自动气送罐在糖厂糖浆输送中的应用

邓承斌，邱冬梅

（广西糖业集团柳兴制糖有限公司，广西 柳州 545112）

1 引言

传统上，糖浆在管路中输送的动力源采用电动泵。但是，越来越多的工程技术人员已经认识到无论多么先进的输液电机泵，至少存在着三大缺陷：泄露、噪声大、维修频繁。由于糖浆的锤度及纯度都很高，它们如果泄露，会直接导致大量糖分损失。随着电气技术的不断发展，以自动气送罐作为动力源来输送液体的方法在糖厂已经得到初步应用。

图1 自动气送罐主要设备组成结构图

2 自动气送罐的构成及组成部分的作用

2.1 自动气送罐的构成

自动气送罐泵送糖浆装置，包括：气送罐、空压机气源装置、电极总成、PLC控制器、进排气三通阀、进出料止回阀、进料阀、出料阀。其设备分布连接示意图，如图1所示。

2.2 自动气送罐各组成部分的作用

2.2.1 物料控制阀门部分

进料阀、出料阀通过管路分别连接气送罐，在进料闸阀、出料闸阀与气送罐之间分别装有进料止回阀和出料止回阀。进出料阀门在自动泵送的过程是全开的，他们的作用为控制物料能否通过管道，一般是在故障时候断料维修才使用。进出料止回阀在自动过程中起到关键作用：当气送罐处于排气状态时候，由于液位差，糖浆流体就把进料止回阀冲开流到气送罐里，此时出料止回阀在阀迫重力作用下会自行关闭；当气送罐处于进气时候，由于罐内有气压存在，进料止回阀在压力作用下处于关闭状态，而出料止回阀在压力作用下则自动打开让糖浆冲出，糖浆在气送罐有压力存在的情况下不断流向糖浆箱。

2.2.2 三通阀

进排气三通阀是自动气送罐动力输送的开关。三通阀通过管路分别与气送罐、排气管和空压机气源装置连接，PLC控制器通过控制三通阀来控制气送罐内的压力。

2.2.3 PLC控制器

PLC控制器是自动气送罐的神经中枢。它分别与电极总成、进排气三通阀电连接，根据电极总成传输的信号控制空压机气源装置的进气和排气管的排气。进排气三通阀的排气端连接有引风机，这样可以加快排气，缩短进料的时间，从而极大提高工作效率。

2.2.4 电极组成部分

图2 糖浆自动气送PLC控制梯形图

电极组成包括上限电极、下限电极和电极总成。电极总成与上下限电极连接，它是上下限电极与PLC控制器连接的中转站，起到枢纽的作用。气送罐内设有上下限电极，上限电极安装在气送罐内距离顶端0.2m处的地方，下限电极安装在离气送罐底端0.2m处的地方，分别采集和传输装满糖浆和排完糖浆的信号。

2.2.5 气送罐

气送罐是罐体，主要是承装糖浆的装置，因为工作时候还要承载一定的空气压力（一般空气压力为0.3～0.5MPa），所以在负载压力上有一定的要求。它属于压力容器，也属于受限空间设备，实施作业时候必须严格遵守操作规程。

3 PLC控制系统的设计

自动气送糖浆装置是实现糖浆自动泵送的装置，通过上下限电极采集和传输糖浆在气送罐的液位情况信号。首先上下限电极将信号传输给电极总成，电极总成再传送给PLC控制器，PLC控制器根据电极总成传输的信号来智能控制进排气三通阀。设备接口并不复杂，因而PLC控制器系统的设计也相对简单。糖浆自动气送PLC控制梯形图，如图2所示。

糖浆自动气送控制指令表指令如下。

4 自动气送罐工作原理

自动气送罐是以空压机产生的空压气作为动力源，具有输送方便、洁净等优点。它以进排气三通阀作为动力开关，通过程序系统控制实现自动化，具体工作流程如下。

PLC控制器控制进排气三通阀排气，在液位差的作用下糖浆开始进入气送罐内，直到糖浆液位触碰到上限电极，上限电极传输信号到PLC控制器，PLC控制器控制进排气三通阀关闭排气转为进气，进料止回阀在压力的作用下关闭，出料止回阀在压力的作用下打开，糖浆从出料阀输送到煮糖楼的糖浆箱中。

气送罐内的糖浆排到与下限电极不接触的液位，下限电极传输信号到PLC控制器，PLC控制器控制进排气三通阀关闭进气转为排气，出料止回阀自行关闭，糖浆进入气送罐，重新开始下一次输送。

5 自动气送罐在生产中的应用情况

自动气送罐在糖浆输送中是由两个并联的自动气送罐组成的，两个自动气送罐轮流工作，提高输送效率。同时，当其中一个气送罐内的糖浆排到与下限电极刚好不接触的液位，PLC控制器马上控制进排气三通阀关闭，进气转为排气，从排料转化为进料，紧接着轮到另一个自动气送罐泵送，同样糖浆排到与下限电极刚好不接触的液位，PLC控制器马上控制进排气三通阀关闭，进气转为排气，这样一罐一罐连续轮流泵送。这种工作模式相当于糖浆是被挤压到煮糖楼的糖浆箱，糖浆在输送管中流动而不夹带气体，没有气体突然冲出输送糖浆管管口，这样的好处就是防止气体突然喷出管口而引起管路剧烈的震动，起到安全平稳无噪声的效果。

之前在使用电机泵输送糖浆的时候，经常出现漏糖浆、轴承故障、皮件磨损和泵轴变形等情况，不仅花费大量的人力财力，还影响生产工艺流程，而且它需要专人看守操作手动开关。而使用自动气送罐，在榨季期使用过程中几乎是零维修，只需在停榨检修期间进行常规保养，平时自动泵送不需要专人看守，只需要巡检就可以了。

6 结语

自动气送罐糖浆输送装置在广西农垦糖业集团柳兴制糖有限公司已使用多年，在使用过程中有无泄漏、安全平稳噪声小、劳动强度小和维修成本低等优点，完全能够满足糖厂糖浆输送的要求。该公司糖浆输送已实现无人看守，自动输送，为糖厂自动化生产迈进了一步。同时，自动气送罐装置还使用于甲稀、甲原、乙原、乙稀和废蜜等物料的输送，同样取得良好的效果。