專利名稱：鎂電解槽液位自動控制裝置的制作方法
技術領域：
鎂電解槽液位自動控制裝置
技術領 域本實用新型涉及熔鹽鎂電解工藝中鎂電解槽運行過程中的液位控制，特別涉及將 多個鎂電解槽液位自動保持在標準范圍內的液位自動控制裝置。
背景技術：
熔鹽鎂電解生產工藝是兩種金屬鎂生產工藝中的其中之一，工業生產中，串聯多 個鎂電解槽通入直流電流，鎂電解槽中熔融態熔鹽(電解質)中含有的氯化鎂發生電解反應 生成金屬鎂和氯氣。由于電解質中的氯化鎂不斷被電解消耗而減少，鎂和氯氣被及時排出， 所以鎂電解槽中電解質的高度不斷降低即液位下降，液位低于標準范圍低限時，向鎂電解 槽中的液位調節罐充入高壓氣體，液位調節罐能使液位上升，最終使液位升至標準范圍。當 定期向鎂電解槽內補充原料氯化鎂時，鎂電解槽液位會高于標準范圍高限，此時打開鎂電 解槽中的液位調節罐排氣閥排出內部氣體，液位調節罐能使液位下降，最終使液位降至標 準范圍。這樣能將液位保持在要求的標準范圍內。現有由工人分別對各個鎂電解槽液位進行監視和控制。工人根據現場電解槽鎂液 位檢測管(壓差計)指示的液位，操作液位調節罐進氣和放氣閥，保持液位。這種操作方式的 液位標準范圍為2690士 10mm，在此范圍內，工人每隔約10分鐘就要操作一次液位調節罐閥 門，多個電解槽運行時，操作相當頻繁。由于人工監視和控制不到位，常常使鎂電解槽液位 超出標準范圍，降低了鎂電解槽電流效率。
發明內容本實用新型的目的是提供一種鎂電解槽液位自動控制裝置，對多個鎂電解槽液位 進行集中監視和自動控制，提高鎂電解槽電流效率，降低金屬鎂單位電耗，減少人工勞動。本實用新型一種鎂電解槽液位自動控制裝置通過下述技術方案予以實現一種鎂 電解槽液位自動控制裝置包括鎂電解槽、電解質、電解質液面、液位調節罐、液位檢測管、壓 力變送器、進氣手動閥門、排氣手動閥門、進氣電磁閥、排氣電磁閥、手動閥門、高壓氣體、廢 氣、可編程序控制器、計算機、高壓氣管道，所述的液位調節罐設置在鎂電解槽里的電解質 液面下方，液位調節罐輸入端通過高壓氣管道與進氣手動閥門和排氣手動閥門一端連接以 及與進氣電磁閥和排氣電磁閥之間的手動閥門一端連接；所述的進氣手動閥門輸入端通過 高壓氣管道與高壓氣體連接，所述的進氣電磁閥兩端串聯連接手動閥門且前端的手動閥門 輸入端通過高壓氣管道與高壓氣體連接，進氣電磁閥后端的手動閥門輸出端通過高壓氣管 道與排氣電磁閥前端的手動閥門輸入端連接，排氣電磁閥后端的手動閥門輸出端與廢氣管 道連接；所述的液位檢測管設置在鎂電解槽里其下端伸入至電解質液面下方，液位檢測管 輸出端與壓力變送器輸入端電連接，壓力變送器輸出端與可編程序控制器輸入端電連接， 可編程序控制器輸出端與計算機輸入端電連接，計算機處理輸出端與可編程序控制器處理 輸入端電連接，可編程序控制器處理輸出端分別與進氣電磁閥和排氣電磁閥電連接。本實用新型一種鎂電解槽液位自動控制裝置與現有技術相比較有如下有益效果本實用新型由液位檢測管、壓力變送器、自動控制閥組、液位調節罐、高壓氣體、可編程序控 制器和計算機共同構成的多個鎂電解槽液位自動控制裝置。由壓力變送器將取自液位檢測 管中壓力值變成電信號傳送給可編程序控制器和計算機，可編程序控制器和計算機控制自 動控制閥組，高壓氣體充入液位調節罐或者從液位調節罐排出。壓力變送器取壓自液位檢 測管中的壓力，壓力變送器將壓力值變為電信號向可編程序控制器傳送。壓力變送器能夠 現場顯示壓力值。將進氣手動閥門和排氣手動閥門分別并聯進氣電磁閥和排氣電磁閥，在 每個電磁閥前后安裝手動閥門，這些閥門共同組成自動進氣和排氣控制閥組。可編程序控 制器控制電磁閥的開啟，啟動進氣電磁閥或者排氣電磁閥。進排、氣電磁閥是常閉的，最好 是直通式的電磁閥。自動控制閥組可以人工操作，方便維護。可編程序控制器接受壓力變 送器傳送的液位信號，控制電磁閥開啟，與計算機交換信息。計算機與可編程序控制器交換 信息，修改液位控制程序，顯示鎂電解槽液位，記錄鎂電解槽液位歷史曲線，打印報表。本實 用新型控制保持鎂電解槽液位越接近2680mm越好，最好控制范圍為2685士5mm。本實用新型采用該鎂電解槽液位自動控制裝置，可同時對多個鎂電解槽液位進行 自動控制，能提高鎂電解槽液位控制精度，從而提高電流效率，減少金屬鎂單位電耗。上位 機(計算機)能將所有鎂電解槽液位同時顯示在一個面板上，實現對所有鎂電解槽液位的集 中監視。鎂電解槽液位由人工手動控制改變為自動控制，能減少現場操作工人人數。
本實用新型一種鎂電解槽液位自動控制裝置有如下附圖圖1為本實用新型一種鎂電解槽液位自動控制裝置系統結構示意圖；圖2為本實用新型一種鎂電解槽液位自動控制裝置系統詳細結構示意圖。其中1、鎂電解槽；2、電解質；3、電解質液面；4、液位調節罐；5、液位檢測管；6、 壓力變送器；7、進氣手動閥門；8、排氣手動閥門；9、進氣電磁閥；10、排氣電磁閥；11、手動 閥門；12、高壓氣體；13、廢氣；14、可編程序擯，器；15、計算機；16、高壓氣管道；17、取壓 管。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型一種鎂電解槽液位自動控制裝置技術方案 作進一步描述。如圖1-圖2所示，本實用新型一種鎂電解槽液位自動控制裝置包括鎂電解槽1、電 解質2、電解質液面3、液位調節罐4、液位檢測管5、壓力變送器6、進氣手動閥門7、排氣手 動閥門8、進氣電磁閥9、排氣電磁閥10、手動閥門11、高壓氣體12、廢氣13、可編程序控制 器14、計算機15、高壓氣管道16，所述的液位調節罐4設置在鎂電解槽1里的電解質液面3 下方，液位調節罐4輸入端通過高壓氣管道16與進氣手動閥門7和排氣手動閥門8 一端連 接以及與進氣電磁閥9和排氣電磁閥10之間的手動閥門11 一端連接；所述的進氣手動閥 門7輸入端通過高壓氣管道16與高壓氣體12連接，所述的進氣電磁閥9兩端串聯連接手 動閥門11且前端的手動閥門11輸入端通過高壓氣管道16與高壓氣體12連接，進氣電磁 閥9后端的手動閥門11輸出端通過高壓氣管道16與排氣電磁閥1前端的手動閥門11輸 入端連接，排氣電磁閥10后端的手動閥門11輸出端與廢氣管道13連接；所述的液位檢測管5設置在鎂電解槽1里其下端伸入至電解質液面3下方，液位檢測管5輸出端與壓力變送 器6輸入端電連接，壓力變送器6輸出端與可編程序控制器14輸入端電連接，可編程序控 制器14輸出端與計算機15輸入端電連接，計算機15處理輸出端與可編程序控制器14處 理輸入端電連接，可編程序控制器14處理輸出端分別與進氣電磁閥9和排氣電磁閥10電 連接。所述的可編程序控制器14和計 算機15與多個鎂電解槽液位檢測管5及進氣電磁 閥9和排氣電磁閥10連接。所述的鎂電解槽液位控制高度范圍為2685士5mm。所述的鎂電解槽液位控制高度為2680mm。鎂電解槽液位是一個基礎的控制要求， 所以，鎂電解槽有一個標準控制液位值為2680mm。生產中液位越接近這個值，電解電流效率 就越高，電能單位消耗就越小。實施例1。本實用新型所采用的技術方案是在鎂電解槽液位人工控制裝置的基礎上，加裝 自動控制裝置，包括壓力變送器6、進氣電磁閥9、排氣電磁閥10、可編程序控制器14和計算 機15。壓力變送器6和進氣電磁閥9及排氣電磁閥10分別與可編程序控制器14連接，可 編程序控制器14與計算機15連接，構成鎂電解槽液位自動控制裝置。這里所說的壓力變送器6，是將鎂電解槽液位檢測管5中的壓力通過取壓管直接 連接到壓力變送器6上，壓力變送器6將壓力值變為電信號向可編程序控制器14傳送。壓 力變送器14能夠現場顯示壓力值。鎂電解槽液位調節罐4進氣手動閥門7和排氣手動閥門8分別并聯進氣電磁閥9 和排氣電磁閥10，并在進氣電磁閥9和排氣電磁閥10的前后串聯安裝手動閥門11，共同組 成液位調節罐4的自動進、排氣控制閥組。可編程序控制器14控制進氣電磁閥9和排氣電 磁閥10的開啟，啟動進氣電磁閥9或者排氣電磁閥10，高壓氣體12充入液位調節罐4或者 從液位調節罐4排出后，能夠調節保持鎂電解槽液位。進氣電磁閥9、排氣電磁閥10是常閉 的，最好是直通式的電磁閥。在電磁閥失電情況下，可以對上述過程人工操作。在每個電磁 閥9、10前后安裝手動閥門11，可以在鎂電解槽運行中對電磁閥進行拆卸檢修。設置可編程序控制器14，接受壓力變送器6傳送的液位信號，將其與預設程序中 液位標準值比較后，發出指令控制進氣電磁閥9或者排氣電磁閥10的開啟，調節保持鎂電 解槽液位。同時與上位機計算機15交換信息。設置計算機15，與可編程序控制器14交換信息，修改液位控制程序，顯示鎂電解 槽液位，記錄鎂電解槽液位歷史曲線，并可以打印報表。如圖1所示，多個鎂電解槽1上的壓力變送器6、進氣電磁閥9、排氣電磁閥10分 別與計算機15連接，高壓氣體12通過高壓氣管道16給每個鎂電解槽1的進氣電磁閥9提 供氣源。如圖2所示，鎂電解槽1中盛放生產用電解質2，電解質2形成電解質液面3，液位 檢測管5插入電解質2中，液位調節罐4浸入電解質2中。高壓氣體12通過高壓氣管道16、手動閥門11、進氣電磁閥9、進氣手動閥門7向液 位調節罐4提供氣源。液位調節罐4內廢氣13通過高壓氣管道16、手動閥門11、排氣電磁 閥10、排氣手動閥門8排出到大氣。[0026]液位檢測管5與壓力變送器6通過取壓管17連接，壓力變送器6現場顯示壓力值。進氣手動閥門7和排氣手動閥門8分別與進氣電磁閥9和排氣電磁閥10并聯，每 個電磁閥前后都安裝手動閥門11，組成自動進氣和自動排氣控制閥組。壓力變送器6、進氣電磁閥9、排氣電磁閥10分別與可編程序控制器14連接，可編 程序控制器14與計算機15連接。壓力變送器6將液位檢測管5中的壓力值轉換成電信號傳送到可編程序控制器14 中，生產中，鎂電解槽1中電解質液面3出現降低，低于標準值的下限時，可編程序控制器14 發出信號，控制進氣電磁閥9開啟，高壓氣體12通過進氣電磁閥9進入液位調節罐4中，液 位調節罐4充入高壓氣體12后隨之電解質液面3上升，直至達到標準液面上限后，可編程 序控制器14發出信號，控制進氣電磁閥9關閉，將鎂電解槽1的電解質液面3保持在標準 范圍內。鎂電解槽1定期加入原料氯化鎂后或者其它原因造成電解質液面3高于標準液面 上限時，可編程序控制器14發出信號，控制排氣電磁閥10開啟，液位調節罐4內廢氣13通 過將排氣電磁閥10排出，隨之電解質液面3下降，直至達到標準液面上限后，可編程序控制 器14發出信號，控制排氣電磁閥10關閉，將鎂電解槽1的電解質液面3保持在標準范圍內。 當液位自動控制裝置沒有供電或者檢修時，使用高壓氣體12、手動閥門11、進氣 手動閥門7、排氣手動閥門8、液位調節罐4完成鎂電解槽液位人工控制。計算機15接收可編程序控制器14的液位控制信號，顯示液位值，記錄液位歷史曲 線，提供修改液位控制程序界面和打印報表功能。采用鎂電解槽液位自動控制裝置，縮小了液位控制范圍，最好的控制范圍為 2685士5mm。現有的鎂電解槽液位由人工監視和控制，雖然液位控制在較寬的2690士 IOmm范 圍內，但因監控不到位，超過標準范圍液位的運行時間占總運行時間的比值達到30% 40%,電流單位消耗達到10426KWh/t-Mg。而實施本實用新型鎂電解槽液位自動控制裝置后， 鎂電解槽液位設定并一直運行在2685士5mm范圍內，超過標準范圍液位的運行時間占總運 行時間的比值小于1%，結果，電流單位消耗改善為10213KWh/t-Mg，電流效率提高約2%。現有的1個工人監控操作4臺鎂電解槽，改變為1個工人操作6 8臺鎂電解槽， 另有一人監控全部的鎂電解槽液位，結果，減少了現場操作工人。
權利要求1.一種鎂電解槽液位自動控制裝置，包括鎂電解槽(1)、電解質(2)、電解質液面(3)、 液位調節罐(4)、液位檢測管(5)、壓力變送器(6)、進氣手動閥門(7)、排氣手動閥門(8)、進 氣電磁閥(9)、排氣電磁閥(10)、手動閥門(11)、高壓氣體(12)、廢氣(13)、可編程序控制器 (14)、計算機(15)、高壓氣管道(16)，其特征在于所述的液位調節罐(4)設置在鎂電解槽 (1)里的電解質液面(3 )下方，液位調節罐(4 )輸入端通過高壓氣管道(16 )與進氣手動閥門 (7)和排氣手動閥門(8)—端連接以及與進氣電磁閥(9)和排氣電磁閥(10)之間的手動閥 門(11) 一端連接；所述的進氣手動閥門(7)輸入端通過高壓氣管道(16)與高壓氣體(12) 連接，所述的進氣電磁閥(9 )兩端串聯連接手動閥門(11)且前端的手動閥門(11)輸入端通 過高壓氣管道(16)與高壓氣體(12)連接，進氣電磁閥(9)后端的手動閥門(11)輸出端通 過高壓氣管道(16 )與排氣電磁閥(10 )前端的手動閥門(11)輸入端連接，排氣電磁閥(10 ) 后端的手動閥門(11)輸出端與廢氣管道(13)連接；所述的液位檢測管(5)設置在鎂電解 槽(1)里其下端伸入至電解質液面(3)下方，液位檢測管(5)輸出端與壓力變送器(6)輸入 端電連接，壓力變送器(6)輸出端與可編程序控制器(14)輸入端電連接，可編程序控制器 (14)輸出端與計算機(15)輸入端電連接，計算機(15)處理輸出端與可編程序控制器(14) 處理輸入端電連接，可編程序控制器(14)處理輸出端分別與進氣電磁閥(9)和排氣電磁閥 (10)電連接。
2.如權利要求1所述的鎂電解槽液位自動控制裝置，其特征在于所述的可編程序控 制器(14)和計算機(15)與多個鎂電解槽液位檢測管(5)及進氣電磁閥(9)和排氣電磁閥 (10)連接。
3.如權利要求1所述的鎂電解槽液位自動控制裝置，其特征在于所述的鎂電解槽液 位控制高度范圍為2685士5mm。
4.如權利要求1所述的鎂電解槽液位自動控制裝置，其特征在于所述的鎂電解槽液 位控制高度為2680mm。
專利摘要本實用新型涉及熔鹽鎂電解工藝中鎂電解槽運行過程中的液位控制，特別涉及將多個鎂電解槽液位自動保持在標準范圍內的液位自動控制裝置。一種鎂電解槽液位自動控制裝置壓力變送器和進氣電磁閥及排氣電磁閥分別與可編程序控制器連接，可編程序控制器與計算機連接，構成鎂電解槽液位自動控制裝置。本實用新型采用該鎂電解槽液位自動控制裝置，可同時對多個鎂電解槽液位進行自動控制，能提高鎂電解槽液位控制精度，從而提高電流效率，減少金屬鎂單位電耗。上位機(計算機)能將所有鎂電解槽液位同時顯示在一個面板上，實現對所有鎂電解槽液位的集中監視。鎂電解槽液位由人工手動控制改變為自動控制，能減少現場操作工人人數。
文檔編號C25C3/04GK201896200SQ20112006364
公開日2011年7月13日 申請日期2011年3月12日 優先權日2011年3月12日
發明者周茂敬 申請人:青海柏斯特金屬科技有限公司