CN104749066A - 烟煤的挥发分自动测试设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烟煤的挥发分自动测试设备,它包括烟煤加热模块与烟煤称量模块;烟煤加热模块具有自动开/关炉门的功能,烟煤称量模块能够自动称量实验前后含烟煤的坩埚质量。实验人员仅需要在坩埚盘上放置好坩埚,无需参与后面的实验过程。本发明是一种结构简单紧凑、操作方便、自动称量实验前后坩埚质量、可同时对20个坩埚进行挥发分实验的自动化设备。
Description
技术领域
本发明主要涉及到分析可燃物质挥发分成分的测量仪器领域,特指烟煤的挥发分自动测试设备。
背景技术
煤的挥发分产率是煤炭分类的主要指标,根据挥发分生产率可以大致判断煤的煤化程度,所以测定煤的挥发分在工业上和煤质研究方面皆具有重要的意义。
传统技术中,将煤放在隔绝空气的容器中,在一定的高温条件下加热一定时间,煤中分解出来的液体和气体产物减去煤中所含的水分,即为挥发分,以上过程需要操作人员进行全程操作跟踪。即操作人员需要对每个煤样坩埚进行称量,然后再放置在高温炉中加热,实验结束后,操作人员还必须再次对每个煤样坩埚进行第二次称量,劳动强度很大,且人工误差较大。随着工业自动化的发展,迫切需要设计一种全自动设备进行煤的挥发分测试。
发明内容
本发明需解决的技术问题是:为降低烟煤挥发分实验人员的劳动强度,节约实验时间,克服传统实验数据人工记录的缺陷,本发明提供一种烟煤的挥发分测试设备,整个实验过程既实现了自动开关炉门,又对实验前后含烟煤的坩埚进行了自动化称量。
为了解决上述问题,本发明提出的解决方案为:一种烟煤的挥发分测试设备,它包括烟煤加热模块与烟煤称量模块。
本发明的烟煤加热模块包括内嵌电阻丝的炉膛、装设于炉膛上方的炉盖、装设于炉膛下部的支撑板、2个分别装设于所述支撑板下部的L型轴承架、2个分别装设于所述支撑板下部的L型光轴架、两端分别装设于2个L型轴承架上的第一滚珠丝杠、2个分别装设于所述第一滚珠丝杠的左右两侧旋向相反的滚动螺母、两端分别装设于2个L型光轴架上的光轴、2个分别装设于所述光轴左右两侧且对称分布的直线轴承、2个可动炉门;所述第一滚珠丝杠的轴线与所述光轴的轴线相互平行且在同一水平面内;所述每个可动炉门皆与1个所述直线轴承、1个所述滚动螺母相连;所述第一滚珠丝杠的右端与装设于L型电机架上的步进电机相连;2个可动炉门在第一滚珠丝杠转动时可沿着光轴同时反向运行,实现自动开关或关门;2个可动炉门关闭时,20个坩埚煤样在炉膛内进行挥发分加热实验。
本发明的烟煤称量模块包括T型支架,自下而上装设于T型支架右侧的L型电机架、L型轴承架、直线导轨、L型轴承架;装设于所述2个L型轴承架之间的第二滚珠丝杠,其下端与装设于L型电机架上的步进电机相连;装设于所述直线导轨上的滑块与T型升降架相连;装设于第二滚珠丝杠上的滚动螺母与所述T型升降架相连;所述T型升降架右端上部装设有U型轴承架,其下部装设有U型电机板;转轴穿过所述U型轴承架和U型电机板,其下端与步进电机相连,其上端装设有坩埚盘;所述坩埚盘上均匀分布有20个圆孔,每个圆孔内各放置有1个坩埚(坩埚编号分别为1~20);数字天平上装设有T型称量杆,其位于编号为1坩埚的正下方;坩埚盘与放置其上的坩埚可在第二滚珠丝杠转动时与T型升降架一起下降或上升,且下降后确保编号为i的坩埚恰好完全接触到T型称量杆,实现自动称量含烟煤的坩埚。
与现有技术相比,本发明的优点在于:改变传统的烟煤挥发分测试过程,实现了全自动开/关炉门与全自动称量实验前后含烟煤的坩埚质量,降低了劳动强度与人工误差,增加了实验数据的科学性、真实性和准确性。
附图说明
图1是本发明的烟煤的挥发份自动测试设备的自动称量示意图。
图2是本发明的可动炉门的自动开门结构示意图。
图3是本发明的烟煤的挥发份自动测试设备的实验状态示意图。
图中,1—T型支架;2—步进电机;3—L型电机架;4—L型轴承架;5—滚动螺母;6—第二滚珠丝杠;7—直线导轨;8—可动炉门;9—第一滚珠丝杠;10—光轴;11—支撑板;12—炉膛;13—炉盖;14—坩埚盘;15—坩埚;16—T型称量杆;17—转轴;18—数字天平;19—U型轴承架;20—T型升降架;21—U型电机板;22—直线轴承;23—L型光轴架;24—滑块;
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图3所示,烟煤的挥发份自动测试设备,包括烟煤加热模块与烟煤称量模块。本发明的内嵌电阻丝的炉膛12、装设于炉膛12上方的炉盖13和2个可动炉门8构成了烟煤挥发分实验环境(温度约为900℃);均匀放置20个坩埚15的坩埚盘14位于炉膛12的内部正中间。
参见图1和图3所示,本发明的烟煤称量模块,它包括T型支架1,自下而上装设于T型支架1右侧的L型电机架3、L型轴承架4A、直线导轨7、L型轴承架4B;装设于所述2个L型轴承架4之间的第二滚珠丝杠6,其下端与装设于L型电机架3上的步进电机2B相连;装设于所述直线导轨7上的滑块24与T型升降架20相连;装设于第二滚珠丝杠6上的滚动螺母5B与所述T型升降架20相连;所述T型升降架20右端上部装设有U型轴承架19,其下部装设有U型电机板21;转轴17穿过所述U型轴承架19和U型电机板21,其下端与步进电机2C相连,其上端装设有坩埚盘14;所述坩埚盘14上均匀分布有20个圆孔,每个圆孔内各放置有1个坩埚15(坩埚编号分别为1~20);数字天平18上装设有T型称量杆16,T型称量杆16位于编号为1坩埚15的正下方。
参见图2所示,步进电机2A与第一滚珠丝杠9同步转动,带动2个旋向相反的滚动螺母5反向运动,2个可动炉门8分别在2个直线轴承22的导向作用下沿着光轴10同时反向运动,实现自动开门或关门。
可动炉门工作原理:步进电机2A正向转动,带动第一滚珠丝杠9正向转动,由于2个滚动螺母5旋向相反,所以2个可动炉门8A和8B,沿着光轴10同时向外运动,打开炉门;步进电机2A反向转动,带动第一滚珠丝杠9反向转动,由于2个滚动螺母5旋向相反,2个可动炉门8A和8B,沿着光轴10同时向内运动,关闭炉门。
坩埚盘转动工作原理:假设坩埚盘14转动前,编号为i的坩埚15位于T型称量杆16的正上方,且T型升降架20已经运动到直线导轨7的中部,即编号为i的坩埚15与T型称量杆16不发生接触。步进电机2C带动转轴17转动一定角度,从而带动坩埚盘14转动,使得编号为(i+1)的坩埚15恰好位于称量杆16的正上方,步进电机2C停止转动。
自动称量工作原理:假设位于T型称量杆16正上方的坩埚15编号为j。首先,步进电机2B反向转动,带动第二滚动丝杠6反向转动,T型升降架20在滚动螺母5B作用下沿着直线导轨7向下运动,坩埚盘14下降至最低点,使得编号为j的坩埚恰好被T型称量杆顶起脱离坩埚盘14;接着,数字天平18读取称量结果;最后,步进电机2B正向转动,带动第二滚动丝杠6正向转动,T型升降架20在滚动螺母5B作用下沿着直线导轨7向上运动,坩埚盘14上升到中间高度。
工程过程:整个工作过程分为实验前初始自动称量、自动开关炉门、实验后自动称量。实验前自动称量:先将装有烟煤的20个坩埚15放置在坩埚盘14上,使得编号为1的坩埚15恰好位于T型称量杆16的正上方。坩埚盘14下降至最低位置,数字天平18读取1号坩埚15的称量结果,接着坩埚盘14上升到中间位置;坩埚盘14在步进电机2C作用下转动1格,使得2好坩埚15恰好位于T型称量杆16的正上方;坩埚盘14再次下降至最低位置,数字天平18读取2好坩埚的称量结果,接着坩埚盘14上升到中间位置;按照上面的流程可以完成20个坩埚15的所有实验前自动称量。自动开关炉门:2个可动炉门8A和8B在步进电机2A正向转动作用下同时向外运动,打开炉门;坩埚盘14与T型升降架20在步进电机2B正向转动作用下上升到最高位置;2个可动炉门8A和8B在步进电机2A反向转动作用下同时向里运动,关闭炉门;实验7分钟后,步进电机2A再次打开炉门,坩埚盘14下降到中间高度,步进电机2A再次关闭炉门。实验后自动称量:按照实验前20个坩埚15的自动称量动作,进行实验后20个坩埚15的自动称量,完成烟煤的整个挥发份实验。
Claims (1)
1.烟煤的挥发分自动测试设备,其特征在于:它包括烟煤加热模块与烟煤称量模块;
烟煤加热模块为:它包括内嵌电阻丝的炉膛12、装设于炉膛12上方的炉盖13、装设于炉膛12下部的支撑板11、2个分别装设于所述支撑板11底部左右两端的L型轴承架4、2个分别装设于所述支撑板11底部的L型光轴架23、两端分别装设于2个L型轴承架4上的第一滚珠丝杠9、2个分别装设于所述第一滚珠丝杠9的左右两端旋向相反的滚动螺母5、两端分别装设于2个L型光轴架23上的光轴10、2个分别装设于所述光轴10左右两侧且对称分布的直线轴承22、2个可动炉门8;所述第一滚珠丝杠9的轴线与所述光轴10的轴线相互平行且在同一水平面内;每个所述可动炉门8皆与1个所述直线轴承22、1个所述滚动螺母5相连;所述第一滚珠丝杠9的右端与装设于L型电机架3上的步进电机2A相连;
烟煤称量模块为:它包括T型支架1,自下而上装设于T型支架右侧的L型电机架3、L型轴承架4A、直线导轨7、L型轴承架4B;装设于所述2个L型轴承架4之间的第二滚珠丝杠6,其下端与装设于L型电机架3上的步进电机2B相连;装设于所述直线导轨7上的滑块24与T型升降架20相连;装设于第二滚珠丝杠6上的滚动螺母5B与所述T型升降架20相连;所述T型升降架20右端上部装设有U型轴承架19,其下部装设有U型电机板21;转轴17穿过所述U型轴承架19和U型电机板21,其下端与步进电机2C相连,其上端装设有坩埚盘14;所述坩埚盘14上均匀分布有20个圆孔,每个圆孔内各放置有1个坩埚15(坩埚编号分别为1~20);数字天平18上装设有T型称量杆16,所述T型称量杆16位于编号为1坩埚15的正下方。
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