一种聚羧酸减水剂反应釜智能系统

摘要

本发明涉及一种聚羧酸减水剂反应釜智能系统，属于化工产品生产装置技术领域。包括控制单元及分别与该控制单元连接的混合单元、滴定及注水单元、冲洗单元、控温单元电连接，并控制各单元配合完成聚羧酸减水剂的制备。精确控制减水剂的制备，能够快速的制备减水剂，系统中的各个单元之间相互配合能够有效的提高设备的制备效率，使减水剂的制备能够达到符合生产工艺的设定条件，有效并精确的控制减水剂的减水剂制备的各个环节，有效的提高制备得到的减水剂的质量，对减水剂制备的各个环节的工艺条件进行精确控制；壳体单元与各个单元合理的搭配，有效的提高设备的寿命和产量，同时能够兼顾减水剂的质量。

权利要求

1.一种聚羧酸减水剂反应釜智能系统的控制方法，其特征在于，反应釜智能系统包括：控制单元，包括MCU及分别连接MCU的键盘、显示器、存储器、通讯器、报警器;壳体单元，包括壳体，壳体的顶部设有排风管、内侧壁上连接有减水剂槽、下部设有排水管，减水剂槽通过管道与壳体外部连通，壳体包括防腐层、保温层和抗压层；防腐层为

1.8mm的石墨层；保温层采用导热系数为0.14的材料，其厚度为8.5mm；抗压层采用钛钢材料，其厚度为12mm；

混合单元，包括若干的混合装置，混合装置包括横置在壳体内的固定架、上部开口的筒状的混合皿，在混合皿的底部设置有转动轴，在固定架上设置有翻转轴和传动轴，传动轴与转动轴螺纹配合使混合皿竖向转动，翻转轴用于控制混合皿倾斜；在混合皿的内侧壁上设置有竖向的扰流条纹；

滴定及注水单元，包括滴定装置和注水器，滴定装置包括滴定头、滴定管、滴定箱、及增压装置，滴定头位于混合皿上方，滴定管的一端与滴定头相连、另一端伸入到滴定箱下部；

增压装置包括增压管、橡皮塞、增压杆，橡皮塞密封设置增压管上，增压杆与橡皮塞连接，增压装置通过橡皮塞控制滴定箱内升压使滴定箱内药剂滴入混合皿；注水器包括水箱、加注管、电磁阀，水箱与加注管相连，电磁阀设于加注管上，加注管的出口设于混合皿的上方；

冲洗单元，包括冲洗头、冲洗泵、及冲洗水箱，冲洗头设于壳体的内侧壁上，冲洗水箱通过冲洗泵与冲洗头相连，混合皿翻转至指定位置时，冲洗头对准混合皿的开口并冲洗混合皿的内侧壁；

控温单元，包括斜向伸入壳体内的进风管、与进风管相连的鼓风机、与鼓风机相连的空气加热器，壳体顶部的排风管与空气加热器相连，在空气加热器的进风口处设置有空气过滤器，空气加热器内具有弯曲的加热管，加热管外套设有电加热丝；

控制单元分别与混合单元、滴定及注水单元、冲洗单元、控温单元电连接，并控制各单元配合完成聚羧酸减水剂的制备；

该反应釜智能系统控制方法：

步骤1：滴定箱内增压并向混合皿内分别以3-5mL/s的速度向混合皿内加入制备聚羧酸减水剂所需要的药剂；控制注水器以4.5-7mL/s的速度向混合皿内加水；

步骤2：MCU控制传动轴转动并带动混合皿以60-80r/min的转动速度、1-1.5min的周期往复转动，使混合皿内的液体均匀；空气加热器将空气加热至26-31℃，然后经鼓风机和进风管以3.5-5m/s的速度进入壳体内，并沿壳体内侧壁旋转；

步骤3：混合皿转动30-45min后，MCU通过翻转轴控制混合皿以10-12r/min的速度翻转

120-125度，并将混合皿中制备完成的减水剂倒入减水剂槽中，减水剂沿减水剂槽所连接的管道排出到壳体外部；

步骤4：翻转轴再次翻转使混合皿的开口与设于壳体内侧壁上的冲洗头相对，冲洗泵抽取冲洗水箱中的水从冲洗头处以5-8m/s的速度、50-60mL/s的流量清洗混合皿的内侧壁3-

5min；

步骤5：冲洗完成后，关闭冲洗泵1-1.5min，MCU控制混合皿以20-22r/min的速度将混合皿的开口向下甩动2-3min以甩干混合皿；

步骤6：MCU控制翻转轴以18-20r/min的速度将混合皿翻转至初始位置。

说明书

一种聚羧酸减水剂反应釜智能系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种聚羧酸减水剂反应釜智能系统，属于化工产品生产装置技术领域。

背景技术

[0002] 减水剂是指在混凝土和易性及水泥用量不变条件下，能减少拌合用水 量、提高混凝土强度；或在和易性及强度不变条件下，节约水泥用量的 外加剂。

[0003] 聚羧酸减水剂是一种高性能减水剂，广泛应用于公路、桥梁、大坝、 隧道、高层建筑等工程。该产品绿色环保，不易燃，不易爆，使用安全。现有技术的聚羧酸减水剂反应釜一般都是采用常温控制，不能根据反 应不同阶段的需要提供合适的温度，这就造成反应不充分，产品收率低等 问题。减水剂包括改性木质素磺酸盐高效减水剂、萘系高效减水剂、蜜胺树脂系 高效减水剂、氨基磺酸盐系高效减水剂、聚羧酸盐高效减水剂，各种减水剂在 合成的过程中主要考虑到物料成分之间搅拌的均匀度以及搅拌过程中温度的 控制精度，就拿聚羧酸减水剂来说，如果搅拌不均匀就会出现减水剂性能不稳 定的问题，如果反应器内温度控制不好，聚羧酸减水剂就会性能变异，现在各 种减水剂合成反应器基本都存在搅拌不均匀或者由于物料太多而出现各个组 分之间反应不充分以及温度控制难度大的问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种聚羧酸减水剂反应釜智能系统，精确控制减水剂的制备，能够快速的制备减水剂，系统中的各个单元之间相互配合能够有效的提高设备的制备效率，使减水剂的制备能够达到符合生产工艺的设定条件，有效并精确的控制减水剂的减水剂制备的各个环节，有效的提高制备得到的减水剂的质量，对减水剂制备的各个环节的工艺条件进行精确控制；壳体单元与各个单元合理的搭配，有效的提高设备的寿命和产量，同时能够兼顾减水剂的质量。

[0005] 本发明采用的技术方案如下：

[0006] 本发明公开了一种聚羧酸减水剂反应釜智能系统，包括：

[0007] 控制单元，包括MCU及分别连接MCU的键盘、显示器、存储器、通讯器、报警器。

[0008] 壳体单元，包括壳体，壳体的顶部设有排风管、内侧壁上连接有减水剂槽、下部设有排水管，减水剂槽通过管道与壳体外部连通，壳体包括防腐层、保温层和抗压层；防腐层为1.8mm的石墨层；保温层采用导热系数为0.14的材料，其厚度为8.5mm；抗压层采用钛钢材料，其厚度为12mm；

[0009] 混合单元，包括若干的混合装置，混合装置包括横置在壳体内的固定架、上部开口的筒状的混合皿，在混合皿的底部设置有转动轴，在固定架上设置有翻转轴和传动轴，传动轴与转动轴螺纹配合使混合皿竖向转动，翻转轴用于控制混合皿倾斜；在混合皿的内侧壁上设置有竖向的扰流条纹；

[0010] 滴定及注水单元，包括滴定装置和注水器，滴定装置包括滴定头、滴定管、滴定箱、及增压装置，滴定头位于混合皿上方，滴定管的一端与滴定头相连、另一端伸入到滴定箱下部；增压装置包括增压管、橡皮塞、增压杆，橡皮塞密封设置增压管上，增压杆与橡皮塞连接，增压装置通过橡皮塞控制滴定箱内升压使滴定箱内药剂滴入混合皿；注水器包括水箱、加注管、电磁阀，水箱与加注管相连，电磁阀设于加注管上，加注管的出口设于混合皿的上方；

[0011] 冲洗单元，包括冲洗头、冲洗泵、及冲洗水箱，冲洗头设于壳体的内侧壁上，冲洗水箱通过冲洗泵与冲洗头相连，混合皿翻转至指定位置时，冲洗头对准混合皿的开口并冲洗混合皿的内侧壁；

[0012] 控温单元，包括斜向伸入壳体内的进风管、与进风管相连的鼓风机、与鼓风机相连的空气加热器，壳体顶部的排风管与空气加热器相连，在空气加热器的进风口处设置有与空气过滤器，空气加热器内具有弯曲的加热管，加热管外套设有电加热丝；

[0013] 控制单元分别与混合单元、滴定及注水单元、冲洗单元、控温单元电连接，并控制各单元配合完成聚羧酸减水剂的制备。

[0014] 由于上述系统，通过控制系统的统一控制，精确控制减水剂的制备，能够快速的制备减水剂，系统中的各个单元之间相互配合能够有效的提高设备的制备效率，使减水剂的制备能够达到符合生产工艺的设定条件，有效并精确的控制减水剂的减水剂制备的各个环节，有效的提高制备得到的减水剂的质量，对减水剂制备的各个环节的工艺条件进行精确控制；壳体单元与各个单元合理的搭配，有效的提高设备的寿命和产量，同时能够兼顾减水剂的质量。

[0015] 更进一步，所述控制系统的控制方法：

[0016] 步骤1：滴定箱内增压并向混合皿内分别以3-5mL/s的速度向混合皿内加入制备聚羧酸减水剂所需要的药剂；控制注水器以4.5-7mL/s的速度向混合皿内加水；

[0017] 步骤2：MCU控制传动轴转动并带动混合皿以60-80r/min为转动速度、1-1.5min为周期往复转动，使混合皿内的液体均匀；空气加热器将空气加热至26-31℃，然后经鼓风机和进风管以3.5-5m/s的速度进入壳体内，并沿壳体内侧壁旋转；

[0018] 步骤3：混合皿转动30-45min后，MCU通过翻转轴控制混合皿以10-12r/min的速度翻转120-125度，并将混合皿中制备完成的减水剂倒入减水剂槽中，减水剂沿减水剂槽所连接的管道排出到壳体外部；

[0019] 步骤4：翻转轴再次翻转使混合皿的开口与设于壳体内侧壁上的冲洗头相对，冲洗泵抽取冲洗水箱中的水从冲洗头处以5-8m/s的速度、50-60mL/s的流量清洗混合皿的内侧壁3-5min；

[0020] 步骤5：冲洗完成后，关闭冲洗泵1-1.5min，MCU控制混合皿以20-22r/min的速度将混合皿的开口向下甩动2-3min以甩干混合皿；

[0021] 步骤6：MCU控制翻转轴以18-20r/min的速度将混合皿翻转至初始位置。

[0022] 由于采用了上述方法，滴定装置能够定量的向混合皿中加入药剂，该药剂的加入速度能够有利于实现滴定量的控制；使加入的药剂比例符合聚羧酸减水剂的制备需要，混合皿往复转动将药剂充分混合并发生化学反应以制得聚羧酸减水剂，使各个药剂成分均匀混合提高化学反应的效率，进而提高减水剂的制备时间和制备质量，冲洗装置对混合皿冲洗，能够较少混合皿内的药剂残留，防止残留的减水剂或其他药剂影响混合皿内减水剂的制备。同时甩干混合皿，能够更进一步减少混合皿中的残留，提高减水剂的质量，避免药剂的浪费。

[0023] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

[0024] 1、本装置结构简单，使用方便，有利于聚羧酸减水剂的制备设备的小型化，提高设备制备减水剂的效率，适应于小型化聚羧酸减水剂的制备

[0025] 2、混合装置将混合皿中用于制备减水剂的药剂充分混合，可以在壳体内设置多个混合装置，适用于小剂量的减水剂同时制备，降低减水剂的制备时间和提高减水剂的混合均匀程度，有利于提高减水剂的质量，该混合装置通过将混合皿旋转解决传统搅拌式方式无法均匀混合减水剂的缺点；

[0026] 3、本装置有利于减水剂制备所需的药剂的精确添加，增强减水剂制备的可控性；减水剂槽设于侧壁上，用于收集混合皿中减水剂，并将减水剂输出；冲洗装置能够有效的将混合皿中的减水剂残留物去除，保证下次使用时，不会残留物影响减水剂的质量，能够有效的维护混合装置，提高设备的使用寿命。

[0027] 4、其控温装置能够通过对空气气流温度的控制，利用空气对壳体内进行控温，能够有效的均匀壳体内的温度，保证混合皿的温度精确控制，提高减水剂的质量。

附图说明

[0028] 图1是本发明中聚羧酸减水剂反应釜智能系统主视图；

[0029] 图中标记：1-壳体，2-混合装置，3-减水剂槽，4-滴定装置，5-冲洗装置，6-控温装置，7-注水器，8-控制器。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图，对本发明作详细的说明。

[0031] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0032] 具体实施例1：

[0033] 如图1所示，本发明的一种聚羧酸减水剂反应釜智能系统，包括：

[0034] 控制单元，包括MCU及分别连接MCU的键盘、显示器、存储器、通讯器、报警器。

[0035] 壳体1单元，包括壳体1，壳体1的顶部设有排风管、内侧壁上连接有减水剂槽3、下部设有排水管，减水剂槽通过管道与壳体1外部连通，壳体1包括防腐层、保温层和抗压层；防腐层为1.8mm的石墨层；保温层采用导热系数为0.14的材料，其厚度为8.5mm；抗压层采用钛钢材料，其厚度为12mm；

[0036] 混合单元，包括若干的混合装置2，混合装置2包括横置在壳体1内的固定架、上部开口的筒状的混合皿，在混合皿的底部设置有转动轴，在固定架上设置有翻转轴和传动轴，传动轴与转动轴螺纹配合使混合皿竖向转动，翻转轴用于控制混合皿倾斜；在混合皿的内侧壁上设置有竖向的扰流条纹；

[0037] 滴定及注水单元，包括滴定装置4和注水器7，滴定装置4包括滴定头、滴定管、滴定箱、及增压装置，滴定头位于混合皿上方，滴定管的一端与滴定头相连、另一端伸入到滴定箱下部；增压装置包括增压管、橡皮塞、增压杆，橡皮塞密封设置增压管上，增压杆与橡皮塞连接，增压装置通过橡皮塞控制滴定箱内升压使滴定箱内药剂滴入混合皿；注水器7包括水箱、加注管、电磁阀，水箱与加注管相连，电磁阀设于加注管上，加注管的出口设于混合皿的上方；

[0038] 冲洗单元，包括冲洗头、冲洗泵、及冲洗水箱，冲洗头设于壳体1的内侧壁上，冲洗水箱通过冲洗泵与冲洗头相连，混合皿翻转至指定位置时，冲洗头对准混合皿的开口并冲洗混合皿的内侧壁；

[0039] 控温单元，包括斜向伸入壳体1内的进风管、与进风管相连的鼓风机、与鼓风机相连的空气加热器，壳体1顶部的排风管与空气加热器相连，在空气加热器的进风口处设置有与空气过滤器，空气加热器内具有弯曲的加热管，加热管外套设有电加热丝；

[0040] 控制单元分别与混合单元、滴定及注水单元、冲洗单元、控温单元电连接，并控制各单元配合完成聚羧酸减水剂的制备。

[0041] 由于上述系统，通过控制系统的统一控制，精确控制减水剂的制备，能够快速的制备减水剂，系统中的各个单元之间相互配合能够有效的提高设备的制备效率，使减水剂的制备能够达到符合生产工艺的设定条件，有效并精确的控制减水剂的减水剂制备的各个环节，有效的提高制备得到的减水剂的质量，对减水剂制备的各个环节的工艺条件进行精确控制；壳体1单元与各个单元合理的搭配，有效的提高设备的寿命和产量，同时能够兼顾减水剂的质量。

[0042] 具体实施例2

[0043] 根据实施例1的一种聚羧酸减水剂反应釜智能系统，其控制方法：

[0044] 步骤1：滴定箱内增压并向混合皿内分别以3-5mL/s的速度向混合皿内加入制备聚羧酸减水剂所需要的药剂；控制注水器7以4.5-7mL/s的速度向混合皿内加水；

[0045] 步骤2：MCU控制传动轴转动并带动混合皿以60-80r/min为转动速度、1-1.5min为周期往复转动，使混合皿内的液体均匀；空气加热器将空气加热至26-31℃，然后经鼓风机和进风管以3.5-5m/s的速度进入壳体1内，并沿壳体1内侧壁旋转；

[0046] 步骤3：混合皿转动30-45min后，MCU通过翻转轴控制混合皿以10-12r/min的速度翻转120-125度，并将混合皿中制备完成的减水剂倒入减水剂槽3中，减水剂沿减水剂槽3所连接的管道排出到壳体1外部；

[0047] 步骤4：翻转轴再次翻转使混合皿的开口与设于壳体1内侧壁上的冲洗头相对，冲洗泵抽取冲洗水箱中的水从冲洗头处以5-8m/s的速度、50-60mL/s的流量清洗混合皿的内侧壁3-5min；

[0048] 步骤5：冲洗完成后，关闭冲洗泵1-1.5min，MCU控制混合皿以20-22r/min的速度将混合皿的开口向下甩动2-3min以甩干混合皿；

[0049] 步骤6：MCU控制翻转轴以18-20r/min的速度将混合皿翻转至初始位置。

[0050] 由于采用了上述方法，滴定装置4能够定量的向混合皿中加入药剂，该药剂的加入速度能够有利于实现滴定量的控制；使加入的药剂比例符合聚羧酸减水剂的制备需要，混合皿往复转动将药剂充分混合并发生化学反应以制得聚羧酸减水剂，使各个药剂成分均匀混合提高化学反应的效率，进而提高减水剂的制备时间和制备质量，冲洗装置5对混合皿冲洗，能够较少混合皿内的药剂残留，防止残留的减水剂或其他药剂影响混合皿内减水剂的制备。同时甩干混合皿，能够更进一步减少混合皿中的残留，提高减水剂的质量，避免药剂的浪费。

[0051] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。