綿吸盤唇，確保吸盤能安全吸附。對于表面比較光滑的物料如玻璃一般選用天然橡膠或者丁腈膠吸盤。根據(jù)吊具的工作環(huán)境的溫度，濕度以及物料溫度等等都會(huì)影響吸盤材質(zhì)的選擇。

本裝置選用的是德國施邁茨配有JumboErgo操作單元的真空管吊具，該吊具依據(jù)德國事故預(yù)防法規(guī)（BGR/BGV500）設(shè)計(jì)，快速反應(yīng)的單向閥和大面積真空吸盤可保證在電源或壓縮空氣中斷的情況下不脫落，吸取負(fù)載最大達(dá)300Kg。

操作人員（1名）將真空吸盤放置于鹽包表面，通過控制手柄來實(shí)現(xiàn)真空打開吸取、起升、水平搬運(yùn)、真空釋放，將鹽包搬運(yùn)至集中加鹽工作臺(tái)的柵板上。

2.2 集中加鹽平臺(tái)

集中加鹽平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。操作人員將鹽包用安全刀具劃開，鹽依靠重力落至錐形斗內(nèi)。為了防止鹽堵塞出鹽口，在鹽口位置設(shè)置分流隔柵。加水混合鹽的過程中，在錐形斗底部及側(cè)面設(shè)置多組壓縮空氣管。本裝置共設(shè)計(jì)有4個(gè)鹽溶解罐，且位于不同車間，因此，將加鹽工作平臺(tái)設(shè)計(jì)成集中加鹽工位，該工位的鹽水混合物通過隔膜泵按程序指令輸送至目標(biāo)溶解罐。

2.3 氣動(dòng)隔膜泵輸送

氣動(dòng)隔膜泵是以壓縮空氣為動(dòng)力，帶動(dòng)隔膜片來回鼓動(dòng)改變工作室容積，從而吸入和排出物料的。隔膜泵的隔膜片可根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和場合選擇金屬或非金屬的材質(zhì)，對于大顆粒、高粘度及腐蝕性的介質(zhì)均適用。裝置輸送的介質(zhì)為工業(yè)鹽，加上環(huán)境的潮濕，對于金屬材質(zhì)有一定的腐蝕性。另外，由于集中加鹽平臺(tái)需要供應(yīng)4個(gè)鹽溶解罐，短時(shí)間內(nèi)鹽難以實(shí)現(xiàn)溶解，所以輸送的介質(zhì)是屬于鹽顆粒與水的混合物，綜上所述，選擇氣動(dòng)隔膜泵是很好的選擇。

本裝置設(shè)計(jì)時(shí)選用了英格索蘭ARO工業(yè)級(jí)PRO系列氣動(dòng)隔膜泵。該系列氣動(dòng)隔膜泵高效、安全，流量最高可達(dá)237GPM（897LPM），而且有廣泛的泵體材質(zhì)和尺寸可供選擇，完全滿足本裝置介質(zhì)的輸送。

2.4 鹽溶液分配控制系統(tǒng)

由于集中加鹽平臺(tái)需要供應(yīng)4個(gè)不同車間的鹽溶解罐，因此本裝置設(shè)計(jì)了自動(dòng)分配的控制系統(tǒng)。圖5為鹽溶液分配控制系統(tǒng)簡圖。

由圖5可知， 操作人員只需要在操作面板上選擇對應(yīng)的目標(biāo)罐編號(hào)，通過PLC程序控制管路上對應(yīng)氣動(dòng)閥的開關(guān)，當(dāng)操作工加完需要數(shù)量的鹽后，且目標(biāo)罐內(nèi)的溶液達(dá)到設(shè)定液位時(shí)，該目標(biāo)罐的加鹽工作完成。鹽溶液分配控制系統(tǒng)的PLC邏輯控制流程如圖6所示。

3 結(jié)束語

本裝置采用真空管吊具，極大地降低了加鹽工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了人工操作產(chǎn)生的疏漏;同時(shí)采用氣動(dòng)隔膜泵，實(shí)現(xiàn)了4個(gè)位于不同車間的鹽溶解罐的集中加鹽，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作的安全性。改造完成后，運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)期效果。

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