專利名稱：一種實現流體材料輸送存儲的自動切換系統和方法
技術領域：
本發明涉及對流體材料輸送存儲的切換裝置和方法，尤其是涉及一種在多個存儲槽之間實現流體輸送存儲的自動切換系統和方法。
背景技術：
在我國經濟高速增長、特別是近幾年冶金、石化、石油、化肥等行業的持續穩定發展，隨著能源的價格提升，運輸成本已越來越高，而利用水力管道輸送固體、流體材料，具有運輸距離短、基建投資少，對地形適應及可利用高差勢能，不污染環境及不受外界條件干擾，可以實現連續作業，技術可靠，運輸費僅為鐵路、公路的1/6 1/10等諸多優點，實現了經濟、環境可持續發展。其中要實現管道的連續作業，就必須保證管道輸送材料的供應，而礦山企業的生產不能在線保證管道的輸送，那就需要用存儲槽來進行礦漿等流體材料的存儲，以保證了管道輸送的連續性，同時也起到緩沖的作用。
發明內容
本發明解決了在礦漿等流體材料進入不同存儲槽如存儲攪拌槽之間實現自動切換，通過使用液位計監測液位來控制進入存儲攪拌槽的閥門，當液位計所測存儲槽處于低液位的時候打開其進口閥門，反之關閉閥門，這樣閥門能夠自動通斷，操作方便，有效節省人力。而在傳統的操作中，操作人員需要觀察液位計的高度，根據液位計的高度手動開關閥門，閥門都處于存儲槽頂，操作人員需要爬到槽頂進行手動操作，造成生產效率降低。本發明解決上述技術問題所采取的技術手段如下
本發明提供一種實現流體材料輸送存儲的自動切換系統，其特征在于，該系統包括有底流泵、干路管道、支路管道、存儲槽、閥門、液位計和控制單元；其中所述底流泵設置于存放待輸送流體材料的流體存儲池的底部出口 ；所述底流泵的出口接干路管道，所述干路管道的出口同時接若干所述支路管道，其中每個存儲槽的入口均連接有一條支路管道，并從所述干路管道引出一條循環支路管道連接于所述流體存儲池的入口 ；其中在連接每個存儲槽的支路管道上各設置有一進口閥門，在所述循環支路管道上設置有一循環閥門；且在每個存儲槽上均安裝有一個液位計；所述控制單元同時連接于各液位計和閥門，并基于液位計的輸出信號來控制各閥門的開閉，以實現對流體材料輸送路徑的自動切換。進一步的根據本發明所述的系統，其特征在于，所述的液位計實時測量對應存儲槽的液位高低數值并將其輸出給控制單元，所述控制單元中存儲有各存儲槽預設的高液位設定值，并通過比較液位計測量的液位高低數值和該液位計所對應存儲槽的高液位設定值來判定所述存儲槽是處于高液位狀態還是低液位狀態。進一步的根據本發明所述的系統，其特征在于，所述控制單元對各閥門開閉狀態的控制過程為經所述控制單元判定，當存在處于低液位狀態的存儲槽時，所述控制單元控制打開連接于該低液位存儲槽的支路管道上的進口閥門，并關閉循環支路管道上的循環閥門，使得泵送流體輸入至該低液位存儲槽內；當不存在處于低液位狀態的存儲槽時，所述控制單元控制關閉連接于各存儲槽的各支路管道上的進口閥門，并打開循環支路管道上的循環閥門，使得泵送流體回流至流體存儲池內。進一步的根據本發明所述的系統，其特征在于，所述液位計實時監測其對應存儲槽內的液位高低信息，并實時將該液位高低信息傳輸至控制單元以實時監測存儲槽所處的液位狀態，當某一存儲槽處于高液位狀態時，所述控制單元控制關閉連接于該高液位存儲槽的支路管道上的進口閥門。進一步的根據本發明所述的系統，其特征在于，所述處于低液位狀態的存儲槽是指其液位計測量的液位高低數值低于控制單元中所存儲的對應存儲槽的高液位設定值的存儲槽，所述處于高液位狀態的存儲槽是指其液位計測量的液位高低數值等于或大于控制單元中所存儲的對應存儲槽的高液位設定值的存儲槽。進一步的根據本發明所述的系統，其特征在于該系統所針對的流體材料為礦漿漿體材料。進一步的根據本發明所述的系統，其特征在于，所述存儲槽的數量為兩個以上，且所述存儲槽為存儲攪拌槽。進一步的根據本發明所述的系統，其特征在于，所述控制單元為單片機，所述閥門為電磁閥門。進一步的根據本發明所述的系統，其特征在于，在每個存儲槽的高于其高液位設定值對應位置的位置處設置一溢流孔。進一步的根據本發明所述的系統來實現流體材料輸送存儲的自動切換的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟
A、啟動底流泵；
B、各液位計實時測量各存儲槽的液位高低數值，并將測量結果實時輸出至控制單
元；
C、控制單元根據各液位計測得的液位高低數值和對應各存儲槽預設的高液位設定值之間的關系，判定各存儲槽是處于低液位狀態還是高液位狀態，并基于該判定結果進行如下切換控制
Cl)、當存在處于低液位狀態的存儲槽時，所述控制單元控制打開連接于該低液位存儲槽的支路管道上的進口閥門，并關閉循環支路管道上的循環閥門，使得泵送流體材料輸入至該低液位存儲槽內，直至其達到高液位狀態；
c2)、當某一存儲槽處于高液位狀態時，所述控制單元控制關閉連接于該存儲槽的支路管道上的進口閥門，使得流體材料輸入至其它低液位存儲槽內；
c3)、當不存在處于低液位狀態的存儲槽時，所述控制單元控制關閉連接于各存儲槽的各支路管道上的進口閥門，并打開循環支路管道上的循環閥門，使得泵送流體材料回流至流體存儲池內，直至低液位存儲槽的出現。進一步的根據上述方法，其特征在于，其中所述的低液位狀態是指存儲槽的液位計所測量的液位高低數值低于控制單元中所預設的該存儲槽的高液位設定值時的狀態，所述的高液位狀態是指存儲槽的液位計所測量的液位高低數值等于或大于控制單元中所預設的該存儲槽的高液位設定值時的狀態。進一步的根據上述方法，其特征在于，所述控制單元根據各液位計實時測量的輸出數據來實時監測各存儲槽所處的液位狀態，并根據該液位狀態實時控制各閥門的開閉動作。進一步的根據上述方法，其特征在于，其中所述的流體材料具體為礦漿漿體材料， 上述方法實現對漿體的輸送存儲進行自動切換。根據本發明所述的系統和方法，能夠解決在礦漿等流體材料進入不同存儲槽之間的自動切換，從而能夠實現對流體尤其是礦漿漿體輸送過程的自動控制，使得流體材料自動輸送到目的地，操作方便，能夠有效節省人力，提高生產效率。
圖1為本發明實現流體輸送存儲的自動切換系統的結構示意圖； 圖2為本發明所述自動切換系統中控制單元的原理框圖3為本發明實現流體輸送存儲的自動切換流程框圖。附圖標記說明
1、底流泵；2、A槽液位計；3、B槽液位計；4、循環閥門； 5、A槽進口閥門；6、B槽進口閥門；7、控制單元; 8、漿體存儲池；A、B存儲攪拌槽。
具體實施例方式以下以輸送礦漿漿體材料為例并結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明。如圖1所示，本發明所述的實現流體輸送存儲的自動切換裝置包括底流泵1，其設置于存放待輸送流體如礦漿漿體的漿體存儲池8的底部出口，用于向各存儲攪拌槽A、B泵送漿體；底流泵1出口接干路管道，該干路管道接三個支路管道，其中第一支路管道接存儲攪拌槽A的進口，且該第一支路管道上設置有A槽進口閥門5，第二支路管道接存儲攪拌槽 B的進口，且該第二支路管道上設置有B槽進口閥門6，第三支路管道接漿體存儲池8，并在其上設置有循環閥門4 ；在兩個存儲攪拌槽A、B上分別安裝有用于測量其內漿體液位高低的液位計2、3 ；如圖2所示，本發明的自動切換裝置還包括有一控制單元7，A槽液位計2和 B槽液位計3的信號輸出端接該控制單元7，且A槽進口閥門5、B槽進口閥門6以及循環閥門4也都連接于該控制單元7，通過控制單元7來控制其開閉狀態；控制單元7中預存有存儲攪拌槽A和B的高液位設定值，并能夠將A、B槽液位計2、3測量的液位高低數值與對應存儲攪拌槽的高液位設定值進行比較以判斷該存儲攪拌槽是處于高液位狀態呢還是低液位狀態，并據此控制其進口閥門的開閉，具體來說當A槽液位計2測量的液位值低于控制單元中預存的存儲攪拌槽A的高液位設定值時，則判定該存儲攪拌槽A處于低液位狀態，控制單元7控制打開其支路管道上的進口閥門5，當A槽液位計2測量的液位值等于或高于控制單元7中預存的存儲攪拌槽A的高液位設定值時，則判定該存儲攪拌槽A處于高液位狀態， 控制單元7控制關閉其支路管道上的進口閥門5，同理控制單元7對存儲攪拌槽B也能進行這種高低液位狀態的判定及對應閥門的開閉控制，當存儲攪拌槽A和B都處于高液位狀態時控制單元7控制打開循環閥門4。實施時，控制單元7可以為單片機，各閥門可為電磁閥， 且在漿體輸送的過程中各液位計實時對各存儲攪拌槽的狀態進行監測，并據此實時控制各存儲攪拌槽進口閥門的開閉狀態。
下面結合附圖3具體說明漿體的切換過程
啟動底流泵1，同時利用A、B槽液位計2、3分別對A、B存儲攪拌槽的液位高低同時進行測量，并將其測得的液位值與對應存儲攪拌槽預設的高液位設定值進行比較以判定是否存在低液位的存儲攪拌槽，即當A槽液位計2測得的液位值低于控制單元中所存儲的A槽高液位設定值時，則存儲攪拌槽A處于低液位狀態，控制單元7令A槽進口閥門5打開、同時關閉循環閥門4，使得泵送漿體進入存儲攪拌槽A，直至A槽液位計2實時測得的液位值等于或高于其預設值時才關閉A槽進口閥門；當B槽液位計3測得的液位值低于控制單元中所存儲的B槽高液位設定值時，控制單元7令B槽進口閥門6打開、循環閥門4關閉，使得泵送漿體進入存儲攪拌槽B，直至B槽液位計3測得的液位值等于或高于其預設值時才關閉B槽進口閥門；當A、B兩槽液位計2、3測得的液位值都低于控制單元7中所預存的對應高液位設定值時，控制單元7令A、B槽的進口閥門5、6均打開、且關閉循環閥門4，使得泵送漿體同時進入存儲攪拌槽A和B，直至存儲攪拌槽A和/或B到達高液位時才關閉其對應的進口閥門；當A、B兩槽液位計2、3實時測得的液位值都大于或等于控制單元中所存儲的對應高液位設定值時，控制單元7令A、B槽的進口閥門5、6關閉、且打開循環閥門4，使得泵送漿體循環進入漿體存儲池8，直到A和/或B槽液位計測得的液位值低于其對應的高液位設定值(即高液位消失)時，才關閉該循環閥門而使漿體重新按照上述方式在兩存儲攪拌槽間進行切換輸送。以上僅是對本發明的技術原理進行了詳細的描述，但并不將本發明的保護范圍限制于此，本領域技術人員在本發明的技術構思范圍內所作的任何公知變形都屬于本發明所涉及的范疇，如上述實施例雖然給出了兩個存儲攪拌槽之間的漿體存儲切換，但本領域技術人員能夠顯而易見的將其擴展到多個存儲槽之間的其他流體輸送存儲的切換，并且其中所述的液位計也可用本領域熟知的其他液位檢測裝置代替，且可于存儲槽頂部位置附近設置溢流孔等，都屬于本發明保護的范圍。
權利要求
1.一種實現流體材料輸送存儲的自動切換系統，其特征在于，該系統包括有底流泵、干路管道、支路管道、存儲槽、閥門、液位計和控制單元；其中所述底流泵設置于存放待輸送流體材料的流體存儲池的底部出口 ；所述底流泵的出口接干路管道，所述干路管道的出口同時接若干所述支路管道，其中每個存儲槽的入口均連接有一條支路管道，并從所述干路管道引出一條循環支路管道連接于所述流體存儲池的入口 ；其中在連接每個存儲槽的支路管道上各設置有一進口閥門，在所述循環支路管道上設置有一循環閥門；且在每個存儲槽上均安裝有一個液位計；所述控制單元同時連接于各液位計和閥門，并基于液位計的輸出信號來控制各閥門的開閉，以實現對流體材料輸送路徑的自動切換。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述的液位計實時測量對應存儲槽的液位高低數值并將其輸出給控制單元，所述控制單元中存儲有各存儲槽預設的高液位設定值，并通過比較液位計測量的液位高低數值和該液位計所對應存儲槽的高液位設定值來判定所述存儲槽是處于高液位狀態還是低液位狀態。
3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述控制單元對各閥門開閉狀態的控制過程為經所述控制單元判定，當存在處于低液位狀態的存儲槽時，所述控制單元控制打開連接于該低液位存儲槽的支路管道上的進口閥門，并關閉循環支路管道上的循環閥門，使得泵送流體輸入至該低液位存儲槽內；當不存在處于低液位狀態的存儲槽時，所述控制單元控制關閉連接于各存儲槽的各支路管道上的進口閥門，并打開循環支路管道上的循環閥門，使得泵送流體回流至流體存儲池內。
4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述液位計實時監測其對應存儲槽內的液位高低信息，并實時將該液位高低信息傳輸至控制單元以實時監測存儲槽所處的液位狀態，當某一存儲槽處于高液位狀態時，所述控制單元控制關閉連接于該高液位存儲槽的支路管道上的進口閥門。
5.根據權利要求2至4任一項所述的系統，其特征在于，所述處于低液位狀態的存儲槽是指其液位計測量的液位高低數值低于控制單元中所存儲的對應存儲槽的高液位設定值的存儲槽，所述處于高液位狀態的存儲槽是指其液位計測量的液位高低數值等于或大于控制單元中所存儲的對應存儲槽的高液位設定值的存儲槽。
6.根據權利要求1至4任一項所述的系統，其特征在于該系統所針對的流體材料為礦漿漿體材料。
7.根據權利要求1至4任一項所述的系統，其特征在于，所述存儲槽的數量為兩個以上，且所述存儲槽為存儲攪拌槽。
8.根據權利要求1至4任一項所述的系統，其特征在于，所述控制單元為單片機，所述閥門為電磁閥門。
9.根據權利要求2至4任一項所述的系統，其特征在于，在每個存儲槽的高于其高液位設定值對應位置的位置處設置一溢流孔。
10.一種根據權利要求1至9任一項所述的系統來實現流體材料輸送存儲的自動切換的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟A、啟動底流泵；B、各液位計實時測量各存儲槽的液位高低數值，并將測量結果實時輸出至控制單元；C、控制單元根據各液位計測得的液位高低數值和對應各存儲槽預設的高液位設定值之間的關系，判定各存儲槽是處于低液位狀態還是高液位狀態，并基于該判定結果進行如下切換控制Cl)、當存在處于低液位狀態的存儲槽時，所述控制單元控制打開連接于該低液位存儲槽的支路管道上的進口閥門，并關閉循環支路管道上的循環閥門，使得泵送流體材料輸入至該低液位存儲槽內，直至其達到高液位狀態；c2)、當某一存儲槽處于高液位狀態時，所述控制單元控制關閉連接于該存儲槽的支路管道上的進口閥門，使得流體材料輸入至其它低液位存儲槽內；c3)、當不存在處于低液位狀態的存儲槽時，所述控制單元控制關閉連接于各存儲槽的各支路管道上的進口閥門，并打開循環支路管道上的循環閥門，使得泵送流體材料回流至流體存儲池內，直至低液位存儲槽的出現。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于，其中所述的低液位狀態是指存儲槽的液位計所測量的液位高低數值低于控制單元中所預設的該存儲槽的高液位設定值時的狀態，所述的高液位狀態是指存儲槽的液位計所測量的液位高低數值等于或大于控制單元中所預設的該存儲槽的高液位設定值時的狀態。
12.根據權利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述控制單元根據各液位計實時測量的輸出數據來實時監測各存儲槽所處的液位狀態，并根據該液位狀態實時控制各閥門的開閉動作。
13.根據權利要求10或11所述的方法，其特征在于，其中所述的流體材料具體為礦漿漿體材料，上述方法實現對漿體的輸送存儲進行自動切換。
全文摘要
本發明涉及一種實現流體材料輸送存儲的自動切換系統和方法，通過使用液位計監測各存儲槽的液位狀態來控制進入存儲槽的閥門的開閉，當液位計所測存儲槽處于低液位的時候打開其進口閥門向其注漿，反之則關閉閥門，并借助一循環支路管道來防止溢出。通過本發明的裝置和方法解決了礦漿等流體材料在不同存儲槽之間輸送的自動切換問題，具有操作方便、效率高的優點。
文檔編號F17D1/14GK102269329SQ20111022347
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月5日 優先權日2011年8月5日
發明者周傳奇, 夏華, 太江林, 李金航, 王健, 陳庚 申請人:云南大紅山管道有限公司