专利名称：一种补料称重计量控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流体补料计量控制装置，尤其是涉及工业发 酵过程控制的精确流体补料称重计量控制装置。
背景技术：
现有的计量装置分连续式计量和离散式计量。连续式计量釆用电 磁流量计，质量流量计等进行计量，精度较高，但价格较贵，如料液 中有气泡等则会降低精度，特别是在发酵行业中，还必须使用价格昂 贵的连续调节阀。
离散式计量的"计量杯式"以"三阀系统"为代表，(见图l),计量 杯式已在制药行业推广应用多年，取得较好的效果，但由于补料的计 量是以杯的容积为单位计算的，由于发酵过程中罐压、起泡等多种因 素的影响使得以杯数作为计量的单位缺乏准确性。"三阀系统，，如附
图1所示。V3中部有个大膜片，可以向左右移位；当它鼓出时，右 边空腔形成负压，使料吸进(此时单向阀VI打开，V2关闭)；随后 V3的膜片向左复位且VI关闭，V2打开，同时把料液挤出，补进发 酵罐；周而复始，完成补料动作。理论上认为每次吸进的料都是相同 的，只要知道动作的次数，就可以知道补料量了，但实际使用时，由 于进、出口的压力，料液中的空气、泡沬等影响，计量精度较低。 在生物发酵行业中，发酵过程的优化，特别是以细胞代谢流为核心的发酵过程优化中，物质流的控制直接影响到发酵最终结果。
然而，物质流的控制，首先要有高精度的补料计量系统。现有的 补料计量系统计量精度无法适应发酵过程的优化。在小试、中试实验 中，补料计量的精度直接影响到发酵工艺放大的准确性。 发明内容
针对现有补料计量控制装置的计量控制精度较低的缺陷，本实用 新型所要解决的技术问题是提供一种高精度的补料称重计量控制装 置。
本实用新型的技术方案是， 一种补料称重计量控制装置，它包括
补料杯、闽门系统、发酵罐、补料罐，其特点是，它还包括
一个称重系统，该称重系统包括称重传感器、悬臂、固定支架、
补料杯。称重传感器通过悬臂与支架相连，补料杯与称重传感器相连，
通过称重传感器称出补料杯内的补料重量。
一个电子监控系统，它包括输入/输出�？�、报警及显示�？椤�
键盘鼠标触模屏、比较器、给定器、CPU和补料速率控制器。
所述的补料杯上端通过软管与补料罐的管路和进料阀门、进汽阀
门相连，以实现进料和进汽消毒的功能，补料杯上端还通过软管与发
酵罐排气管道和与发酵罐排气管道连接的闽门相连，该阀门开启后补
料杯内的压力与发酵罐的压力平衡，保证料液靠位差流入发酵罐；补
料杯的下出口通过软管与发酵罐的管道和补料阆门相连，以完成向发 酵罐内补料。
所述的补料杯与称重传感器相连，称重传感器通过悬臂与支架相连，通过称重传感器称出补料杯内的补料重量。
所述的监控系统，它将由称重传感器检测到的补料称量结果通过
输入/输出�？橹械腁/D转换模块传送到比较器与给定器送来的给定 值相比较，通过补料速率控制器在CPU中修订补料量的偏差，该偏 差值通过D/A转换�？榭刂瓶粝嘤Φ你厦沤胁沽�。
由于本实用新型是通过称重装置来补料量的，因此，本实用新型 的有益效是补料精确度高达0.5%，为发酵过程优化及放大提供了可 靠的保证。
图1为三阀系统示意图2为补料称重计量控制装置系统原理图3为补料称重计量控制装置电气原理框图。
具体实施方式
为了详细说明本实用新型的结构及特点所在，举以下实例并结合
附图说明如下
一种补料称重计量控制装置，如附图2、图3所示，它包括补料 杯13、阀门系统、发酵罐l、补料罐23，其特点是，它还包括
一个称重系统，该称重系统包括称重传感器24、悬臂25、固定 支架9、补料杯13,称重传感器24通过悬臂25与支架9相连，补料 杯13与称重传感器24相连，通过称重传感器24称出补料杯13内的 料液重量；
一个电子监控系统，由图2所示，它包括由输入/输出�？�、报警及显示装置组成的控制器，由键盘鼠标触模屏、比较器、给定器、
CPU和补料速率控制器组成的工控机系统。输入/输出�？榘ˋ/D 转换和D/A转换�？�。称重传感器把计量罐里的料液重量转换成电 信号送到A/D�？椋俳氡冉掀饔肴嘶缑娴母ㄖ当冉希卑� 照补料速率控制器的指令决定进、出料的量值；再由CPU输出指令到 D0输出，以控制执行机构完成补料工作，显示器显示补料的重量， 超量即报警。
所述的补料杯13上面通过软管12与补料罐23的出料管路及阀 门或补料杯13的进料管路及阀门15、 16、 17相连，以实现补料杯的 进料和进汽消毒的功能，补料杯13上面还有通过软管10与发酵罐1 的排气管管道及阀门4相连，该阀门开启后，补料杯13内的压力与 发酵罐1的压力平衡，保证料液靠位差流入发酵罐1;补料杯13的 下面一出口通过软管11与发酵罐1的进料管道和补料阀门7、6相连， 以完成向发酵罐l内补料；所述的监控系统，它将由称重传感器检测 到的补料称量结果通过A/D转换�？榇偷奖冉掀饔敫ㄆ魉屠吹� 给定值相比较，通过补料速率控制器在CPU中修订补料量的偏差， 该偏差值通过D/A转换�？榭刂瓶粝嘤Φ姆舕4、 15、 7、 8进行 补料。
本装置的另一特点是，在补料罐23的出料管与发酵罐1进料罐 之间还置有手动进料阀19，以实现当无法自动称量控制补料时以手 动方式补料。
使用前，用发酵罐消毒排气消至阀2、 3、 5、 20;待补料罐消毒时，用蒸汽消毒至阀3、 5、 18、 20、 22,保压待用。使用时通过阀 17、 15、 6、 7、 4补料。使用中如7、 15有故障，则关闭阀4、 6、 17， 通过手动补料阀19直接补料；同时更换故障阀7、 15，用蒸汽阀16 消至阀3、 5、 18。消毒结束时，关闭阀19，恢复用阀17、 15、 6、 7、 4补料。
为了适应工业化发酵的需要，根据发酵规模的不同，补料杯容积 可设计成3、 5、 15、 50L等。补料杯材质可釆用多种形式，补料杯由 玻璃或金属制成，如耐高温玻璃，不锈钢等，金属制成的补料杯开有 条形视镜窗。
权利要求1.一种补料称重计量控制装置，它包括补料杯(13)、阀门系统、发酵罐(1)、补料罐(23)，其特征在于，它还包括一个称重系统，该称重系统包括称重传感器(24)、悬臂(25)、固定支架(9)、补料杯(13)，称重传感器(24)通过悬臂(25)与支架(9)相连，补料杯(13)与称重传感器(24)相连，通过称重传感器(24)称出补料杯(13)内的补料重量；一个电子监控系统，它包括A/D转换模块、报警及显示模块、键盘鼠标触模屏、比较器、给定器、CPU和补料速率控制器；所述的补料杯(13)上面通过软管(12)与补料罐(23)的管路与阀门(15、16、17)相连，以实现补料杯的进料和进汽消毒的功能，补料杯(13)上面还有通过软管(10)与发酵罐(1)的排气管管道及阀门(4)相连，该阀门开启后，补料杯(13)内的压力与发酵罐(1)的压力平衡，保证料液靠位差流入发酵罐(1)；补料杯(13)的下面一出口通过软管(11)与发酵罐(1)的进料管道和补料阀门(7、6)相连，以完成向发酵罐(1)内补料；所述的监控系统，它将由称重传感器检测到的补料称量结果通过A/D转换�？榇偷奖冉掀饔敫ㄆ魉屠吹母ㄖ迪啾冉希ü沽纤俾士刂破髟贑PU中修订补料量的偏差，该偏差值通过D/A转换模块控制开启相应的阀门(14、15、7、8)进行补料。
2. 根据权利要求1的补料称重计量控制装置，其特征在于，在补料罐(23)的出料管路与发酵罐(1)进料管路之间还置有手动补料阀(19),以实现当补料系统阀门(7、 15)任意发生故障时以手动 方式补料。
3. 根据权利要求1所述的补料称重计量控制装置，其特征在于， 所述的补料杯由玻璃或金属制成。
4. 根据权利要求3所述的补料称重计量控制装置，其特征在于， 所述的金属制成的补料杯开有视镜窗。
5. 根据权利要求1所述的补料称重计量控制装置，其特征在于， 补料杯容积为3、 5、 15、 50L。
专利摘要本实用新型公开了一种流体补料称重计量控制装置，它包括补料杯、阀门系统、发酵罐、补料罐，其特点是，它还包括一个称重系统，该称重系统包括称重传感器、悬臂、固定支架、补料杯，称重传感器通过悬臂与支架相连，补料杯与称重传感器相连，通过称重传感器称出补料杯内的补料重量；一个电子监控系统，它包括A/D转换�？椤⒈ň跋允灸？�、键盘鼠标触模屏、比较器、给定器、CPU和补料速率控制器。由于本实用新型是通过称重装置来进行补料计量的，因此，本实用新型的有益效果是补料精确度高，可达0.5％，为工业化发酵过程优化及放大提供了可靠的保证。
文档编号G01G13/00GK201163212SQ20082005563
公开日2008年12月10日 申请日期2008年2月21日 优先权日2008年2月21日
发明者何翌青, 寅 唐, 恂 张, 明 张, 张嗣良, 杭海峰, 王公先, 马文峰, 麻连登 申请人:上海国强生化工程装备有限公司
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