[發明專利]一種用于液液分離器的智能控制系統

有效

• 申請號: 201510028064.7
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104524816A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 王曉靜;蘇偉;劉華;王磊
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01D17/12
• 分類號: B01D17/12;B01D17/025
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明屬于液體分離器自動控制技術領域，特別涉及一種密度不同能形成界面且體積分數動態變化的兩種液體的分離器。

技術背景

液液分離器是一種兩相液體處理設備，在油田、煉廠、化工、機械或輕工等部門的含油處理中應用廣泛，隨著石油的深度開采，化工企業的大型化發展和對環境保護的嚴格要求，油水分離技術日益受到重視。目前，市場上的液液分離器例如油水分離器的分離效率都比較低，且出水口處的油含量仍較高；其次，現有設備所采用的技術含量低，另外，現有設備在排油方面也比較麻煩，多數時候需人工進行清理。

現有技術中，液液分離器在殼體側壁的上方設有低密度液體溢流口，在分離器殼體側壁的下方設有高密度液體出口，該種結構的液液分離器在使用時存在不足，需要實時觀察兩相液體的分相界面的位置，從而決定何時將液液混合物進行分離，一旦出現誤操作，將引起混料或跑料。

發明內容

本發明要解決上述現有技術的不足，提供一種智能型的液液分離器智能控制系統，保證結構的合理化且能夠利用現有控制技術，以保證分離器能夠長期、安全、穩定、高效的運行。

本發明的技術方案如下：

一種用于液液分離器的智能控制系統，包括界面儀與執行機構組成；界面儀包括磁致伸縮傳感器、浮球、定位環和法蘭；執行機構包括滾珠絲杠步進電機、PLC控制器、可調溢流堰、PLC專用光柵尺和支架；界面儀通過法蘭與定位環固定在筒體內，滾珠絲杠步進電機通過支架安裝于筒體外側，可調溢流堰通過法蘭安裝于筒體內側，滾珠絲杠步進電機與可調溢流堰通過套筒支桿螺紋連接。

所述界面儀中的浮球的密度和配重根據油相密度，粘度而定；浮球內纏有波導絲。

所述可調溢流堰下方與金屬波紋管相連，調節高度范圍根據油水體積變化極值而定。

所述滾珠絲杠步進電機運轉帶動滑塊上下移動，滑塊與套筒通過螺釘相連，套筒與推桿焊接連接，推桿與可調溢流堰通過螺紋相連，滾珠絲杠步進電機帶動可調溢流堰的上下移動。

界面儀的磁致伸縮傳感器實時測得油水界面高度，然后通過4～20MA信號輸出給PLC控制器，PLC控制器控制滾珠絲杠步進電機帶動滑塊的上下位移，進而間接控制可調溢流堰的高度；PLC專用光柵尺測量滑塊移動位移反饋給PLC控制器完成閉環控制。

當液液分界面高度變化時，磁致伸縮液位計通過檢測變送使PLC控制器的輸出變化，滾珠絲杠步進電機通過傳動機構調節位移對象即可調溢流堰高度，則可調溢流堰高度也就跟隨液液分界面高度變化。

在可調溢流堰高度引入一個閉合回路，通過PLC專用光柵尺檢測變送到PLC控制器，PLC控制器按照預先設定的數值比對，此時的可調溢流堰高度調節是一個隨動系統，可調溢流堰高度經反饋調節自動跟蹤液液分界面高度變化，使可調溢流堰高克服由于自身干擾引起的偏差，此時為單閉環控制系統。

本發明有以下優點：

首先采用智能控制系統，系統可根據兩相界面的上下浮動而自動調節，智能化地適應兩相液體混合物處理量及體積比變化，以保證液液的分離效率達到最優，實現自動控制，自動分離。

其次本系統應用范圍廣泛，只需根據原料液中輕相的物相參數改變浮子的密度、配重即可適應不同的液液分離。

再次滾珠絲杠步進電機通過套管連接傳遞上下移動，有效地使絲杠免于液體的腐蝕，并且可以保證其剛度。

最后可調溢流堰與支桿通過螺紋固定連接，方便安裝和拆卸

附圖說明

圖1為用于液液分離器的智能控制系統的總體結構圖；

圖2為用于液液分離器的智能控制系統的可調溢流堰11結構圖；

圖3為用于液液分離器的智能控制系統的傳動結構圖；

其中：1-磁致伸縮液位計，2-浮子，3-定位環，4-PLC控制器，5-滾珠絲杠步進電機，6-套管，7-支架，8-環板，9-推桿，10-填料密封，11-可調溢流堰，12-出水管，13-出油管，14-PLC專用光柵尺，15-筒體，16-滑塊，17-絲杠，18-筋板。

圖4為本發明專利采用的單閉環控制系統及其方框圖

其中：h₁-液液兩相分界面距筒底基準的高度，h₂-可調溢流堰11距筒底基準的高度。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明提供的一種用于液液分離器的智能控制系統作進一步詳細說明：