CN220207437U - 一种氧化铝粉同时取样的分析设备 - Google Patents
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Abstract
一种氧化铝粉同时取样的分析设备，包括：物料管、电动阀、灼减采样罐、灼减分析罐、近红外水分仪、化验样品采样罐、灼减合格存样罐、灼减不合格存样罐、导气管、真空泵、空压机、控制器和无线通信模块，本实用新型能够实现样品实时采集、处理和分析氧化铝生产过程中的灼减数据，并实现对生产过程关键参数的准确监测和控制预测，解决传统取样分析劳动强度大，取样代表性差，化验分析结果滞后等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及氧化铝粉取样技术领域，尤其涉及一种氧化铝粉同时取样的分析设备。
背景技术
氧化铝作为铝电解厂最主要原材料，其质量对电解铝生产过程、产品质量及指标有着重要影响，灼减表示氧化铝进入电解槽之后所要释放的水量，氧化铝的灼减对电解过程来说，是有害成分，氧化铝中所含的水分进入电解质中与AIF3反应生成HF和AI2O3，既增加了氟化盐的消耗量，使成本上升，也增加了有毒气体HF的排放量，污染环境，电解铝厂要求氧化铝水分少，但水分和焙烧程度密切相关，要求的氧化铝的比表面积大，灼减小，但吸湿性要大，因此就需要综合权衡，对氧化铝灼减范围进行精确测量控制，达到提质环保增效的目的，目前，随着对成品氧化铝的质量要求更高，氧化铝粉采样检验分析的频次也越高，从而更能反映样品的总体特性，因此需要根据现场及氧化铝特性设计一套能够代替人工采样分析的，精确的，密封性好的氧化铝粉同时取样的分析设备来代替传统的人工采样和检验分析。下面列举目前检索到的相关技术：
中国专利1；名称：氧化铝制备用取样装置；专利号：202222222068.7；摘要：本实用新型涉及氧化铝技术领域，具体为氧化铝制备用取样装置，包括底座，所述底座的内部底端通过轴承活动安装有螺套，所述螺套的中部螺纹连接有丝杆，所述螺套的顶端外壁处固定安装有从动齿轮；机罩，所述机罩设置于底座远离从动齿轮的一侧，所述机罩的内部固定安装有第一电机；主动齿轮，所述主动齿轮通过轴承活动安装于机罩的底端中部内侧，所述主动齿轮与从动齿轮之间通过齿带活动连接。本实用新型通过设置第一电机，当制备箱中的氧化铝粉制备完成后，即可通过第一电机控制丝杆下降进入氧化铝粉堆中，然后通过绞龙取样，整个取样过程中氧化铝粉不会与外部空气接触，这样可以保持样本检测时的品质，不会影响检测时的精确度。
中国专利2；名称：一种氧化铝粉自动采样用吸料装置；专利号：202221830611.5；摘要：本实用新型涉及氧化铝粉取样技术领域。一种氧化铝粉自动采样用吸料装置，包括吸料管，所述吸料管包括若干根连接管和若干根变径管，所述连接管的管径小于所述变径管的管径，相邻两根所述连接管之间通过一根所述变径管进行连接形成吸料通道；位于最前端的连接管的头端与氧化铝粉放置器的上端连接，位于最后端的连接管的末端与接料器的上端连接，接料器的上端还通过管道分别连接有正压装置和负压装置，正压装置用于向吸料通道吹入气体，负压装置用于抽吸吸料通道内的气体。本实用新型整体结构合理，吸料管通过采用连接管和变径管结合，在反吹时能顺利将吸料管内残留的氧化铝粉吹回氧化铝粉放置器内，排空吸料管，避免影响下一批物料的取样。
上述检索结果可以看出目前市面上针对氧化铝粉的采样和检验分析的方法主要有两种，一种是人工操作，需要检验科的人员每小时前往成品仓包装工区进行人工采样，采样的方式为利用比较简单的工具，直接从装满料后未封口的氧化铝包中铲料采样，再将样品送到实验室进行化验分析，人工采样和检验分析的方法劳动强度大、样品质量不稳定、分析结果滞后、误差大等，这些因素不利于生产过程控制和产品质量管理水平，另一种是采用自动取样设备进行取样，但是，现有的自动取样设备依旧存在一定的缺陷，虽然通过自动取样设备能提高氧化铝粉的取样速度，但是，氧化铝粉的化验分析还是需要在实验室进行，由于实验室的化验分析需要较长的时间，导致实验室的化验分析结果相较于氧化铝粉的生产存在滞后性，生产线不能及时根据实验室的化验分析结果来调整氧化铝的生产参数，容易导致在氧化铝粉样品化验分析的时间段内的大量氧化铝粉出现质量问题。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种氧化铝粉同时取样的分析设备，解决现有人工取样劳动强度大、样品质量不稳定、分析结果滞后、误差大，以及设备自动取样后依旧需要送至实验室进行化验分析导致的实验室化验分析结果滞后的问题，为实现上述目的采取方案如下：
一种氧化铝粉同时取样的分析设备，包括：物料管、电动阀、灼减采样罐、灼减分析罐、近红外水分仪、化验样品采样罐、灼减合格存样罐、灼减不合格存样罐、导气管、真空泵、空压机、控制器和无线通信模块，所述物料管分别与灼减采样罐顶部和化验样品采样罐顶部贯通连接，且灼减采样罐顶部和化验样品采样罐顶部与物料管之间分别连接一个电动阀，灼减采样罐底部出料口与灼减分析罐顶部进料口之间通过电动阀连接，近红外水分仪固定安装在灼减分析罐顶部，且近红外水分仪镜头伸入灼减分析罐内部，灼减分析罐底部出料口连接电动阀，化验样品采样罐底部出料口与灼减合格存样罐顶部进料口之间通过电动阀连接，灼减合格存样罐底部出料口连接两个电动阀，且其中一个电动阀与灼减不合格存样罐顶部进料口连接，灼减不合格存样罐底部出料口连接电动阀，灼减采样罐顶部和化验样品采样罐顶部分别通过一个电动阀与导气管连接，导气管的另一端分别与真空泵和空压机连接，且真空泵和空压机与导气管之间分别连接一个电动阀，控制器分别与电动阀、近红外水分仪、真空泵、空压机和无线通信模块电性连接。
进一步地，所述物料管进料端与氧化铝粉生产线落料管道或平缓管道风动溜槽连通。
进一步地，所述灼减采样罐罐体安装重量传感器，且重量传感器与控制器电性连接。
进一步地，所述灼减采样罐与导气管的连接处安装过滤网。
进一步地，所述灼减分析罐底部出料口连接的电动阀与氧化铝粉生产线落料管道或平缓管道风动溜槽连通。
进一步地，所述化验样品采样罐罐体安装重量传感器，且重量传感器与控制器电性连接。
进一步地，所述化验样品采样罐与导气管的连接处安装过滤网。
检测原理：
氢氧化铝中含有大量水分、碳酸盐、硫酸盐及有机物，经过焙烧炉高温焙烧时，其中CO2、SO3、有机物及绝大部分的水分均已挥发，但由于焙烧温度和焙烧时间等因素的影响，氧化铝中的结晶水并不能全部消除，因此结晶水含量是造成氧化铝灼减的主要因素，近红外水分测定仪的基本原理在于被测物料的主要成分在波长在l OOOnm到2500nm之间的近红外区域会有一个或多个吸收波段，被测物料的每一种成分都会有一个特定的吸收波长，根据待测物料的待测成分，测定仪会装配相应的滤光片，这些滤光片可以把光源放射出的多种波长的光进行过滤，得到的特定波长的光经过反射装置照射在物料上，经物料吸收并反射之后被传感器的凹面镜汇聚，得到的这部分汇聚光取决于物料的相关性质，对样品数据进行处理之后可以建立测量曲线，这样仪器就能直接测量出物料中待测成分的含量。
使用方法：
控制器通过无线通信模块接收终端发出的取样分析信号，控制灼减采样罐和化验样品采样罐与物料管之间的电动阀打开，控制灼减采样罐和化验样品采样罐与导气管之间的电动阀打开，然后控制与真空泵连接的电动阀打开，然后启动真空泵，此时氧化铝粉生产线落料管道或平缓管道风动溜槽内的氧化铝粉在负压的作用下进入到灼减采样罐和化验样品采样罐内，重量传感器实时监测灼减采样罐和化验样品采样罐内的氧化铝粉质量，当灼减采样罐和化验样品采样罐内的氧化铝粉到达一定质量后，关闭真空泵和真空泵连接的电动阀，打开与空压机连接的电动阀，然后启动空压机，将物料管内残余的氧化铝粉吹回氧化铝粉生产线落料管道或平缓管道风动溜槽，控制器打开灼减采样罐出料口的电动阀，使得灼减采样罐内的氧化铝粉进入灼减分析罐，然后控制近红外水分仪对氧化铝样品进行灼减分析，控制器接收分析数据，并通过无线通信模块发送至终端，终端根据分析数据及时调整生产参数，分析完成后，控制器打开灼减分析罐底部的电动阀，氧化铝粉落回至氧化铝粉生产线落料管道或平缓管道风动溜槽，另一方面，若氧化铝粉的灼减分析合格，控制器打开化验样品采样罐底部的电动阀，使得罐内的氧化铝粉进入到灼减合格存样罐内，此时化验样品采样罐清空，方便下一次取样，工作人员根据需要通过控制器打开灼减合格存样罐未连接灼减不合格存样罐的电动阀，将氧化铝粉取出，送至实验室进行其他指标检测，或直接将氧化铝粉进行样品留存，若氧化铝粉的灼减分析不合格，控制器打开化验样品采样罐底部的电动阀和灼减合格存样罐与灼减不合格存样罐之间的电动阀，使得氧化铝粉废料进入灼减不合格存样罐，必要时通过控制器打开灼减不合格存样罐底部的电动阀，将样品取出进行后续操作。
本实用新型的优点
(1)本实用新型通过设置氧化铝粉灼减装置，能在对氧化铝粉取样的同时对氧化铝粉进行灼减分析，相较于将样品送至实验室进行化验分析速度更快，且在氧化铝粉灼减分析结果不合格的情况下，直接将氧化铝粉废料输送到灼减不合格存样罐中，方便对样品进行区分。
(2)本实用新型将近红外水分仪与带无线通信模块的控制器进行连接，使得管理平台能及时接收氧化铝样品的灼减数据，从而能在第一时间根据灼减率含量反向调节焙烧炉的各操作参数，降低生产中的能耗，稳定成品氧化铝的灼减指标。
(3)本实用新型中的氧化铝粉在灼减分析罐中进行静态检测，相较于现有皮带或溜槽的动态检测而言，检测数据更能反映被检测样品的真实情况，避免因为氧化铝粉在皮带或溜槽中的移动导致检测结果不准确，使得检测结果更具有参考价值。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构示意图；
图2为本实用新型的控制原理图；
图中各标识含义如下：
1-物料管；2-电动阀；3-灼减采样罐；4-灼减分析罐；5-近红外水分仪；6-化验样品采样罐；7-灼减合格存样罐；8-灼减不合格存样罐；9-导气管；10-真空泵；11-空压机；12-控制器；13-无线通信模块；14-重量传感器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
一种氧化铝粉同时取样的分析设备，包括：物料管1、电动阀2、灼减采样罐3、灼减分析罐4、近红外水分仪5、化验样品采样罐6、灼减合格存样罐7、灼减不合格存样罐8、导气管9、真空泵10、空压机11、控制器12和无线通信模块13，所述物料管1分别与灼减采样罐3顶部和化验样品采样罐6顶部贯通连接，且灼减采样罐3顶部和化验样品采样罐6顶部与物料管1之间分别连接一个电动阀2，灼减采样罐3底部出料口与灼减分析罐4顶部进料口之间通过电动阀2连接，近红外水分仪5固定安装在灼减分析罐4顶部，且近红外水分仪5镜头伸入灼减分析罐4内部，灼减分析罐4底部出料口连接电动阀2，化验样品采样罐6底部出料口与灼减合格存样罐7顶部进料口之间通过电动阀2连接，灼减合格存样罐7底部出料口连接两个电动阀2，且其中一个电动阀2与灼减不合格存样罐8顶部进料口连接，灼减不合格存样罐8底部出料口连接电动阀2，灼减采样罐3顶部和化验样品采样罐6顶部分别通过一个电动阀2与导气管9连接，导气管9的另一端分别与真空泵10和空压机11连接，且真空泵10和空压机11与导气管9之间分别连接一个电动阀2，控制器12分别与电动阀2、近红外水分仪5、真空泵10、空压机11和无线通信模块13电性连接。
优选地情况下，所述物料管1进料端与氧化铝粉生产线落料管道或平缓管道风动溜槽连通。
优选地情况下，所述灼减采样罐3罐体安装重量传感器14，且重量传感器14与控制器12电性连接。
优选地情况下，所述灼减采样罐3与导气管9的连接处安装过滤网。
优选地情况下，所述灼减分析罐4底部出料口连接的电动阀2与氧化铝粉生产线落料管道或平缓管道风动溜槽连通。
优选地情况下，所述化验样品采样罐6罐体安装重量传感器14，且重量传感器14与控制器12电性连接。
优选地情况下，所述化验样品采样罐6与导气管9的连接处安装过滤网。
Claims (7)
1.一种氧化铝粉同时取样的分析设备，其特征在于，包括：物料管(1)、电动阀(2)、灼减采样罐(3)、灼减分析罐(4)、近红外水分仪(5)、化验样品采样罐(6)、灼减合格存样罐(7)、灼减不合格存样罐(8)、导气管(9)、真空泵(10)、空压机(11)、控制器(12)和无线通信模块(13)，所述物料管(1)分别与灼减采样罐(3)顶部和化验样品采样罐(6)顶部贯通连接，且灼减采样罐(3)顶部和化验样品采样罐(6)顶部与物料管(1)之间分别连接一个电动阀(2)，灼减采样罐(3)底部出料口与灼减分析罐(4)顶部进料口之间通过电动阀(2)连接，近红外水分仪(5)固定安装在灼减分析罐(4)顶部，且近红外水分仪(5)镜头伸入灼减分析罐(4)内部，灼减分析罐(4)底部出料口连接电动阀(2)，化验样品采样罐(6)底部出料口与灼减合格存样罐(7)顶部进料口之间通过电动阀(2)连接，灼减合格存样罐(7)底部出料口连接两个电动阀(2)，且其中一个电动阀(2)与灼减不合格存样罐(8)顶部进料口连接，灼减不合格存样罐(8)底部出料口连接电动阀(2)，灼减采样罐(3)顶部和化验样品采样罐(6)顶部分别通过一个电动阀(2)与导气管(9)连接，导气管(9)的另一端分别与真空泵(10)和空压机(11)连接，且真空泵(10)和空压机(11)与导气管(9)之间分别连接一个电动阀(2)，控制器(12)分别与电动阀(2)、近红外水分仪(5)、真空泵(10)、空压机(11)和无线通信模块(13)电性连接。
2.根据权利要求1所述的氧化铝粉同时取样的分析设备，其特征在于：所述物料管(1)进料端与氧化铝粉生产线落料管道或平缓管道风动溜槽连通。
3.根据权利要求1所述的氧化铝粉同时取样的分析设备，其特征在于：所述灼减采样罐(3)罐体安装重量传感器(14)，且重量传感器(14)与控制器(12)电性连接。
4.根据权利要求1所述的氧化铝粉同时取样的分析设备，其特征在于：所述灼减采样罐(3)与导气管(9)的连接处安装过滤网。
5.根据权利要求1所述的氧化铝粉同时取样的分析设备，其特征在于：所述灼减分析罐(4)底部出料口连接的电动阀(2)与氧化铝粉生产线落料管道或平缓管道风动溜槽连通。
6.根据权利要求1所述的氧化铝粉同时取样的分析设备，其特征在于：所述化验样品采样罐(6)罐体安装重量传感器(14)，且重量传感器(14)与控制器(12)电性连接。
7.根据权利要求1所述的氧化铝粉同时取样的分析设备，其特征在于：所述化验样品采样罐(6)与导气管(9)的连接处安装过滤网。
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