CN110118674B - 用于四氯化钛取样的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于四氯化钛取样的控制系统及方法，属于四氯化钛的自动取样领域。本发明解决了目前四氯化钛均由人工取样，由于取样过程中会有四氯化钛喷溅，危险性高的问题，其技术方案要点为：通过远程控制系统控制取样管上的各个阀门，只需在需要设置好取样瓶，即可实现四氯化钛的自动取样。本发明避免了四氯化钛喷溅造成人身伤害的安全隐患，同时提高了取样效率，适用于四氯化钛自动取样装置。

Description

用于四氯化钛取样的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及四氯化钛取样技术，特别涉及用于四氯化钛取样的控制系统及方法的技术。

背景技术

四氯化钛具有一定毒性和强烈腐蚀性，目前四氯化钛的人工取样过程存在极大的安全隐患。

参见申请号为CN 201820942174.3的专利申请，其公开了一种四氯化钛分析取样装置，但是该申请针对的仅仅是四氯化钛取样过程中如何避免四氯化钛泄露的问题，能够提高四氯化钛取样过程的安全性，但是，整个取样过程依然是依赖于人工，需要进行人工手动取样，依然存在安全问题，取样效率也比较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于四氯化钛取样的控制系统及方法，解决目前四氯化钛均由人工取样，由于取样过程中会有四氯化钛喷溅，危险性高的问题。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：用于四氯化钛取样的控制系统，包括四氯化钛输送管道和取样瓶，还包括阀门一、阀门二、阀门三、阀门四、取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六、取样管七、取样管八、取样管九、吹扫气体和远程控制系统，所述四氯化钛输送管道设置有取样口一和取样口二，所述远程控制系统至少包括计时模块和控制模块，所述阀门一、阀门二、阀门三及阀门四均连接控制模块，控制模块连接计时模块，所述阀门一的一端通过取样管一连接四氯化钛输送管道的取样口一，另一端通过取样管四分别连接取样管三的一端及取样管五的一端，取样管三的另一端通过阀门二连接取样管二的一端，取样管二的另一端连接四氯化钛输送管道的取样口二，取样管五的另一端分别连接取样管六的一端及取样管七的一端，取样管六的另一端通过阀门四连接取样管八的一端，取样管八的另一端用于通入吹扫气体，取样管七的另一端通过阀门三连接取样管九的一端，取样管九的另一端用于连接取样瓶；

所述远程控制系统用于在不取样时，通过控制模块控制阀门一及阀门二均处于开启状态，控制阀门三及阀门四处于关闭状态；在需要取样时，将取样瓶安装至相应位置，并将其与取样管九连接，此时，计时模块开始计时，并通过控制模块控制阀门一及阀门二处于开启状态，控制开启阀门四，使用吹扫气体向取样管八中吹扫规定的时间段一至时间点一，将取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中残存的四氯化钛吹出，通过控制模块于时间点一控制关闭阀门四，停止吹扫气体吹扫，此时四氯化钛充满取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七，经过时间段二后，至时间点二，通过控制模块于时间点二控制关闭阀门一，经时间段三后，至时间点三，通过控制模块于时间点三控制关闭阀门二，此时，取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中将残留一定量的四氯化钛，经时间段四后，至时间点四，通过控制模块控制开启阀门三，此时，取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中残留的一定量的四氯化钛经取样管九自动流入取样瓶中，经时间段五后，至时间点五，通过控制模块控制关闭阀门三，经时间段六后，至时间点六，通过控制模块控制开启阀门一及阀门二。

进一步的是，所述吹扫气体为氮气。

具体的是，若所要取样的四氯化钛为粗四氯化钛，则吹扫气体为压缩空气。

进一步的是，所述压缩空气的用气量为5Nm³/h～10Nm³/h。

具体的是，所述时间段一为10秒至20秒。

进一步的是，所述时间段五为20秒至60秒。

具体的是，所述计时模块的时间至时间点六时，通过控制模块控制关闭开启阀门一及阀门二后，至下一次取样的时间为5秒至20秒。

用于四氯化钛取样的控制方法，应用于所述的用于四氯化钛取样的控制系统，包括如下步骤：

步骤1、在不取样时，通过控制模块控制阀门一及阀门二均处于开启状态，控制阀门三及阀门四处于关闭状态，在需要取样时，将取样瓶安装至相应位置，并将其与取样管九连接；

步骤2、计时模块开始计时；

步骤3、通过控制模块控制阀门一及阀门二处于开启状态，控制开启阀门四，使用吹扫气体向取样管八中吹扫规定的时间段一至时间点一，将取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中残存的四氯化钛吹出；

步骤4、通过控制模块于时间点一控制关闭阀门四，停止吹扫气体吹扫，此时四氯化钛充满取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七；

步骤5、经过时间段二后，至时间点二，通过控制模块于时间点二控制关闭阀门一；

步骤6、经时间段三后，至时间点三，通过控制模块于时间点三控制关闭阀门二，此时，取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中将残留一定量的四氯化钛；

步骤7、经时间段四后，至时间点四，通过控制模块控制开启阀门三，此时，取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中残留的一定量的四氯化钛经取样管九自动流入取样瓶中；

步骤8、经时间段五后，至时间点五，通过控制模块控制关闭阀门三，经时间段六后，至时间点六，通过控制模块控制开启阀门一及阀门二。

本发明的有益效果是，通过上述用于四氯化钛取样的控制系统及方法，能够通过远程控制系统控制取样管上的各个阀门，只需在需要设置好取样瓶，即可实现四氯化钛的自动取样，避免了四氯化钛喷溅造成人身伤害的安全隐患，同时提高了取样效率。

附图说明

图1为本发明的四氯化钛取样的控制系统的结构组成示意图。

其中，1为阀门一，2为阀门二，3为阀门三，4为阀门四，5为取样管一，6为取样管二，7为取样管三，8为取样管四，9为取样管五，10为取样管六，11为取样管七，12为取样管八，13为取样管九，14为四氯化钛输送管道，15为四氯化钛，16为取样瓶，17为吹扫气体，18为取样口一，19为取样口二。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，详细描述本发明的技术方案。

本发明所述用于四氯化钛取样的控制系统，其结构组成示意图参见图1，该系统包括四氯化钛输送管道14和取样瓶16，还包括阀门一1、阀门二2、阀门三3、阀门四4、取样管一5、取样管二6、取样管三7、取样管四8、取样管五9、取样管六10、取样管七11、取样管八12、取样管九13、吹扫气体17和远程控制系统，其中，四氯化钛输送管道14设置有取样口一18和取样口二19，四氯化钛输送管道14中有流动的四氯化钛15，远程控制系统至少包括计时模块和控制模块，阀门一1、阀门二2、阀门三3及阀门四4均连接控制模块，控制模块连接计时模块，阀门一1的一端通过取样管一5连接四氯化钛输送管道14的取样口一18，另一端通过取样管四8分别连接取样管三7的一端及取样管五9的一端，取样管三7的另一端通过阀门二2连接取样管二6的一端，取样管二6的另一端连接四氯化钛输送管道14的取样口二19，取样管五9的另一端分别连接取样管六10的一端及取样管七11的一端，取样管六10的另一端通过阀门四4连接取样管八12的一端，取样管八12的另一端用于通入吹扫气体17，取样管七11的另一端通过阀门三3连接取样管九13的一端，取样管九13的另一端用于连接取样瓶16。

本发明的用于四氯化钛取样的控制系统中，远程控制系统用于在不取样时，通过控制模块控制阀门一1及阀门二2均处于开启状态，控制阀门三3及阀门四4处于关闭状态；在需要取样时，将取样瓶16安装至相应位置，并将其与取样管九13连接，此时，计时模块开始计时，并通过控制模块控制阀门一1及阀门二2处于开启状态，控制开启阀门四4，使用吹扫气体17向取样管八12中吹扫规定的时间段一至时间点一，将取样管一5、取样管二6、取样管三7、取样管四8、取样管五9、取样管六10及取样管七11中残存的四氯化钛吹出，通过控制模块于时间点一控制关闭阀门四4，停止吹扫气体17吹扫，此时四氯化钛充满取样管一5、取样管二6、取样管三7、取样管四8、取样管五9、取样管六10及取样管七11，经过时间段二后，至时间点二，通过控制模块于时间点二控制关闭阀门一1，经时间段三后，至时间点三，通过控制模块于时间点三控制关闭阀门二2，此时，取样管一5、取样管二6、取样管三7、取样管四8、取样管五9、取样管六10及取样管七11中将残留一定量的四氯化钛，经时间段四后，至时间点四，通过控制模块控制开启阀门三3，此时，取样管一5、取样管二6、取样管三7、取样管四8、取样管五9、取样管六10及取样管七11中残留的一定量的四氯化钛经取样管九13自动流入取样瓶16中，经时间段五后，至时间点五，通过控制模块控制关闭阀门三3，经时间段六后，至时间点六，通过控制模块控制开启阀门一1及阀门二2。

上述四氯化钛取样的控制系统中，由于取样的四氯化钛15一般为比较纯的四氯化钛，因此，为保证能将相应取样管中的残存的四氯化钛吹扫干净，并不与之发生化学反应，因此，吹扫气体17优选为氮气；若所要取样的四氯化钛15为粗四氯化钛，那么吹扫气体17则优选为压缩空气；为了保证吹扫效率，压缩空气的用气量优选为5Nm³/h～10Nm³/h。上述时间段一可以根据具体工况进行设定，一般情况下优选为10秒至20秒；为了保证四氯化钛15自动流入取样瓶16时比较充分，时间段五优选为20秒至60秒。其中，计时模块的时间至时间点六时，通过控制模块控制关闭开启阀门一1及阀门二2后，为了保证对相应的取样管进行有效充料，至下一次取样的时间优选为5秒至20秒。

用于四氯化钛取样的控制方法，应用于所述的用于四氯化钛取样的控制系统，包括如下步骤：

步骤1、在不取样时，通过控制模块控制阀门一1及阀门二2均处于开启状态，控制阀门三3及阀门四4处于关闭状态，在需要取样时，将取样瓶16安装至相应位置，并将其与取样管九13连接；

步骤2、计时模块开始计时；

步骤3、通过控制模块控制阀门一1及阀门二2处于开启状态，控制开启阀门四4，使用吹扫气体17向取样管八12中吹扫规定的时间段一至时间点一，将取样管一5、取样管二6、取样管三7、取样管四8、取样管五9、取样管六10及取样管七11中残存的四氯化钛吹出；

步骤4、通过控制模块于时间点一控制关闭阀门四4，停止吹扫气体17吹扫，此时四氯化钛充满取样管一5、取样管二6、取样管三7、取样管四8、取样管五9、取样管六10及取样管七11；

步骤5、经过时间段二后，至时间点二，通过控制模块于时间点二控制关闭阀门一1；

步骤6、经时间段三后，至时间点三，通过控制模块于时间点三控制关闭阀门二2，此时，取样管一5、取样管二6、取样管三7、取样管四8、取样管五9、取样管六10及取样管七11中将残留一定量的四氯化钛；

步骤7、经时间段四后，至时间点四，通过控制模块控制开启阀门三3，此时，取样管一5、取样管二6、取样管三7、取样管四8、取样管五9、取样管六10及取样管七11中残留的一定量的四氯化钛经取样管九13自动流入取样瓶16中；

步骤8、经时间段五后，至时间点五，通过控制模块控制关闭阀门三3，经时间段六后，至时间点六，通过控制模块控制开启阀门一1及阀门二2。

实施例

本发明实施例以具体的一个四氯化钛取样过程进行说明。

将四氯化钛取样的控制系统中提到的各个与取样有关的装置均安装于四氯化钛输送管道14上。并将阀门一1、阀门二2、阀门三3及阀门四4均信号连接至远程控制系统。在不取样时，阀门一1和阀门二2处于开启状态，阀门三3和阀门四4关闭，取样时，人工安装取样瓶，再开启远程控制系统对四氯化钛进行自动取样。其具体过程如下：

1)系统开启时计时第0秒，保持阀门一1和阀门二2开启，开启阀门四4使用氮气对取样管道进行吹扫10秒将取样管道内残存四氯化钛吹出。

2)第10秒，关闭阀门四4停止氮气吹扫，四氯化钛将充满取样管道。

3)第15秒关闭阀门一1，第30秒关闭阀门二2，取样管道内将留存一定量的四氯化钛。

4)第35秒开启阀门三3，取样管道内留存的四氯化钛自流进入取样瓶。

5)第60秒关闭阀门三3。

6)第70秒开启阀门一1和阀门二2，恢复初始状态。

上述过程中，当已将要求的四氯化钛自动注入取样瓶16后，可以由人工取下取样瓶完成取样操作，也可以通过相应的智能机器人取下取样瓶16。

Claims (8)

1.用于四氯化钛取样的控制系统，包括四氯化钛输送管道和取样瓶，其特征在于，还包括阀门一、阀门二、阀门三、阀门四、取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六、取样管七、取样管八、取样管九、吹扫气体和远程控制系统，所述四氯化钛输送管道设置有取样口一和取样口二，所述远程控制系统至少包括计时模块和控制模块，所述阀门一、阀门二、阀门三及阀门四均连接控制模块，控制模块连接计时模块，所述阀门一的一端通过取样管一连接四氯化钛输送管道的取样口一，另一端通过取样管四分别连接取样管三的一端及取样管五的一端，取样管三的另一端通过阀门二连接取样管二的一端，取样管二的另一端连接四氯化钛输送管道的取样口二，取样管五的另一端分别连接取样管六的一端及取样管七的一端，取样管六的另一端通过阀门四连接取样管八的一端，取样管八的另一端用于通入吹扫气体，取样管七的另一端通过阀门三连接取样管九的一端，取样管九的另一端用于连接取样瓶；

所述远程控制系统用于在不取样时，通过控制模块控制阀门一及阀门二均处于开启状态，控制阀门三及阀门四处于关闭状态；在需要取样时，将取样瓶安装至相应位置，并将其与取样管九连接，此时，计时模块开始计时，并通过控制模块控制阀门一及阀门二处于开启状态，控制开启阀门四，使用吹扫气体向取样管八中吹扫规定的时间段一至时间点一，将取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中残存的四氯化钛吹出，通过控制模块于时间点一控制关闭阀门四，停止吹扫气体吹扫，此时四氯化钛充满取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七，经过时间段二后，至时间点二，通过控制模块于时间点二控制关闭阀门一，经时间段三后，至时间点三，通过控制模块于时间点三控制关闭阀门二，此时，取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中将残留一定量的四氯化钛，经时间段四后，至时间点四，通过控制模块控制开启阀门三，此时，取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中残留的一定量的四氯化钛经取样管九自动流入取样瓶中，经时间段五后，至时间点五，通过控制模块控制关闭阀门三，经时间段六后，至时间点六，通过控制模块控制开启阀门一及阀门二。

2.根据权利要求1所述的用于四氯化钛取样的控制系统，其特征在于，所述吹扫气体为氮气。

3.根据权利要求1所述的用于四氯化钛取样的控制系统，其特征在于，若所要取样的四氯化钛为粗四氯化钛，则吹扫气体为压缩空气。

4.根据权利要求3所述的用于四氯化钛取样的控制系统，其特征在于，所述压缩空气的用气量为5Nm³/h～10Nm³/h。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的用于四氯化钛取样的控制系统，其特征在于，所述时间段一为10秒至20秒。

6.根据权利要求1所述的用于四氯化钛取样的控制系统，其特征在于，所述时间段五为20秒至60秒。

7.根据权利要求1所述的用于四氯化钛取样的控制系统，其特征在于，所述计时模块的时间至时间点六时，通过控制模块控制关闭开启阀门一及阀门二后，至下一次取样的时间为5秒至20秒。

8.用于四氯化钛取样的控制方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的用于四氯化钛取样的控制系统，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、在不取样时，通过控制模块控制阀门一及阀门二均处于开启状态，控制阀门三及阀门四处于关闭状态，在需要取样时，将取样瓶安装至相应位置，并将其与取样管九连接；

步骤2、计时模块开始计时；

步骤3、通过控制模块控制阀门一及阀门二处于开启状态，控制开启阀门四，使用吹扫气体向取样管八中吹扫规定的时间段一至时间点一，将取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中残存的四氯化钛吹出；

步骤4、通过控制模块于时间点一控制关闭阀门四，停止吹扫气体吹扫，此时四氯化钛充满取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七；

步骤5、经过时间段二后，至时间点二，通过控制模块于时间点二控制关闭阀门一；

步骤6、经时间段三后，至时间点三，通过控制模块于时间点三控制关闭阀门二，此时，取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中将残留一定量的四氯化钛；

步骤7、经时间段四后，至时间点四，通过控制模块控制开启阀门三，此时，取样管一、取样管二、取样管三、取样管四、取样管五、取样管六及取样管七中残留的一定量的四氯化钛经取样管九自动流入取样瓶中；

步骤8、经时间段五后，至时间点五，通过控制模块控制关闭阀门三，经时间段六后，至时间点六，通过控制模块控制开启阀门一及阀门二。

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