CN111672355B - 一种石膏板生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石膏板生产系统，包括混合机和为其提供粉料的输送装置，包括杂质离子检测装置，所述杂质离子检测装置对应所述输送装置设置，用以检测出粉料中杂质离子的种类和分量而为后续添加外加剂提供依据。本发明涉及石膏板生产领域，提供了一种石膏板生产系统，其可根据原料中杂质离子的种类和含量，快速匹配固化可溶性杂质离子的外加剂，达到去除原料中可溶性杂质离子的目的，降低了可溶性杂质离子对石膏板质量及生产过程的影响，进一步优化石膏板。

Description

一种石膏板生产系统

技术领域

本发明涉及石膏板生产领域，更具体地，涉及一种石膏板生产系统。

背景技术

工业副产石膏的资源化利用不仅能减少对石膏矿山的开采，还可解决无天然资源地区的石膏制品的原料问题，而且还降低了固体废弃物对环境的污染。然而，目前国内的脱硫石膏中含有较多的可溶性杂质离子，这些可溶性杂质离子对石膏板的质量有较大危害，尤其是板芯与护面纸粘接性能以及受潮时的性能，另外，其对煅烧和水化等工艺过程也有较大的影响。

目前，石膏板高速生产，需要的原料多而复杂，不同电厂的原料不同，即使同一电厂，不同时间的原料中杂质含量也存在很大差异，化学检测方法石膏原料中杂质，工作量大，检测数量有限，不能与生产情况实现动态匹配。因此，在针对低品质脱硫石膏添加外加剂固化或吸附杂质离子时，会出现外加剂掺量与原料不匹配现象，不能实现高速、稳定、连续生产。

发明内容

本发明实施例提供了一种石膏板生产系统，包括混合机和为其提供粉料的输送装置，包括杂质离子检测装置，所述杂质离子检测装置对应所述输送装置设置，用以检测出粉料中杂质离子的种类和分量而为后续添加外加剂提供依据。

一种可能的设计，包括外加剂调控装置和中央处理模块，

所述中央处理模块分别与所述杂质离子检测装置和外加剂调控装置，用以根据杂质离子检测装置的检测结果得到外加剂的输出数据并向所述外加剂调控装置传递所述输出数据；

所述外加剂调控装置的输出端与所述混合机连通，用以根据所述输出数据向所述混合机的粉料中添加外加剂。

一种可能的设计，所述外加剂调控装置包括电连接的第一控制器和投料组件，所述投料组件设置在所述混合机上并与其连通，用以向所述混合机内投入一种或多种外加剂；所述第一控制器与所述中央处理模块电连接，用以根据所述输出数据控制所述投料组件动作。

一种可能的设计，所述投料组件包括多个可称重的投料罐，各个所述投料罐分别与所述混合机连通，任一所述投料罐填装至多一种所述外加剂。

一种可能的设计，多个所述投料罐包括用以储存和投放偏磷酸盐的第一投料罐，用以储存和投放硫铝酸盐的第二投料罐，用以储存和投放多孔隙外加剂的第三投料罐，以及用以储存和投放层状外加剂的第四投料罐。

一种可能的设计，所述中央处理模块与所述输送装置电连接，用以获取粉料在所述输送装置上的输送情况；

所述杂质离子检测装置设置为等时间间隔多次在所述输送装置的取料处取得粉料并检测，所述中央处理模块设置为根据各次检测的结果得到各次所需外加剂的输出数据，所述中央处理模块根据每次取得粉料时取料处粉料到达所述混合机的时间向所述外加剂调控装置传递输出数据。

一种可能的设计，所述杂质离子检测装置包括：

反应容器，所述反应容器内设有搅拌件，所述反应容器用以为石膏水化提供空间；

恒温组件，所述反应容器设置在所述恒温组件内，所述恒温组件用以为所述反应容器提供恒温环境；

进料组件，所述进料组件与所述反应容器连通，用以为所述反应容器提供定量的水和粉料；

检测组件，所述检测组件的检测端伸入所述反应容器内，用以检测溶液的电导率和温度并记录检测时所处时刻；

数据分析组件，所述数据分析组件与所述检测组件电连接，内设有石膏粉料可溶性杂质离子的数据库，所述数据分析组件用以根据所述检测组件的检测数据绘制溶液的电导率曲线并根据电导率曲线分析出可溶性杂质离子的种类及含量。

一种可能的设计，所述反应容器设有可开闭的排水通道，所述排水通道由所述恒温组件内引出，用以排出所述反应容器内的溶液。

一种可能的设计，所述进料组件包括料粉进料模块，所述料粉进料模块的输入端对应所述输送装置，用以获取所述输送装置上的粉料。

一种可能的设计，所述杂质离子检测装置包括第二控制器，所述第二控制器分别与所述检测组件、进料组件和数据分析组件电连接，用以根据检测数据控制进料和数据分析组件输出分析结果；所述第二控制器与所述中央处理模块电连接，用以接收所述中央处理模块的检测信号而控制开启检测动作

本发明实施例的石膏板生产系统可根据原料中杂质离子的种类和含量，快速匹配固化可溶性杂质离子的外加剂，达到去除原料中可溶性杂质离子的目的，降低了可溶性杂质离子对石膏板质量及生产过程的影响，进一步优化石膏板。

本发明实施例的石膏板生产系统可连续进行多次检测，可根据各次的检测结果和传输情况，来调整外加剂加入种类、分量和加入时间，保证各处粉料都能经过良好的除杂过程，而且适应自动化生产。

本发明实施例的石膏板生产系统针对杂质离子，配备有多种外加剂，其单独添加或同时添加，可适配各种杂质离子。

本发明实施例的投料组件设置在混合机上，短程输送，可快速进入混合机。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为根据本发明的一实施例的石膏板生产系统示意图；

图2为图1的石膏板生产系统生产调节过程示意图；

图3为图1中的杂质离子检测装置示意图；

图4为图1中的杂质离子检测装置电连接示意图；

图5为图1中的杂质离子检测装置的检测过程示意图。

附图标记：100-输送装置、200-混合机、300-杂质离子检测装置、301-反应容器、302-恒温组件、303-粉料进料组件、304-液体进料组件、305-温度检测仪、306-电导率检测仪、307-排水通道、308-搅拌件、309-计时器、310-第二控制器、311-数据分析组件、400-中央处理模块、500-外加剂调控装置、501-第一控制器、502-投料组件、503-投料罐。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

请参阅图1至图5的本发明的石膏板生产系统。如图1所示，该石膏板生产系统包括混合机200和为其提供粉料的输送装置100，以及杂质离子检测装置300，其中，该杂质离子检测装置300对应输送装置200设置，可检测出粉料中杂质离子的种类和分量，从而操作人员能够推定出去除该杂质离子的外加剂，可在混合机200内手动或自动添加该种外加剂，进而能有效去除原料中可溶性杂质离子，降低可溶性杂质离子对石膏板质量及生产过程的影响，进一步优化石膏板。

为了提升生产效率，减少人工操作，该石膏板生产系统还包括外加剂调控装置500和中央处理模块400，其中，该中央处理模块400可根据杂质离子检测装置300的检测快速计算得到外加剂的输出数据(即所需外加剂的种类、掺量和添加时间)；该外加剂调控装置500的输出端与混合机200连通，可根据上述输出数据向混合机200内添加外加剂。

首先，为实现可溶性杂质离子的快速检测，如图3和图4所示，该杂质离子检测装置300包括反应容器301、恒温组件302、进料组件、检测组件和数据分析组件311，其中，反应容器301可为石膏水化提供空间，其内设有搅拌件308；上述恒温组件302可为反应容器301提供恒温环境；上述进料组件与反应容器301连通，可为反应容器301提供定量的水和粉料；上述检测装置可检测溶液的电导率和温度并记录检测时所处时刻；上述数据分析组件311可根据检测装置的检测数据绘制溶液的电导率曲线，并根据电导率曲线和最大水化速率的时间分析出可溶性杂质的种类及含量。

具体地，如图3所示，上述恒温组件302可根据实时检测的温度进行加热或制冷，保持预设的温度，从而制造出恒温环境，为检测提供基础条件。上述反应容器301为玻璃或金属容器，其处于恒温组件302内，其底部设有可开闭的排水通道307，该排水通道307由恒温组件302内引出。该反应容器301内设有搅拌件308，该搅拌件308的搅拌速度可调，且其大小、速率可与反应容器301匹配，而且其可伸入到溶液中可保持恒定速率搅拌，以保证溶液底部无物料沉积。上述进料组件包括液体进料组件304和料粉进料组件303，其中，液体进料组件304和料粉进料组件303分别与反应容器301连通，可分别向其供应水和粉料。而且，液体进料组件304可先对水进行称重，称量出的定量水再注入，其测量精度精确至0.1g，可保证误差范围在±1.0g内；而料粉进料组件303可利用负压吸附输送装置100取料处的粉料，该取料处可根据设备布置情况进行调整，且可在对石膏粉料进行称重后投入，其测量精度精确至0.01g，可保证误差范围在±0.05g内。上述检测装置包括电导率检测仪306、温度检测仪305和计时器309，其中，电导率检测仪306和温度检测仪305的测量端没入反应容器301的溶液液面下，分别测量溶液的电导率和温度。上述计时器309则可记录料粉进料组件303的启动时间，即粉料倒入水溶液中的时间，其计时与电导率、温度数据实时对应。上述数据分析组件311内预设有石膏粉料可溶性离子种类和分量的数据库，该数据库根据长期实验和生产经验记录整理而成，其可根据石膏粉料在水化过程中的电导率曲线以及最大水化速率的时间查找输出对应的可溶性离子种类和浓度，其中，根据电导率曲线的一阶导数，可算出石膏水化速率最快的时间。由此，该数据分析组件311在输入电导率曲线以及最大水化速率的时间后可自行查询得出可溶性杂质离子种类和分量。

另外，如图4所示，该杂质离子检测装置300还包括第二控制器310，其中，该第二控制器310分别与检测装置的电导率检测仪306、温度检测仪305和计时器309电连接，以控制各自动作，并保持其动作同步。该第二控制器310还分别与进料组件的液体进料组件304和料粉进料组件303电连接，控制其称重量和投送物料，控制料粉进料组件303获取输送装置100上的粉料。由此，该第二控制器310可根据电导率检测仪306和温度检测仪305的测量值判定溶液处于稳定状态，即多次同步测量电导率和温度的过程中电导率变化不大于0.01ms/cm且温度变化不大于0.5℃时可判定溶液处于稳定状态，在第一次达到稳定状态时，该第二控制器310可控制料粉进料组件303进行投料，而在第二次达到稳定状态时，第二控制器310则停止各个装置动作，并延时一定时间控制打开排水通道307，而进行排液。而且，第二控制器310还与数据分析组件311电连接，将第二次达到稳定状态前的检测数据传输至数据分析组件311，并控制其输出分析结果。另外，该第二控制器310还与搅拌件308和排水通道307的开关电连接，可控制搅拌件308恒定速率转动，还可控制排水通道307的开闭。

由此，使用上述的杂质离子检测装置300对石膏粉料的可溶性杂质离子进行检测，如图5所示，其具体过程如下：首先，控制开启恒温组件302，使得反应容器301处于恒温环境下，本实施例的预设温度控制为20℃。料粉进料组件303再利用负压吸附一定量的输送装置100取料处的粉料。其次，液体进料组件304称出1L水后注入反应容器301内，并开始搅拌。随后，使用电导率检测仪306和温度检测仪305每间隔10秒钟进行一次测量，测量内容包括溶液的电导率和温度，并记录下数据，在连续12次测量中的电导率变化不超过0.01ms/cm且测量温度变化不大于0.5℃时停止，即溶液第一次处于稳定状态时停止。此时，驱动料粉进料组件303将称量好的25g石膏粉料投入到反应容器301中，并开启计时器309，搅拌件308持续搅拌。之后，每5秒钟通过电导率检测仪306测量和记录反应容器内溶液的电导率，通过温度检测仪305测量和记录温度，通过计时器309记录所处时刻，而且同一时间测得的电导率、温度和所处时刻向对应匹配，直至连续12次测量的电导率变化不超过0.01ms/cm且测量温度变化不大于0.5℃时停止，即溶液第二次处于稳定状态时停止。此时，第二控制器310可控制停止各个装置动作，并延时一定时间控制打开排水通道307，而进行排液。与此同时，该数据分析组件311整理所有数据而绘出电导率曲线，其根据电导率曲线的一阶导数算出石膏水化速率最快的时间，之后又根据电导率曲线以及最大水化速率的时间对照数据库分析得出可溶性杂质种类和分量，从而完成整个检测过程。在排出反应容器301内的溶液后，可通过第二控制器310控制液体进料组件304向反应容器301内不断注水，同时排水通道307也向外排出冲洗用水，以达到冲洗该反应容器的目的，可在冲洗完成后进行下次检测，便于连续检测多种石膏粉料。另外，在冲洗反应容器301时，第二控制器310还控制搅拌件308进行搅拌，同时电导率检测仪306实时测量反应容器内的液体，直至其测量数据与已完成的可溶性杂质离子检测过程中首次检测的电导率数据相同时停止注水，而且测量数据与已完成的可溶性杂质离子检测过程中首次检测的电导率数据的差值不超过0.05ms/cm时即可认为相同。由此，冲洗过程中的电导率检测，可保证冲洗干净，无残余，不会影响到下次检测过程的数据。

由上述可知，可溶性杂质离子检测过程仅为简单地投入物料后测量温度、电导率和时间等简单操作，可将检测时间缩至约一小时，而且其涉及的设备也为生产或实验常用设备，其结构简单可靠，无需光谱仪等精密仪器。而且该杂质离子检测装置300可连续进行多次检测，为可溶性杂质离子含量的实时调控打下了基础。

其次，如图1所示，上述外加剂调控装置500包括电连接的第一控制器501和投料组件502，其中，该投料组件502设置在混合机200上并与其连通，其储存有外加剂并可向混合机200内投入一种或多种外加剂，而且其与混合机200的输送路径短，可快速将外加剂投入混合机；该第一控制器501与中央处理模块400电连接，可根据输出数据控制投料组件动作。具体地，该投料组件502包括多个可称重的投料罐503，各个投料罐503分别与混合机200连通，任一投料罐503内只填装一种外加剂，多个投料罐503受第一控制器501控制，称量出对应输出数据的外加剂后投入。多种外加剂包括偏磷酸盐、硫铝酸盐等，其中，偏磷酸盐可与阳离子形成络合成化合物，降低料浆中镁离子的浓度；硫铝酸盐为水泥和矿渣等水化形成，其可以离子交换的形式化学吸附阴离子；外加剂还可是沸石、分子筛等多孔隙物质，或偏高岭土、蒙脱石等层状物质，两者可分别以微孔或层间吸附的形式吸附离子。可知，多个投料罐503至少包括用以储存和投放偏磷酸盐的第一投料罐，用以储存和投放硫铝酸盐的第二投料罐，用以储存和投放多孔隙外加剂的第三投料罐，以及用以储存和投放层状外加剂的第四投料罐。由上述可知，不同外加剂可根据设定进行定量添加，足以满足各种杂质离子的情况。

另外，上述输送装置100上设有控制其输送动作的控制机构(图中未示出)和检测其输送状态的探头，由此，该输送装置100的输送情况可被实时监控。

就上述中央处理模块400而言，如图1和图2所示，其与上述输送装置100上的控制机构(图中未示出)电连接，可得到输送装置100的输送情况，包括生产速度、原料堆积程度、各处粉料到达混合机的时间等。该中央处理模块400与第二控制器310电连接，该第二控制器310可将杂质离子检测装置300得出的检测数据传递给中央处理模块400，该中央处理模块400则根据检测数据快速匹配出需要添加的外加剂的种类，又因混合机200内的粉料量一直保持一定，该中央处理模块400又可确定出需要添加的各种外加剂的分量，形成输出数据。同时，该中央处理模块400可根据输送装置100的输送情况，向第二控制器310发送控制信号，从而能够驱动料粉进料组件303利用负压吸附输送装置100取料处的粉料。

本实施例的石膏板生产系统在工作时，输送装置100向混合机200输送粉料的过程中，杂质离子检测装置300可获取输送装置100上的粉料进行检测，而检测结果经中央处理模块400处理后得到输出数据(即外加剂的投入种类、掺量和时间)，上述外加剂调控装置500可根据输出数据进行精确投料。从而，该石膏板生产系统实现了对粉料中可溶性杂质离子含量的精确调控，保证了石膏板的质量。

另外，上述输送装置100上的各处粉料可能所含的杂质离子种类和含量存在差异，因此需要实时调节外加剂的添加量。上述中央处理模块400可获取粉料在输送装置100上的输送情况，而控制杂质离子检测装置300检测多次检测粉料，而且其输出每次取得粉料时取料处粉料需要的外加剂种类和分量的同时，其可根据输送装置100的生产速度、堆积程度等信息，预估每次取得粉料时取料处粉料到达混合机200处的时间，从而准确输出各次投放外加剂的时间。从而，该生产系统可针对输送装置100上各处含量不一的粉料进行精确除杂，实现了动态调控。

结合上述实施例，本发明实施例的石膏板生产系统可根据原料中杂质离子的种类和含量，快速匹配固化可溶性杂质离子的外加剂，达到去除原料中可溶性杂质离子的目的，降低了可溶性杂质离子对石膏板质量及生产过程的影响，进一步优化石膏板。本发明实施例的石膏板生产系统可连续进行多次检测，可根据各次的检测结果和传输情况，来调整外加剂加入种类、分量和加入时间，保证各处粉料都能经过良好的除杂过程，而且适应自动化生产。本发明实施例的石膏板生产系统针对杂质离子，配备有多种外加剂，其单独添加或同时添加，可适配各种杂质离子。本发明实施例的投料组件设置在混合机上，短程输送，可快速进入混合机。

在本发明中的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”、“边”、“相对”、“四角”、“周边”、““口”字结构”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“直接连接”、“间接连接”、“固定连接”、“安装”、“装配”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；术语“安装”、“连接”、“固定连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (8)

1.一种石膏板生产系统，包括混合机和为其提供粉料的输送装置，其特征在于，包括杂质离子检测装置，以及外加剂调控装置和中央处理模块，所述杂质离子检测装置对应所述输送装置设置，用以检测出粉料中可溶性杂质离子的种类和含量而为后续添加外加剂提供依据，其中，所述杂质离子检测装置可检测溶液的电导率和温度并记录检测时所处时刻，根据检测数据绘制溶液的电导率曲线，并根据电导率曲线和最大水化速率的时间分析出可溶性杂质离子的种类及含量；

所述中央处理模块分别与所述杂质离子检测装置和外加剂调控装置电连接，用以根据杂质离子检测装置的检测结果得到外加剂的输出数据并向所述外加剂调控装置传递所述输出数据；所述外加剂调控装置的输出端与所述混合机连通，用以根据所述输出数据向所述混合机的粉料中添加外加剂；

所述外加剂调控装置包括电连接的第一控制器和投料组件，所述投料组件设置在所述混合机上并与其连通，用以向所述混合机内投入一种或多种外加剂；所述第一控制器与所述中央处理模块电连接，用以根据所述输出数据控制所述投料组件动作；

所述中央处理模块与所述输送装置电连接，用以获取粉料在所述输送装置上的输送情况；所述杂质离子检测装置设置为多次在所述输送装置的取料处取得粉料并检测，所述中央处理模块设置为根据各次检测的结果得到各次所需外加剂的输出数据，所述中央处理模块根据每次取得粉料时取料处粉料到达所述混合机的时间向所述外加剂调控装置传递输出数据。

2.根据权利要求1所述的石膏板生产系统，其特征在于，所述投料组件包括多个可称重的投料罐，各个所述投料罐分别与所述混合机连通，任一所述投料罐填装至多一种所述外加剂。

3.根据权利要求2所述的石膏板生产系统，其特征在于，多个所述投料罐包括用以储存和投放偏磷酸盐的第一投料罐，用以储存和投放硫铝酸盐的第二投料罐，用以储存和投放多孔隙外加剂的第三投料罐，以及用以储存和投放层状外加剂的第四投料罐。

4.根据权利要求1所述的石膏板生产系统，其特征在于，所述杂质离子检测装置设置为等时间间隔多次在所述输送装置的取料处取得粉料并检测。

5.根据权利要求1-4任一所述的石膏板生产系统，其特征在于，所述杂质离子检测装置包括：

反应容器，所述反应容器内设有搅拌件，所述反应容器用以为石膏水化提供空间；

恒温组件，所述反应容器设置在所述恒温组件内，所述恒温组件用以为所述反应容器提供恒温环境；

进料组件，所述进料组件与所述反应容器连通，用以为所述反应容器提供定量的水和粉料；

检测组件，所述检测组件的检测端伸入所述反应容器内，用以检测溶液的电导率和温度并记录检测时所处时刻；

数据分析组件，所述数据分析组件与所述检测组件电连接，内设有石膏粉料可溶性杂质离子的数据库，所述数据分析组件用以根据所述检测组件的检测数据绘制溶液的电导率曲线并根据电导率曲线分析出可溶性杂质离子的种类及含量。

6.根据权利要求5所述的石膏板生产系统，其特征在于，所述反应容器设有可开闭的排水通道，所述排水通道由所述恒温组件内引出，用以排出所述反应容器内的溶液。

7.根据权利要求5所述的石膏板生产系统，其特征在于，所述进料组件包括料粉进料模块，所述料粉进料模块的输入端对应所述输送装置，用以获取所述输送装置上的粉料。

8.根据权利要求5所述的石膏板生产系统，其特征在于，所述杂质离子检测装置包括第二控制器，所述第二控制器分别与所述检测组件、进料组件和数据分析组件电连接，用以根据检测数据控制进料和数据分析组件输出分析结果；所述第二控制器与所述中央处理模块电连接，用以接收所述中央处理模块的检测信号而控制开启检测动作。

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