一种拜耳法溶液主含量测定新装置的制作方法

1.本实用新型涉及化学分析设备技术领域，尤其涉及一种拜耳法溶液主含量测定新装置。


背景技术：

2.目前，拜耳法生产氧化铝过程中溶液的主含量分析检测技术有三种：
3.1、人工化学前处理，处理后分别进行人工滴定苛性碱、总碱和氧化铝。
4.2、人工化学前处理，处理后进行仪器电位滴定苛性碱、总碱和氧化铝。
5.3、人工化学前处理，处理后进行仪器温度焓滴定苛性碱、总碱和氧化铝。
6.以上三种方法，都需要人工化学前处理，耗工费时，同时需要添加不同掩蔽剂、络合剂、释放剂。因此，拜耳法溶液主含量有总碱、苛性碱、氧化铝和碳酸钠，化学滴定分析方法逐项分别测定，手续繁琐，耗工费时；而且滴定过程影响因素多，造成测定结果误差大，难以实现实时监测。因此需设计一种溶液主含量测定新装置，自动采样和添加各种辅助液并逐一滴定。


技术实现要素：

7.本实用新型提供一种拜耳法溶液主含量测定新装置，具有自动取样、自动加液、自动滴定、实时监测功能，可自动完成采样、添加辅助液并逐一滴定工作，且滴定过程实现实时监测监控，省时省力，提高效率。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
9.一种拜耳法溶液主含量测定新装置，包括基座、机械臂本体、定量取样机构、反应池机构、若干定量加液机构、取样器皿和检测单元；所述机械臂本体、所述反应池机构、若干所述定量加液机构和所述取样器皿均安装在所述基座上；所述定量取样机构和所述检测单元通过所述机械臂本体架设在所述反应池机构上方；若干所述定量加液机构的一端均延伸至所述反应池机构上方。
10.进一步地，所述机械臂本体包括两x轴平移组件、y轴平移组件、两z轴平移组件和安装座；所述基座设有四根支撑柱，每一所述x轴平移组件分别通过两所述支撑柱架设在所述基座上方；所述y轴平移组件安装在两所述x轴平移组件上，并通过两所述x轴平移组件沿x轴方向运动；所述安装座安装在所述y轴平移组件，并通过所述y轴平移组件沿y轴方向运动；其中一所述z轴平移组件安装在所述安装座的一侧，另一所述z轴平移组件安装所述安装座的另一侧；所述定量取样机构和所述检测单元分别安装在对应一所述z轴平移组件上，并通过所述z轴平移组件沿z轴升降运动。
11.进一步地，所述定量取样机构包括第一微量泵、第一定量容腔和取样针；所述第一微量泵安装在其中一所述z轴平移组件上；所述第一微量泵的一端与所述取样器皿连接；所述第一微量泵的另一端与所述第一定量容腔连接；所述第一定量容腔的另一端与所述取样针连接；所述取样针竖直朝下。
12.进一步地，所述检测单元设为ph值检测传感器；所述ph值检测传感器的探测端竖直朝下。
13.进一步地，所述反应池机构包括电磁搅拌器和反应器皿；所述电磁搅拌器安装在所述基座中心位置，所述反应器皿放置在所述电磁搅拌器上。
14.进一步地，所述定量加液机构包括第二微量泵、第二定量容腔、加液容腔和输送管；所述加液容腔的一端与所述第二微量泵的一端连接，所述第二微量泵的另一端与所述第二定量容腔的一端连接；所述第二定量容腔的另一端与所述输送管的一端连接；所述输送管的另一端架设在所述反应器皿的上方。
15.进一步地，所述一种拜耳法溶液主含量测定新装置还包括一恒温机构；所述恒温机构包括安装在所述基座上的恒温加热平台，所述取样器皿放置在所述恒温加热平台上。
16.进一步地，所述取样器皿的顶部设有一防挂液膜。
17.进一步地，所述一种拜耳法溶液主含量测定新装置还包括一废液池，所述废液池布置在所述基座上。
18.本实用新型的有益效果是：
19.1)本实用新型通过机械臂本体将定量取样机构转移至反应池机构上方，定量取样机构向反应池机构添加额定量的样品液，机械臂本体将检测单元转移至反应池机构内进行检测，每一定量加液机构输送一种辅助液或滴定液，定量加液机构向反应池机构分别按顺序定量添加辅助液和滴定液；添加每一种辅助液或滴定液时，检测单元实时监控反应池机构内的溶液变化；实现自动取样、自动加液、自动滴定、实时监测功能，省却大部分人工操作，有效提高作业效率；
20.2)电磁搅拌器可以在溶液反应时进行搅拌，提高反应效率，使溶液充分反应；
21.3)恒温机构可以给取样器皿内的样品液保持恒温，维持样品液在该温度下的容积恒定，使定量取样机构输送取样液时可以更精确；
22.4)通过机械臂本体移动并下降刺穿防挂液膜，在上升时穿过防挂液膜可剐蹭掉挂液，提高取样精确度。
附图说明
23.以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：
24.图1为本实用新型的立体图；
25.图2为本实用新型中侧视角的立体图；
26.图3为图1中a处的放大图；
27.附图标识：
28.1—基座，2—机械臂本体，3—定量取样机构，4—反应池机构，5—若干定量加液机构，6—取样器皿，7—检测单元，8—恒温机构，9—废液池，21—x轴平移组件，22—y轴平移组件，23—z轴平移组件，24—安装座，31—第一微量泵，32—第一定量容腔，33—取样针，41—电磁搅拌器，42—反应器皿，51—第二微量泵，52—第二定量容腔，53—加液容腔，54—输送管，61—防挂液膜。
具体实施方式
29.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的一部分实施例，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。
30.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件，当部件被称为“设置在中部”，不仅仅是设置在正中间位置，只要不是设置在两端部都属于中部所限定的范围内。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
31.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实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。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。
32.参照图1至图3所示，一种拜耳法溶液主含量测定新装置，包括基座1、机械臂本体2、定量取样机构3、反应池机构4、若干定量加液机构5、取样器皿6和检测单元7；所述机械臂本体1、所述反应池机构4、若干所述定量加液机构5和所述取样器皿6均安装在所述基座1上；所述定量取样机构3和所述检测单元7通过所述机械臂本体2架设在所述反应池机构4上方；若干所述定量加液机构5的一端均延伸至所述反应池机构4上方。具体地，通过机械臂本体2和定量取样机构3可将取样器皿6中的样品液转移至反应池机构4中；通过定量加液机构5将辅助液或滴定液加入至反应池机构4中，让辅助液或滴定液与样品液反应；所述检测单元7用于检测反应池机构4中的反应程度，以辅助调整辅助液或滴定液的加入时机；本实用新型通过机械臂本体1将定量取样机构3转移至反应池机构4上方，定量取样机构3向反应池机构4添加额定量的样品液，机械臂本体1将检测单元7转移至反应池机构4内进行检测，每一定量加液机构5输送一种辅助液或滴定液，定量加液机构5向反应池机构分别按顺序定量添加辅助液和滴定液；添加每一种辅助液或滴定液时，检测单元7实时监控反应池机构内的溶液变化；实现自动取样、自动加液、自动滴定、实时监测功能，省却大部分人工操作，有效提高作业效率。
33.所述机械臂本体2包括两x轴平移组件21、y轴平移组件22、两z轴平移组件23和安装座24；所述基座1设有四根支撑柱11，每一所述x轴平移组件21分别通过两所述支撑柱11架设在所述基座1上方；所述y轴平移组件22安装在两所述x轴平移组件21上，并通过两所述x轴平移组件21沿x轴方向运动；所述安装座24安装在所述y轴平移组件22，并通过所述y轴平移组件22沿y轴方向运动；其中一所述z轴平移组件23安装在所述安装座24的一侧，另一所述z轴平移组件23安装所述安装座24的另一侧；所述定量取样机构3和所述检测单元7分别安装在对应一所述z轴平移组件23上，并通过所述z轴平移组件23沿z轴升降运动。具体地，所述x轴平移组件21、y轴平移组件22和z轴平移组件23均为电动滑台，由各电动滑台组成的xyz轴机械手已经是本领域常用的技术手段，在此不做赘述；所述安装座24为倒立的t型结构，安装座24的t型竖端与y轴平移组件22的滑块连接，两z轴平移组件23分别安装在安
装座24的t型横端的端部。
34.所述定量取样机构3包括第一微量泵31、第一定量容腔32和取样针33；所述第一微量泵31安装在其中一所述z轴平移组件23上；所述第一微量泵31的一端与所述取样器皿6连接；所述第一微量泵31的另一端与所述第一定量容腔32连接；所述第一定量容腔32的另一端与所述取样针33连接；所述取样针33竖直朝下。具体地，所述第一微量泵31可精确有效地控制所输送的液体流量精度，满足定量输送样品液的要求。所述取样针33采用耐腐蚀的pp材料制作，取样针的口径设在0.1mm至0.5mm之间，由于取样针口径较小，针口附件的液体可通过空气负压封堵防滴落。所述第一微量泵31还连接有一外部冲洗管道，用于对残留在第一微量泵31、第一定量容腔32和取样针33内的残留液进行冲洗，排空定量取样机构3内的样品液；所述定量取样机构3在取样器皿6吸取一定量的样品液，并转移到反应池机构4中排出吸取的样品液，利用冲洗管提供的冲洗液将残留在第一定量容腔32、管道内和取样针33内的样品液可以完全冲落进反应池机构4内，使样品液的量保持恒定。
35.所述检测单元7设为ph值检测传感器；所述ph值检测传感器的探测端竖直朝下。
36.所述反应池机构4包括电磁搅拌器41和反应器皿42；所述电磁搅拌器41安装在所述基座1中心位置，所述反应器皿42放置在所述电磁搅拌器41上。常规的电磁搅拌器41已在现有技术中公开，在此不做赘述；电磁搅拌器41可以在溶液反应时进行搅拌，提高反应效率，使溶液充分反应。所述电磁搅拌器41上设有一个定位平台，反应器皿42放置在定位平台上固定位置。
37.所述定量加液机构5包括第二微量泵51、第二定量容腔52、加液容腔53和输送管54；所述加液容腔53的一端与所述第二微量泵51的一端连接，所述第二微量泵51的另一端与所述第二定量容腔52的一端连接；所述第二定量容腔52的另一端与所述输送管54的一端连接；所述输送管54的另一端架设在所述反应器皿42的上方。具体地，所述加液容腔53用于存放待添加的辅助液或者滴定液；所述第二微量泵51亦采用自吸式微量泵，且连接方式和原理与定量取样机构类似，在此不做赘述；所述输送管54直接连接至反应器皿4上方，加液时直接流入反应器皿4中。每一定量加液机构5输送一种辅助液或一种滴定液；输送顺序为先定量添加一种辅助液，再逐次定量添加一种对应的滴定液，待ph值检测传感器检测的信号达到设定值时，停止滴定。
38.所述一种拜耳法溶液主含量测定新装置还包括一恒温机构8；所述恒温机构8包括安装在所述基座1上的恒温加热平台，所述取样器皿6放置在所述恒温加热平台上。所述恒温加热平台，采用常规的电阻加热或电磁加热方式，此技术手段已是一种常规的技术手段，在此不做赘述。所述恒温机构8用于给取样器皿6内的样品液保持恒温，维持样品液在该温度下的容积，使定量取样机构3输送取样液时可以更精确。
39.所述取样器皿6的顶部设有一防挂液膜61。所述防挂液膜61可选择透明塑料薄膜，取样针33在输送完样品液后在出口处容易挂有一定的残余液，影响下次输送样品液的精度，因此，需通过机械臂本体1移动至塑料薄膜处下降刺穿防挂液膜61，刺穿时防挂液膜可剐蹭掉挂液。
40.所述一种拜耳法溶液主含量测定新装置还包括一废液池9，所述废液池9布置在所述基座1上。所述废液池9用于回收残留在定量取样机构3内的残留样品液，和清洗过程中产生的废液以及反应器皿42中滴定完成后产生的废液。
41.所述机械臂本体2、第一微量泵31、电磁搅拌器41、第二微量泵51、检测单元7、恒温机构8共同连接至同一外部控制系统，具体的电控原理和电路连接方式通过常规技术手段可实现，在此不做赘述。
42.本实用新型的工作原理及步骤：
43.1)机械臂本体1带动定量取样机构3移动至取样器皿6上方后下降，取样针33向下刺穿刺穿防挂液膜61，吸取定量样品，取样后上升穿过防挂液膜61，去除挂液；
44.2)机械臂本体1带动定量取样机构3移动至反应器皿42上方，通过对应的z轴平移组件23下降至适当高度，并添加定量样品液至反应器皿42中，由第一微量泵31吸入冲洗液，并将定量取样机构3冲洗排空内部的样品液；机械臂本体2带动定量取样机构3复位；
45.3)机械臂本体2带动检测单元7移动至反应器皿42上方，通过对应的z轴平移组件23下降至反应器皿42中，进行实时监测；
46.4)添加辅助液的定量加液机构5启动，添加定量的辅助液；电磁搅拌器41启动，搅拌的同时启动滴定液的定量加液机构5，逐次添加定量的辅助液；检测单元7根据反应溶液的ph值变化实时反馈信息，通过外部控制系统处理信息描绘ph变化曲线，待ph值达到设定值后停止添加滴定液；添加过程中，记录滴定液的添加数量；根据需要重复添加不同的辅助液和滴定液；
47.5)循环步骤1)至步骤4)得到多次滴定结果；
48.6)换样品液时，机械臂本体2将定量取样机构3移动转移到废液池9上方，由第一微量泵31吸入冲洗液，并将冲洗液排出至废液池9内。
49.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型技术方案的范围内。