CN101196456A - 带自动送取样装置的元素分析仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带自动送取样装置的元素分析仪，它包括固定于底板上的控制机构、送取样装置、高温炉以及通过管路依次相连的过滤装置和分析装置，所述高温炉内装设有燃烧管，燃烧管的尾端通过管路与过滤装置相连，高温炉的入口端设有与送取样装置相连的送样嘴，所述送取样装置包括送样杆、传动机构和摆杆机构，送样杆的一端与样舟托架相连，另一端通过摆杆机构与传动机构相连。本发明是一种结构简单紧凑、成本低廉、自动化程度高、操作简便、能有效整机提高稳定性和可靠性的带自动送取样装置的元素分析仪。
Description
技术领域
本发明主要涉及到燃物质中元素含量的分析设备领域，特指一种带自动送取样装置的元素分析仪。
背景技术
现阶段普遍使用的可燃物质如煤炭中含有多种元素，如硫、氮、氢、碳等，而这些元素会以单质或者化合物的形式存在于煤中。这些元素是煤炭科学分类的指标之一，还可以用来计算煤的发热量，估算和预测煤的低温干镏产物，是评价可燃烧物质量的基本依据。同时煤在燃烧时会产生例如SO2、SO3、H2S、CO、CO2、NO、NO2等多种的气体和飞灰等有害物质，而且这些有害物质会随着烟气排入大气中，造成大气和环境的污染。因此对煤样中各种元素含量的检测是煤炭生产、销售、使用以及环保部门的一项非常重要的工作。在现有技术中，为了准确、快速地测量出煤样中各种元素的含量，一般都是采用将煤样在相应元素分析仪器的高温炉中燃烧，通过测量燃烧出来的气体内的元素含量等方法来确定各种元素在煤中的含量。因为煤样快速燃烧需要很高的温度(1000℃以上)，同时为了减少炉体热量的散失，燃烧管的管径往往比较小，因此在现有的各种分析仪器中，一般需采用专用的送取样装置将煤样送入高温炉中燃烧或取出燃烧后的残留物。这种送取样装置往往是利用送样杆前端的弯钩，将套设其上的样舟或样舟托送入或拖出炉膛。因炉膛内的温度过高，送样杆不宜长期停留在高温区内，否则容易弯曲变形甚至熔断。弯曲变形的送样杆往往会卡在小管径的燃烧管内，无法取出，极易造成由耐高温的易碎材质制成的燃烧管(如石英)的损坏，驱动电机甚至有可能会被烧坏；而送样杆一旦因高温熔断，将出现样舟或样舟托无法取出或送入的尴尬。出现上述情况时仪器将不能正常工作，直接影响了使用单位的生产化验工作，同时还增加了仪器的使用、维护成本。目前驱动送样杆运动有手动方式和自动方式两大类。前者采用纯人工操作，在送入样舟后可手动将送样杆取出，避免了送样杆长期工作在高温状态下，但需操作人员对着高亮度的炉膛操作，有损于操作人员的视力，且要忍受高温辐射的影响。而且因为手动方式送取样存在各种弊端(如进样位置一致性不高、自动化程度不高、需人长期盯守、操作不人性化等)，它渐渐被自动化程度高的自动送取样方式所取代。而在现有的自动送取样装置中，实现了自动送样、取样的功能，却忽视了送样杆使用寿命的问题。在实验过程中送样杆一直套在样舟或样舟托上，长时间处于高温状态，不被取出，必然会使仪器产生上述故障。
发明内容
本发明要解决的问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、成本低廉、自动化程度高、操作简便、能有效整机提高稳定性和可靠性的带自动送取样装置的元素分析仪。
为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种带自动送取样装置的元素分析仪，其特征在于：它包括固定于底板上的控制机构、送取样装置、高温炉以及通过管路依次相连的过滤装置和分析装置，所述高温炉内装设有燃烧管，燃烧管的尾端通过管路与过滤装置相连，高温炉的入口端设有与送取样装置相连的送样嘴，所述送取样装置包括送样杆、传动机构和摆杆机构，送样杆的一端与样舟托架相连，另一端通过摆杆机构与传动机构相连。
所述摆杆机构包括凸轮、摆杆电机和转轴，所述凸轮套设于摆杆电机的输出轴上，且位于转轴的任一侧，送样杆与凸轮相接触，且通过一转轴与传动机构相连。
所述摆杆机构包括转轴、电磁铁和复位扭簧，电磁铁位于转轴的任一侧，且与送样杆相隔一定的距离，送样杆通过转轴与传动机构相连，转轴上套设有一复位扭簧。
所述摆杆机构包括摆杆电机和联轴器，摆杆电机的输出轴通过联轴器与送样杆相连。
所述传动机构包括传动电机、丝杆和连接器，丝杆套设于传动电机内，其端部通过连接器与摆杆机构相连。
所述传动机构包括传动电机、齿轮、齿条和连接器，齿轮套设于传动电机的输出轴上，与之相啮合的齿条通过连接器与摆杆机构相连。
所述传动机构包括传动电机、第二皮带轮、第一皮带轮、连接器和皮带，第一皮带轮套设于传动电机的输出轴上，绕设于第一皮带轮与第二皮带轮上的皮带则通过连接器与摆杆机构相连。
所述送样杆的前端设有用来与样舟托架上连接孔配合连接的钩状端部。
与现有技术相比，本发明的优点就在于：本发明带自动送取样装置的元素分析仪，结构简单，既避免了现有手动及自动送样装置的缺点，又融合了两种装置的优点。在实现自动送取样的同时，能自动将送样杆退出高温炉，避免了送样杆长时间处于高温状态而发生弯曲变形、熔断，延长了送样杆的使用寿命，有效减少了因送样杆变形、熔断而带来的一系列故障，提高了仪器使用的可靠性和稳定性，提高了工作效率，降低了使用和维护成本。另外，本发明也使仪器的自动化程度进一步提高，操作更人性化，避免了热辐射和高亮度对人体的伤害。
附图说明
图1是本发明的俯视结构示意图；
图2是本发明中自动送取样装置的结构示意图；
图3是本发明自动送取样装置实施例1的结构示意图；
图4是本发明自动送取样装置实施例2的结构示意图；
图5是本发明自动送取样装置实施例3的结构示意图。
图例说明
1、送取样装置 2、高温炉
3、通气管 4、过滤装置
5、分析装置 6、燃烧管
7、样舟 8、样舟托架
81、连接孔 9、控制机构
10、送样杆 101、钩状端部
11、传动机构 111、传动电机
112、丝杆 113、齿轮
114、齿条 115、第二皮带轮
116、第一皮带轮 117、连接器
118、皮带 12、摆杆机构
121、凸轮 122、摆杆电机
123、转轴 124、电磁铁
125、复位扭簧 126.联轴器
13、底板 14、送样嘴
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的带自动送取样装置的元素分析仪，它包括固定于底板13上的控制机构9、送取样装置1、高温炉2以及通过管路依次相连的过滤装置4和分析装置5，所述高温炉2内装设有燃烧管6，燃烧管6的尾端通过管路与过滤装置4相连，高温炉2的入口端设有与送取样装置1相连的送样嘴14，送取样装置1包括送样杆10、传动机构11和摆杆机构12，送样杆10的一端与样舟托架8相连，另一端通过摆杆机构12与传动机构11相连。当实验开始时，取送样装置1将托着样舟7的样舟托架8送入高温炉2内，样舟7内的待测煤样燃烧，产生气体通过通气管3进入过滤装置4，过滤掉气体中的杂质和影响测试结果的气体，剩余待检验的气体进入分析装置5，通过分析和运算得出试样中元素的含量。控制机构9是用于控制整个仪器的运动、定位和数据采集；分析装置5用于分析从燃烧管6抽出的气流中的元素含量；过滤装置4用于过滤灰尘、排除不需要的干扰元素。
如图2所示，本发明中的送取样装置1包括送样杆10、传动机构11和摆杆机构12。为了能有效套住样舟托架8上的连接孔81，使其能随送样杆10水平运动，送样杆10的前端设有钩状端部101；并且在送样杆10的后部设有与传动机构11相连的摆杆机构12，实现送样杆10钩状端部101能脱离或套入样舟托架8连接孔81退出或进入高温炉2的功能。实验开始时通过传动机构11带动与之相连的送样杆10，将样舟托架8和样舟7推入燃烧管6的恒温区内；再通过摆杆机构12使送样杆10的钩状端部101脱离样舟托架8的连接孔81，传动机构11反向动作将送样杆10拖出燃烧管6。当燃烧完成后，传动机构11再次将送样杆10送入燃烧管6内，利用摆杆机构12将送样杆10的钩状端部101套入样舟托架8的连接孔81内，传动机构11动作，送样杆10将样舟托架8和样舟7拖出燃烧管6，实验结束。在整个实验过程中，送样杆10在高温环境中的时间短，避免了因高温灼烧而变形、熔断的情况，整个实验过程中无须操作人员动手，效率高且安全。
如图3所示，本实施例1中的摆杆机构12包括凸轮121、摆杆电机122和转轴123。凸轮121套设于摆杆电机122的输出轴，且位于转轴123任一侧，送样杆10与凸轮121相接触，且通过一转轴123与传动机构11相连。本实施例中，凸轮121位于转轴123前侧，且送样杆10的后部落于凸轮121之上。当摆杆电机122旋转时可通过凸轮121使送样杆10绕转轴123实现一定角度的上下摆动，从而使送样杆10的钩状端部101脱离或套入样舟托架8的连接孔81。本实施例中传动机构11进一步包括传动电机111、丝杆112和连接器117。丝杆112套设于传动电机111内，其端部通过连接器117与摆杆机构12的转轴123相连。传动电机111能带动丝杆112水平运动，并通过与之相连的连接器117使送样杆10将样舟托架8和样舟7水平送入或拖出高温炉2。本实施例既实现了送样杆10自动送样和取样功能，也使送样杆10在高温炉2内停留的时间最短。
如图4所示，本实施例2中的摆杆机构12包括转轴123、电磁铁124和复位扭簧125。电磁铁(124)位于转轴(123)任一侧，且与送样杆(10)相隔一定的距离；送样杆10通过转轴123与传动机构11相连，而转轴123上套设有一复位扭簧125。当电磁铁124通电时，其磁性使送样杆10被吸附过来，绕转轴123实现一定角度的左右摆动，从而使送样杆10的钩状端部101脱离样舟托架8的连接孔81；而复位扭簧125则可以在电磁铁124断电失去磁性时将送样杆10复位，套入连接孔81内。本实施例中传动机构11进一步包括传动电机111、齿轮113、齿条114和连接器117。齿轮113套设于传动电机111的输出轴上，与之相啮合的齿条114通过连接器117与摆杆机构12的转轴123相连。传动电机111能通过齿轮113带动齿条114在水平方向上运动，并通过与之相连的连接器117使送样杆10将样舟托架8和样舟7水平送入或拖出高温炉2。本实施例既实现了送样杆10自动送样和取样功能，也使送样杆10在高温炉2内停留的时间最短。
如图5所示，本实施例3中的摆杆机构12包括摆杆电机122和联轴器126。摆杆电机122的输出轴通过联轴器126与送样杆10的末端相连。当摆杆电机122带动相连的送样杆10转动时，可使送样杆10的钩状端部101以送样杆10的中心轴为轴心旋转一定的角度脱离或套入样舟托架8的连接孔81。本实施例中传动机构11包括传动电机111、第二皮带轮115、第一皮带轮116、连接器117和皮带118。第一皮带轮116套设于传动电机111的输出轴上，而绕设于第一皮带轮116与第二皮带轮115上的皮带118则通过连接器117与摆杆机构12相连。传动电机111通过第二皮带轮115、第一皮带轮116和皮带118带动传动机构12及送样杆10在水平方向上运动，将样舟托架8和样舟7送入、拖出高温炉2。本实施例既实现了送样杆10自动送样和取样功能，也使送样杆10在高温炉2内停留的时间最短。
以上仅为本发明若干实施例之一，但并不局限于上述实施例的结构组合方式。
Claims (10)
1.一种带自动送取样装置的元素分析仪，其特征在于：它包括固定于底板(13)上的控制机构(9)、送取样装置(1)、高温炉(2)以及通过管路依次相连的过滤装置(4)和分析装置(5)，所述高温炉(2)内装设有燃烧管(6)，燃烧管(6)的尾端通过管路与过滤装置(4)相连，高温炉(2)的入口端设有与送取样装置(1)相连的送样嘴(14)，所述送取样装置(1)包括送样杆(10)、传动机构(11)和摆杆机构(12)，送样杆(10)的一端与样舟托架(8)相连，另一端通过摆杆机构(12)与传动机构(11)相连。
2.根据权利要求1所述的带自动送取样装置的元素分析仪，其特征在于：所述摆杆机构(12)包括凸轮(121)、摆杆电机(122)和转轴(123)，所述凸轮(121)套设于摆杆电机(122)的输出轴上，且位于转轴(123)的任一侧，送样杆(10)与凸轮(121)相接触，且通过一转轴(123)与传动机构(11)相连。
3.根据权利要求1所述的带自动送取样装置的元素分析仪，其特征在于：所述摆杆机构(12)包括转轴(123)、电磁铁(124)和复位扭簧(125)，电磁铁(124)位于转轴(123)的任一侧，且与送样杆(10)相隔一定的距离，送样杆(10)通过转轴(123)与传动机构(11)相连，转轴(123)上套设有一复位扭簧(125)。
4.根据权利要求1所述的带自动送取样装置的元素分析仪，其特征在于：所述摆杆机构(12)包括摆杆电机(122)和联轴器(126)，摆杆电机(122)的输出轴通过联轴器(126)与送样杆(10)相连。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的带自动送取样装置的元素分析仪，其特征在于：所述传动机构(11)包括传动电机(111)、丝杆(112)和连接器(117)，丝杆(112)套设于传动电机(111)内，其端部通过连接器(117)与摆杆机构(12)相连。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的带自动送取样装置的元素分析仪，其特征在于：所述传动机构(11)包括传动电机(111)、齿轮(113)、齿条(114)和连接器(117)，齿轮(113)套设于传动电机(111)的输出轴上，与之相啮合的齿条(114)通过连接器(117)与摆杆机构(12)相连。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的带自动送取样装置的元素分析仪，其特征在于：所述传动机构(11)包括传动电机(111)、第二皮带轮(115)、第一皮带轮(116)、连接器(117)和皮带(118)，第一皮带轮(116)套设于传动电机(111)的输出轴上，绕设于第一皮带轮(116)与第二皮带轮(115)上的皮带(118)则通过连接器(117)与摆杆机构(12)相连。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的带自动送取样装置的元素分析仪，其特征在于：所述送样杆(10)的前端设有用来与样舟托架(8)上连接孔(81)配合连接的钩状端部(101)。
9.根据权利要求5所述的带自动送取样装置的元素分析仪，其特征在于：所述送样杆(10)的前端设有用来与样舟托架(8)上连接孔(81)配合连接的钩状端部(101)。
10.根据权利要求6所述的带自动送取样装置的元素分析仪，其特征在于：所述送样杆(10)的前端设有用来与样舟托架(8)上连接孔(81)配合连接的钩状端部(101)。
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