專利名稱：一種補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種流體補(bǔ)料計(jì)量控制裝置，尤其是涉及工業(yè)發(fā) 酵過程控制的精確流體補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的計(jì)量裝置分連續(xù)式計(jì)量和離散式計(jì)量。連續(xù)式計(jì)量釆用電 磁流量計(jì)，質(zhì)量流量計(jì)等進(jìn)行計(jì)量，精度較高，但價格較貴，如料液 中有氣泡等則會降低精度，特別是在發(fā)酵行業(yè)中，還必須使用價格昂 貴的連續(xù)調(diào)節(jié)閥。
離散式計(jì)量的"計(jì)量杯式"以"三閥系統(tǒng)"為代表，(見圖l),計(jì)量 杯式已在制藥行業(yè)推廣應(yīng)用多年，取得較好的效果，但由于補(bǔ)料的計(jì) 量是以杯的容積為單位計(jì)算的，由于發(fā)酵過程中罐壓、起泡等多種因 素的影響使得以杯數(shù)作為計(jì)量的單位缺乏準(zhǔn)確性。"三閥系統(tǒng)，，如附
圖1所示。V3中部有個大膜片，可以向左右移位；當(dāng)它鼓出時，右 邊空腔形成負(fù)壓，使料吸進(jìn)(此時單向閥VI打開，V2關(guān)閉)；隨后 V3的膜片向左復(fù)位且VI關(guān)閉，V2打開，同時把料液擠出，補(bǔ)進(jìn)發(fā) 酵罐；周而復(fù)始，完成補(bǔ)料動作。理論上認(rèn)為每次吸進(jìn)的料都是相同 的，只要知道動作的次數(shù)，就可以知道補(bǔ)料量了，但實(shí)際使用時，由 于進(jìn)、出口的壓力，料液中的空氣、泡沬等影響，計(jì)量精度較低。 在生物發(fā)酵行業(yè)中，發(fā)酵過程的優(yōu)化，特別是以細(xì)胞代謝流為核心的發(fā)酵過程優(yōu)化中，物質(zhì)流的控制直接影響到發(fā)酵最終結(jié)果。
然而，物質(zhì)流的控制，首先要有高精度的補(bǔ)料計(jì)量系統(tǒng)?，F(xiàn)有的 補(bǔ)料計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量精度無法適應(yīng)發(fā)酵過程的優(yōu)化。在小試、中試實(shí)驗(yàn) 中，補(bǔ)料計(jì)量的精度直接影響到發(fā)酵工藝放大的準(zhǔn)確性。 發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有補(bǔ)料計(jì)量控制裝置的計(jì)量控制精度較低的缺陷，本實(shí)用 新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種高精度的補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝 置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是， 一種補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置，它包括
補(bǔ)料杯、閩門系統(tǒng)、發(fā)酵罐、補(bǔ)料罐，其特點(diǎn)是，它還包括
一個稱重系統(tǒng)，該稱重系統(tǒng)包括稱重傳感器、懸臂、固定支架、
補(bǔ)料杯。稱重傳感器通過懸臂與支架相連，補(bǔ)料杯與稱重傳感器相連，
通過稱重傳感器稱出補(bǔ)料杯內(nèi)的補(bǔ)料重量。
一個電子監(jiān)控系統(tǒng)，它包括輸入/輸出模塊、報警及顯示模塊、
鍵盤鼠標(biāo)觸模屏、比較器、給定器、CPU和補(bǔ)料速率控制器。
所述的補(bǔ)料杯上端通過軟管與補(bǔ)料罐的管路和進(jìn)料閥門、進(jìn)汽閥
門相連，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)料和進(jìn)汽消毒的功能，補(bǔ)料杯上端還通過軟管與發(fā)
酵罐排氣管道和與發(fā)酵罐排氣管道連接的閩門相連，該閥門開啟后補(bǔ)
料杯內(nèi)的壓力與發(fā)酵罐的壓力平衡，保證料液靠位差流入發(fā)酵罐；補(bǔ)
料杯的下出口通過軟管與發(fā)酵罐的管道和補(bǔ)料閬門相連，以完成向發(fā) 酵罐內(nèi)補(bǔ)料。
所述的補(bǔ)料杯與稱重傳感器相連，稱重傳感器通過懸臂與支架相連，通過稱重傳感器稱出補(bǔ)料杯內(nèi)的補(bǔ)料重量。
所述的監(jiān)控系統(tǒng)，它將由稱重傳感器檢測到的補(bǔ)料稱量結(jié)果通過
輸入/輸出模塊中的A/D轉(zhuǎn)換模塊傳送到比較器與給定器送來的給定 值相比較，通過補(bǔ)料速率控制器在CPU中修訂補(bǔ)料量的偏差，該偏 差值通過D/A轉(zhuǎn)換模塊控制開啟相應(yīng)的閬門進(jìn)行補(bǔ)料。
由于本實(shí)用新型是通過稱重裝置來補(bǔ)料量的，因此，本實(shí)用新型 的有益效是補(bǔ)料精確度高達(dá)0.5%，為發(fā)酵過程優(yōu)化及放大提供了可 靠的保證。

圖1為三閥系統(tǒng)示意圖2為補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置系統(tǒng)原理圖3為補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置電氣原理框圖。
具體實(shí)施方式

為了詳細(xì)說明本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)所在，舉以下實(shí)例并結(jié)合
附圖說明如下
一種補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置，如附圖2、圖3所示，它包括補(bǔ)料 杯13、閥門系統(tǒng)、發(fā)酵罐l、補(bǔ)料罐23，其特點(diǎn)是，它還包括
一個稱重系統(tǒng)，該稱重系統(tǒng)包括稱重傳感器24、懸臂25、固定 支架9、補(bǔ)料杯13,稱重傳感器24通過懸臂25與支架9相連，補(bǔ)料 杯13與稱重傳感器24相連，通過稱重傳感器24稱出補(bǔ)料杯13內(nèi)的 料液重量；
一個電子監(jiān)控系統(tǒng)，由圖2所示，它包括由輸入/輸出模塊、報警及顯示裝置組成的控制器，由鍵盤鼠標(biāo)觸模屏、比較器、給定器、
CPU和補(bǔ)料速率控制器組成的工控機(jī)系統(tǒng)。輸入/輸出模塊包括A/D 轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換模塊。稱重傳感器把計(jì)量罐里的料液重量轉(zhuǎn)換成電 信號送到A/D模塊，再進(jìn)入比較器與人機(jī)界面的給定值比較，同時按 照補(bǔ)料速率控制器的指令決定進(jìn)、出料的量值；再由CPU輸出指令到 D0輸出，以控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成補(bǔ)料工作，顯示器顯示補(bǔ)料的重量， 超量即報警。
所述的補(bǔ)料杯13上面通過軟管12與補(bǔ)料罐23的出料管路及閥 門或補(bǔ)料杯13的進(jìn)料管路及閥門15、 16、 17相連，以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)料杯的 進(jìn)料和進(jìn)汽消毒的功能，補(bǔ)料杯13上面還有通過軟管10與發(fā)酵罐1 的排氣管管道及閥門4相連，該閥門開啟后，補(bǔ)料杯13內(nèi)的壓力與 發(fā)酵罐1的壓力平衡，保證料液靠位差流入發(fā)酵罐1;補(bǔ)料杯13的 下面一出口通過軟管11與發(fā)酵罐1的進(jìn)料管道和補(bǔ)料閥門7、6相連， 以完成向發(fā)酵罐l內(nèi)補(bǔ)料；所述的監(jiān)控系統(tǒng)，它將由稱重傳感器檢測 到的補(bǔ)料稱量結(jié)果通過A/D轉(zhuǎn)換模塊傳送到比較器與給定器送來的 給定值相比較，通過補(bǔ)料速率控制器在CPU中修訂補(bǔ)料量的偏差， 該偏差值通過D/A轉(zhuǎn)換模塊控制開啟相應(yīng)的閥門l4、 15、 7、 8進(jìn)行 補(bǔ)料。
本裝置的另一特點(diǎn)是，在補(bǔ)料罐23的出料管與發(fā)酵罐1進(jìn)料罐 之間還置有手動進(jìn)料閥19，以實(shí)現(xiàn)當(dāng)無法自動稱量控制補(bǔ)料時以手 動方式補(bǔ)料。
使用前，用發(fā)酵罐消毒排氣消至閥2、 3、 5、 20;待補(bǔ)料罐消毒時，用蒸汽消毒至閥3、 5、 18、 20、 22,保壓待用。使用時通過閥 17、 15、 6、 7、 4補(bǔ)料。使用中如7、 15有故障，則關(guān)閉閥4、 6、 17， 通過手動補(bǔ)料閥19直接補(bǔ)料；同時更換故障閥7、 15，用蒸汽閥16 消至閥3、 5、 18。消毒結(jié)束時，關(guān)閉閥19，恢復(fù)用閥17、 15、 6、 7、 4補(bǔ)料。
為了適應(yīng)工業(yè)化發(fā)酵的需要，根據(jù)發(fā)酵規(guī)模的不同，補(bǔ)料杯容積 可設(shè)計(jì)成3、 5、 15、 50L等。補(bǔ)料杯材質(zhì)可釆用多種形式，補(bǔ)料杯由 玻璃或金屬制成，如耐高溫玻璃，不銹鋼等，金屬制成的補(bǔ)料杯開有 條形視鏡窗。
權(quán)利要求1.一種補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置，它包括補(bǔ)料杯(13)、閥門系統(tǒng)、發(fā)酵罐(1)、補(bǔ)料罐(23)，其特征在于，它還包括一個稱重系統(tǒng)，該稱重系統(tǒng)包括稱重傳感器(24)、懸臂(25)、固定支架(9)、補(bǔ)料杯(13)，稱重傳感器(24)通過懸臂(25)與支架(9)相連，補(bǔ)料杯(13)與稱重傳感器(24)相連，通過稱重傳感器(24)稱出補(bǔ)料杯(13)內(nèi)的補(bǔ)料重量；一個電子監(jiān)控系統(tǒng)，它包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、報警及顯示模塊、鍵盤鼠標(biāo)觸模屏、比較器、給定器、CPU和補(bǔ)料速率控制器；所述的補(bǔ)料杯(13)上面通過軟管(12)與補(bǔ)料罐(23)的管路與閥門(15、16、17)相連，以實(shí)現(xiàn)補(bǔ)料杯的進(jìn)料和進(jìn)汽消毒的功能，補(bǔ)料杯(13)上面還有通過軟管(10)與發(fā)酵罐(1)的排氣管管道及閥門(4)相連，該閥門開啟后，補(bǔ)料杯(13)內(nèi)的壓力與發(fā)酵罐(1)的壓力平衡，保證料液靠位差流入發(fā)酵罐(1)；補(bǔ)料杯(13)的下面一出口通過軟管(11)與發(fā)酵罐(1)的進(jìn)料管道和補(bǔ)料閥門(7、6)相連，以完成向發(fā)酵罐(1)內(nèi)補(bǔ)料；所述的監(jiān)控系統(tǒng)，它將由稱重傳感器檢測到的補(bǔ)料稱量結(jié)果通過A/D轉(zhuǎn)換模塊傳送到比較器與給定器送來的給定值相比較，通過補(bǔ)料速率控制器在CPU中修訂補(bǔ)料量的偏差，該偏差值通過D/A轉(zhuǎn)換模塊控制開啟相應(yīng)的閥門(14、15、7、8)進(jìn)行補(bǔ)料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置，其特征在于，在補(bǔ)料罐(23)的出料管路與發(fā)酵罐(1)進(jìn)料管路之間還置有手動補(bǔ)料閥(19),以實(shí)現(xiàn)當(dāng)補(bǔ)料系統(tǒng)閥門(7、 15)任意發(fā)生故障時以手動 方式補(bǔ)料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置，其特征在于， 所述的補(bǔ)料杯由玻璃或金屬制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置，其特征在于， 所述的金屬制成的補(bǔ)料杯開有視鏡窗。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置，其特征在于， 補(bǔ)料杯容積為3、 5、 15、 50L。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種流體補(bǔ)料稱重計(jì)量控制裝置，它包括補(bǔ)料杯、閥門系統(tǒng)、發(fā)酵罐、補(bǔ)料罐，其特點(diǎn)是，它還包括一個稱重系統(tǒng)，該稱重系統(tǒng)包括稱重傳感器、懸臂、固定支架、補(bǔ)料杯，稱重傳感器通過懸臂與支架相連，補(bǔ)料杯與稱重傳感器相連，通過稱重傳感器稱出補(bǔ)料杯內(nèi)的補(bǔ)料重量；一個電子監(jiān)控系統(tǒng)，它包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、報警及顯示模塊、鍵盤鼠標(biāo)觸模屏、比較器、給定器、CPU和補(bǔ)料速率控制器。由于本實(shí)用新型是通過稱重裝置來進(jìn)行補(bǔ)料計(jì)量的，因此，本實(shí)用新型的有益效果是補(bǔ)料精確度高，可達(dá)0.5％，為工業(yè)化發(fā)酵過程優(yōu)化及放大提供了可靠的保證。
文檔編號G01G13/00GK201163212SQ20082005563
公開日2008年12月10日 申請日期2008年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月21日
發(fā)明者何翌青, 寅 唐, 恂 張, 明 張, 張嗣良, 杭海峰, 王公先, 馬文峰, 麻連登 申請人:上海國強(qiáng)生化工程裝備有限公司