一種硝酸銨溶液射流攪拌用的泵送裝置及方法

2024-03-09 01:18:15 1

專利名稱：一種硝酸銨溶液射流攪拌用的泵送裝置及方法
技術領域：
本發明涉及化工溶液攪拌、泵送技術，特別是硝酸銨溶液的攪拌及泵送技術。
背景技術：
目前工業炸藥用的原材料硝酸銨溶液(110°C以上)通常保溫儲存在大容積貯罐 中備用，根據儲存安全及工藝要求，必須進行間歇攪拌。考慮到硝酸銨溶液高溫、易於結晶 且貯罐罐體尺寸較大等特點，常用的機械式攪拌裝置難以實現，可採用射流攪拌方式。傳統的射流攪拌由工作泵、回流管、排料管、射流噴嘴等部分組成一個封閉的管路 系統，貯罐中液體由排料管流經工作泵，再由工作泵泵送到回流管，進入貯罐中浸沒在貯罐 溶液內的射流噴嘴高速噴出，使貯罐內溶液有效的進行混合攪拌。其中工作泵、回流管、排 料管為射流攪拌系統的泵送裝置。由於硝酸銨溶液易於結晶的特點，若簡單使用工作泵抽出硝酸銨溶液，然後通過 管路送回貯罐中進行攪拌，存在以下問題一是工作泵體內及進出工作泵管路內始終充滿 硝酸銨溶液，如果工作泵停止工作後，特別是停產時間比較長後，這些溶液會降溫、結晶於 泵及管路中。即使工作泵及管路進行保溫處理，如果結晶堵塞後，也難以使之溶解。二是即 使可以在貯罐進出管道的位置安裝閥門，每次工作泵停止後，及時關閉閥門，將泵體內及管 道內的溶液排出，解決殘留溶液降溫、結晶的問題，但存在排出的溶液如何處理的問題。採 用人工方式將排出的溶液返回到貯罐或生產工序內容易被燙傷，不安全；採用設備操作，需 要另外增加一套泵送裝置。

發明內容
本發明的目的在於克服上述缺陷，提供一種硝酸銨溶液射流攪拌用的泵送裝置及 方法。本發明的裝置方案是在貯罐旁設置一個回流罐，該回流罐的罐頂蓋低於貯罐排 料口 ；回流罐頂蓋上安裝有化工防腐的作為工作泵的液下泵，液下泵的電機傳動機構固定 於頂蓋之上，液下泵的泵體伸入回流罐後懸吊在罐內腔中；貯罐排料管的排料口與回流罐 頂蓋上的進料口管路連通，貯罐的回流管的進料口與液下泵的出料口連通；貯罐的排料管 上串接有排料電動球閥，電動球閥開關線路分別與PLC控制系統連接；回流罐上設置有靜 壓式液位計，所述液位計信號輸出線路與PLC控制系統連接。本發明的方法方案是在貯罐旁設置一個回流罐，該回流罐的罐頂蓋低於貯罐排 料口 ；回流罐上固定有液下泵，液下泵的泵體伸入回流罐後懸吊在罐內腔中，貯罐排料管 的排料口與回流罐頂蓋上的進料口管路連通，貯罐的回流管的進料口與液下泵的出料口連 通；需要攪拌時，PLC控制系統啟動液下泵，打開電動球閥，硝酸銨溶液經過排料管自流到 回流罐中，由液下泵通過回流管輸送到貯罐內射流噴嘴進行攪拌；控制系統至規定時間需 要停車時，先關閉電動球閥，然後延時停止液下泵。本發明的優點在於射流攪拌系統停機時，排料管及回流管處於排空狀態，無殘留溶液，防止管路結晶；回流罐設計有加熱裝置，自流至回流罐的剩餘硝酸銨溶液結晶後可以 加熱溶解；回流管與液下泵接口處設計的蒸汽接入口，即使出現的溶液結晶現象，也能方便 的得到疏通；回流管路高處安裝的破真空裝置，避免了虹吸現象的發生，消除了安全隱患； 安裝於回流罐上的液下泵維修方便，不存在拆泵時可能發生高溫溶液洩漏燙傷的危險；半 敞開式的回流罐設計，方便了檢驗人員取樣，進行硝酸銨溶液理化指標分析。


圖1為本發明結構示意圖。圖2為液下泵泵體位置結構放大示意圖。圖3為回流罐、液下泵安裝結構放大示意圖。
具體實施例方式本發明的結構包括貯罐(5)、貯罐(5)的回流管(3)、排料管(13 )、射流噴嘴⑷以 及工作泵，其特徵在於；在貯罐(5)旁設置一個回流罐(10)，該回流罐(10)的罐頂蓋低於 貯罐(5)排料管(13)；回流罐(10)頂蓋上安裝有化工防腐的作為工作泵的液下泵(6)，液 下泵(6)的電機傳動機構固定於頂蓋之上，液下泵(6)的泵體伸入回流罐(10)後懸吊在罐 內腔中；C罐(5)排料管(13)的排料口與回流罐(10)頂蓋上的進料口管路連通，貯罐(5) 的回流管⑶的進料口與液下泵(6)的出料口連通；C罐(5)的排料管(13)上串接有排料 電動球閥(14)，電動球閥(14)開關線路分別與PLC控制系統連接；回流罐(10)上設置有 靜壓式液位計(12)，所述液位計(12)信號輸出線路與PLC控制系統連接。回流管(3)的管路高處旁路連通有電磁閥(2)，所述電磁閥(2)的開關線路與PLC 控制系統連接。回流罐(10)內腔設置有蛇形盤管，該蛇形盤管在回流罐(10)側壁上的進氣口、出 氣口分別通過閥門與蒸汽管連通。在回流管(3)鉛直方向上依次串接有上球閥(7)、三通管、下球閥(9)，所述三通管 的旁路管與蒸汽管的蒸汽接口(8)連通。回流罐(10)為可開蓋式，其頂蓋上設置有絞鏈式翻蓋，可開可關。本發明的方法是在貯罐(5)旁設置一個回流罐(10)，該回流罐(10)的罐頂蓋低 於貯罐(5)排料管(13)；回流罐(10)上固定有液下泵(6)，液下泵(6)的泵體伸入回流罐 (10)後懸吊在罐內腔中，貯罐(5)排料管(13)的排料口與回流罐(10)頂蓋上的進料口管 路連通，貯罐(5)的回流管(3)的進料口與液下泵(6)的出料口連通；需要攪拌時，PLC控制 系統啟動液下泵(6)，打開電動球閥(14)，硝酸銨溶液經過排料管(13)自流到回流罐(10) 中，由液下泵(6)通過回流管(3)輸送到貯罐(5)內射流噴嘴(4)進行攪拌；控制系統至規 定時間需要停車時，先關閉電動球閥(14)，然後延時停止液下泵(6)。所述的延時停止液下泵(6)是回流罐(10)的液位由靜壓式液位計(12)控制，當 液位到達設定高度時，由靜壓式液位計(12)發送信號至控制系統，再由控制系統關閉電動 球閥(14)；同樣，當回流罐(10)中的液位降到設定的位置時，由靜壓式液位計(12)發送信 號至控制系統，再由控制系統關閉液下泵(6)。本系統主要工作原理是在貯罐(5)旁設計一個回流罐(10)，該回流罐(10)的罐口位置低於貯罐(5)排料管(13)，回流罐(10)上裝有一化工防腐的液下泵(6)。需要攪拌 時首先打開電動球閥(14)，將貯罐(5)內的溶液排入回流罐(10)，然後啟動回流罐(10)上 的液下泵(6)，將溶液往罐頂高處泵送至貯罐(5)底部，攪動貯罐(5)內的溶液；當關閉閥 門或停止液下泵(6)後，管道內殘留溶液會自流至回流罐(10)，防止溶液結晶；回流罐(10) 可以進行加熱，確保液下泵(6)及罐內溶液的溫度，防止結晶；進出管道不僅設計了保溫夾 層，而且設計了蒸汽接口(8)，必要時可以直接通入蒸汽進行管道吹掃。具體的做法是當系統按程序設定需要工作時，由控制系統先啟動液下泵(6)，打 開電動球閥(14)，硝酸銨溶液經過排料管(13)自流到回流罐(10)中，由液下泵(6)輸送 到貯罐(5)內進行攪拌；控制系統至規定時間需要停車時，先關閉電動球閥(14)，然後延時 停止液下泵(6)。回流罐(10)的液位由靜壓式液位計(12)控制，當液位到達設定高度時， 由靜壓式液位計(12)發送信號至控制系統，再由控制系統關閉電動球閥(14)；同樣，當回 流罐(10)中的液位降到設定的位置時，由靜壓式液位計(12)發送信號至控制系統，再由 控制系統關閉液下泵(6)。為防止管路中殘留硝酸銨溶液的結晶，將排料管(13)及回流管 (3)設計成具有一定斜度，在完成射流攪拌後，管路上的殘留溶液將在自重的作用下自流到 低位的回流罐(10)中，此時的排料管(13)及回流管(3)處於排空狀態，防止殘留溶液在管 路中結晶，堵塞管路。
由於回流罐(10)處於低位，當系統關閉液下泵(6)後，回流管(3)中的剩餘溶液 在自重作用下流回到回流罐(10)中，此時將可能引起虹吸現象(貯罐(5)中的溶液倒流至 回流罐(10)中)。由於硝酸銨溶液的高溫及腐蝕性，一旦發生虹吸現象，高溫溶液溢出回流 罐(10)後，可能存在較大的安全問題。為了不使虹吸現象發生，必須對回流管(3)路進行 破真空處理，破壞虹吸現象。為此，在回流管(3)的管路高處裝電磁閥(2)，在完成一次循環 射流攪拌後，由控制系統打開電磁閥(2)，對回流管(3)路進行排空，使其破真空，達到防止 虹吸的效果。考慮到硝酸銨溶液易於結晶的特點，在本系統中還採取了幾條防止結晶的措施1、系統中的所有閥門、電磁閥(2)均需選用蒸汽保溫型，選用不鏽鋼材質。2、在回流罐(10)中，裝有蛇形盤管，當回流罐(10)中的硝酸銨溶液的溫度降低時 (由智能式一體化溫度計(11)監測)，可以自動通入蒸汽，對其進行加熱處理，防止由於溫 度的降低而引起的結晶現象。3、排料管(13)和回流管(3)均採用夾套套管的型式，在套管中通入蒸汽進行保溫處理。4、為了防止溶液在回流管(3)及流下泵(6)泵體中堵塞，在回流管(3)與液下泵 (6)出料口的連接處裝有蒸汽接口(8)及上、下兩個球閥。當回流管(3)堵塞時，可關閉下 球閥(9)，打開上球閥(7)，由蒸汽接口(8)通入蒸汽進行管路疏通；同樣，當液下泵(6)被 結晶的硝酸銨堵塞時，可關閉上球閥(7)，打開下球閥(9)，由蒸汽接口(8)通入蒸汽疏通泵 體。該射流攪拌的泵送裝置較好地滿足硝酸溶液進行射流攪拌的需要，具有以下優 點射流攪拌系統停機時，排料管(13)及回流管(3)處於排空狀態，無殘留溶液，防止管路 結晶；回流罐(10)設計有加熱裝置，自流至回流罐(10)的剩餘硝酸銨溶液結晶後可以加熱 溶解；回流管(3)與液下泵(6)出料口的連接處設置有蒸汽接入口，即使出現的溶液結晶現象，也能方便的得到疏通；回流管(3)路高處安裝的破真空裝置，避免了虹吸現象的發生，消除了安全隱患；安裝於回流罐(10)上的液下泵(6)維修方便，不存在拆泵時可能發生高 溫溶液洩漏燙傷的危險；半敞開式的回流罐(10)設計，方便了檢驗人員取樣，進行硝酸銨 溶液理化指標分析。
權利要求
一種硝酸銨溶液射流攪拌用的泵送裝置，包括貯罐(5)、貯罐(5)的回流管(3)、排料管(13)、射流噴嘴(4)以及工作泵，其特徵在於；在貯罐(5)旁設置一個回流罐(10)，該回流罐(10)的罐頂蓋低於貯罐(5)排料管(13)；回流罐(10)頂蓋上安裝有化工防腐的作為工作泵的液下泵(6)，液下泵(6)的電機傳動機構固定於頂蓋之上，液下泵(6)的泵體伸入回流罐(10)後懸吊在罐內腔中；貯罐(5)排料管(13)的排料口與回流罐(10)頂蓋上的進料口管路連通，貯罐(5)的回流管(3)的進料口與液下泵(6)的出料口連通；貯罐(5)的排料管(13)上串接有排料電動球閥(14)，電動球閥(14)開關線路分別與PLC控制系統連接；回流罐(10)上設置有靜壓式液位計(12)，所述液位計(12)信號輸出線路與PLC控制系統連接。
2.根據權利要求1所述的一種硝酸銨溶液射流攪拌用的泵送裝置，其特徵在於回流 管(3)的管路高處旁路連通有電磁閥(2)，所述電磁閥(2)的開關線路與PLC控制系統連接。
3.根據權利要求1所述的一種硝酸銨溶液射流攪拌用的泵送裝置，其特徵在於回流 罐(10)內腔設置有蛇形盤管，該蛇形盤管在回流罐(10)側壁上的進氣口、出氣口分別通過 閥門與蒸汽管連通。
4.根據權利要求1所述的一種硝酸銨溶液射流攪拌用的泵送裝置，其特徵在於在回 流管(3)鉛直方向上依次串接有上球閥(7)、三通管、下球閥(9)，所述三通管的旁路管與蒸 汽管的蒸汽接口(8)連通。
5.一種硝酸銨溶液射流攪拌用的泵送方法，包括貯罐(5)、貯罐(5)的回流管(3)、排 料管(13)、射流噴嘴(4)以及工作泵，其特徵在於在貯罐(5)旁設置一個回流罐(10)，該 回流罐(10)的罐頂蓋低於貯罐(5)排料管(13)；回流罐(10)上固定有液下泵(6)，液下 泵(6)的泵體伸入回流罐(10)後懸吊在罐內腔中，貯罐(5)排料管(13)的排料口與回流 罐(10)頂蓋上的進料口管路連通，貯罐(5)的回流管(3)的進料口與液下泵(6)的出料口 連通；需要攪拌時，PLC控制系統啟動液下泵(6)，打開電動球閥(14)，硝酸銨溶液經過排料 管(13)自流到回流罐(10)中，由液下泵(6)通過回流管(3)輸送到貯罐(5)內射流噴嘴 (4)進行攪拌；控制系統至規定時間需要停車時，先關閉電動球閥(14)，然後延時停止液下 泵(6)。
6.根據權利要求5所述的一種硝酸銨溶液射流攪拌用的泵送方法，其特徵在於所述 的延時停止液下泵(6)是回流罐(10)的液位由靜壓式液位計(12)控制，當液位到達設 定高度時，由靜壓式液位計(12)發送信號至控制系統，再由控制系統關閉電動球閥(14)； 同樣，當回流罐(10)中的液位降到設定的位置時，由靜壓式液位計(12)發送信號至控制系 統，再由控制系統關閉液下泵(6)。
全文摘要
一種硝酸銨溶液射流攪拌用的泵送裝置及方法，涉及硝酸銨溶液的攪拌及泵送技術。其特徵在於；在貯罐旁設置一個回流罐，該回流罐的罐頂蓋低於貯罐排料口；回流罐頂蓋上安裝液下泵，液下泵的泵體伸入回流罐後懸吊在罐內腔中；貯罐的排料管上串接有排料電動球閥，回流罐上設置有靜壓式液位計，PLC控制系統控制貯罐溶液依次經排料管、回流罐、液下泵、回流管由射流噴嘴噴射攪拌。採用PLC控制系統使電動球閥關閉後延時關閉液下泵。優點在於採用延時控制，使射流攪拌系統停機時，排料管及回流管處於排空狀態，無殘留溶液，防止管路結晶。
文檔編號B01F5/10GK101829513SQ201010149838
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月19日 優先權日2010年4月19日
發明者周榮光, 蘇明陽, 蘇洪文, 陳榕光, 馬麗玲 申請人:福建海峽科化股份有限公司