一种铝酸钠溶液自动滴定系统的制作方法

1.本实用新型涉及铝酸钠溶液滴定设备技术领域，具体涉及一种铝酸钠溶液自动滴定系统。


背景技术：

2.氧化铝生产系统中，铝酸钠溶液是氧化铝生产中的过程产品，相关工艺环节中铝酸钠溶液的指标控制，是生产组织过程的关键。苛性碱、氧化铝及全碱含量是铝酸钠溶液中三个重要的控制指标。国内铝厂，氧化铝生产过程中对苛性碱、氧化铝及全碱含量的分析通常采用手工滴定法。随着生产系统精细化、智能化管理的不断推进，手工滴定法暴露出以下弊端：
3.1)终点不易判断、受分析人员的技能水平影响大，分析结果误差较大；
4.2)手工滴定分析操作步骤多，流程长，劳动强度大，分析报告不够及时。
5.目前，国内各大氧化铝厂生产控制中，铝酸钠溶液在线连续监测技术的分析，大多数采用传统的化学分析方法。一些高校及研究所在自动分析方面作了大量的工作，包括化学分析法、热滴定法、电位滴定法、电导温度法及光度滴定等。由于铝酸钠溶液本身粘稠，高浓度、高粘度、高温带压力、容易水解生成氢氧化铝沉淀等因素。这些方法均有诸多不尽人意的地方，没有真正意义上实现自动分析。
6.随着氧化铝工业的连续化和自动化水平不断得到提高，传统的手工分析操作，已逐渐不能适应现在生产过程自动化控制的要求，因此需要一种酸钠溶液自动滴定系统。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种铝酸钠溶液自动滴定系统，能够对铝酸钠溶液进行自动进样和自动滴定，自动化程度高，效率快。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种铝酸钠溶液自动滴定系统，包括自动进样机构和滴定机构；
9.所述自动进样机构包括底座、设于底座上的样品转盘和安装在底座上驱动样品转盘旋转的驱动组件，所述样品转盘上沿圆周均匀分布有多个第一样品孔；
10.所述底座上位于样品转盘外缘处安装有立柱，所述滴定机构设于所述立柱的一侧，所述滴定机构包括滴定台和反应杯，所述滴定台通过支杆与设于底座上的支撑台连接，所述反应杯设于支撑台上且上端与所述滴定台的底部连接，所述滴定台上设有连通至反应杯内部的溶液注入孔，所述立柱上靠近样品转盘一侧设有移液管，所述移液管的顶端与抽液泵连接，所述立柱上设有带动所述移液管水平转动的旋转机构，所述立柱内安装有带动旋转机构上下移动的升降机构，以使移液管移取样品溶液后能够通过上下位移和水平位移与所述溶液注入孔进行对接；所述底座的两侧设有多个试剂瓶，所述滴定台上对应设有与反应杯内部连通的多个试剂接口，每一所述试剂瓶的瓶口处分别安装与其内部连通的定量取液泵，每一所述定量取液泵的出液口连接每一所述试剂接口；所述滴定台上还插设有伸
入所述反应杯内的滴定终点探头，所述滴定台内安装有与所述滴定终点探头连接的处理电极。
11.进一步的，所述底座的一侧还设有纯水瓶，所述滴定台上对应设有连通至反应杯内部的纯水接口，所述纯水瓶与所述抽液泵的纯水进口连接，所述抽液泵的纯水出口分别连接所述纯水接口、所述移液管。
12.进一步的，还包括电磁搅拌器，所述电磁搅拌器包括磁力台和磁子，所述磁力台安装在所述支撑台上，所述反应杯设于磁力台上，所述磁子放置在所述反应杯中。
13.进一步的，所述滴定台上还设有连通至所述反应杯内部的废液接口，所述废液接口与所述抽液泵的废液进口连接，所述抽液泵的废液出口连接废液瓶。
14.进一步的，还包括水浴加热装置，所述水浴加热装置包括水循环加热装置和水浴槽，所述水浴槽呈环状设置于底座上并位于所述样品转盘下方，所述水浴槽的顶部转动设置有顶盖，所述顶盖上设有与所述第一样品孔一一对应的第二样品孔，所述水循环加热装置的出水口通过出水管道与所述水浴槽的进水口连接，所述水循环加热装置的进水口通过进水管道与所述水浴槽的出水口连接。
15.进一步的，所述驱动组件包括转轴和第一电机，所述第一电机安装在所述底座内，所述转轴的一端连接所述第一电机，所述转轴的另一端通过固设于其外部的连接架与所述样品转盘连接。
16.进一步的，所述旋转机构包括支架、第二电机、旋转台和一体成型于旋转台圆周侧面的转杆，所述支架设于所述立柱上且靠近所述样品转盘一侧，所述立柱的上沿竖直方向设有供所述支架滑动的滑道，所述支架位于滑道内一侧与所述升降机构连接；所述第二电机安装在所述支架顶部，所述第二电机的输出轴穿过所述支架与位于所述支架底部的旋转台连接，所述转杆的端部连接所述移液管。
17.进一步的，所述升降机构包括安装在立柱内的齿轮、齿条和驱动齿轮转动的第三电机，所述第三电机的输出端与所述齿轮连接，所述齿轮与所述齿条啮合，所述支架位于滑道内一侧与所述齿条连接。
18.由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：
19.本实用新型的铝酸钠溶液自动滴定系统包括自动进样机构和滴定机构，自动进样机构包括底座、样品转盘和驱动样品转盘旋转的驱动组件，滴定机构包括滴定台、反应杯、移液管，底座两侧设有多个试剂瓶，每一试剂瓶连接有定量取液泵，滴定台上设有溶液注入孔、试剂接口，自动进样机构能够通过驱动组件驱动样品转盘转动使样品转盘上的铝酸钠溶液能依次自动进样，移液管能够自动移取样品转盘上的铝酸钠溶液并通过升降机构和旋转机构与溶液注入孔对接后注入反应杯中，各定量取液泵分别控制各试剂瓶中的滴定试剂通过试剂接口先后依次滴定至反应杯中与铝酸钠溶液反应，并利用滴定终点探头测量溶液的电极电位和ph值变化确定滴定终点，完成滴定工作，定量取液泵根据滴定终点可确定滴定试剂的加入量，从而分析出铝酸钠溶液中苛性碱、氧化铝及全碱含量三个重要的控制指标。该装置自动化程度高，滴定效率快。
附图说明
20.图1为本实用新型一种铝酸钠溶液自动滴定系统的结构示意图；
21.图2为本实用新型图1中a的局部放大图；
22.图中的附图标号为：1-底座，2-样品转盘，21-第一样品孔，3-立柱，4-移液管，5-旋转机构，51-支架，52-第二电机，53-转盘，54-转杆，6-滑道，7-滴定机构，71-滴定台，711-试剂接口，712-纯水接口，713-废液接口，714-滴定终点探头，72-反应杯，73-溶液注入孔，74-支杆，75-支撑台，8-自动稀释机构，81-试剂瓶，82-定量取液泵，9-水浴加热装置，91-水浴槽，92-顶盖，93-第二样品孔，94-水循环加热装置，10-抽液泵，11-纯水瓶，12-驱动组件，121-转轴，122-连接架，13-废水瓶，14-磁力台。
具体实施方式
23.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。
24.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。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。
25.如图1和图2所示，一种铝酸钠溶液自动滴定系统，包括自动进样机构和滴定机构。
26.所述自动进样机构包括底座1、设于底座1上的样品转盘2和安装在底座1上驱动样品转盘2旋转的驱动组件12，所述样品转盘2上沿圆周均匀分布有多个第一样品孔21。所述驱动组件12包括转轴121和第一电机(图中未示)，所述第一电机安装在所述底座1内，所述转轴121的一端连接所述第一电机，所述转轴121的另一端通过固设于其外部的连接架122与所述样品转盘2连接。使用时，第一电机驱动转轴121转动，使转轴121通过连接架122带动样品转盘2转动，从而使得放置在样品转盘2上的样品依次进样。
27.所述底座1上位于样品转盘2外缘处安装有立柱3，所述滴定机构7设于所述立柱3的一侧，所述滴定机构7包括滴定台71和反应杯72，所述滴定台71通过支杆74与设于底座1上的支撑台75连接，所述反应杯72设于支撑台75上且上端与所述滴定台71的底部连接，所述滴定台71上设有与反应杯72内部连通的溶液注入孔73，所述立柱3上靠近样品转盘2一侧设有移液管4，所述移液管4的顶端与抽液泵10连接，所述立柱3上设置有带动所述移液管4水平转动的旋转机构5，所述立柱3内安装有带动旋转机构5上下移动的升降机构，以使移液管4移取样品溶液后能够通过上下位移和水平位移与所述溶液注入管73的进口连接；所述底座的1两侧设有多个试剂瓶81，所述试剂瓶81的瓶口处分别安装与其内部连通的定量取液泵82，所述滴定台71上对应设有连通至反应杯72内部的多个试剂接口711，每一所述定量取液泵82的出液口分别与每一所述试剂接口711连通。本实施例中试剂瓶81设置为三个，对应的定量取液泵82和试剂接口711设置为三个。通过定量取液泵82可分别对不同的试剂定量抽取至反应杯72中。所述滴定台71上还插设有伸入所述反应杯72内的滴定终点探头714，所述滴定台71内安装有与滴定终点探头714连接的处理电极(图中未示)。使用时，处理电极连接至电脑主机，滴定终点探头714通过测量溶液的电极电位和ph值变化确定滴定终点。
28.优选地，所述旋转机构5包括支架51、第二电机52、旋转台53和一体成型于旋转台53圆周侧面的转杆54，所述支架51设于所述立柱3上且靠近所述样品转盘2一侧，所述立柱3的上沿竖直方向设有供所述支架51滑动的滑道6，所述支架51位于滑道6内一侧与所述升降机构连接；所述第二电机52安装在所述支架51顶部，所述第二电机52的输出轴穿过所述支架51与位于所述支架51底部的旋转台53连接，所述转杆54的端部连接所述移液管4。优选地，所述升降机构包括安装在立柱3内的齿轮(图中未示)、齿条(图中未示)和驱动齿轮转动的第三电机(图中未示)，所述第三电机的输出端与所述齿轮连接，所述齿轮与所述齿条啮合，所述支架51位于滑道6内一侧与所述齿条连接。移液管4移液后，齿轮在第三电机驱动下转动，带动齿条运动，从而使支架51带动第二电机52、旋转台53、转杆54和移液管4一同沿滑道6向上运动，运动至所需高度，第二电机52驱动旋转台53转动，使得旋转台53带动移液管4水平转动至与溶液注入孔73的进口对应位置，并通过第三电机驱动使移液管4下降与溶液注入孔73的进口对接。
29.所述底座的一侧还设有纯水瓶11，所述滴定台71上对应设有连通至反应杯72内部的纯水接口712，所述纯水瓶11与所述抽液泵10的纯水进口连接，所述抽液泵10的纯水出口分别连接所述纯水接口712、所述移液管4。在滴定过程中如果铝酸钠溶液浓度太高，不进行稀释而直接滴定，则需要需要消耗大量的试剂，同时延长滴定时间，并需要设计更大的反应容器，降低了工作效率。通过设计纯水瓶11并使其通过抽液泵10连通至反应杯72，可实现反应杯72中的溶液的自动稀释，降低溶液的浓度，减少试剂的消耗，提高滴定效率，另外纯水瓶11还通过抽液泵10连接移液管4，能对移液后的移液管4进行冲洗，便于进行第二组样品的移液。
30.为了进一步提高滴定过程的均匀性，还包括电磁搅拌器，所述电磁搅拌器包括磁力台14和磁子(图中未示)，所述磁力台14安装在所述支撑台75上，反应杯72设于磁力台14上，所述磁子放置在所述反应杯72中。通过磁力台14控制反应杯72中的磁子旋转，可对反应杯72中的溶液进行搅拌，在整个稀释和滴定过程中反应杯72里的磁子一直处于搅拌状态，起到持续混合溶液或者加速反应过程的作用。
31.所述滴定台71上还设有与所述反应杯72内部连通的废液接口713，所述废液接口713与所述抽液泵10的废液进口连接，所述抽液泵10的废液出口连接废液瓶13。利用抽液泵10能将反应杯72中滴定后的废液和清洗反应杯72后的废液抽出，便于进行下一组样品的滴定工作，提高效率。
32.为了防止样品转盘2上的铝酸钠溶液在低温下结晶析出和保证温度的统一性，还包括水浴加热装置9，所述水浴加热装置包括水循环加热装置94和水浴槽91，所述水浴槽91呈环状设置于底座1上并位于所述样品转盘2下方，所述水浴槽91的顶部转动设置有顶盖92，所述顶盖92上设有与所述第一样品孔21一一对应的第二样品孔93，所述水循环加热装置94的出水口通过出水管道与所述水浴槽91的进水口连接，所述水循环加热装置94的进水口通过进水管道与所述水浴槽91的出水口连接。水在水循环加热装置94中加热后泵入水浴槽91中对样品转盘2上的铝酸钠溶液样品进行加热，再循环回到水循环加热装置94，实现对样品水浴加热。通过对铝酸钠溶液加热保温，防止其在低温下容易结晶析出，同时由于温度对溶液体积有影响，如果在不同的温度下移取溶液，所得到的溶液体积不同的，采用水浴加热保证了铝酸钠溶液能在统一温度下移取，提高测试的准确度。
33.本实用新型的工作原理为:
34.第一步：将盛装有铝酸钠溶液的试管放置在样品转盘2的第一样品孔21内，试管的下端穿过第二样品孔93伸入水浴槽91中，水循环加热装置94将水加热至设定温度后将水泵入水浴槽中91，对盛装在试管中的铝酸钠溶液进行加热；
35.第二步：抽液泵10先从纯水瓶11中抽取80ml的纯水至反应杯72中；
36.第三步：移液管4在升降机构作用下下降伸入位于其下方的样品转盘2上的试管内，通过抽液泵10抽取铝酸钠溶液，在升降机构带动下上升，并在旋转机构5作用下水平转动，使得移液管4转动至与溶液注入孔73对应的位置，并再次在升降机构作用下向下移动与溶液注入孔73实现对接，同时开启电磁搅拌器，一边搅拌一边通过抽液泵10控制移液管4中的铝酸钠溶液经溶液注入孔73注入反应杯72中，对反应杯72中的铝酸钠溶液进行搅拌稀释，注入后，抽液泵10切换通路，抽取20ml的纯水冲洗移液管4，将移液管4内壁沾附的溶液全部冲洗下来；
37.第四步：在搅拌过程中，各个试剂瓶81中滴定试剂分别在各个定量取液泵82作用下先后依次逐步滴定至反应杯72中与铝酸钠溶液反应，并利用滴定终点探头714测量溶液的电极电位和ph值变化确定滴定终点，完成滴定工作，定量取液泵82根据滴定终点可确定滴定试剂的加入量，从而分析出铝酸钠溶液中苛性碱、氧化铝及全碱含量三个重要的控制指标；
38.第五步：滴定完成后，抽液泵10通过废液抽取管道抽取反应杯72中的废液将其排出至废液瓶13中，抽液泵10通过水管道抽取纯水瓶11中的水对反应杯72进行清洗，清洗后抽液泵10再次通过废液抽取管道抽取反应杯72中的清洗废液将其排出废液瓶13中，完成清洗工作；
39.第六步：移液管4复位，样品转盘2在驱动组件12带动下转动至下一组样品，再重复进行下一组铝酸钠溶液样品的滴定。
40.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。