CN1022466C - 一种分段沉积式铁谱装置 - Google Patents
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Abstract
一种分段沉积式铁谱装置，该装置的主要特征是在磁体中加装一组极靴，以在基片上产生若干条磁场方向与被检液体介质流动方向平行的隙缝形工作磁场，该装置中的磁铁平行间隔安置，其上面贴靠一组“类靴形”极靴，在其下端与两侧安装轭铁，从而在极靴之间的及极靴与轭铁之间的间隙上方构成不同磁场强度的间隔磁场，是一种结构简单而制谱优良的装置。
Description
本发明涉及一种分析液体介质中磨屑用的铁谱装置，特别涉及一种用来分离液体介质中的铁磁磨屑，使铁磁磨粒按尺寸大小有规律地分段沉积在铁谱基片上，对谱片进行观察，从而对磨粒进行定性和定量分析的铁谱装置。
在苏联专利SU 1461506A2中提出一种磁分析器，该磁分析器利用多块永磁体平行排放，在其间隙上方形成隙缝形工作磁场。基片与磁头可以任意角度倾斜。当含有悬浮铁磁颗粒的液体介质滴在基片上时，由于磁铁边缘磁密较其他部位高许多（简称边缘效应），这些铁磁颗粒在基片上相应于铁磁边缘的位置排成几条而做成谱片。这种分析器制作的谱片中颗粒不易堆积，便于定性观察分析。但该磁头磁能利用率低，工作磁场分布较难控制，而且从磁头取下谱片时，颗粒分布受干扰大，因此对其谱片不易进行定量分析。
在专利号为CA1051383的加拿大专利中公开了一种从润滑油中分离金属微粒的装置，这种装置的磁场分布不很合理，使微粒难以有效沉积。
鉴于上述不足，本发明的目的是提出一种以一块或多块永磁体作磁源，以极靴和磁轭构成闭合磁路，以极靴上气隙做为工作磁场的分段沉积式铁谱装置。用这种铁谱装置成谱时，铁谱基片可与磁头一道以任意角度倾斜以适应去除或保留不同类型非铁磁性颗粒的需要。工作区域彼此平行的磁场的磁场强度可以是彼此相同和不同，其排列可以是线性或非线性的，但以递增或均匀排列为佳。这样做的目的是：（1）液体介质流动方向与工作磁场区域磁力线在谱片上的投影的方向平行（而与
磁力线互为锐角）较先沉积的铁磁颗粒形成的链状沉积区与液体介质流动方向一致，不会造成颗粒的堆积。（2）基片与磁头以任意角度倾斜便于清洁去除污染颗粒（倾角为1°-2°时又可保留分析人员感兴趣的非铁磁性颗粒）。
为保证液体介质在铁谱基片上全部流经工作磁场的上方，在基片上需固结限流槽，这就使基片制造困难，成本高。为此，本发明的另一目的是提出一种制造方便成本低的限流板。
本发明提出的分段沉积式铁谱装置主要由磁头，基片，限流板和支承装置组成。所述磁头具有一块或多块平行间隔放置的磁铁，或者也可为一块或多块长方形磁铁与一块或多块非磁性材料制成的填充块平行间隔放置，于所述长方形磁铁或者长方形磁铁与填充块上方各贴靠一层以高导磁材料制成的“类楔形”极靴、该“类楔形”极靴之间具有以非导磁性材料填充的间隙，在所述长方形磁铁和填充块下方贴靠安置一高导磁性材料制成的板状轭铁，所述板状轭铁两端各贴靠安置一个高导磁材料的“类楔形”轭铁，该“类楔形”轭铁分别与上述“类楔形”极靴之间具有非导磁材料充填的间隙，从而构成磁路系统。在所述极靴、轭铁和长方形磁铁以及填充块（如果具有填充块）之间的空间中均填充非磁性材料。磁头被整体地置于外壳中。
基片安置于磁头的上表面上，与所述“类楔形”极靴、“类楔形”轭铁的上表面贴靠，因此在基片上，位于“类楔形”轭铁与“类靴型”极靴之间的间隙上的上方形成间隙的、彼此平行相互独立的磁场，并且该磁场区域的磁力线在基片上的投影方向与磁头纵向平行。
限流板置于基片上，限流板由液体介质不浸润的材料制成，例如聚四氟乙稀，限流板呈平板状，其与基片接触的一面具有与其成一体的若干条纵向延伸的筋条，及一条位于纵向筋条端头与该纵向筋条相接且成一体的横向筋条，纵向筋条之间构成的限流槽的靠近横向筋条处具有一通孔，以使被测液体介质注入并沿限流槽所限范围内沿基片流动。
装有磁头的外壳液体流出端枢接于支承装置上，磁头另一端支承于提升磁头使其倾斜于不同倾斜度的磁头倾斜固定装置上，磁头连同置于其上的基片和限流板可在0-85°范围内倾斜并固定。
注入被测液体介质，便其沿限流槽在基片上流动。依条隙形磁场的几何位置，铁磁性磨屑将分段沉积，由于大磨屑本身具有的磁距大，在相同外磁场作用下所受磁场力大先沉积;同理较小的铁磁性磨屑后沉积。因此紧靠滴入点的一道工作磁场内大磨屑先沉积，离滴入点较远的条隙形工作磁场内沉积的磨屑尺寸渐小，也就是说工作磁场内沉积的磨屑的平均尺寸离滴入点距离越远的越小。因此极有利于对铁谱的定性定量分析，而且倾斜度可调，适用于不同污染程度的液体介质制作铁谱，去污能力也强，另外其结构极为简单，造价十分便宜。
也就是说本发明提出的分段沉积式铁谱装置磁头中具有一块或多块磁铁，该磁铁与填充块平行间隔放置并在其上分别贴靠安置一“类楔形”极靴、而其下方则与板状轭铁贴靠，于所述板状轭铁的两端分别贴靠安置一“类楔形”轭铁，所述“类楔性”极靴之间以及该极靴和“类楔形”轭铁之间具有以非导磁性材料充填的间隙，磁头整体置入外壳中，外壳的液体流出端枢接于底盘上，其纵向的另一端以可调整倾斜度的支承
装置支承固定。
分段沉积式铁谱装置使带有铁磁性颗粒的液体介质在基片上流过数个相互平行，相互独立的工作磁场区域把铁磁颗粒分段沉积在基片上形成铁谱片。由于所述铁谱仪使液体介质流动方向与工作磁场区域磁力线在谱片上的投影方向平行。较先沉积的铁磁颗粒形成的链状沉积区与液体介质流动方向一致，不易造成颗粒堆积。基片与磁头可以任意角度倾斜便于去除污染颗粒。
所述基片为一非导磁材料制成的平片，置于磁头上，与挡板顶靠;
所述铁谱仪还具有一限流板，该限流板下侧面具有若干条限流板成为一体的沿其纵向延伸的筋条，该筋条构成限流槽和间隔槽，在筋条的一端还具有与筋条相接且成一体的横筋条，靠近该横筋条处具有通孔与限流槽相通，筋条与横筋条的端面在一平面上，并与基片紧靠;
所述铁谱仪中所述“类楔形”极靴为一块或多块。
所述分段沉积式铁谱装置中所述“类楔形”极靴和所述“类楔形”轭铁的斜面为平面，该平面与其中心线夹角5°～85°;
所述分段沉积式铁谱装置中所述“类楔形”极靴的和所述“类楔形”轭铁的斜面为曲面;
所述的分段沉积式铁谱装置中所述“类楔形”极靴之间以及“类楔形”极靴与“类楔形”轭铁之间的间隙的宽度和高度是相同的;
所述的分段沉积式铁谱装置中所述间隙的高度与宽度是不同的，高度在0～5mm之间，宽度在0.1～5mm之间;
所述的分段沉积式铁谱装置中所述限流板由液体介质不可浸润的材料制成，例如聚四氟乙稀，其上的筋条宽度在0.1～10mm之间。
分段沉积式铁谱装置使带有铁磁性颗粒的液体介质在基片上流过数个相互平行，相互独立的工作磁场区域把铁磁颗粒分段沉积在基片上形成铁谱片。由于所述铁谱仪使液体介质流动方向与工作磁场区域磁力线在谱片上的投影方向平行。较先沉积的铁磁颗粒形成的链状沉积区与液体介质流动方向一致，不易造成颗粒堆积。基片与磁头可以任意角度倾斜便于去除污染颗粒。限流板制造简单而且成本低。
以下结合附图对本发明提出的分段沉积式铁谱装置作详细说明。
图1是本发明提出的分段沉积式铁谱装置的剖面示意图;
图2是图1所示的本发明提出的分段沉积式铁谱装置的俯视示意图;
图3是磁头剖视示意图;
图4是图3所示的磁头的俯视示意图;
图5是限流板剖面示意图;
图6是图5所示限流板局部侧剖示意图。
详见图1和图3，磁头A安装在外壳9中，外壳9的纵向的一端枢接于底盘19上的支架11上并可绕枢轴在从水平到水平面成85°的范围内转动，其另一端上的由支承装置4支承固定，使磁头及其外壳9呈倾斜位置，长方形磁铁5和非磁性材料制成的，形状尺寸与所述长方形磁体相同的填充块1，相互平行间隔放置。于所述长方形磁体5和所述填充块上面分别贴靠安置，形状尺寸相同的用高导磁材料制成的“类楔形”极靴
2，该两极靴2之间具有以非磁性物质填充的间隙12，所述长方形磁铁5和填充块1的下面贴靠安置一高导磁材料制成的板状轭铁10，在该轭铁10两端各贴靠安置一个高导磁材料制成的“类楔形”轭铁3，该“类楔形”轭铁3分别与上述“类楔形”极靴之间具有以非导磁材料充填的间隙13和14，在所述极靴，轭铁之间的空间中均充填非导磁性材料15。基片16贴靠安置在磁头上表面，限流板17贴靠安置于基片16上面、基片16和限流板17均被固定在外壳9上的挡板18阻挡而防止其下滑。限流板17呈板状，其下面具有六条纵向延伸的筋条24（图5和图6），该筋条宽度为0.1～10mm，该筋条24之间构成限流槽20和隔离槽23，筋条24的一端有与其相连接的横筋条21，靠近横筋条21处具有通孔22，与该限流槽20相通，以供被检液体介质注入限流槽20中。筋条24及横筋条21的端面平整地位于同一平面上，并与基片16贴靠。
根据被检液体介质的污染程度，调节支承固定装置4，使磁头连同外壳9及基片16和限流板17倾斜于一定角度，将被检液体介质从限流板17的孔22中注入，被检液体介质沿着限流槽20在基片上沿纵向流动。由于“类楔形”极靴2之间，以及该极靴2与“类楔形”轭铁3之间的间隙处13、12、14在基片16的相应表面形成的磁场区域的磁力线在基片上的投影方向与磁头A的纵向方向平行，因此，该纵向流动的被检液体介质流动方向也与磁场区域的磁力线在基片上的投影方向平行。“类楔形”极靴2与“类楔形”轭铁3之间的间隙宽度为0.1～5mm。间隙处“类楔形”极靴2和“类楔形”轭铁3的厚度（即其间间隙的高度）为0～5mm。“类楔形”极靴和“类楔形”轭铁的楔形斜面与楔形中心垂线的夹角为5°～85°。该
楔形斜面可为平面也可为曲面。当只用一块长方形磁铁5时，远离该长方形磁铁5的间隙14处磁场强度最弱。“类楔形”极靴2之间的间隙12处的磁场强度较强而靠近长方形磁铁5处的间隙13处的磁场最强，这就适合于不同尺寸粒度的铁磁性磨屑的分段沉积，并且还可改变间隙高度、宽度和“类楔形”极靴2和“类楔形”轭铁3斜面的形状来改变各间隙处的磁场强度以适合不同尺寸粒度的铁磁性磨屑的分段沉积。
限流板17以液体介质非浸润性材料聚四氟乙稀制成，这样可防止液体介质从放置在基片16上的限流板17与基片16之间的贴靠缝隙中，由于毛细管张力作用而向侧旁渗漏，这不仅大大简化了基片必须具有固结限流槽的结构而且使用方便。
Claims (7)
1、一种分段沉积式铁谱装置，该铁谱装置包含：磁头、基片、限流板和支承装置，其特征是：所述铁谱装置具有的所述磁头具有一块或多块磁铁(5)，该磁铁(5)与填充块(1)平行间隔放置并在其上分别贴靠安置一“类楔形”极靴(2)、而其下方则与板状轭铁(10)贴靠，于所述板状轭铁(10)的两端分别贴靠安置一“类楔形”轭铁(3)，所述“类楔性”极靴(2)之间以及该极靴和“类楔形”轭铁(3)之间具有以非导磁性材料充填的间隙(12)，(13)，(14)，磁头整体置入外壳(9)中，外壳的液体流出端枢接于底盘(19)上，其另一端以可调整倾斜度的支承装置(4)支承固定；
所述基片(16)为一非导磁材料制成的平片，置于磁头上，与挡板(18)顶靠；
所述铁谱装置还具有一限流板(17)，该限流板(17)下侧面具有若干条与限流板(17)成为一体的沿其纵向延伸的筋条(24)，该筋条(24)构成限流槽(20)和间隔槽(23)，在筋条(24)的一端还具有与筋条(24)相接且成一体的横筋条(21)，靠近该横筋条(21)处具有通孔(22)与限流槽(20)相通，筋条(24)与横筋条(21)的端面在一个平面上，并与基片(16)紧靠。
2、根据权利要求1所述分段沉积式铁谱装置，其特征是：所述填充块（1）为由除空气以外的非铁磁性材料制成。
3、根据权利要求1所述分段沉积式铁谱装置，其特征是：所述“类楔形”极靴（2）和所述“类楔形”轭铁（3）的斜面为平面，该平面与其中心线夹角为5°～85°。
4、根据权利要求1所述分段沉积式铁谱装置，其特征是：所述“类楔形”极靴的和所述“类楔形”轭铁（3）的斜面为曲面。
5、根据权利要求3或4所述的分段沉积式铁谱装置，其特征是：所述“类楔形”极靴（2）之间以及“类楔形”极靴（2）与“类楔形”轭铁（3）之间的间隙（12）、（13）、（14）的宽度和高度是相同的。
6、根据权利要求3或4所述的分段沉积式铁谱装置，其特征是：所述间隙的高度与宽度是不同的，高度在0～5mm之间，宽度在0.1～5mm之间。
7、根据权利要求6所述的分段沉积式铁谱装置，其特征是：所述限流板（17）由液体介质不可浸润的材料制成，例如聚四氟乙烯，其上的筋条（24）宽度在0.1～10mm之间。
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