CN118089858B - 一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统及方法，包括液位监测器和温度监测器，液位监测器和温度监测器均设置在反应器上；反应器的底部设置有出料结构，出料结构上设置有出料泵，位于出料泵的出料端之后的出料结构上连通有循环结构，循环结构远离出料泵的一端与反应器上端相连通，PH值监测器和电导率值监测器均伸入至循环结构中，本发明在循环结构对应的循环管上设置PH值监测器和电导率值监测器，被测试物料反应强度大幅下降后进入循环管，因反应导致结垢的隐患大幅降低；此外通过流体对监测器探头进行冲刷，结垢物不易附着在监测器表面；从而不会影响到PH值监测器和电感率值监测器的准确性。

Description

一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统及方法

技术领域

本发明涉及碳酸锂生产技术领域，具体为一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统及方法。

背景技术

在碳酸锂的生产过程中，沉锂反应是关键步骤之一。传统的监控方法主要依赖于反应器内插入PH值监测器测量反应混合液的 pH 值来判断反应器内的沉锂反应是否反应完全。然而，当反应器运行一定时间后，PH值监测器表面会结垢，从而导致PH值监测器监测到的pH 测量值的准确性降低，导致无法有效监测反应进程和有效控制原料加入量。这种情况下，未充分反应的物料进入分离系统设备内，结垢加剧，影响设备的正常运行；原料加入量及配比未有效控制，原料消耗增加并影响产品质量，直接影响到产品的市场竞争力。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统及方法。

根据本发明的第一方面，提供一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统，包括反应器和控制面板，以及与控制面板电连接的液位监测器、温度监测器、PH值监测器和电导率值监测器，所述液位监测器和温度监测器均设置在反应器上；反应器的底部设置有出料结构，出料结构上设置有出料泵，位于出料泵的出料端之后的出料结构上连通有循环结构，所述循环结构远离出料泵的一端与反应器上端相连通，所述PH值监测器和电导率值监测器均伸入至所述循环结构中，所述出料结构和循环结构上均设置有流量调节阀，以使得控制面板根据接收到的液位信息、PH值信息和电导率信息调节出料结构和循环结构的流量大小。

进一步的方案是，位于所述出料泵的出料端之后的出料结构至少包括排料管，所述排料管上设置的流量调节阀为出料阀，当液位监测器监测到反应器中液位高度高于第一预设液位阈值时，所述控制面板用于增大出料泵的功率，当液位监测器监测到反应器中液位高度低于第二预设液位阈值时，所述控制面板用于减小出料阀的开度。

进一步的方案是，所述循环结构上设置的流量调节阀为回料阀，当液位监测器监测到反应器中液位高度低于第二预设液位阈值时，所述控制面板用于增大回料阀的开度。

进一步的方案是，所述循环结构包括与排料管相连通的扩径管，所述回料阀安装于所述扩径管上。

进一步的方案是，所述循环结构还包括与所述扩径管相连通的循环管，所述循环管的管径小于所述扩径管的管径，所述循环管远离扩径管的一端与所述反应器的上端相连通。

进一步的方案是，所述循环管上依次设置有第一自动阀和第二自动阀，以及位于第一自动阀和第二自动阀之间的PH值监测器和电导率值监测器，所述循环结构还包括第一连通管和第二连通管，所述第一连通管上设置有第三自动阀，所述第二连通管上设置有第四自动阀，所述第一连通管的两端分别连通第一自动阀的进料端和第二自动阀的进料端，所述第二连通管的两端分别连通第一自动阀的出料端和第二自动阀的出料端；当第一自动阀和第二自动阀开启时，第三自动阀和第四自动阀关闭；当第一自动阀和第二自动阀关闭时，第三自动阀和第四自动阀开启。

进一步的方案是，所述反应器上设置有固定框，固定框底壁两侧分别安装有第一导电柱和第二导电柱以及第三导电柱和第四导电柱；所述固定框内下部设置有凸轮，所述凸轮的轮轴转动连接在固定框的内壁上，所述凸轮的外表面上安装有第二转动杆，所述第二转动杆的末端固定连接有导电杆，位于所述凸轮正下方的固定框底壁上安装有固定筒，所述固定筒上通过开设凹槽容纳有第一弹簧，第一弹簧为压缩弹簧，所述第一弹簧顶端固定连接有与凹槽滑动配合的第二驱动块，所述第二驱动块上端设置有与凸轮的凸起端相配合的圆弧头，以使得凸轮旋转后带动导电杆与第一导电柱和第二导电柱紧密贴合，以控制第一自动阀和第二自动阀的启闭或者带动导电杆与第三导电柱和第四导电柱紧密贴合，以控制第三自动阀和第四自动阀的启闭；所述固定框内部上端设置有驱动机构，所述驱动机构用于依次驱动所述凸轮顺时针和逆时针旋转。

进一步的方案是，所述驱动机构包括转动连接在所述固定框内部上方的两个第三齿轮，两个第三齿轮对称设置在所述凸轮的两侧，第三齿轮一侧啮合连接有第四齿轮，所述第四齿轮由第二旋转电机通过传动机构驱动旋转，所述第三齿轮和第四齿轮的偏心位置处转动连接有对称设置的第一转动杆，第三齿轮和第四齿轮对应的两根所述第一转动杆的底端转动连接有第一驱动块，且位于所述凸轮一侧的第一驱动块在第一转动杆的作用下运动到最下方时，位于所述凸轮另外一侧的第一驱动块在第一转动杆的作用下运动到最上方。

进一步的方案是，所述第二旋转电机通过导线电连接有时间继电器。

根据本发明的第二方面，提供一种基于如上所述系统的一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控方法，具体包括以下步骤：

不断地向反应器内添加碳酸钠溶液和硫酸锂溶液，以使得反应器内发生沉锂反应；

所述出料泵用于将沉锂反应后的溶液排出反应器，同时通过循环结构将一部分沉锂反应后的溶液输送返回反应器，以使得循环结构上的PH值监测器和电导率值监测器监测沉锂反应后的溶液的PH值和电导率值是否满足预设PH阈值和预设电导率阈值；

若否，则调节进料管上的阀门开度，以调节碳酸钠溶液和硫酸锂溶液的流量；

通过液位监测器实时监测反应器内液位高度，当液位监测器监测到反应器内液位高度高于第一预设液位阈值时，控制面板增大出料泵的功率；当液位传感器监测到反应器内液位高度低于第二预设液位阈值时，控制面板减小出料阀的开度或者增大回料阀的开度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明不同于在反应器内部安装用于在线监测的PH值监测器和电导率值监测器，而是在循环结构对应的循环管上设置 PH值监测器 和电导率值监测器，当反应器内的溶液被输送到循环管内部时，被测试物料已经过搅拌充分混合并反应，反应强度大幅下降后进入循环管，因反应导致结垢的隐患大幅降低。另外，合理选择循环管和扩径管的管径，加强循环管的流速，使得流体对在线监测的PH值监测器和电感率值监测器的探头进行冲刷，结垢物不易附着在监测器表面；从而不会影响到PH值监测器和电感率值监测器的准确性；从而能够有效监测反应进程和有效控制原料加入量；

（2）通过第三齿轮、第四齿轮、第一转动杆、第一驱动块、凸轮、第二转动杆、导电杆、固定筒、第一弹簧和第二驱动块的相互配合，使得凸轮两侧的第一驱动块反向运动且上下往复运动，从而使得凸轮两侧的第一驱动块依次与第二转动杆接触后驱动凸轮旋转，当凸轮旋转后，凸轮将向下挤压第二驱动块并进一步压缩第一弹簧，当凸轮从第二驱动块的一侧运动到第二驱动块的另一侧后，此时第一驱动块与第二转动杆脱离后，在第一弹簧的复位作用下，使得凸轮继续旋转，直至第一转动杆上的导电杆与第一导电柱和第二导电柱紧密贴合或者第一转动杆上的导电杆与第三导电柱和第四导电柱紧密贴合，从而提高导电杆导通性能的稳定性；由于凸轮两侧的第一驱动块反向运动且上下往复运动，从而使得凸轮两侧的第一驱动块能够依次驱动所述凸轮顺时针和逆时针旋转，由于第一导电柱和第二导电柱控制第一自动阀和第二自动阀的启闭而第三导电柱和第四导电柱控制第三自动阀和第四自动阀的启闭，从而使得流体既可以正向通过循环管，又可以逆向通过循环管，进而使得流体既可以正向冲刷PH值监测器和电感率值监测器，又可以逆向冲刷PH值监测器和电感率值监测器，从而进一步使得结垢物不易附着在监测器表面；从而不会影响到PH值监测器和电感率值监测器的准确性；

（3）在循环结构上设置PH值监测器和电感率值监测器用于监测，如生产过程中，对应的在线仪表损坏需检维修时，可临时切断循环结构对应的进出口阀门并排净后进行检维修作业，不影响反应器内生产的正常进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供的固定框内部结构示意图；

图3为本发明实施例所提供的驱动机构的侧视结构示意图。

附图标记：反应器1、第一旋转电机2、控制面板3、第一出料管4、第一进料管5、第二进料管6、出料泵7、第二出料管8、固定框9、第二旋转电机91、转动轴92、第一齿轮93、第二齿轮94、第三齿轮95、第四齿轮96、第一转动杆97、第一驱动块98、固定杆99、凸轮100、第二转动杆101、导电杆102、第一导电柱103、第二导电柱104、第三导电柱105、第四导电柱106、固定筒107、第一弹簧108、第二驱动块109、排料管10、循环管11、第一连通管12、第二连通管13、第一自动阀14、第二自动阀15、第三自动阀16、第四自动阀17、时间继电器18、搅拌桨叶19、出料阀110、扩径管111、回料阀112。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1-图3，一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统，包括反应器1，反应器1上连接有两根进料管，分别为第一进料管5和第二进料管6。进料管上设置有用于调节进料量的电控阀门；两根进料管分别用于不断地向反应器1内添加碳酸钠溶液和硫酸锂溶液，以使得反应器1内发生沉锂反应，生成碳酸锂。反应器1的顶壁上设置有第一旋转电机2，第一旋转电机2的输出端固定连接有搅拌轴，搅拌轴的底端延伸到反应器1的内部，并在搅拌轴的外表面上设置搅拌桨叶19，以使得第一旋转电机2带动搅拌桨叶19旋转，从而使得碳酸钠溶液和硫酸锂溶液充分混合，加快沉锂反应速度。

反应器1上还安装有液位监测器和温度监测器，所述温度监测器的探头伸入至反应器1中的物料液面以下，以实时监测被测试物体的液位高度和温度。反应器1的底部设置有出料结构。在本实施例中，出料结构包括第一出料管4、出料泵7、第二出料管8和排料管10；第一出料管4用于连接反应器1的底部和出料泵7的进料端，第二出料管8用于连接出料泵7的出料端和排料管10。出料泵7用于不断将反应器1内的物料排出，以实现反应器1内沉锂反应的连续生产。排料管10上安装有出料阀110；此外，位于出料泵7的出料端之后的排料管10上连通有循环结构，所述循环结构包括与排料管10相连通的扩径管111，所述扩径管111上安装有回料阀112。所述循环结构还包括与所述扩径管111相连通的循环管11，扩径管111通过缩径管和循环管11相连接，所述循环管11的管径小于所述扩径管111的管径，所述循环管11远离扩径管111的一端与所述反应器1的上端相连通。所述PH值监测器和电导率值监测器的探头均伸入至所述循环管11中。可以理解的是，将循环管11的管径设置成小于扩径管111的管径，可以加强循环管11中流体的流速，便于流体对在线监测的PH值监测器和电感率值监测器的探头进行冲刷，结垢物不易附着在监测器表面；从而不会影响到PH值监测器和电感率值监测器的准确性。

需要注意的是，本发明将PH值监测器和电导率值监测器的探头均伸入至所述循环管11中，不同于将温度监测器均伸入至反应器1中的物料液面以下，由于原料在反应器1内被搅拌充分混合后进行反应；因此，当反应器1内的溶液被输送到循环管中，被测试物料反应强度大幅下降后才进入循环管11；即反应强度大幅下降后进入循环管11，因反应导致结垢的隐患大幅降低。

为了便于对反应器1的液位高度和进料量进行调节，液位监测器、温度监测器、PH值监测器和电导率值监测器、进料管上的电控阀门以及出料阀110和回料阀112均电连接控制面板3，控制面板3集成在PLC或DCS控制系统内。当PH值监测器和电导率值监测器监测到沉锂反应后的溶液中的PH值和电导率值不满足预设PH阈值和预设电导率阈值时，可判断配比偏差或者原料浓度偏差或者进料量偏差导致的反应进程发生偏离，此时可以通过控制面板3控制进料管上的电控阀门的开度，以控制碳酸钠溶液和硫酸锂溶液的进入量。由于碳酸钠溶液和硫酸锂溶液的进入量发生改变，一般会导致反应器1内的液位高度发生改变；此时，当液位监测器监测到反应器1中液位高度高于第一预设液位阈值时，所述控制面板3增大出料泵7的功率，直至液位高度回到设定液位阈值后，出料泵7的功率切换回到之前的功率。由于出料泵7的功率增大，而出料阀110和回料阀112的阀门开度未发生改变，既能够提高排料管10的流速，又能够提高循环管11的流速，不会影响到流体冲刷PH值监测器和电导率值监测器；而当液位监测器监测到反应器1中液位高度低于第二预设液位阈值时，所述控制面板3用于减小出料阀110的开度，从而减小排料管10的流速，而出料泵7功率不变，将提高循环管11的流速，从而使得循环管11的流速能够得到保证，避免因反应导致结垢的隐患，其中第一预设液位阈值大于设定液位阈值，设定液位阈值大于第二预设液位阈值。

所述循环管11上依次设置有第一自动阀14和第二自动阀15，其中PH值监测器和电导率值监测器设置于第一自动阀14和第二自动阀15之间。所述循环结构还包括第一连通管12和第二连通管13，所述第一连通管12上设置有第三自动阀16，所述第二连通管13上设置有第四自动阀17。所述第一连通管12的两端分别连通第一自动阀14的进料端和第二自动阀15的进料端，所述第二连通管13的两端分别连通第一自动阀14的出料端和第二自动阀15的出料端。当第一自动阀14和第二自动阀15开启时，对应的第三自动阀16和第四自动阀17为关闭状态；当第一自动阀14和第二自动阀15关闭时，对应的第三自动阀16和第四自动阀17为开启状态。可以理解的是，通过切换第一自动阀14和第二自动阀15与第三自动阀16和第四自动阀17轮流启闭，可以使得流体既可以正向通过循环管11，又可以使得流体逆向通过循环管11，进而使得流体既可以正向冲刷PH值监测器和电感率值监测器，又可以逆向冲刷PH值监测器和电感率值监测器，从而进一步使得结垢物不易附着在监测器表面；从而不会影响到PH值监测器和电感率值监测器的准确性。

为了实现上述自动阀的轮流切换，可选的，在反应器1上设置有固定框9，固定框9的上方设置有驱动机构，驱动机构包括安装在固定框9侧壁上的第二旋转电机91，第二旋转电机91通过传动机构驱动两个第四齿轮96旋转。两个第四齿轮96分别啮合连接有两个第三齿轮95，固定框9内部转动连接有凸轮100，两个第三齿轮95对称设置在所述凸轮100的两侧。所述第三齿轮95和第四齿轮96的偏心位置处转动连接有对称设置的第一转动杆97，第三齿轮95和第四齿轮96对应的两根所述第一转动杆97的底端转动连接有第一驱动块98，当第二旋转电机91带动第四齿轮96旋转时，位于所述凸轮100一侧的第一驱动块98在第一转动杆97的作用下运动到最下方时，位于所述凸轮100另外一侧的第一驱动块98在第一转动杆97的作用下运动到最上方，从而实现凸轮100两侧的第一驱动块98上下往复运动且运动方向相反。

优选的，第一驱动块98上安装有固定杆99，固定杆99与固定框9的前后内壁上的滑槽滑动配合，从而使得第一驱动块98上下运动更加平稳。

具体的，传动机构包括与第二旋转电机91的输出端固定连接的转动轴92，所述转动轴92上安装两个对称设置的第一齿轮93，两个第一齿轮93分别啮合连接有两个第二齿轮94，两个第二齿轮94分别安装在对应的两个第四齿轮96的齿轮轴上。可以理解的是，如此设置，当第二旋转电机91带动转动轴92旋转后，能够带动第四齿轮96旋转，从而带动第一转动杆97旋转；由于转动轴92与第四齿轮96的齿轮轴相互错位，并不会阻碍到第一转动杆97的旋转，从而确保第一转动杆97的正常工作。

进一步的，固定框9底壁两侧分别安装有第一导电柱103和第二导电柱104以及第三导电柱105和第四导电柱106；所述凸轮100的外表面上安装有第二转动杆101，所述第二转动杆101的末端固定连接有导电杆102，导电杆102可以由导电性能优异的铜材制备而成。位于所述凸轮100正下方的固定框9底壁通过螺栓固定连接有固定筒107，所述固定筒107上表面通过开设凹槽容纳有第一弹簧108，第一弹簧108为压缩弹簧，所述第一弹簧108顶端固定连接有与凹槽滑动配合的第二驱动块109，所述第二驱动块109上端设置有与凸轮100凸起端相配合的圆弧头，以使得凸轮100旋转后带动导电杆102与第一导电柱103和第二导电柱104紧密贴合，以控制第一自动阀14和第二自动阀15的启闭或者带动导电杆102与第三导电柱105和第四导电柱106紧密贴合，以控制第三自动阀16和第四自动阀17的启闭，即第一导电柱103和第二导电柱104之间接通后，第一自动阀14和第二自动阀15通电，第一导电柱103和第二导电柱104之间断开后，第一自动阀14和第二自动阀15断电；第三自动阀16和第四自动阀17同理。

需要说明的是，在本实施例中，第一自动阀14、第二自动阀15、第三自动阀16和第四自动阀17可以为电磁阀、电动阀和气动阀。当电磁阀断电时，电磁力消失，铁芯离开阀门，介质停止流通，电磁阀关闭。当电磁阀通电时，电磁力会吸引铁芯，从而使得介质流通，电磁阀开启；当气动阀对应的气源管路上的电磁阀通电时，气动阀在气源的动力作用下开启，当气动阀对应的气源管路上的电磁阀断电时，气源的动力作用消失，使得气动阀自动关闭。因此，当导电杆102接通第一导电柱103和第二导电柱104后，对应的第一自动阀14和第二自动阀15通电，从而使得流体可以通过第一自动阀14和第二自动阀15；而当导电杆102脱离第一导电柱103和第二导电柱104后，对应的第一自动阀14和第二自动阀15断电，从而使得流体不能够通过第一自动阀14和第二自动阀15。

可以理解的是，当凸轮100两侧的第一驱动块98反向运动且上下往复运动，从而使得凸轮100两侧的第一驱动块98依次与第二转动杆101接触后驱动凸轮100旋转，当凸轮100旋转后，凸轮100的凸起端将向下挤压第二驱动块109并进一步压缩第一弹簧108，当凸轮100的凸起端从第二驱动块109的一侧运动到第二驱动块109的另一侧后，此时对应的第一驱动块98将向上运动，与第二转动杆101脱离后，在第一弹簧108的复位作用下，使得凸轮100继续旋转，直至导电杆102与第一导电柱103和第二导电柱104紧密贴合或者导电杆102与第三导电柱105和第四导电柱106紧密贴合，从而提高导电杆102导通性能的稳定性；由于凸轮100两侧的第一驱动块98反向运动且上下往复运动，从而使得凸轮100两侧的第一驱动块98能够依次驱动所述凸轮100顺时针和逆时针旋转，从而依次控制第一自动阀14和第二自动阀15的启闭以及第三自动阀16和第四自动阀17的启闭，从而使得流体既可以正向通过循环管11，又可以逆向通过循环管11。

可选的，所述第二旋转电机91通过导线电连接有时间继电器18，如此设置，可以通过时间继电器18间歇触发第二旋转电机91，使得循环管11中流体的正向冲刷和逆向冲刷按照设定的时间间隔进行，从而使得操作更加方便。

实施例2

本发明提供一种基于实施例1所述系统的一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控方法，具体包括以下步骤：

不断地向反应器1内添加碳酸钠溶液和硫酸锂溶液，以使得反应器1内发生沉锂反应；

所述出料泵7用于将沉锂反应后的溶液排出反应器1，同时通过循环结构将一部分沉锂反应后的溶液输送返回到反应器1中，以使得循环结构上的PH值监测器和电导率值监测器监测沉锂反应后的溶液的PH值和电导率值是否满足预设PH阈值和预设电导率阈值；

若否，则调节进料管上的电控阀门开度，以调节碳酸钠溶液和硫酸锂溶液的流量；

通过液位监测器实时监测反应器1内液位高度，当液位监测器监测到反应器1内液位高度高于第一预设液位阈值时，控制面板3增大出料泵7的功率；当液位传感器监测到反应器1内液位高度低于第二预设液位阈值时，控制面板3减小出料阀110的开度或者增大回料阀112的开度；

通过时间继电器18间歇触发第二旋转电机91，以切换第一自动阀14和第二自动阀15与第三自动阀16和第四自动阀17轮流启闭，以使得流体依次正向通过循环管11或者逆向通过循环管11，进而使得流体依次正向冲刷PH值监测器和电感率值监测器的探头或者逆向冲刷PH值监测器和电感率值监测器的探头。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统，包括反应器（1）和控制面板（3），以及与控制面板（3）电连接的液位监测器、温度监测器、PH值监测器和电导率值监测器，其特征在于：所述液位监测器和温度监测器均设置在反应器（1）上；反应器（1）的底部设置有出料结构，出料结构上设置有出料泵（7），位于出料泵（7）的出料端之后的出料结构上连通有循环结构，出料结构至少包括排料管（10），所述循环结构包括与排料管（10）相连通的扩径管（111），所述循环结构远离出料泵（7）的一端与反应器（1）上端相连通，所述PH值监测器和电导率值监测器均伸入至所述循环结构中，所述出料结构和循环结构上均设置有流量调节阀，以使得控制面板（3）根据接收到的液位信息、PH值信息和电导率信息调节出料结构和循环结构的流量大小；

所述循环结构还包括与所述扩径管（111）相连通的循环管（11），所述循环管（11）的管径小于所述扩径管（111）的管径，所述循环管（11）远离扩径管（111）的一端与所述反应器（1）的上端相连通；

所述循环管（11）上依次设置有第一自动阀（14）和第二自动阀（15），以及位于第一自动阀（14）和第二自动阀（15）之间的PH值监测器和电导率值监测器，所述循环结构还包括第一连通管（12）和第二连通管（13），所述第一连通管（12）上设置有第三自动阀（16），所述第二连通管（13）上设置有第四自动阀（17），所述第一连通管（12）的两端分别连通第一自动阀（14）的进料端和第二自动阀（15）的进料端，所述第二连通管（13）的两端分别连通第一自动阀（14）的出料端和第二自动阀（15）的出料端；当第一自动阀（14）和第二自动阀（15）开启时，第三自动阀（16）和第四自动阀（17）关闭；当第一自动阀（14）和第二自动阀（15）关闭时，第三自动阀（16）和第四自动阀（17）开启；

所述反应器（1）上设置有固定框（9），固定框（9）底壁两侧分别安装有第一导电柱（103）和第二导电柱（104）以及第三导电柱（105）和第四导电柱（106）；所述固定框（9）内下部设置有凸轮（100），所述凸轮（100）的轮轴转动连接在固定框（9）的内壁上，所述凸轮（100）的外表面上安装有第二转动杆（101），所述第二转动杆（101）的末端固定连接有导电杆（102），位于所述凸轮（100）正下方的固定框（9）底壁上安装有固定筒（107），所述固定筒（107）上通过开设凹槽容纳有第一弹簧（108），第一弹簧（108）为压缩弹簧，所述第一弹簧（108）顶端固定连接有与凹槽滑动配合的第二驱动块（109），所述第二驱动块（109）上端设置有与凸轮（100）凸起端相配合的圆弧头，以使得凸轮（100）旋转后带动导电杆（102）与第一导电柱（103)和第二导电柱（104）紧密贴合，以控制第一自动阀（14）和第二自动阀（15）的启闭或者带动导电杆（102）与第三导电柱（105）和第四导电柱（106）紧密贴合，以控制第三自动阀（16）和第四自动阀（17）的启闭；所述固定框（9）内部上端设置有驱动机构，所述驱动机构用于依次驱动所述凸轮（100）顺时针和逆时针旋转；

所述驱动机构包括转动连接在所述固定框（9）内部上方的两个第三齿轮（95），两个第三齿轮（95）对称设置在所述凸轮（100）的两侧，第三齿轮（95）一侧啮合连接有第四齿轮（96），所述第四齿轮（96）由第二旋转电机（91）通过传动机构驱动旋转，所述第三齿轮（95）和第四齿轮（96）的偏心位置处转动连接有对称设置的第一转动杆（97），第三齿轮（95）和第四齿轮（96）对应的两根所述第一转动杆（97）的底端转动连接有第一驱动块（98），且位于所述凸轮（100）一侧的第一驱动块（98）在第一转动杆（97）的作用下运动到最下方时，位于所述凸轮（100）另外一侧的第一驱动块（98）在第一转动杆（97）的作用下运动到最上方。

2.根据权利要求1所述的一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统，其特征在于：所述排料管（10）上设置的流量调节阀为出料阀（110），当液位监测器监测到反应器（1）中液位高度高于第一预设液位阈值时，所述控制面板（3）用于增大出料泵（7）的功率，当液位监测器监测到反应器（1）中液位高度低于第二预设液位阈值时，所述控制面板（3）用于减小出料阀（110）的开度。

3.根据权利要求2所述的一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统，其特征在于：所述循环结构上设置的流量调节阀为回料阀（112），当液位监测器监测到反应器（1）中液位高度低于第二预设液位阈值时，所述控制面板（3）用于增大回料阀（112）的开度。

4.根据权利要求3所述的一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统，其特征在于：所述回料阀（112）安装于所述扩径管（111）上。

5.根据权利要求1所述的一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控系统，其特征在于：所述第二旋转电机（91）通过导线电连接有时间继电器（18）。

6.一种基于权利要求1所述系统的一种碳酸锂沉锂反应进程动态监控方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

不断地向反应器（1）内添加碳酸钠溶液和硫酸锂溶液，以使得反应器（1）内发生沉锂反应；

所述出料泵（7）用于将沉锂反应后的溶液排出反应器（1），同时通过循环结构将一部分沉锂反应后的溶液输送返回反应器（1），以使得循环结构上的PH值监测器和电导率值监测器监测沉锂反应后的溶液的PH值和电导率值是否满足预设PH阈值和预设电导率阈值；

若否，则调节进料管上的阀门开度，以调节碳酸钠溶液和硫酸锂溶液的流量；

通过液位监测器实时监测反应器（1）内液位高度，当液位监测器监测到反应器（1）内液位高度高于第一预设液位阈值时，控制面板（3）增大出料泵（7）的功率；当液位传感器监测到反应器（1）内液位高度低于第二预设液位阈值时，控制面板（3）减小出料阀（110）的开度或者增大回料阀（112）的开度。