CN108212433B - 无水干燥箱中自动粉末研磨装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无水干燥箱中自动粉末研磨装置，它包括干燥机构和自动粉末研磨机构；干燥机构包括箱体，在箱体的外部设置循环管路，在循环管路上设有气体干燥器和真空泵，循环管路的两端均与箱体内部连通，形成箱体内部气体的干燥循环气路；自动粉末研磨机构放置在箱体内，其包括设置在箱体内底部的底座，在底座的中部固定设置机架，在位于机架的后端的底座上固定设置旋转驱动装置，在位于机架的前端下方的底座上转动设置转盘；在底座的下方设置与转盘连接的传动连接件，旋转驱动装置和传动连接件传动连接；在位于转盘上方的机架上转动设置研磨棒，在机架上设置摆角机构，摆角机构驱动研磨棒绕其在机架上的连接点作摆角运动。
Description
技术领域
本发明涉及一种无水干燥箱中自动粉末研磨装置，特别涉及一种红外样品制备中所需的无水自动粉末研磨装置，属于分析测试装备制造领域。
背景技术
红外光谱是基于分子振动能级的变化，用红外光照射样品分子时，分子中的化学键或官能团可发生振动吸收，不同的化学键或官能团吸收频率不同，在红外光谱上将处于不同位置，从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息。红外光谱是化学分析中一个重要的分析测试手段，在有机化学、生物化学、高分子材料、半导体材料等研究中有着广泛应用。然而，现有的红外光谱仪器测试过程中仍存在一些不足。比如，制样需要手动化，使得红外制样操作繁复，费时费力；且制样时样品会吸收水分，对谱图造成干扰。目前市面上还没有无水体系的全自动研磨装置出售。
固体粉末样品在进行红外光谱测试之前，需将其研磨至颗粒度两微米以下，然后进行压片，一些黑色样品甚至需要研磨得更加精细。红外粉末制样是红外测试中最费时、费力的一个环节，完全靠手工研磨。一般样品研磨需要耗时十分钟左右，遇到粉末样品个数较多或者操作者时间不充足的情况就会造成研磨不够彻底、谱图质量较差等现象。
溴化钾粉末的中红外透射性能好且易于压片制样，因此红外粉末制样的基底一般使用溴化钾粉末。但溴化钾粉末暴露在空气中极易吸收水分，该水分不易去除且红外吸收峰很强。而红外粉末样品研磨过程是暴露在空气中时间最长的一个流程，为了防止溴化钾粉末在此过程中吸收空气中的水分，我们一般使用红外灯对研磨过的固体粉末进行烘烤，或者在红外灯环境下进行研磨，但是当把样品从红外灯下拿出到压片机进行压片是一个热样品遇冷空气的过程，样品会更容易吸水。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种无水干燥箱中自动粉末研磨装置，该装置操作简单，制备样品省时省力，实现样品的精细均匀研磨，满足红外线制样要求，提高红外光谱分子检测的准确性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种无水干燥箱中自动粉末研磨装置，其特征在于；它包括干燥机构(1)和自动粉末研磨机构(2)；其中，所述干燥机构(1)包括箱体(11)，在所述在箱体(11)的外部设置循环管路(12)，且在所述循环管路(12)上设有气体干燥器(13)和真空泵(14)，所述循环管路(12)的两端均与所述箱体(11)内部连通，形成所述箱体(11)内部气体的干燥循环气路；
所述自动粉末研磨机构(2)放置在所述箱体(11)内，其包括设置在所述箱体(11)内底部的底座(20)，在所述底座(20)的中部固定设置机架(21)，在位于所述机架(21)的后端的底座(20)上固定设置旋转驱动装置(22)，在位于所述机架(21)的前端下方的底座(20)上转动设置转盘(23)，在所述转盘(23)内套设有研磨盘(24)；在所述底座(20)的下方设置与所述转盘(23)连接的传动连接件(29)，所述旋转驱动装置(22)和传动连接件(29)传动连接，以驱动所述底座(20)上的转盘(23)转动；
在位于所述转盘(23)上方的所述机架(21)上转动设置研磨棒(27)，且所述研磨棒(27)的末端与所述研磨盘(24)的内壁接触，在所述机架(21)上亦设置摆角机构，所述摆角机构驱动所述研磨棒(27)绕其在所述机架(21)上的连接点作摆角运动，以使所述研磨棒(27)的末端在所述研磨盘(24)内作往复运动。
所述摆角机构包括摆角电机(25)和研磨摆臂(26)，所述研磨摆臂(26)由四杆机构组成，所述摆角电机(25)固定设置在所述机架(21)的后端外侧，所述摆角电机(25)与研磨摆臂(26)传动连接，所述研磨摆臂(26)与所述研磨棒(27)传动连接，所述摆角电机(25)输出的圆周运动通过所述研磨摆臂(26)传递至所述研磨棒(27)，并驱动所述研磨棒(27)作摆角运动。
在所述机架(21)上且位于其前端的外侧固设有两轴承座(31)，且两所述轴承座(31)呈同轴间隔设置，在两所述轴承座(31)上转动连接有传动轴(32)，所述传动轴(32)的伸出端穿过所述机架(21)伸入研磨棒(27)的侧壁，使研磨棒(27)能够绕传动轴(32)作摆角运动。
该装置包括一调心机构(30)，所述调心机构(30)包括连接部(301)、压紧部(302)和弹簧；所述连接部(301)为一空心柱体，其顶部中心开设有螺纹孔，所述压紧部(302)的一端旋入所述螺纹孔并伸入所述连接部(301)的内腔；所述连接部(301)的底部中心开设有通孔，所述研磨棒(27)的一端穿过该通孔并伸入所述连接部(301)的内腔，且所述研磨棒(27)能够在所述通孔中上下往复运动；所述弹簧置于连接部(301)的内腔，且所述弹簧压紧设置在所述研磨棒(27)和压紧部(302)之间；所述传动轴(32)的伸出端穿过机架(21)伸入所述连接部(301)的顶部侧壁内，使所述接部(301)与传动轴(32)之间为转动连接；所述摆角电机(25)的输出端通过所述研磨摆臂(26)与所述连接部(301)的底部侧壁连接，所述摆角电机(25)通过所述研磨摆臂(26)驱动所述连接部(301)绕所述传动轴(32)做摆角运动，使所述研磨棒(27)末端在所述研磨盘(24)内做往复运动。
该装置还包括一刮片(33)，所述刮片(33)包括立柱(34)和扫片(35)，所述立柱(34)靠近所述转盘(23)固定设置在所述底座(20)上，所述扫片(35)的一端铰接在所述立柱(34)上，所述扫片(35)的另一端位于所述研磨盘(24)的上部，且所述扫片(35)的另一端下部具有向下延伸的凸角(36)，所述凸角(36)与所述研磨盘(24)的内壁接触。
所述研磨盘(24)的顶面呈下凹弧面，所述研磨棒(27)的末端呈圆弧状，材质均为玛瑙，所述研磨棒(27)的最大摆动夹角小于所述研磨盘(24)两相对内壁之间的夹角。
所述箱体(11)具有可开合的侧门，所述侧门上设有把手。
所述箱体(11)的侧壁上设有玻璃观察窗。
所述旋转驱动装置(22)为旋转电机，所述传动连接件(29)为皮带轮，所述旋转电机的输出端贯穿所述底座(20)后通过皮带(28)与所述皮带轮传动连接，以驱动所述底座(20)上的所述转盘(23)转动。
在所述箱体(11)内放置多组所述自动粉末研磨机构(2)，且多组所述自动粉末研磨机构(2)共用所述旋转驱动装置(22)，所述旋转驱动装置(22)同时驱动多个所述转盘(23)转动。
本发明采用以上技术方案，其具有如下优点：1、本发明将自动粉末研磨机构置于干燥机构的箱体内，在箱体外设置循环管路，循环管路上设置干燥器和真空泵，形成箱体内气体的干燥循环气路，能够保证自动粉末研磨机构在无水环境中作业，满足红外线制样要求；自动粉末研磨机构通过旋转驱动装置和摆角机构分别控制研磨盘和研磨棒运动，实现粉末研磨的机械化和精细化，避免人工研磨造成的效率低和不均匀等问题的发生。2、本发明的干燥机构的箱体内可放置多组自动粉末研磨机构，多组自动粉末研磨机构共用一旋转驱动装置，旋转驱动装置同时驱动多个转盘转动，使整个装置结构紧凑，能够在分析实验室内使用，箱体内多组自动粉末研磨机构同时运作，实现多组样品同时研磨，大大节省研磨时间，提高研磨效率。
附图说明
图1是本发明无水干燥箱装置的结构示意图；
图2是本发明自动研磨粉末装置的结构示意图；
图3是本发明自动研磨粉末装置的另一结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1、图2所示，本发明提供了一种无水干燥箱中自动粉末研磨装置，它包括干燥机构1和自动粉末研磨机构2；
其中，干燥机构1包括箱体11、循环管路12、气体干燥器13和真空泵14，循环管路12设置在箱体11的外部，其上设有气体干燥器13和真空泵14，循环管路12的两端均与箱体11内部连通，形成箱体11内部气体的干燥循环气路，保证箱体11内部气体的干燥性；
自动粉末研磨机构2放置在箱体11内，自动粉末研磨机构2包括底座20、机架21、旋转驱动装置22、转盘23、研磨盘24、摆角机构、研磨棒27和传动连接件29；
机架21固定设置在底座20中部的一侧，旋转驱动装置22固定设置在底座20上，且旋转驱动装置22位于机架21的后端；转盘23转动设置在底座20上，且转盘23位于机架21的前端下方，研磨盘24套置在转盘23内；在底座20的下方设置与转盘23连接的传动连接件29，旋转驱动装置22与传动连接件29传动连接，以驱动底座20上的转盘23转动；
研磨棒27转动设置在位于转盘23上方的机架21上，且研磨棒27的末端与研磨盘24的内壁接触，摆角机构设置在机架21上，摆角机构驱动研磨棒27绕其在机架21上的连接点作摆角运动，使研磨棒27的末端在研磨盘24内做往复运动。
进一步地，摆角机构包括摆角电机25和研磨摆臂26，研磨摆臂26由四杆机构组成，摆角电机25固定设置在机架21的后端外侧，摆角电机25与研磨摆臂26传动连接，研磨摆臂26与研磨棒27传动连接，摆角电机25输出端的运动通过四杆机构的传动驱动研磨棒27作摆角运动。
进一步地，如图3所示，在机架21上且位于其前端的外侧固设有两轴承座31，且两轴承座31呈同轴间隔设置，两轴承座31上转动连接有传动轴32，传动轴32的伸出端穿过机架21伸入研磨棒27的侧壁，使研磨棒27可绕传动轴32做摆角运动。
进一步地，如图2、图3所示，该装置还包括一调心机构30，其包括连接部301、压紧部302和弹簧(图中未示出)，连接部301为一空心柱体，连接部301的顶部中心开设有螺纹孔，压紧部302的一端旋入该螺纹孔并伸入连接部301的内腔；连接部301的底部中心开设有通孔，研磨棒27的一端穿过该通孔并伸入连接部301的内腔，且研磨棒27能够在通孔中上下往复运动；弹簧置于连接部301的内腔，且弹簧压紧设置在研磨棒27和压紧部302之间；传动轴32的伸出端伸入连接部301的顶部侧壁内，使连接部301与传动轴32之间为转动连接，摆角电机25的输出端通过研磨摆臂26与连接部301的底部侧壁连接，摆角电机25通过研磨摆臂26驱动连接部301绕传动轴32做摆角运动，使研磨棒27末端在研磨盘24内做往复运动，由于压紧部302和弹簧对研磨棒27的压紧作用，研磨棒27的末端始终与研磨盘24内壁接触，实现研磨棒27对研磨盘24内粉末的反复研磨，提高粉末研磨效率及均匀度。
进一步地，箱体11具有可开合的侧门，侧门上设有把手，能够方便实验人员打开侧门放入自动粉末研磨机构2。
进一步地，箱体11的侧壁上设有玻璃观察窗，以方便观察箱体11内部情况。
进一步地，研磨盘24的顶面呈下凹弧面，研磨棒27的末端呈圆弧状，材质均为玛瑙，研磨棒27的最大摆动夹角小于研磨盘24两相对内壁之间的夹角，避免研磨棒27末端在研磨盘24内部做往复运动时将粉末带出研磨盘24外部。
进一步地，如图2所示，该装置还包括一刮片33，刮片33包括立柱34和扫片35，立柱34靠近转盘23固定设置在底座20上，扫片35的一端铰接在立柱34上，扫片35的另一端位于研磨盘24的上部，扫片35的另一端下部具有向下延伸的凸角36，凸角36与研磨盘24的内壁接触，当转盘23转动带动研磨盘24转动时，扫片35上的凸角36不断刮动研磨盘24内的粉末，将样品粉末刮至研磨盘24中心进行反复研磨，这样，既能防止样品粉末的溢出，又保证粉末研磨的均匀性，同时还可节省研磨时间。
进一步地，旋转驱动装置22为旋转电机，传动连接件29为皮带轮，旋转电机的输出端贯穿底座20后通过皮带28与皮带轮传动连接；为提高研磨效率以及粉末研磨量，在箱体11内放置多组自动粉末研磨机构2，且多组粉末研磨机构2可共用一大功率旋转电机，旋转电机同时驱动多个转盘23转动。
本发明的使用过程如下：将自动粉末研磨装置2放入箱体11内，箱体11内的气体进入循环管路12并通过气体干燥器13和真空泵14干燥后回到箱体11内，始终保持箱体11内部干燥；然后，接通旋转电机22和摆角电机25，旋转电机22的输出端通过皮带28和皮带轮29带动转盘23在底座20上转动，转盘23转动带动研磨盘24转动，同时，摆角电机25通过研磨摆臂26驱动研磨棒27作摆角运动，研磨棒27的末端在研磨盘24内做往复运动研磨粉末，研磨盘24的圆周运动和研磨棒的摆角运动配合能够有效提高粉末研磨效率，实现样品的精细均匀研磨，满足红外线制样需要，实现红外光谱分子检测的准确性。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (7)
1.一种无水干燥箱中自动粉末研磨装置，其特征在于：它包括干燥机构(1)和自动粉末研磨机构(2)；
其中，所述干燥机构(1)包括箱体(11)，在所述箱体(11)的外部设置循环管路(12)，且在所述循环管路(12)上设有气体干燥器(13)和真空泵(14)，所述循环管路(12)的两端均与所述箱体(11)内部连通，形成所述箱体(11)内部气体的干燥循环气路；
所述自动粉末研磨机构(2)放置在所述箱体(11)内，其包括设置在所述箱体(11)内底部的底座(20)，在所述底座(20)的中部固定设置机架(21)，在位于所述机架(21)的后端的底座(20)上固定设置旋转驱动装置(22)，在位于所述机架(21)的前端下方的底座(20)上转动设置转盘(23)，在所述转盘(23)内套设有研磨盘(24)；在所述底座(20)的下方设置与所述转盘(23)连接的传动连接件(29)，所述旋转驱动装置(22)和传动连接件(29)传动连接，以驱动所述底座(20)上的转盘(23)转动；
在位于所述转盘(23)上方的所述机架(21)上转动设置研磨棒(27)，且所述研磨棒(27)的末端与所述研磨盘(24)的内壁接触，在所述机架(21)上亦设置摆角机构，所述摆角机构驱动所述研磨棒(27)绕其在所述机架(21)上的连接点作摆角运动，以使所述研磨棒(27)的末端在所述研磨盘(24)内作往复运动；
所述摆角机构包括摆角电机(25)和研磨摆臂(26)，所述研磨摆臂(26)由四杆机构组成，所述摆角电机(25)固定设置在所述机架(21)的后端外侧，所述摆角电机(25)与研磨摆臂(26)传动连接，所述研磨摆臂(26)与所述研磨棒(27)传动连接，所述摆角电机(25)输出的圆周运动通过所述研磨摆臂(26)传递至所述研磨棒(27)，并驱动所述研磨棒(27)作摆角运动；
在所述机架(21)上且位于其前端的外侧固设有两轴承座(31)，且两所述轴承座(31)呈同轴间隔设置，在两所述轴承座(31)上转动连接有传动轴(32)，所述传动轴(32)的伸出端穿过所述机架(21)伸入研磨棒(27)的侧壁，使研磨棒(27)能够绕传动轴(32)作摆角运动；
还包括一调心机构(30)，所述调心机构(30)包括连接部(301)、压紧部(302)和弹簧；所述连接部(301)为一空心柱体，其顶部中心开设有螺纹孔，所述压紧部(302)的一端旋入所述螺纹孔并伸入所述连接部(301)的内腔；所述连接部(301)的底部中心开设有通孔，所述研磨棒(27)的一端穿过该通孔并伸入所述连接部(301)的内腔，且所述研磨棒(27)能够在所述通孔中上下往复运动；所述弹簧置于连接部(301)的内腔，且所述弹簧压紧设置在所述研磨棒(27)和压紧部(302)之间；所述传动轴(32)的伸出端穿过机架(21)伸入所述连接部(301)的顶部侧壁内，使所述接部(301)与传动轴(32)之间为转动连接；所述摆角电机(25)的输出端通过所述研磨摆臂(26)与所述连接部(301)的底部侧壁连接，所述摆角电机(25)通过所述研磨摆臂(26)驱动所述连接部(301)绕所述传动轴(32)做摆角运动，使所述研磨棒(27)末端在所述研磨盘(24)内做往复运动。
2.如权利要求1所述的无水干燥箱中自动粉末研磨装置，其特征在于：它还包括一刮片(33)，所述刮片(33)包括立柱(34)和扫片(35)，所述立柱(34)靠近所述转盘(23)固定设置在所述底座(20)上，所述扫片(35)的一端铰接在所述立柱(34)上，所述扫片(35)的另一端位于所述研磨盘(24)的上部，且所述扫片(35)的另一端下部具有向下延伸的凸角(36)，所述凸角(36)与所述研磨盘(24)的内壁接触。
3.如权利要求1所述的无水干燥箱中自动粉末研磨装置，其特征在于：所述研磨盘(24)的顶面呈下凹弧面，所述研磨棒(27)的末端呈圆弧状，材质均为玛瑙，所述研磨棒(27)的最大摆动夹角小于所述研磨盘(24)两相对内壁之间的夹角。
4.如权利要求1所述的无水干燥箱中自动粉末研磨装置，其特征在于：所述箱体(11)具有可开合的侧门，所述侧门上设有把手。
5.如权利要求1所述的无水干燥箱中自动粉末研磨装置，其特征在于：所述箱体(11)的侧壁上设有玻璃观察窗。
6.如权利要求1所述的无水干燥箱中自动粉末研磨装置，其特征在于：所述旋转驱动装置(22)为旋转电机，所述传动连接件(29)为皮带轮，所述旋转电机的输出端贯穿所述底座(20)后通过皮带(28)与所述皮带轮传动连接，以驱动所述底座(20)上的所述转盘(23)转动。
7.如权利要求1所述的无水干燥箱中自动粉末研磨装置，其特征在于：在所述箱体(11)内放置多组所述自动粉末研磨机构(2)，且多组所述自动粉末研磨机构(2)共用所述旋转驱动装置(22)，所述旋转驱动装置(22)同时驱动多个所述转盘(23)转动。
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