CN105833964B - 用于样品采制化的制粉机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于样品采制化的制粉机，包括制粉腔室，制粉腔室上设有入料口，制粉腔室内设有可旋转的制粉转刀组件，制粉腔室于制粉转刀组件旋转周向的内环面上分别设有用于粉碎样品的环形粉碎区和用于过滤样品的环形筛网区，环形筛网区处设有环形筛网，制粉转刀组件于制粉腔室内高速旋转并与环形粉碎区配合以将样品撞击粉碎后通过环形筛网排出。本发明具有结构简单紧凑、能够进一步提高粉碎制样精度、提高设备使用寿命等优点。

Description

用于样品采制化的制粉机

技术领域

本发明主要涉及到样品采制化设备领域，特指一种用于样品采制化的制粉机。

背景技术

对于物料（如矿石、煤炭）样品的采样、制样、化验工作，各个国家均有强制标准，必须遵照标准进行样品的采制化工作。样品的采样、制样、化验工作过程的准则是在不破坏样品代表性的前提下，把采集到的样品粒度逐渐减小，质量也逐步减少，直到符合实验室化验对样品的粒度和质量（重量）精度要求，然后对符合要求的样品进行相关的化验分析。

如以煤炭的样品采制化为例，实际上是一种抽样分析的过程，煤炭采样和制样的目的，是为了获得一个其实验结果能代表整批被采样煤的实验煤样。不论是“采样”、“制样”还是“化验”， 这一过程中各种样品的质量精度、样品特性控制尤为重要，不能够有样本的损失，不能够令样本发生一些物理或化学变化，否则将会对最终的试验结果造成影响。

在物料（如矿石、煤炭）样品的采样、制样、化验工作中，往往需要使用制粉装置对样品进行破碎、制粉作业。在这一过程中，现有制粉装置往往存在以下问题：

1、筛网及制粉转刀易磨损，使用寿命短，使用成本高。现有制粉装置的环面均设置筛网，筛网内设置制粉转刀，制粉时主要靠制粉转刀与筛网之间的剪切、摩擦力而达到粉碎效果，即筛网不止承担过滤的功能，还需承担研磨制粉的功能。若筛网与转刀之间距离较小，则不能与转刀之间形成剪切力，则无法完成破碎制粉。这使得筛网与转刀承受的摩擦力较大，磨损较快，使用寿命短。如不及时更换筛网或转刀则影响制粉效果，进行影响样品最终的试验精度，而如果频繁更换则使用成本增高，工作效率低。同时，这种研磨制粉的方式，当遇到大粒度样品时，可能造成转刀卡死、电机烧机等风险。

2、对于内水较大的样品（如煤样），制粉时容易堵塞筛网。内水较大的煤样在制粉时会析出一定的水分，使煤粉具有一定的粘性。而现有制粉装置主要靠离心力将制粉后的样品甩出筛网，由于内部粒度已经很小的样品的离心力也会很小，从而使得部分煤样会粘附在筛孔附近，久而久之就会堵塞筛网，使得已经破碎达到要求粒度的煤粉由于没有即使从筛网筛出，会继续在制粉腔内粉碎，过破碎后的煤样会影响样品最终的试验精度；同时，当筛网堵塞到一定程度，会使得无法完成制粉动作。

3、样品收集率低。现有制粉装置主要通过高负压系统将煤粉吸入收集腔内进行沉积，该方式由于需将制粉腔内的煤粉收集干净，则必须采用较大的负压吸，则负压另一端的过滤装置则会存在加大的正压，吸入的很多过破碎的煤粉则会从过滤装置处排出，从而导致收集率低，进行影响样品最终的试验结果。

4、现有制粉装置还存在一个筛网易堵塞与筛网易损的矛盾。以煤样为例，由于煤质化验时需将煤粉碎至0.2mm，因此，筛网的孔也需为0.2mm，孔非常的小，若采用传统的直孔筛网，则筛网板厚需要保持在0.2mm以内，否则筛网极易堵塞、出料不顺。但0.2mm厚的筛网在制粉时受到煤粒冲击时又很容易被打穿，使得筛网使用寿命短。

5、现有制粉装置破碎过程中会产生大量的粉尘或细微颗粒，容易残留和粘附在破碎刀具、破碎腔内壁上，造成样本的损失，不利于拆卸和清洗，并且这种残余留样也会给下一次制样造成精确性不够的影响。同时，现有制粉装置自动化程度不高，经常需要进行留样或弃样的人工切换，进料作业的劳动强度大。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：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、能够进一步提高粉碎制样精度、提高设备使用寿命的用于样品采制化的制粉机。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种用于样品采制化的制粉机，包括制粉腔室，所述制粉腔室上设有入料口，所述制粉腔室内设有可旋转的制粉转刀组件，所述制粉腔室于制粉转刀组件旋转周向的内环面上分别设有用于粉碎样品的环形粉碎区和用于过滤样品的环形筛网区，所述环形筛网区处设有环形筛网，所述制粉转刀组件于制粉腔室内高速旋转并与环形粉碎区配合以将样品撞击粉碎后通过环形筛网排出。

作为本发明的进一步改进，所述环形粉碎区为齿形环面，所述环形粉碎区与制粉转刀组件之间的最短直线距离小于环形筛网与制粉转刀组件之间的最短直线距离。

作为本发明的进一步改进，所述制粉转刀组件包括于制粉腔室内旋转的旋转盘，所述旋转盘上设有凸出的粉碎刀，所述粉碎刀靠近环形粉碎区设置，所述制粉腔室外设有旋转驱动组件，所述旋转驱动组件的驱动端伸入制粉腔室用于驱动旋转盘旋转。

作为本发明的进一步改进，所述粉碎刀为多个且沿旋转盘的周向平均布置，每个所述粉碎刀的一端均靠近环形粉碎区设置，每个所述粉碎刀的另一端均铰接固定于旋转盘上。

作为本发明的进一步改进，所述环形筛网上设有多个筛孔，每个所述筛孔的直径于样品通过方向由小逐步增大以使筛孔呈喇叭形。

作为本发明的进一步改进，所述制粉腔室还连接有用于收集粉碎后样品的收集组件，所述收集组件包括滤袋和收集腔室，所述滤袋的一端与收集腔室连通，所述滤袋的另一端通过环形筛网区处与制粉腔室连通，以使制粉转刀组件旋转时形成的气流通过环形筛网进入滤袋后由滤袋排出。

作为本发明的进一步改进，所述滤袋处还设有滤袋清扫组件，所述滤袋清扫组件包括一个以上朝向滤袋设置的高压喷嘴，所述高压喷嘴连接高压气源用于朝滤袋外壁喷气以使滤袋产生振动后完成落料清扫。

作为本发明的进一步改进，所述收集腔室的下方设有弃样通道和留样通道，所述收集腔室的出料端设有出料管，所述出料管设置于一样品通道切换机构上，所述出料管在样品通道切换机构的驱动下转动以与弃样通道或留样通道联通。

作为本发明的进一步改进，所述入料口处设有入料斗，所述入料斗的进料端设有一用来将样品分成留样和清洗样的分样器以分别完成留样和清洗样下料作业。

作为本发明的进一步改进，所述收集腔室的入料端设有收集控制阀组件用于打开/关闭收集腔室。

作为本发明的进一步改进，所述收集腔室上设置一个以上的震动下料组件。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的用于样品采制化的制粉机，由以往的靠制粉转刀与筛网之间的剪切、摩擦研磨制粉改为多次撞击破碎制粉。作业中，环形筛网不再承担研磨制粉的功能，使得环形筛网不用在承受巨大的研磨摩擦力，环形筛网磨损小，使用寿命长，降低维护成本，有效保证了制粉工作效率。同时这种撞击破碎的制粉作业方式，即使制粉转刀组件发生一定磨损，也不影响制粉机的正常使用，也有效保证了制粉工作效率，最终有效保证了样品的试验精度。

2、本发明的用于样品采制化的制粉机，即使遇到大粒度样品时，制粉转刀组件会带动样品运动直至反复撞击破碎，这使得制粉转刀组件不会因为大粒度样品而造成转刀卡死、电机烧机等风险，进一步保证了制粉作业的高效有序进行。

3、本发明的用于样品采制化的制粉机，解决了制备内水较大的样品时筛网容易堵塞的问题。作业时会形成气流风路，使得环形筛网处会一直存在气流冲刷筛孔，从而有效防止环形筛网被堵。并且，由于风路的形成，使得制粉腔室内一部分水气随气流排出，也有效减小了制粉腔室内样品的粘性，从而也降低了环形筛网被堵的概率，有效保证了样品最终的试验精度。同时，这也使得样品能快速从制粉腔室内排出，样品不易残留和粘附，不会造成样本的损失，也有效保证了样品最终的试验精度。

4、本发明的用于样品采制化的制粉机，粉碎刀铰接的设置，使得粉碎刀在旋转时运动势能更大，撞击破碎效果更佳；并且当粉碎刀遇到较大且难破碎的大颗粒样品时，粉碎刀可进行一定的退让，防止粉碎刀过载而损坏或者制粉机过载而断电。

5、本发明的用于样品采制化的制粉机，将筛孔设计为喇叭形，口径小的一端能保证样品过滤尺寸要求，口径大的一端能保证顺利出料。这种设计可以使得环形筛网既能增加厚度，保证环形筛网的强度，同时又能保证过滤精度和出料速度。

6、本发明的用于样品采制化的制粉机，通过设计在筛网处设计滤袋，一是极大提高了气流通过制粉腔室内的速度，进一步解决了制备内水较大的样品时筛网容易堵塞的问题。二是快速流动的气流进一步提高了样品从制粉腔室内出样速度，从而有效提高了样品收集率，有效保证了样品最终的试验结果。

7、本发明的用于样品采制化的制粉机，通过设计滤袋清扫组件，进一步有效提高了样品收集率，同时这种高压吹气产生振动的清扫方式，简单高效，延长了滤袋的使用寿命。

8、本发明的用于样品采制化的制粉机，利用分样器可以将样品分成留样和清洗样，先将清洗样投入到入料斗中，进行第一次的清洗作业，收集完清洗样后经弃样通道送出；然后将留样投入到入料斗中，完成破碎制样作业，收集后经留样通道送出。通过第一次清洗作业，就能够尽可能的避免样本再次在通道中出现黏附的现象，很好的保证了制样的精确性；整个清洗和留样作业自动完成，大大降低了劳动强度。

附图说明

图1是本发明在具体应用时的主视结构原理示意图。

图2是本发明中制粉腔室的结构原理示意图。

图3是图2的侧视结构原理示意图。

图4是本发明中环形筛网的局部结构原理示意图。

图例说明：

1、制粉腔室；10、旋转驱动组件；11、入料口；12、环形粉碎区；13、环形筛网区；2、制粉转刀组件；21、旋转盘；22、粉碎刀；3、环形筛网；31、筛孔；4、收集组件；41、滤袋；42、收集腔室；421、收集控制阀组件；422、震动下料组件；43、出料管；5、滤袋清扫组件；6、弃样通道；7、留样通道；8、样品通道切换机构；9、入料斗；91、分样器。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1至图4所示，本发明提供一种用于样品采制化的制粉机，包括制粉腔室1，制粉腔室1上设有入料口11，制粉腔室1内设有可旋转的制粉转刀组件2，制粉腔室1于制粉转刀组件2旋转周向的内环面上分别设有用于粉碎样品的环形粉碎区12和用于过滤样品的环形筛网区13，环形筛网区13处设有环形筛网3，制粉转刀组件2于制粉腔室1内高速旋转并与环形粉碎区12配合以将样品撞击粉碎后通过环形筛网3排出。即：当需要制粉作业时，样品从入料口11处进入制粉腔室1内，此时制粉转刀组件2于制粉腔室1内高速旋转，撞击破碎样品并带动样品运动，运动的样品再次被甩至制粉腔室1内环面上的环形粉碎区12上进一步被撞击破碎，依此循环，直至样品被撞击破碎成适合环形筛网3通过要求的粉状后，从环形筛网3处排出。通过以上特殊的科学设计，具有如下优点：

一是本发明的技术方案相对现有技术，直接改变了粉碎原理，由以往的靠制粉转刀与筛网之间的剪切、摩擦研磨制粉改为多次撞击破碎制粉，工作时主要靠制粉转刀组件2以及制粉腔室1内环面上的环形粉碎区12对样品多次撞击而达到粉碎效果。作业中，环形筛网3不再承担研磨制粉的功能，也不参与到具体的破碎制粉过程中，而主要承担样品过滤功能。这使得环形筛网3不用在承受巨大的研磨摩擦力，环形筛网3磨损小，使用寿命长，降低维护成本，有效保证了制粉工作效率。

二是这种撞击破碎的制粉作业方式，即使制粉转刀组件2发生一定磨损，也不影响制粉机的正常使用，也有效保证了制粉工作效率，最终有效保证了样品的试验精度。

三是这种作业方式，即使遇到大粒度样品时，制粉转刀组件2可能在第一时间不能将该样品破碎，但仍会带动样品运动直至反复撞击破碎，这使得制粉转刀组件2不会因为大粒度样品而造成转刀卡死、电机烧机等风险，进一步保证了制粉作业的高效有序进行。

四是这种作业方式解决了制备内水较大的样品时筛网容易堵塞的问题。作业时，高速旋转的制粉转刀组件2会使得制粉腔室1内形成气流风路，即：受高速旋转的制粉转刀组件2的影响，会从入料口11处吸出大量空气进入制粉腔室1内，再由环形筛网3处排出。由于风路的形成，使得环形筛网3处会一直存在气流冲刷筛孔31，使得可能刚刚粘结在筛孔31处的细微样品马上又被气流带走，从而有效防止环形筛网3被堵。并且，由于风路的形成，使得制粉腔室1内一部分水气随气流排出，也有效减小了制粉腔室1内样品的粘性，从而也降低了环形筛网3被堵的概率，有效保证了样品最终的试验精度。同时，这也使得样品能快速从制粉腔室1内排出，样品不易残留和粘附在制粉转刀组件2、制粉腔室1内壁上，不会造成样本的损失，也有效保证了样品最终的试验精度。

进一步，在较佳实施例中，环形粉碎区12为齿形环面，进一步提升了环形粉碎区12对样品的撞击破碎效果，制粉效果更好，提高了制粉工作效率。同时，环形粉碎区12与制粉转刀组件2之间的最短直线距离小于环形筛网3与制粉转刀组件2之间的最短直线距离，这使得环形筛网3和制粉转刀组件2之间不易形成剪切、摩擦，进一步延长了环形筛网3的使用寿命。在本实施例中，环形粉碎区12的面积占整个制粉腔室1内壁环面面积的3/4，余下1/4环面面积则为环形筛网区13的面积，这种实施方式形成了大面积的粉碎区，有效保证撞击破碎制粉作业高效进行，并且小面积的筛网区也进一步保证了环形筛网3的安全，也进一步延长了环形筛网3的使用寿命。

进一步，在较佳实施例中，制粉转刀组件2包括于制粉腔室1内旋转的旋转盘21，旋转盘21上设有凸出的粉碎刀22，粉碎刀22靠近环形粉碎区12设置，制粉腔室1外设有旋转驱动组件10，旋转驱动组件10的驱动端伸入制粉腔室1用于驱动旋转盘21旋转。制粉时，旋转驱动组件10驱动旋转盘21高速旋转，并使得旋转盘21上的粉碎刀22也高速旋转以开展撞击粉碎制粉作业。

如图2、图3所示，进一步，在较佳实施例中，粉碎刀22为多个且沿旋转盘21的周向平均布置，每个粉碎刀22的一端均靠近环形粉碎区12设置，每个粉碎刀22的另一端均铰接固定于旋转盘21上。多个粉碎刀22能频繁击打，形成更好的粉碎效果。同时，这种铰接的设置，使得粉碎刀22在旋转时运动势能更大，撞击破碎效果更佳；并且当粉碎刀22遇到较大且难破碎的大颗粒样品时，粉碎刀22可进行一定的退让，防止粉碎刀22过载而损坏或者制粉机过载而断电。

如图4所示，进一步，在较佳实施例中，环形筛网3上设有多个筛孔31，每个筛孔31的直径于样品通过方向由小逐步增大以使筛孔31呈喇叭形。在背景技术中已描述现有制粉装置存在筛网易堵塞与筛网易损的矛盾。为此，本发明将筛孔31设计为喇叭形，口径小的一端能保证样品过滤尺寸要求，口径大的一端能保证顺利出料。故这种设计可以使得环形筛网3既能增加厚度，保证环形筛网3的强度，同时又能保证过滤精度和出料速度。

如图1至图3所示，进一步，在较佳实施例中，制粉腔室1还连接有用于收集粉碎后样品的收集组件4，收集组件4包括滤袋41和收集腔室42，滤袋41的一端与收集腔室42连通，滤袋41的另一端通过环形筛网区13处与制粉腔室1连通，以使制粉转刀组件2旋转时形成的气流通过环形筛网3进入滤袋41后由滤袋41排出。通过设置滤袋41，使得制粉转刀组件2旋转时形成的气流能够快速地从滤袋41处排出，而由于制粉后样品的直径大于滤袋41的孔径，样品并不会从滤袋41处排出，而在自重下完成沉降收集。这种设计一是极大提高了气流通过制粉腔室1内的速度，进一步提高了气流带走制粉腔室1内水汽和气流带走粘结在筛孔31处样品的效率，进一步解决了制备内水较大的样品时筛网容易堵塞的问题。二是快速流动的气流进一步提高了样品从制粉腔室1内出样速度，使得样品能快速到达收集腔室42进行沉积，该方式不再需要采用较大的负压吸附样品，样品也不会从滤袋41处排出，从而有效提高了样品收集率，有效保证了样品最终的试验结果。

如图1所示，进一步，在较佳实施例中，滤袋41处还设有滤袋清扫组件5，滤袋清扫组件5包括一个以上朝向滤袋41设置的高压喷嘴，高压喷嘴连接高压气源用于朝滤袋41外壁喷气以使滤袋41产生振动后完成落料清扫。通过这种设计，能够及时将附着在滤袋41内壁上的少量样品及时清扫沉积至收集腔室42内，进一步有效提高了样品收集率。同时这种高压吹气产生振动的清扫方式，简单高效，无需使用器械直接拍打滤袋41，延长了滤袋41的使用寿命。

如图1所示，进一步，在较佳实施例中，收集腔室42的下方设有弃样通道6和留样通道7，收集腔室42的出料端设有出料管43，出料管43设置于一样品通道切换机构8上，出料管43在样品通道切换机构8的驱动下转动以与弃样通道6或留样通道7联通。入料口11处设有入料斗9，入料斗9的进料端设有一用来将样品分成留样和清洗样的分样器91以分别完成留样和清洗样下料作业。利用分样器91可以将样品分成留样和清洗样，先将清洗样投入到制粉腔室1内，进行第一次的清洗作业，收集完清洗样后经弃样通道6送出；然后将留样投入到制粉腔室1内，完成破碎制粉作业，收集后经留样通道7送出。通过第一次清洗作业，就能够尽可能的避免样本再次在通道中出现黏附的现象，很好的保证了制样的精确性；整个清洗和留样作业自动完成，大大降低了劳动强度。本实施例中，分样器91为二分器，能够尽可能保证物料样本进来后的统一性和样本代表性。同时，通过设置样品通道切换机构8，使得本制粉机自动化程度高，不需要进行留样或弃样的人工切换，进料作业的劳动强度小，制粉效率高。在实际使用时，可以根据实际需要选择一次清洗后做几次留样制样作业，也可以在每一次留样制样时进行一次清洗作业。

如图1所示，进一步，在较佳实施例中，收集腔室42的入料端设有收集控制阀组件421用于打开/关闭收集腔室42。收集腔室42上设置一个以上的震动下料组件422。在样品通道切换机构8进行通道切换时，可以先通过收集控制阀组件421关闭收集腔室42，使得样品不会流失或串样。利用震动下料组件422产生的震动，令粘附在收集腔室42内壁上的样品全部下落，从而提高粉碎制样的精度。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于样品采制化的制粉机，包括制粉腔室（1），所述制粉腔室（1）上设有入料口（11），所述制粉腔室（1）内设有可旋转的制粉转刀组件（2），其特征在于，所述制粉腔室（1）于制粉转刀组件（2）旋转周向的内环面上分别设有用于粉碎样品的环形粉碎区（12）和用于过滤样品的环形筛网区（13），所述环形筛网区（13）处设有环形筛网（3），所述制粉转刀组件（2）于制粉腔室（1）内高速旋转并与环形粉碎区（12）配合以将样品撞击粉碎后通过环形筛网（3）排出，所述环形粉碎区（12）与制粉转刀组件（2）之间的最短直线距离小于环形筛网（3）与制粉转刀组件（2）之间的最短直线距离；所述制粉腔室（1）还连接有用于收集粉碎后样品的收集组件（4），所述收集组件（4）包括滤袋（41）和收集腔室（42），所述滤袋（41）的一端与收集腔室（42）连通，所述滤袋（41）的另一端通过环形筛网区（13）处与制粉腔室（1）连通，以使制粉转刀组件（2）旋转时形成的气流通过环形筛网（3）进入滤袋（41）后由滤袋（41）排出；所述入料口（11）处设有入料斗（9）。

2.根据权利要求1所述的用于样品采制化的制粉机，其特征在于，所述环形粉碎区（12）为齿形环面。

3.根据权利要求2所述的用于样品采制化的制粉机，其特征在于，所述制粉转刀组件（2）包括于制粉腔室（1）内旋转的旋转盘（21），所述旋转盘（21）上设有凸出的粉碎刀（22），所述粉碎刀（22）靠近环形粉碎区（12）设置，所述制粉腔室（1）外设有旋转驱动组件（10），所述旋转驱动组件（10）的驱动端伸入制粉腔室（1）用于驱动旋转盘（21）旋转。

4.根据权利要求3所述的用于样品采制化的制粉机，其特征在于，所述粉碎刀（22）为多个且沿旋转盘（21）的周向平均布置，每个所述粉碎刀（22）的一端均靠近环形粉碎区（12）设置，每个所述粉碎刀（22）的另一端均铰接固定于旋转盘（21）上。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于样品采制化的制粉机，其特征在于，所述环形筛网（3）上设有多个筛孔（31），每个所述筛孔（31）的直径于样品通过方向由小逐步增大以使筛孔（31）呈喇叭形。

6.根据权利要求1所述的用于样品采制化的制粉机，其特征在于，所述滤袋（41）处还设有滤袋清扫组件（5），所述滤袋清扫组件（5）包括一个以上朝向滤袋（41）设置的高压喷嘴，所述高压喷嘴连接高压气源用于朝滤袋（41）外壁喷气以使滤袋（41）产生振动后完成落料清扫。

7.根据权利要求1所述的用于样品采制化的制粉机，其特征在于，所述收集腔室（42）的下方设有弃样通道（6）和留样通道（7），所述收集腔室（42）的出料端设有出料管（43），所述出料管（43）设置于一样品通道切换机构（8）上，所述出料管（43）在样品通道切换机构（8）的驱动下转动以与弃样通道（6）或留样通道（7）联通。

8.根据权利要求7所述的用于样品采制化的制粉机，其特征在于，所述入料斗（9）的进料端设有一用来将样品分成留样和清洗样的分样器（91）以分别完成留样和清洗样下料作业。

9.根据权利要求1所述的用于样品采制化的制粉机，其特征在于，所述收集腔室（42）的入料端设有收集控制阀组件（421）用于打开/关闭收集腔室（42）。

10.根据权利要求1所述的用于样品采制化的制粉机，其特征在于，所述收集腔室（42）上设置一个以上的震动下料组件（422）。