CN103163052A - 多产品水析仪 - Google Patents

Abstract

本发明为一种测定细粒物料组成的多产品水析仪。现用的水析仪器存在着测试周期长、费工、费时、费水，以及不能连续工作或得不到多粒级产品的缺陷。本发明为一种测定准确，自动化程度高，并能可在短时间内同时得到多粒级产品的仪器。它包括可翻转的沉降室、上储料室、下储料室、排料装置、快速旋转装置和支架。本发明可以保证沉降过程中，物料处于自由沉降的最上端，避免了细粒级物料进入粗粒级中，不需要反复进行析出实验，无需重复装料，且同时能产生多粒级产品，使用方便，结构简单，测试周期短，耗水量低，测量精度高。

Description

多产品水析仪

本发明涉及一种测定物料粒度组成的设备，特别是测定微细物料粒度组成并分级的仪器。

背景技术：

测定细粒物料粒度组成的仪器很多，例如：淘析法水析装置，连续水析器，旋流水析仪，光透式粒度仪等，主要原理都是根据物料的沉降末速差对物料进行分级的设备。淘析法水析装置是实验室常见设备，这种装置为了使物料自由沉降前处于悬浮状态，需要强烈的机械搅拌，这会使物料的自由沉降受到干扰，造成测定精度低；同时，搅拌使物料处于悬浮状态，部分细粒物料处于水析仪底部，在规定的析出时间内，已经沉入底部，进入粗粒级中，不能析出，因此为了把这些进入粗粒级的细粒级物料全部析出，需要反复淘洗，淘洗周期长；并且一次只能淘洗出一种粒度产品。连续水析器能根据所需物料粒级自行组装，生产多粒级产品，但结构复杂；同时由于需要上升水流控制产品粒度，控制困难；上升水流容易产生气泡，影响测定结果，矿粒容易堵塞胶管，使其不能正常工作。旋流水析仪结构复杂，对操作要求高，不易控制，还需保持足够的分级时间，使其达到稳定状态，测试时间长，需要样品数量大，费工，费时，耗水量大。光透式粒度仪对结果产生影响的因素多，测定偏差大，不能得出粒级产品，并且设备结构复杂，价格昂贵。因此这些水析产品存在不同的问题，致使其应用受到了限制。

发明内容：

本发明就是针对上述细粒级物料水析中存在的问题和颗粒自由沉降末速公式：

$V_0=54.5\frac{\mathrm{\σ}-\mathrm{\ρ}}{\mathrm{\μ}}{d}^2$

σ--物料密度，ρ-介质密度，μ-粘滞系数

设计了一种测定细物料粒度组成的多产品水析仪。这种仪器可以较智能的在短的时间内将物料分成所要求的不同粒级的产品，无需重复装卸物料。

根据要求分析的产品粒度，确定沉降高度，根据球形颗粒自由沉降末速公式和沉降高度计算沉降时间t，要求物料从开始析出到全部析出的析出时间为Δt，要求相临的粒级为d₁、d₂(d₂＞d₁)，如d₁(d₂＞d₁)，沉降高度H₁，沉降时间t₁，物料析出时间Δt₁，而相临的下一个粒级d₂，沉降高度H₂，沉降时间t₂，物料析出时间Δt₂，要求H₂＞H₁，t₂＞t₁+Δt₁，保证相邻的下一粒级开始排放时，此粒级产品已经全部排出。

本发明采用如下技术方案：

一种多产品水析仪，包括垂直可翻转的沉降室、上储料室、下储料室、支架、排料装置、快速旋转装置。

所述的快速旋转装置由卡子、固定装置、旋转电机和制动装置构成。

所述的可翻转的沉降室由圆柱形筒体、上隔料板、下隔料板构成，沉降室内设置透明的物料观察孔，观察物料沉降过程；可翻转的沉降室通过快速旋转装置的卡子和固定装置，安装在支架上，通过PLC控制电路控制快速旋转装置使可翻转的沉降室迅速旋转180°，由快速旋转装置的制动装置使其快速静止。

所述的上储料室由上隔料板、上端盖、上搅拌装置和上给水装置构成，下储料室由下隔料板、圆柱型筒体底、下搅拌装置和下给水装置构成，上储料室和下储料室内均有排料装置，下隔料板和上隔料板均可旋转90°，打开时，使上隔料板和下隔料板与水平面垂直。

所述的排料装置由电磁阀控制排料，并且排料装置从上至下依次等间距分布在圆柱形筒体两侧，根据物料沉降时间，通过PLC控制电磁阀进行排料。

所述的给水装置由电磁阀控制给水，物料放入上储料室内，上给水装置给入水流，使水充入上储料室，下给水装置也给入水流，使水充入下储料室和可翻转的沉降室，上搅拌装置使物料分布均匀，打开上隔料版，当上隔料板旋转至垂直方向，物料向下自由沉降，同时上给水装置给入瞬间水流，把黏附在上隔料板上的物料吹离上隔料板。水析完成后，关闭下隔料版，可翻转的沉降室翻转180°。下储料室翻转至上方，下给水装置给入水流，使水充入下储料室，上给水装置也给入水流，使水充入上储料室和可翻转的沉降室，下搅拌装置使物料分布均匀，打开下隔料版，当下隔料板旋转至垂直方向，物料向下自由沉降，同时下给水装置给入瞬间水流，把黏附在下隔料板上的物料吹离下隔料板。给水量是通过PLC控制电磁阀进行控制的。

采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，在沉降室上端和下端设有储料室，且沉降室可以快速旋转180°，使物料在开始沉降时处于沉降室顶端，并保持悬浮状态，物料沉降距离为设计高度，在规定的沉降时间内，不会有细粒级物料已经沉降到粗粒级中，测量次数大大减少；同时，物料能在重力下做自由沉降，有效地避免了物料在沉降过程中受到上升水流等其他因素的干扰，测量准确度高。在两到三次翻转后，本水析仪就能按要求的粒度实现对物料的分级。分级时间短，分级精度高，省水，结构简单，并且一次可以分出多种产品。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图及实施例详述本发明：

一种多产品水析仪，包括垂直可翻转的沉降室1、上储料室3、下储料室13、支架11、排料装置8、快速旋转装置16。

所述的快速旋转装置16由旋转电机10、夹子6、固定装置15和制动装置14构成，旋转电机10可以使快速旋转装置16迅速旋转180度，制动装置14通过PLC控制电路使其快速停止，使上储料室3和下储料室13的位置在垂直方向上迅速发生交换。

所述的上储料室3由上隔料板2、上端盖构成4、上给水装置9和上搅拌装置18构成，排料装置8和上给水装置9布置在上储料室3的上端，上隔料板2可旋转90°。

所述的下储料室13由下隔料板7、圆柱形筒体17底、下给水装置12和下搅拌装置19构成，下储料室13的下端设有排料装置8和下给水装置12，下隔料板7可旋转90度。

所述可翻转的沉降室1由圆柱形筒体17、上隔料板2、下隔料板7组成，可翻转的沉降室1通过快速旋转装置16的夹子6和固定装置15固定在支架11上，通过PLC控制电路控制快速旋转装置16使沉降室1可以迅速旋转180°，并且由速旋转装置16的制动装置14使其静止；可翻转的沉降室1内设置物料观察孔5，观察物料的沉降过程。

所述的排料装置8由电磁阀控制排料，并且排料装置8从上至下依次等间距分布在圆柱形筒体17两侧，根据物料沉降时间，通过PLC控制电磁阀进行排料。

所述给的水装置由电磁阀控制给水。

打开上端盖4，把物料放入上储料室3的上隔料板2上，盖好上端盖4，通过PLC打开上给水装置9给入水流，使水充入上储料室3，下给水装置12也给入水流，使水充入下储料室13和可翻转的沉降室1，上搅拌装置18使物料分布均匀，打开上隔料版2，当上隔料板2旋转至垂直方向，物料向下自由沉降，同时上给水装置9给入瞬间水流，把黏附在上隔料板2上的物料吹离上隔料板2。

从上端打开的排料口8排出的物料为最细级别的，然后粒度从上至下依次增加(d₃＞d₂＞d₁)。在计算的时间t₁时，打开指定的排料装置8的排料口F₁，排出最细粒级的物料d₁，物料的析出时间为Δt₁；在计算的时间t₂时，打开指定的排料装置8的排料口F₂，排出d₂粒级的物料，物料的析出时间为Δt₂，要求t₂＞t₁+Δt₁；在计算的时间t₃时，打开指定的排料装置8的排料口F₃，排出d₃粒级的物料，物料的析出时间为Δt₃，要求t₃＞t₂+Δt₂。当可旋转的沉降室1最下端的排料口8排出d₃粒级的物料后，关闭下储料室13的下隔料板7和所有的排料装置8，使其从垂直方向旋转90°至水平方向，把剩余物料密封在下储料室13内。

启动快速旋转装置16，使可翻转的沉降室1旋转180°，使下储料室13旋转至最上端，上储料室3旋转至最下端。下给水装置12给入水流，使水充入下储料室13，上给水装置9也给入水流，使水充满上储料室3和可翻转的沉降室1，下搅拌装置19使物料分布均匀，打开下隔料板7，当下隔料板7旋转至垂直方向，物料向下自由沉降，同时下给水装置12给入瞬间水流，把黏附在下隔料板7上的物料吹离下隔料板7。给水量是通过PLC控制电磁阀进行控制的。

然后再依次在规定的时间下，打开规定排料口，依次排出要求粒度d₁、d₂和d₃的物料，最后在上沉降室3内的排料装置8排出最粗的d₄粒级产品。

如分级物料量大，可以再重复上述步骤，实现物料的分级。如要分级的产品粒级多，可以先分出几种细粒级的产品，然后把粗粒级的产品再依次分出。

Claims (4)

1.一种多产品水析仪，包括垂直可翻转的沉降室、上储料室、下储料室、排料装置、支架、快速旋转装置，其特征在于：所述的快速旋转装置由卡子、固定装置、旋转电机和制动装置构成；所述的可翻转的沉降室由圆柱形筒体、上隔料板、下隔料板构成，沉降室内设置透明的物料观察孔，可翻转的沉降室通过快速旋转装置的卡子和固定装置，安装在支架上，通过快速旋转装置的旋转电机在垂直方向快速旋转180°，由快速旋转装置的制动装置使其快速静止；所述的上储料室由上隔料板、上端盖、上搅拌装置和上给水装置构成，下储料室由下隔料板、圆柱型筒体底、下搅拌装置和下给水装置构成，上储料室和下储料室内均有排料装置；所述的排料装置从上至下依次交替排列在圆柱形筒体的两侧；

2.根据权利要求1所述的多产品水析仪，其特征在于：上隔料板打开时，可在垂直方向上快速旋转90°，使上隔料板与水平方向成90°，并当上隔料板打开时，上给水装置给入瞬间水流；下隔料板打开时，可在垂直方向上快速旋转90°，使下隔料板与水平方向成90°；当下隔料板打开时，下给水给装置给入瞬间水流；

3.根据权利要求1所述的多产品水析仪，其特征在于：上隔料板、下隔料板、上搅拌装置、下搅拌装置和快速旋转装置均由PLC控制。

4.根据权利要求1所述的多产品水析仪，其特征在于：排料装置和给水装置均使用电磁阀，并且由PLC控制。

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