CN212646552U - 一种石膏粉料的可溶性杂质检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石膏粉料的可溶性杂质检测设备，包括：反应容器，用以为石膏水化提供空间；恒温装置，用以为所述反应容器提供恒温环境；进料装置，用以为所述反应容器提供定量的水和粉料；检测装置，用以检测溶液的电导率和温度并记录检测时所处时刻；数据分析装置，用以根据所述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分析出可溶性杂质的种类及含量。本实用新型涉及石膏板生产领域，提供了一种石膏粉料的可溶性杂质检测设备，其简单可靠，精度高，可大大缩短检测周期，为后续建筑石膏改性打下了良好的基础。

Description

一种石膏粉料的可溶性杂质检测设备

技术领域

本实用新型涉及石膏板生产领域，更具体地，涉及一种石膏粉料的可溶性杂质检测设备。

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，这些可溶性杂质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，国标GBT 5484-2012《石膏化学分析方法》，或国标GBT37785-2019《烟气脱硫石膏》，虽然都对于水溶性离子的检测有较明确的规定，但其步骤较为复杂，检测设备也十分精密，导致了较长的检测周期。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种石膏粉料的可溶性杂质检测设备，包括：

反应容器，所述反应容器内设有搅拌组件，所述反应容器用以为石膏水化提供空间；

恒温装置，所述反应容器设置在所述恒温装置内，所述恒温装置用以为所述反应容器提供恒温环境；

进料装置，所述进料装置与所述反应容器连通，所述进料装置用以为所述反应容器提供定量的水和粉料；

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

数据分析装置，所述数据分析装置与所述检测装置电连接，所述数据分析装置内设有石膏粉料可溶性杂质离子的数据库，所述数据分析装置用以根据所述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分析出可溶性杂质的种类及含量。

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装置内引出，用以排出所述反应容器内的溶液。

一种可能的设计，所述恒温装置包括恒温腔和控温组件，所述反应容器设置在所述恒温腔内，所述恒温腔内填充有水或油，所述控温组件用以实时检测所述恒温腔内的温度并对其加热或制冷。

一种可能的设计，所述搅拌组件包括聚四氟乙烯制成的搅拌叶。

一种可能的设计，所述进料装置包括液体进料组件和料粉进料组件，所述液体进料组件和料粉进料组件分别与所述反应容器连通，用以定量供应水和粉料。

一种可能的设计，所述检测装置包括电导率检测仪、温度检测仪和计时器。

一种可能的设计，包括控制器，所述控制器分别与所述检测装置、进料装置和数据分析装置电连接，用以根据检测数据控制进料和数据分析装置输出分析结果。

一种可能的设计，所述控制器与所述搅拌组件电连接，用以控制所述搅拌组件匀速搅拌。

一种可能的设计，所述控制器与所述恒温装置电连接，用以控制所述恒温装置动作。

一种可能的设计，所述排水通道设有阀门，所述控制器与所述阀门电连接，用以控制所述阀门开闭并在所述阀门开启后控制所述进料装置供水和检测装置进行电导率检测。

本实用新型实施例的检测设备简单可靠，精度高，可大大缩短检测周期，为后续建筑石膏改性打下了良好的基础。

本实用新型实施例的检测设备，可排出溶液后，不断进行冲洗和电导率检测，保证溶液完全排出，以实现连续检测。

本实用新型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，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型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

附图用来提供对本实用新型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实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为根据本实用新型的一实施例的检测设备示意图；

图2为图1中的检测设备电连接示意图；

图3为图1中的检测设备操作过程示意图；

图4为图1中的检测设备连续检测的操作过程示意图。

附图标记：1-恒温装置、2-反应容器、3-粉料进料组件、4-液体进料组件、5-温度检测仪、6-电导率检测仪、7-数据分析装置、8-计时器、9-控制器、10-排水通道、11-恒温腔、12-加热器、13-制冷器、14-温度传感器、15-搅拌组件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型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3的本实用新型的石膏粉料的可溶性杂质检测设备。如图1和图2所示，该检测设备包括反应容器2、恒温装置1、进料装置、检测装置和数据分析装置7，其中，反应容器2可为石膏水化提供空间，其内设有搅拌组件15；上述恒温装置1可为反应容器2提供恒温环境；上述进料装置与反应容器2连通，可为反应容器2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；上述数据分析装置7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。可见，该检测设备简单可靠，精度高，可大大缩短检测周期，为后续建筑石膏改性打下了良好的基础。

首先，就恒温装置1而言，如图1所示，其包括恒温腔11和控温组件，上述反应容器2设置在该恒温腔11内，其恒温腔11内填充满水或油。上述控温组件具体包括加热器12、制冷器13和温度传感器14，其中，温度传感器14设置在恒温腔11内，可测量恒温腔11内液体的温度，而加热器12和制冷器13则可加热或者冷却恒温腔11内液体。由此，控温组件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。

就反应容器2而言，如图1所示，其具体为玻璃或金属容器，其处于恒温腔11内，恒温腔11内的液体包裹反应容器2，使其处于可控的恒温环境下。其中，该反应容器2的底部设有可开闭的排水通道10，该排水通道10由恒温装置1的恒温腔11内引出，可在需要排液时，打开排水通道10而排出反应容器2内的溶液。该反应容器2内设有搅拌组件15，该搅拌组件15的搅拌速度可调，且其大小、速率可与反应容器2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。另外，该搅拌组件15包括聚四氟乙烯制成的搅拌叶，其不受pH的影响。

就进料装置而言，如图1所示，其包括液体进料组件4和料粉进料组件3，其中，液体进料组件4和料粉进料组件3分别与反应容器2连通，可分别向其供应水和粉料。而且，液体进料组件4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3可先对石膏粉料进行称重，称量出的定量粉料再投入，其测量精度精确至0.01g，可保证误差范围在±0.05g内。

就检测装置而言，如图1和图2所示，其包括电导率检测仪6、温度检测仪5和计时器8，其中，电导率检测仪6和温度检测仪5的测量端没入反应容器2的溶液液面下，分别测量溶液的电导率和温度。上述计时器8则可记录料粉进料组件3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。例如，粉料倒入水溶液中的时刻为0秒，而经过5秒时，计时器8的记录时刻为5秒，此时的电导率和温度数据也对应记录；又经过5秒时，计时器8的记录时刻为10秒，此时的电导率和温度数据也会对应记录下来。

就数据分析装置7而言，其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，该数据分析装置7可根据电导率曲线以及最大水化速率的时间来大致分析得出可溶性杂质种类和分量。

如图2所示，该检测设备还包括控制器8，其中，该控制器8分别与检测装置的电导率检测仪6、温度检测仪5和计时器8电连接，以控制各自动作，并保持其动作同步，即在测量电导率的同时也测量温度。该控制器8还分别与进料装置的液体进料组件4和料粉进料组件3电连接，控制其称重量和投送物料。由此，该控制器8可根据电导率检测仪6和温度检测仪5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，该控制器8可控制料粉进料组件3进行投料，而在第二次达到稳定状态时，控制器8则停止各个装置动作，并延时一定时间控制打开排水通道10，而进行排液。而且，控制器8还与数据分析装置7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装置7，并控制其输出分析结果。另外，该控制器8还分别与恒温装置1的加热器12、制冷器13、温度传感器14，和搅拌组件15，以及排水通道11的开关电连接，可根据温度传感器14的测量值和预设温度来控制加热或制冷，可控制搅拌组件15恒定速率转动，还可控制排水通道11的开闭。

由此，使用上述的检测设备对石膏粉料的可溶性杂质进行检测，如图3所示，其具体过程如下：

首先，控制开启恒温装置1，使得反应容器2处于恒温环境下，本实施例的预设温度控制为20℃。

其次，液体进料组件4称出1L水后注入反应容器2内，并开始搅拌。

随后，使用电导率检测仪6和温度检测仪5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，即在溶液第一处于稳定状态时，驱动料粉进料组件3将称量好的25g石膏粉料投入到反应容器2中，并开启计时器8，搅拌组件15持续搅拌。

之后，每5秒钟通过电导率检测仪6测量和记录反应容器内溶液的电导率，通过温度检测仪5测量和记录温度，通过计时器8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，控制器8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10，而进行排液。

与此同时，该数据分析装置7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。

由上述可知，可溶性杂质检测过程，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。而且该设备可实现自动投入物料，自动进行测量以及整理分析数据，其无需人工操作，进一步提升了操作便捷性。

如图4所示，利用该检测设备进行连续检测时，特别在排出反应容器2内的溶液后，可通过控制器8控制液体进料组件4向反应容器2内不断注水，同时排液通道10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2时，控制器8还控制搅拌组件15进行搅拌，同时电导率检测仪6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。

结合上述实施例，本实用新型实施例的检测设备简单可靠，精度高，可大大缩短检测周期，为后续建筑石膏改性打下了良好的基础。另外，本实用新型实施例的检测设备，可排出溶液后，不断进行冲洗和电导率检测，保证溶液完全排出，以实现连续检测。

在本实用新型中的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，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实用新型中的具体含义。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型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，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定为准。

Claims (10)

1.一种石膏粉料的可溶性杂质检测设备，其特征在于，包括：

反应容器，所述反应容器内设有搅拌组件，所述反应容器用以为石膏水化提供空间；

恒温装置，所述反应容器设置在所述恒温装置内，所述恒温装置用以为所述反应容器提供恒温环境；

进料装置，所述进料装置与所述反应容器连通，所述进料装置用以为所述反应容器提供定量的水和粉料；

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

数据分析装置，所述数据分析装置与所述检测装置电连接，所述数据分析装置内设有石膏粉料可溶性杂质离子的数据库，所述数据分析装置用以根据所述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分析出可溶性杂质的种类及含量。

2.根据权利要求1所述的石膏粉料的可溶性杂质检测设备，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装置内引出，用以排出所述反应容器内的溶液。

3.根据权利要求2所述的石膏粉料的可溶性杂质检测设备，其特征在于，所述恒温装置包括恒温腔和控温组件，所述反应容器设置在所述恒温腔内，所述恒温腔内填充有水或油，所述控温组件用以实时检测所述恒温腔内的温度并对其加热或制冷。

4.根据权利要求2所述的石膏粉料的可溶性杂质检测设备，其特征在于，所述搅拌组件包括聚四氟乙烯制成的搅拌叶。

5.根据权利要求2所述的石膏粉料的可溶性杂质检测设备，其特征在于，所述进料装置包括液体进料组件和料粉进料组件，所述液体进料组件和料粉进料组件分别与所述反应容器连通，用以定量供应水和粉料。

6.根据权利要求2所述的石膏粉料的可溶性杂质检测设备，其特征在于，所述检测装置包括电导率检测仪、温度检测仪和计时器。

7.根据权利要求2至6任一所述的石膏粉料的可溶性杂质检测设备，其特征在于，包括控制器，所述控制器分别与所述检测装置、进料装置和数据分析装置电连接，用以根据检测数据控制进料和数据分析装置输出分析结果。

8.根据权利要求7所述的石膏粉料的可溶性杂质检测设备，其特征在于，所述控制器与所述搅拌组件电连接，用以控制所述搅拌组件匀速搅拌。

9.根据权利要求7所述的石膏粉料的可溶性杂质检测设备，其特征在于，所述控制器与所述恒温装置电连接，用以控制所述恒温装置动作。

10.根据权利要求7所述的石膏粉料的可溶性杂质检测设备，其特征在于，所述排水通道设有阀门，所述控制器与所述阀门电连接，用以控制所述阀门开闭并在所述阀门开启后控制所述进料装置供水和检测装置进行电导率检测。

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