自動氣送罐在糖廠糖漿輸送中的應用

鄧承斌，邱冬梅

（廣西糖業集團柳興制糖有限公司，廣西 柳州 545112）

1 引言

傳統上，糖漿在管路中輸送的動力源采用電動泵。但是，越來越多的工程技術人員已經認識到無論多么先進的輸液電機泵，至少存在著三大缺陷：泄露、噪聲大、維修頻繁。由于糖漿的錘度及純度都很高，它們如果泄露，會直接導致大量糖分損失。隨著電氣技術的不斷發展，以自動氣送罐作為動力源來輸送液體的方法在糖廠已經得到初步應用。

圖1 自動氣送罐主要設備組成結構圖

2 自動氣送罐的構成及組成部分的作用

2.1 自動氣送罐的構成

自動氣送罐泵送糖漿裝置，包括：氣送罐、空壓機氣源裝置、電極總成、PLC控制器、進排氣三通閥、進出料止回閥、進料閥、出料閥。其設備分布連接示意圖，如圖1所示。

2.2 自動氣送罐各組成部分的作用

2.2.1 物料控制閥門部分

進料閥、出料閥通過管路分別連接氣送罐，在進料閘閥、出料閘閥與氣送罐之間分別裝有進料止回閥和出料止回閥。進出料閥門在自動泵送的過程是全開的，他們的作用為控制物料能否通過管道，一般是在故障時候斷料維修才使用。進出料止回閥在自動過程中起到關鍵作用：當氣送罐處于排氣狀態時候，由于液位差，糖漿流體就把進料止回閥沖開流到氣送罐里，此時出料止回閥在閥迫重力作用下會自行關閉；當氣送罐處于進氣時候，由于罐內有氣壓存在，進料止回閥在壓力作用下處于關閉狀態，而出料止回閥在壓力作用下則自動打開讓糖漿沖出，糖漿在氣送罐有壓力存在的情況下不斷流向糖漿箱。

2.2.2 三通閥

進排氣三通閥是自動氣送罐動力輸送的開關。三通閥通過管路分別與氣送罐、排氣管和空壓機氣源裝置連接，PLC控制器通過控制三通閥來控制氣送罐內的壓力。

2.2.3 PLC控制器

PLC控制器是自動氣送罐的神經中樞。它分別與電極總成、進排氣三通閥電連接，根據電極總成傳輸的信號控制空壓機氣源裝置的進氣和排氣管的排氣。進排氣三通閥的排氣端連接有引風機，這樣可以加快排氣，縮短進料的時間，從而極大提高工作效率。

2.2.4 電極組成部分

圖2 糖漿自動氣送PLC控制梯形圖

電極組成包括上限電極、下限電極和電極總成。電極總成與上下限電極連接，它是上下限電極與PLC控制器連接的中轉站，起到樞紐的作用。氣送罐內設有上下限電極，上限電極安裝在氣送罐內距離頂端0.2m處的地方，下限電極安裝在離氣送罐底端0.2m處的地方，分別采集和傳輸裝滿糖漿和排完糖漿的信號。

2.2.5 氣送罐

氣送罐是罐體，主要是承裝糖漿的裝置，因為工作時候還要承載一定的空氣壓力（一般空氣壓力為0.3～0.5MPa），所以在負載壓力上有一定的要求。它屬于壓力容器，也屬于受限空間設備，實施作業時候必須嚴格遵守操作規程。

3 PLC控制系統的設計

自動氣送糖漿裝置是實現糖漿自動泵送的裝置，通過上下限電極采集和傳輸糖漿在氣送罐的液位情況信號。首先上下限電極將信號傳輸給電極總成，電極總成再傳送給PLC控制器，PLC控制器根據電極總成傳輸的信號來智能控制進排氣三通閥。設備接口并不復雜，因而PLC控制器系統的設計也相對簡單。糖漿自動氣送PLC控制梯形圖，如圖2所示。

糖漿自動氣送控制指令表指令如下。

4 自動氣送罐工作原理

自動氣送罐是以空壓機產生的空壓氣作為動力源，具有輸送方便、潔凈等優點。它以進排氣三通閥作為動力開關，通過程序系統控制實現自動化，具體工作流程如下。

PLC控制器控制進排氣三通閥排氣，在液位差的作用下糖漿開始進入氣送罐內，直到糖漿液位觸碰到上限電極，上限電極傳輸信號到PLC控制器，PLC控制器控制進排氣三通閥關閉排氣轉為進氣，進料止回閥在壓力的作用下關閉，出料止回閥在壓力的作用下打開，糖漿從出料閥輸送到煮糖樓的糖漿箱中。

氣送罐內的糖漿排到與下限電極不接觸的液位，下限電極傳輸信號到PLC控制器，PLC控制器控制進排氣三通閥關閉進氣轉為排氣，出料止回閥自行關閉，糖漿進入氣送罐，重新開始下一次輸送。

5 自動氣送罐在生產中的應用情況

自動氣送罐在糖漿輸送中是由兩個并聯的自動氣送罐組成的，兩個自動氣送罐輪流工作，提高輸送效率。同時，當其中一個氣送罐內的糖漿排到與下限電極剛好不接觸的液位，PLC控制器馬上控制進排氣三通閥關閉，進氣轉為排氣，從排料轉化為進料，緊接著輪到另一個自動氣送罐泵送，同樣糖漿排到與下限電極剛好不接觸的液位，PLC控制器馬上控制進排氣三通閥關閉，進氣轉為排氣，這樣一罐一罐連續輪流泵送。這種工作模式相當于糖漿是被擠壓到煮糖樓的糖漿箱，糖漿在輸送管中流動而不夾帶氣體，沒有氣體突然沖出輸送糖漿管管口，這樣的好處就是防止氣體突然噴出管口而引起管路劇烈的震動，起到安全平穩無噪聲的效果。

之前在使用電機泵輸送糖漿的時候，經常出現漏糖漿、軸承故障、皮件磨損和泵軸變形等情況，不僅花費大量的人力財力，還影響生產工藝流程，而且它需要專人看守操作手動開關。而使用自動氣送罐，在榨季期使用過程中幾乎是零維修，只需在停榨檢修期間進行常規保養，平時自動泵送不需要專人看守，只需要巡檢就可以了。

6 結語

自動氣送罐糖漿輸送裝置在廣西農墾糖業集團柳興制糖有限公司已使用多年，在使用過程中有無泄漏、安全平穩噪聲小、勞動強度小和維修成本低等優點，完全能夠滿足糖廠糖漿輸送的要求。該公司糖漿輸送已實現無人看守，自動輸送，為糖廠自動化生產邁進了一步。同時，自動氣送罐裝置還使用于甲稀、甲原、乙原、乙稀和廢蜜等物料的輸送，同樣取得良好的效果。