沉降槽固液分离层在线检测仪及在线检测方法与流程

1.本发明涉及氧化铝生产制备系统领域，特别地，涉及一种沉降槽固液分离层在线检测仪。此外，本发明还涉及一种使用上述沉降槽固液分离层在线检测仪的沉降槽固液分离层在线检测方法。


背景技术：

2.氧化铝生产中一个重要的生产工艺是液固分离，即沉降，沉降槽就是将生产过程中的矿样进行赤泥分离的一个装置。沉降槽固液层分为：清液层、悬浮层、赤泥层。沉降槽溢流，也就是清液层，去进行过滤，进一步到精液；悬浮层的高低决定了清液层的澄清度，对后一级的过滤影响较大，如果悬浮层较高，会堵塞下一级的过滤装置，实时监测悬浮层的高低，也决定了增加和减小絮凝剂的量；赤泥层的高低决定了沉降槽进样泵的进样速度和出样泵的出样速度。
3.现有技术中的沉降槽固液分离层检测仪，主要功能是定时测定沉降槽中清液层、悬浮层、赤泥层的高度，测定时，将带有光度传感器的探头伸入到沉降槽液面以下，随着探头伸入，光度传感器实时将信号传入控制系统，从而分析沉降槽中物料的分层情况。
4.目前，该沉降槽固液分离层检测仪在一些铝厂进行使用，但使用效果反应一般，主要问题在于探头的清洗问题，探头清洗困难，且由于氧化铝溶液的特殊性，易结疤、强碱等导致探头使用连续性较差、使用寿命较短、且检测精度越来越低。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种沉降槽固液分离层在线检测仪及在线检测方法，以解决现有检测仪存在的检测器探头清洗困难、使用连续性差及使用寿命短的技术问题。
6.本发明采用的技术方案如下：
7.一种沉降槽固液分离层在线检测仪，包括：取浆桶、驱动装置、安装支架、以及倾转装置，驱动装置和倾转装置分别与控制装置相连，驱动装置设置在安装支架上，与取浆桶高度可调节的连接，倾转装置固定在安装支架上，位于驱动装置的下方，取浆桶与倾转装置可翻转的设置；还包括可对取浆桶翻转倾倒料浆时形成的液幕进行全程数据采集的检测器，检测器固定在安装支架上，位于取浆桶行进路径的一侧。
8.可选地，倾转装置包括与安装支架固定的翻转电机、与翻转电机的输出端相连的翻转撑架、及设置于取浆桶外侧壁上的翻转挂钩；翻转电机与控制装置相连，以在控制装置的控制下驱动翻转撑架侧翻并与取浆桶平行，以避让取浆桶的升降动作，或驱动翻转撑架翻转呈水平以使翻转挂钩紧勾翻转撑架。
9.可选地，检测器为光学检测器，检测器设置于安装支架上，且检测器的检测头对准取浆桶倾倒料浆过程中形成的液幕。
10.可选地，驱动装置包括设置于安装支架上的卷扬机构，卷扬机构与控制装置相连；卷扬机构与取浆桶相连，卷扬机构用于吊装取浆桶至沉降槽内待检测的清液层、悬浮层或
赤泥层中，卷扬机构还用于在取浆桶取浆结束后，将取浆桶吊出沉降槽静置；倾转装置用于在取浆桶静置结束后翻平，以勾紧取浆桶的底端使取浆桶在继续下放过程中缓慢倾转，以将盛装的料浆缓慢倒入沉降槽内。
11.可选地，卷扬机构包括连接于安装支架顶端的安装支座，安装支座上设有转动设置的卷带盘，卷带盘连接有用于驱动其正向或反向转动的驱动器，驱动器设置于安装支座上且与控制装置相连；卷带盘的外圆上缠绕有卷扬带，卷扬带的自由端与取浆桶连接，以在卷带盘的转动过程中拉动取浆桶上升或下降。
12.可选地，卷扬机构还包括与安装支座固定连接的导向块、及用于对取浆桶的静置位置进行限定的限位构件；导向块上设有供卷扬带穿设的导向槽，导向槽的截面形状与卷扬带的截面形状匹配；限位构件包括：固定连接于安装支座上的限位开关、及与限位开关配合设置的限位片，限位开关与控制装置相连，限位片夹紧于卷扬带上，且限位片位于导向块的下方并靠近导向块。
13.可选地，取浆桶包括浆桶本体，浆桶本体呈空心筒状，且上端开口、下端封闭；浆桶本体为密度大于沉降槽中料浆密度的大密度体，以使取浆桶取料浆时能够沉入沉降槽中的任意高度位置；或者取浆桶的封闭端设有配重块，以使取浆桶沉入沉降槽中任意高度位置。
14.可选地，取浆桶还包括铰接轴、及连接弧杆；两根铰接轴分设于浆桶本体相对的两个外侧壁上；连接弧杆的两端分别与对应侧的铰接轴铰接，卷扬带的自由端设有穿设环，连接弧杆穿设于穿设环上。
15.根据本发明的另一方面，还提供了一种沉降槽固液分离层在线检测方法，采用如上述中任一项的沉降槽固液分离层在线检测仪进行沉降槽固液分离层的在线检测，包括以下步骤：控制装置控制驱动装置动作，使取浆桶吊入沉降槽内待测的清液层、悬浮层或赤泥层高度s处取浆，且取浆结束后使取浆桶于沉降槽上方静置；取浆桶静置结束后，驱动装置再使取浆桶逐渐倾倒，以使其内盛装的料浆缓慢落入沉降槽内；料浆倾倒过程中，检测器实时对倾倒出的料浆进行检测分析，以获取该次料浆的检测序列；使料浆的检测序列与系统预存的基准序列比照，确定下一次取浆操作时取浆桶相对高度s的升降；重复上述步骤，直至料浆的检测序列处于系统预存的基准序列阈值范围，则得出对应清液层、悬浮层或赤泥层高度值。
16.可选地，还包括步骤：试验开始前，人工多次倾倒分析以获取待测清液层、悬浮层或赤泥层在高度s处对应的基准序列。
17.本发明具有以下有益效果：
18.本发明的沉降槽固液分离层在线检测仪工作时，以检测赤泥层的高度为例进行说明，首先，控制装置控制驱动装置动作，将取浆桶吊入沉降槽内赤泥层高度附近取浆，待取浆桶取浆结束后，驱动装置再将取浆桶吊出沉降槽上方一定高度处，并使取浆桶静置一段时间以沉降分层，待取浆桶静置结束后，驱动装置再使取浆桶逐渐倾倒，取浆桶倾倒过程中，其内盛装的料浆缓慢落入沉降槽内。料浆倾倒过程中，检测器20实时对倾倒出的料浆进行拍照、检测和分析。本发明的沉降槽固液分离层在线检测仪，相比现有技术的检测仪，由于物料本身具有强腐蚀、易结疤的特性，本发明方案中，将料浆从沉降槽中吊上后倾倒检测，具有检测器不需要直接接触料浆浆液的优点，并且检测器免清洗，不仅大大提高检测仪设备的使用寿命，且检测仪使用连续性好，检测精度高。
19.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1是本发明优选实施例的沉降槽固液分离层在线检测仪的空间结构示意图；
22.图2是图1的侧视结构示意图。
23.图例说明
24.10、取浆桶；11、浆桶本体；12、铰接轴；13、连接弧杆；20、检测器；30、安装支架；40、卷扬机构；41、安装支座；42、卷带盘；43、驱动器；44、卷扬带；45、导向块；46、限位构件；461、限位开关；462、限位片；50、倾转装置；51、翻转电机；52、翻转撑架；53、翻转挂钩。
具体实施方式
25.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
26.参照图1和图2，本发明的优选实施例提供了一种沉降槽固液分离层在线检测仪，用于对沉降槽内由料浆沉降分层形成的清液层、悬浮层或赤泥层的高度进行检测，沉降槽固液分离层在线检测仪包括：取浆桶10，驱动装置、安装支架30、以及倾转装置50，驱动装置和倾转装置50分别与控制装置相连，驱动装置设置在安装支架30上，与取浆桶10高度可调节的连接，倾转装置50固定在安装支架30上，位于驱动装置的下方，取浆桶10与倾转装置50可翻转的设置。本发明的沉降槽固液分离层在线检测仪还包括可对取浆桶10翻转倾倒料浆时形成的液幕进行全程数据采集的检测器20，检测器20固定在安装支架30上，位于取浆桶10行进路径的一侧。
27.本发明的沉降槽固液分离层在线检测仪工作时，以检测赤泥层的高度为例进行说明，首先，控制装置控制驱动装置动作，将取浆桶10吊入沉降槽内赤泥层高度附近取浆，待取浆桶10取浆结束后，驱动装置再将取浆桶10吊出沉降槽上方一定高度处，并使取浆桶10静置一段时间以沉降分层，待取浆桶10静置结束后，驱动装置再使取浆桶10逐渐倾倒，取浆桶10倾倒过程中，其内盛装的料浆缓慢落入沉降槽内。料浆倾倒过程中，检测器20实时对倾倒出的料浆进行检测分析，最后形成一组数字序列，该组数字序列即该次料浆的检测序列。
28.试验开始前，需要确定标准序列，沉降槽在试验开始前有一个赤泥层(指赤泥层和悬浮层分界)高度s，将这个泥层高度的料浆人工进行多次倾倒分析，每次都有序列，最终分析会形成一个序列的普遍数据分布，该普遍数据分布即为赤泥层的基准序列，且控制装置设定检测序列中赤泥的占比大于、等于、小于基准序列中赤泥的占比的三种情况：当控制装置接收试验开始后第一次料浆样品的检测序列后，如检测序列中赤泥的占比等于基准序列中赤泥的占比，则说明此时的样品是在赤泥层，控制装置得出赤泥层高度；当控制装置接收的检测序列中赤泥的占比大于基准序列中赤泥的占比，则说明赤泥层高于s，系统预设每次升降精度为5cm，因此，第二次取样测试时需要将取浆桶10的沉降深度向上提高5cm，然后进行第二次的取样分析；当控制装置接收的检测序列中赤泥的占比小于基准序列中赤泥的占
比，则说明赤泥层低于s，系统预设每次升降精度为5cm，因此，第二次取样测试时需要将取浆桶10的沉降深度向下沉降5cm，然后进行第二次的取样分析；依此进行试验，且后一次取浆桶10的沉降深度根据前一次的分析结果确定，当控制装置接收的检测序列中赤泥的占比等于基准序列中赤泥的占比，则说明此时的样品是在赤泥层，控制装置得出赤泥层高度，试验结束。
29.本发明的沉降槽固液分离层在线检测仪，相比现有技术的检测仪，由于物料本身具有强腐蚀、易结疤的特性，本发明方案中，将料浆从沉降槽中吊上后倾倒检测，具有检测器不需要直接接触料浆浆液的优点，并且检测器免清洗，不仅大大提高检测仪设备的使用寿命，且检测仪使用连续性好，检测精度高。
30.可选地，倾转装置50与取浆桶10可倾翻的挂接，如图1和图2所示，倾转装置50包括与安装支架30固定的翻转电机51、与翻转电机51的输出端相连的翻转撑架52、及设置于取浆桶10外侧壁上的翻转挂钩53；翻转电机51与控制装置相连，以在控制装置的控制下驱动翻转撑架52侧翻并与取浆桶10平行，以避让取浆桶10的升降动作，或驱动翻转撑架52翻转呈水平以使翻转挂钩53紧勾翻转撑架52。具体地，翻转撑架52为由多根撑杆围设而成的方框状，当翻转撑架52侧翻时，翻转撑架52为竖向的平面，以避让取浆桶10的升降动作，当翻转撑架52翻平时，翻转撑架52为水平方向的平面，取浆桶10下降时，其上的翻转挂钩53将勾紧翻转撑架52的撑杆，取浆桶10悬挂在翻转撑架52上，当卷扬机构40继续向下释放卷扬带44时，取浆桶10实现料浆倾倒。
31.可选地，如图1所示，检测器20为光学检测器，检测器20设置于安装支架30上，且检测器20的检测头对准取浆桶10倾倒料浆过程中形成的液幕。进一步地，检测器20为图像处理传感器，图像处理传感器设置于安装支架30上，且图像处理传感器的检测头对准倾转后的取浆桶10的倾倒口处。
32.可选地，如图1所示，驱动装置包括设置于安装支架30上的卷扬机构40，卷扬机构40与控制装置相连。卷扬机构40与取浆桶10相连，卷扬机构40用于吊装取浆桶10至沉降槽内待检测的清液层、悬浮层或赤泥层中，卷扬机构40还用于在取浆桶10取浆结束后，将取浆桶10吊出沉降槽静置。倾转装置50用于在取浆桶10静置结束后翻平，以勾紧取浆桶10的底端使取浆桶10在继续下放过程中缓慢倾转，以将盛装的料浆缓慢倒入沉降槽内。
33.本可选方案中，如图1所示，卷扬机构40包括连接于安装支架30顶端的安装支座41，安装支座41上设有转动设置的卷带盘42，卷带盘42连接有用于驱动其正向或反向转动的驱动器43，驱动器43设置于安装支座41上且与控制装置相连。卷带盘42的外圆上缠绕有卷扬带44，卷扬带44的自由端与取浆桶10连接，以在卷带盘42的转动过程中拉动取浆桶10上升或下降。工作时，控制装置控制驱动器43启动，驱动器43驱动卷带盘42旋转，卷带盘42旋转过程中带动卷扬带44卷绕缩短或松卷伸长，进而相应使取浆桶10向上提升或向下降落。具体地，驱动器43为驱动电机。
34.优选地，如图1所示，卷扬带44为具有刚度且横截面为扁平带状的刚性扁带，以用于防止取浆桶10在吊装过程中旋转。进一步地，卷扬带44采用耐沉降槽料浆腐蚀的材料制备形成，卷扬带44具有带状平面方向刚性特性及带状线性方向的柔性特性，从而实现了取浆桶10上下运动和保持取浆桶10带状方向不变的特性，在倾转装置50翻平后，取浆桶10下放至倾转装置50时可以挂靠在倾转装置50上以实现倾翻，而不会出现取浆桶旋转，不易挂
靠在倾转装置50上的情形。
35.优选地，如图1所示，卷扬机构40还包括与安装支座41固定连接的导向块45，导向块45上设有供卷扬带44穿设的导向槽，导向槽的截面形状与卷扬带44的截面形状匹配，进一步防止吊装取浆桶10的过程中卷扬带44转动，进而防止取浆桶10旋转。
36.优选地，如图1所示，卷扬机构40还包括用于对取浆桶10的静置位置进行限定的限位构件46，限位构件46包括：固定连接于安装支座41上的限位开关461、及与限位开关461配合设置的限位片462，限位开关461与控制装置相连，限位片462夹紧于卷扬带44上，且限位片462位于导向块45的下方并靠近导向块45。当限位片462对准限位开关461时，限位开关461发送到位信号给控制装置，控制装置根据接收的到位信号相应控制卷扬机构40停止动作，进而使取浆桶10悬停。
37.可选地，如图1所示，取浆桶10包括浆桶本体11，浆桶本体11呈空心筒状，且上端开口、下端封闭。浆桶本体11为密度大于沉降槽中料浆密度的大密度体，以使取浆桶10取料浆时能够沉入沉降槽中的任意高度位置。或者取浆桶10的封闭端设有配重块，以使取浆桶10沉入沉降槽中任意高度位置。
38.进一步地，如图1所示，取浆桶10还包括两根铰接轴12、及连接弧杆13。两根铰接轴12分设于浆桶本体11相对的两个外侧壁上。连接弧杆13的两端分别与对应侧的铰接轴12铰接，卷扬带44的自由端设有穿设环，连接弧杆13穿设于穿设环上。
39.根据本发明的另一方面，还提供了一种沉降槽固液分离层在线检测方法，采用如上述中任一项的沉降槽固液分离层在线检测仪进行沉降槽固液分离层的在线检测，包括以下步骤：
40.控制装置控制驱动装置动作，使取浆桶10吊入沉降槽内待测的清液层、悬浮层或赤泥层高度s处取浆，且取浆结束后使取浆桶10于沉降槽上方静置；
41.取浆桶10静置结束后，驱动装置再使取浆桶10逐渐倾倒，以使其内盛装的料浆缓慢落入沉降槽内；
42.料浆倾倒过程中，检测器20实时对倾倒出的料浆进行检测分析，以获取该次料浆的检测序列；
43.使料浆的检测序列与系统预存的基准序列比照，确定下一次取浆操作时取浆桶10相对高度s的升降；
44.重复上述步骤，直至料浆的检测序列处于系统预存的基准序列阈值范围，则得出对应清液层、悬浮层或赤泥层高度值。实际应用过程中，本方法流程为循环执行流程，也就是说流程一直循环执行下去，因为清液层、悬浮层或赤泥层高度值，是一个相对动态值，随着时间往后推移是会发生变化。每执行一次流程，本次的分析结果就越接近真实的清液层、悬浮层或赤泥层高度值。
45.具体地，本发明的沉降槽固液分离层在线检测仪方法，以检测赤泥层的高度为例进行说明，首先，控制装置控制驱动装置动作，将取浆桶10吊入沉降槽内赤泥层高度附近取浆；待取浆桶10取浆结束后，驱动装置再将取浆桶10吊出沉降槽上方一定高度处，并使取浆桶10静置一段时间以沉降分层；待取浆桶10静置结束后，驱动装置再使取浆桶10逐渐倾倒，取浆桶10倾倒过程中，其内盛装的料浆缓慢落入沉降槽内；料浆倾倒过程中，检测器20实时对倾倒出的料浆进行检测分析，最后形成一组数字序列，该组数字序列即该次料浆的检测
序列；当控制装置接收试验开始后第一次料浆样品的检测序列后，如检测序列中赤泥的占比等于基准序列中赤泥的占比，则说明此时的样品是在赤泥层，控制装置得出赤泥层高度；当控制装置接收的检测序列中赤泥的占比大于基准序列中赤泥的占比，则说明赤泥层高于s，系统预设每次升降精度为5cm，因此，第二次取样测试时需要将取浆桶10的沉降深度向上提高5cm，然后进行第二次的取样分析；当控制装置接收的检测序列中赤泥的占比小于基准序列中赤泥的占比，则说明赤泥层低于s，系统预设每次升降精度为5cm，因此，第二次取样测试时需要将取浆桶10的沉降深度向下沉降5cm，然后进行第二次的取样分析；依此进行试验，且后一次取浆桶10的沉降深度根据前一次的分析结果确定，当控制装置接收的检测序列中赤泥的占比等于基准序列中赤泥的占比，则说明此时的样品是在赤泥层，控制装置得出赤泥层高度，试验结束。
46.本发明的沉降槽固液分离层在线检检测方法，相比现有技术的检测方法，由于物料本身具有强腐蚀、易结疤的特性，本发明方案中，将料浆从沉降槽中吊上后倾倒检测，具有检测器不需要直接接触料浆浆液的优点，并且检测器免清洗，不仅大大提高检测仪设备的使用寿命，且检测仪使用连续性好，检测精度高，检测操作简单，容易实施，并检测效率高。
47.可选地，试验开始前，人工多次倾倒分析以获取待测清液层、悬浮层或赤泥层在高度s处对应的基准序列，具体操作为：沉降槽在试验开始前有一个赤泥层(指赤泥层和悬浮层分界)高度s，将这个泥层高度的料浆人工进行多次倾倒分析，每次都有序列，最终分析会形成一个序列的普遍数据分布，该普遍数据分布即为赤泥层的基准序列，且控制装置设定检测序列中赤泥的占比大于、等于、小于基准序列中赤泥的占比的三种情况：当控制装置接收试验开始后第一次料浆样品的检测序列后，如检测序列中赤泥的占比等于基准序列中赤泥的占比，则说明此时的样品是在赤泥层，控制装置得出赤泥层高度；当控制装置接收的检测序列中赤泥的占比大于基准序列中赤泥的占比，则说明赤泥层高于s，系统预设每次升降精度为5cm，因此，第二次取样测试时需要将取浆桶10的沉降深度向上提高5cm，然后进行第二次的取样分析；当控制装置接收的检测序列中赤泥的占比小于基准序列中赤泥的占比，则说明赤泥层低于s，系统预设每次升降精度为5cm，因此，第二次取样测试时需要将取浆桶10的沉降深度向下沉降5cm，然后进行第二次的取样分析；依此进行试验，且后一次取浆桶10的沉降深度根据前一次的分析结果确定，当控制装置接收的检测序列中赤泥的占比等于基准序列中赤泥的占比，则说明此时的样品是在赤泥层，控制装置得出赤泥层高度，试验结束。
48.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。