一种固液分离系统和pH检测装置的制作方法

本实用新型涉及一种固液分离系统以及包括该固液分离系统的pH 检测装置。

背景技术：

在pH的测定过程中，由于待测液体中存在的杂质等物质，会破坏 pH测定过程的准确性和稳定性，甚至会损伤pH测定电极。例如当用 pH计测定某些待测浆液的pH值时，由于待测浆液中含有的固态杂质会沉积在电极的敏感玻璃球泡上，会在其表面形成一层坚硬的外壳，破坏敏感玻璃球泡上生成的“水化凝胶层”，使得电极失去离子选择性。并且，坚硬的外壳包裹住电极后，使得电极无法与待测对象接触，使测量失去意义。再者，由于某些待测浆液中的悬浮固体物质较多，流速比较大，可达20m/s以上，也会对电极造成较大的冲击力，导致电极损伤。

因此，有必要提出一种pH检测装置，能够首先分离除去待测浆液中对测量过程有影响的杂质，并且能够保证pH测定的准确性。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型旨在提供一种固液分离系统，以及基于本实用新型的固液分离系统检测pH的装置，有效的解决了待测物料对pH电极的损害，并提高检测结果的准确度。

本实用新型的目的之一是提供一种固液分离系统，所述固液分离系统包括离心单元、过滤单元；

所述离心单元包括离心桶、电机、传动轴；所述离心桶顶端的直径比所述离心桶底端的直径要小，所述离心桶的顶端设置有进料口和第一溢流口；所述电机与所述传动轴连接，所述传动轴带动所述离心桶转动；

所述过滤单元为圆环状的环槽，所述环槽中间的空心部分位于所述离心桶的外壁周围，且靠近所述离心桶的顶端；所述环槽由环槽内环和环槽外环构成；

所述环槽内环的内壁上设置有液体进口，所述液体进口与所述离心桶的第一溢流口连通；

所述环槽内环的外壁上设置有液体出口，所述液体出口实现所述环槽内环和所述环槽外环的连通；

所述环槽外环中设置有过滤装置，并且，在所述环槽外环的径向方向布置有一挡板，所述环槽外环的外壁上设置有滤液出口，所述滤液出口和所述液体出口靠近所述挡板且分别位于所述挡板的不同两侧。

作为本实用新型优选的实施方式，所述过滤装置为滤网，所述滤网设置有多个，所述多个滤网在所述环槽外环中逆时针依次布置且目数依次升高，所述滤液出口靠近所述目数最大的滤网。

作为本实用新型优选的实施方式，所述环槽外环的外壁上设置有第二溢流口，所述第二溢流口位于所述滤液出口的上方；优选的，所述第二溢流口位于所述环槽外环的顶部附近；所述环槽外环的外壁上设置有沉淀排出口，所述沉淀排出口位于所述滤液出口的下方；优选的，所述沉淀排出口位于所述环槽外环的底部附近。

作为本实用新型优选的实施方式，所述离心桶顶端的进料口处设置有进料管，所述进料管由所述离心桶顶端的进料口伸入所述离心桶的底端，所述进料管上设置有阀门。

进一步地，上述固液分离系统还包括自动排渣单元，所述自动排渣单元包括弹性装置、封头、固定板、活动板、配重；

所述固定板的一端固定在所述离心桶的外壁上，所述固定板的另一端与所述活动板通过转轴连接；

所述封头固定在所述活动板的一端，所述配重固定在所述活动板的另一端，并且，所述封头与所述离心桶的底部设置的排渣口适配，用于封闭所述排渣口；

所述弹性装置位于所述固定板的下方，所述弹性装置的一端固定在所述离心桶外壁上，另一端与所述活动板弹性接触。

作为本实用新型优选的实施方式，所述离心桶的顶端设置有冲洗液入口，所述冲洗液入口中设置有进液管，所述进液管上设置有阀门。

本实用新型的另一目的是提供一种pH检测装置，所述pH检测装置包括上述固液分离系统和pH检测仪。

本实用新型采用离心沉降法首先对待测物料进行离心分离，利用固-液比重差，并依靠离心力场使之扩大数倍乃至数百倍，加快沉降速度，其中的固体颗粒在离心力的作用下快速沉降，从而实现固液分离，去除率可达到90％以上，从而有效解决了待测物料在pH检测过程中对pH电极的机械磨损。并且，本实用新型的系统中通过设置过滤单元，进一步去除滤液中的细小颗粒，进而彻底解决了待测物料对电极的动力冲刷，减小对电极的沉积污染。

本实用新型提供的系统，不会改变待测物料中的H⁺含量，保证pH测量过程的准确度。检测完pH的物料可直接回收利用，不会造成物料的浪费，并避免了排料导致的污染。

附图说明

图1为本实用新型实施例中固液分离系统的剖面示意图。

图2为本实用新型实施例中离心桶的剖面示意图。

图3为本实用新型实施例中环槽的正视剖面图。

图4为本实用新型实施例中环槽的俯视剖面图。

图5为本实用新型实施例中分离阶段自动排渣单元的工作示意图。

图6为本实用新型实施例中排渣阶段自动排渣单元的工作示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型进行更加详细的说明，以便能够更好地理解本实用新型的方案以及其各个方面的优点。然而，以下描述的实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。

本实用新型中所述的“连接”，除非另有明确的规定或限定，应作广义理解，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连。在本实用新型的描述中，需要理解的是，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶端”、“底端”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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实施例提供的固液分离系统包括离心单元10、过滤单元20。优选的，该系统中还能够包括自动排渣单元30。

离心单元10包括离心桶11和电机12。其中，离心桶11和电机12 之间通过传动轴连接，使得电机12启动后能够带动离心桶11转动。

如图2所示，本实施例中，离心桶11选用锥形离心桶，离心桶11 顶端的直径比底端的直径小。在离心桶11的顶端设置有进料口和第一溢流口113。在本实用新型的其它实施例中，进料口和第一溢流口113 可位于同一位置。

或者，优选的，在进料口处设置有进料管112，进料管112由进料口伸入离心桶11的底端，便于将物料送入离心桶11的底部。进料管112 上还设置有阀门，用于控制进料管112的开关，进而控制进料量。

如图3所示，本实施例中过滤单元20设置为圆环状的环槽，该圆环状的环槽由环槽内环21和环槽外环22构成。优选的，在环槽外环 22的外壁上由上而下依次设置有第二溢流口221、滤液出口222、沉淀排出口223。

由图1及图3所示，环槽中间的空心部分位于离心桶11外壁的周围，并且在靠近离心桶11顶端的位置。即，本实施例中，圆环状的环槽套在离心桶11上。并且，环槽固定不动，本发明中不限制环槽的固定方式。

在环槽内环21的内壁上设置有液体进口，该液体进口与离心桶11 的第一溢流口113连通，用于接收由第一溢流口113流出的液体。优选的，液体进口的水平位置在第一溢流口113水平位置之下，使得由第一溢流口113流出的液体能够顺畅的流入环槽中。

优选的，由图3和图4所示，在离心桶11顶端附近的外壁上分布有多个第一溢流口113，使得由离心桶11排出的液体能够顺畅的排出至环槽内环21中。

由图4所示，在环槽内环21的外壁上设置有液体出口211，从而使得环槽内环21和环槽外环22实现连通，液体能够进一步经由环槽内环21的液体出口211流入环槽外环22中。由图3所示，在环槽外环 22中设置有过滤装置23，用于进一步过滤流入的液体。液体经过滤装置23过滤后得到滤液，滤液经滤液出口222流出。

其中，过滤装置23的类型和设置方式不做具体限制，以能实现过滤液体中的细小颗粒为目的。

进一步的，由图4所示，在环槽外环22的径向方向上设置有挡板 224。液体出口211和滤液出口222均靠近挡板224布置，并且分别位于挡板224的不同两侧。环槽外环22中设置挡板224的目的是为了使由环槽内环21的液体出口211流入的液体不会直接经由滤液出口222 流出，通过挡板224的阻挡，使得液体必须在环槽外环22内流动一圈，经过过滤装置23的充分过滤后，再达到滤液出口222。

优选的，本实用新型中，过滤装置23选择滤网，并可依据待测物料的不同设置多个滤网，使得由离心桶11流出的液体能够被充分过滤。

本实施例中，设置有三道滤网，分别为滤网231、滤网232、滤网 233。其中，滤网231、滤网232、滤网233在环槽外环22中逆时针依次布置。并且，滤网231、滤网232、滤网233的目数依次升高，滤网 233与滤液出口222的距离最近，能够依次过滤液体中的细小颗粒，使得充分过滤得到的滤液经由滤液出口222排出。本实施例的固液分离系统应用于不同的待测物料分离时，可自由选择滤网的目数。

进一步的，第二溢流口221位于环槽外环22的顶部附近，使得液体中的油脂等悬浮物能够通过第二溢流口221直接排出。并且，当溢流量过大或发现有部分液体经由第二溢流口221直接排出时，可以通过进料管112 上的阀门将进料量调小。即，能够根据第二溢流口221的排液状况来调节进液量。

本实施例中，优选的，将沉淀排出口223设置在环槽外环22的底部附近，用于排出液体过滤后的残渣。

本实用新型提供的固液分离系统中，为了实现连续生产，并提高固液分离的效率，可选择在离心桶11的底端设置排渣口114，排渣口114的数量不做限制。优选的，本实用新型的固液分离系统中设置有自动排渣装置，自动排渣装置的结构不做具体限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

在本实施例中，作为一种较优选的实施方式，自动排渣单元30的设置如图5和图6所示，具体的：

自动排渣单元30包括弹性装置31、封头32、固定板33、活动板34、配重35。优选的，固定板33、弹性装置31分别固定在离心桶11的外壁上，且弹性装置31设置在固定板33下方，封头32位于弹性装置31下方。

其中，固定板33的一端固定在离心桶11的外壁上，另一端与活动板 34通过转轴连接，使得活动板34能够以连接点为中心转动。在其他实施例中，还可选择其他类型的连接方式。

封头32固定在活动板34的一端，配重35固定在活动板34的另一端。并且，封头32的另一端与排渣口114适配，用于封闭排渣口114。

弹性装置31位于固定板34的下方。并且，弹性装置31的一端固定在离心桶11的外壁上，另一端与活动板34弹性接触。

本实施例的结构，使得活动板34、配重35会受到来自离心桶11的离心力a，活动板34还会受到来自弹性装置31的弹力b。

由图5所示，当离心桶11中的试样处于固液分离阶段时，离心桶11 的转速较大。此时，以转轴为支点，在活动板34上，配重35所在侧的力矩大于封头32所在侧的力矩，使得封头32堵住排渣口114，排渣口114关闭。

由图6所示，当离心桶11中分离出的固体颗粒沉积较多时，降低离心桶11的转速。此时，以转轴为支点，在活动板34上，配重35所在侧的力矩小于封头32所在侧的力矩，封头32离开排渣口114，排渣口114打开，进行自动排渣。

本实施例中，弹性装置31选择弹簧。

为了达到较好的排渣效果，在排渣阶段，开大进料管112的阀门，利用大流量冲洗离心桶11桶壁上的固体颗粒。

或者，在离心桶11的顶端设置冲洗液入口。冲洗液入口中插入进液管 111，在进液管111上设置阀门，用于控制冲洗液的流量和进液管111的开关。在排渣阶段，关闭进料管112，打开进液管111，利用冲洗液冲刷离心桶11桶壁上的固体颗粒。

本实施例中，利用上述固液分离系统进行离心分离的方法包括：

(1)分离阶段

启动电机12，带动传动轴使得离心桶11旋转，将脱硫浆液经由进料管 112连续送入离心桶11的底部，离心桶11高速旋转，使得活动板34上配重35所在侧的力矩大于封头32所在侧的力矩，排渣口114关闭。

在不同的实施例中，待测物料不同时，配重的重量根据实际需要进行选择。

由于离心的作用，脱硫浆液中相对较重的固体颗粒向离心桶11的外圆处移动，并顺着桶壁逐步向离心桶11的下部汇集。

同时，脱硫浆液中相对较轻的液体会在离心桶11的中心处。并且，由于脱硫浆液是通过进料管112连续进料的，实现了固液分离后的液体就会沿着离心桶11的中心不断向上运动，直至达到第一溢流口113，经由环槽内环21内壁上的液体进口流入环槽内环21中，然后经由液体出口211 流入环槽外环22中。

在挡板224的隔离下，液体由液体出口211进入环槽外环22中后，依次流经滤网231、滤网232、滤网233，液体中的细小颗粒被过滤掉，得到的滤液经滤液出口222排出。液体中的油脂等悬浮物经由第二溢流口221直接排出，并根据溢流量调节进料量。过滤后的细小颗粒残渣经由沉淀排出口223排出。

(2)排渣阶段

经过一定时间后，当固体颗粒在离心桶11下部沉积较多时，降低离心桶11的转速，使得活动板34上配重35所在侧的力矩小于封头32所在侧的力矩，排渣口114打开，固体颗粒排出。

同时，开大进料管112的阀门，并打开进液管111的阀门，进行冲洗。 60秒后关闭进料管112的阀门，120秒后关闭进液管111的阀门，提高离心桶11的转速，进入下一个循环周期。在其他实施例中，关闭进料管112和进液管111上阀门的时间可根据实际需要进行不同的选择。

利用上述的固液分离系统，本实施例同时公开了一种pH检测装置和检测方法。

其中，pH检测装置包括上述的固液分离系统和pH检测仪。待测物料经上述固液分离系统分离后，得到的滤液再利用pH检测仪进行检测。

并且，本实施例的pH检测装置还可以包括缓冲装置。滤液首先排入缓冲装置中，一方面能够直接观察滤液的状态，以便于确定是否需要二次分离；另一方面，对滤液进行进一步的静置沉淀。

进一步地，本实施例中的脱硫浆液经分离并测量pH后，可排入石灰浆槽中继续利用。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。