CN109724385B - 一种用于煤样干燥的烘箱以及煤样干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于煤样干燥的烘箱，解决了现阶段煤样干燥不完全的问题。其技术方案要点是一种用于煤样干燥的烘箱，包括烘箱本体以及上端开口且供煤样铺设的样品盒，还包括搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌支架、安搅拌电机以及搅拌件，所述搅拌电机的电机轴竖直向下设置，所述搅拌件包括与搅拌电机的输出轴连接的驱动环以及径向设置于驱动环外侧且位于煤样层上方的支撑杆，所述支撑杆的底部沿其长度方向均匀设置有多根竖直设置的搅拌杆，相邻搅拌杆之间的间距不大于3cm，所述样品盒为中空的圆柱盒体，所述用于煤样干燥的烘箱对煤样的加热更加均匀，且能够提升整个煤样的干燥效率，缩短了煤样烘干所需要的时间。

Description

一种用于煤样干燥的烘箱以及煤样干燥方法

技术领域

本发明涉及煤样检测领域，特别是涉及一种用于煤样干燥的烘箱以及煤样干燥方法。

背景技术

煤样的检测一般需要检测煤样内的硫、灰分、挥发分等参数的含量，在检测之前需要对煤样进行干燥，以防止在分析试验过程中煤样水分变化而影响分析试验的数据。

现阶段的煤样干燥一般将煤样平铺在上端开口的容器内，煤样的厚度保持在10mm,并将煤样和容器放入烘箱内进行干燥。由于容器中的煤样具有一定的厚度，使得烘箱对煤样的烘干并不均匀，造成了下层煤样的含水量要大于上层煤样的含水量，在取样时，容易因为煤样的含水量不均匀导致分析试验数据不精确。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于煤样干燥的烘箱，所述用于煤样干燥的烘箱对煤样的加热更加均匀。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种用于煤样干燥的烘箱，包括烘箱本体以及上端开口且供煤样铺设的样品盒，还包括搅拌组件，所述搅拌组件包括搅拌支架、安装于搅拌支架上的搅拌电机以及安装于搅拌电机的输出轴且伸入样品盒内的搅拌件，所述搅拌电机的电机轴竖直向下设置，所述搅拌件包括与搅拌电机的输出轴连接的驱动环以及径向设置于驱动环外侧且位于煤样层上方的支撑杆，所述支撑杆的底部沿其长度方向均匀设置有多根竖直设置的搅拌杆，相邻搅拌杆之间的间距不大于3cm，所述样品盒为中空的圆柱盒体。

通过采用上述技术方案，上述用于煤样干燥的烘箱对煤样的烘干步骤如下所示：1、将煤样平铺在样品盒内，并且将样品盒连同搅拌组件放入烘箱本体内；2、使用搅拌组件将煤样层划成若干个煤样环，其中，煤样环的横截面呈三角形状。

相较于煤样层的设置，横截面为三角形的煤样环和烘箱本体内的空气接触面积增加，使得煤样内的水分能够更好地挥发，从而使得烘箱对煤样的加热更加彻底，使得下层煤样中的水分能够进一步得到加热蒸发，能够提升整个煤样的干燥效率，缩短了煤样烘干所需要的时间

作为本发明的进一步改进，所述支撑杆的数量至少为三根，且三根支撑杆周向均匀布置于驱动环的外侧。

通过采用上述技术方案，多根支撑杆的设置使得搅拌组件在搅拌煤样层时，有助于使得煤样层形成横截面为三角形的煤样环。

作为本发明的进一步改进，所述搅拌杆的外侧边沿周向布置有多个透气间隙，所述搅拌杆的底部为与样品盒内底面抵接的导向锥体。

通过采用上述技术方案，支撑杆的底部设置的导向锥体有助于煤样层形成横截面为三角形的煤样环，同时也能够方便将支撑杆插入煤样层内；同时，在支撑杆上设置透气间隙，有助于和支撑杆抵接的煤样环区域的水分蒸发。

作为本发明的进一步改进，所述烘箱本体还设置有供搅拌支架放置的安装平台和安装于安装平台上的导向外盒，所述导向外盒具有供样品盒放入且呈圆柱形的放置空腔，所述导向外盒的侧壁上端周向均匀间隔设有与支撑杆对应的导向凸块，所述支撑杆包括固定于驱动环外侧的内杆、套设于内杆外侧的外套以及使得外套始终与导向外盒内壁抵接的压力弹簧。

通过采用上述技术方案，通过导向外盒和导向凸快的设置，同时支撑杆为伸缩设置，使得搅拌组件在运行时，使得搅拌杆在煤样层上划出的形状和导向外盒内侧壁上端边沿形状相似，进一步提升了煤样层和烘箱本体内腔接触的面积，有助于煤样层的水分蒸发。

作为本发明的进一步改进，所述外套靠近导向外盒的一端旋转安装有导向滚珠，所述导向外盒周向设置有供导向滚珠滚动的环槽。

通过采用上述技术方案，导向滚珠和环槽的设置使得搅拌组件运行时支撑杆的转动更加平稳，同时使得外套的伸缩更加平稳。

作为本发明的进一步改进，所述导向外盒旋转安装于安装平台以及控制导向外盒旋转角度的伺服电机，所述样品盒的底部设置有定位插孔，所述安装平台的顶部设置有贯穿导向外盒且插入定位插孔内的定位插柱，所述导向外盒具有以导向外盒旋转轴线为中心布置且限制导向外盒旋转角度的旋转弧槽。

通过采用上述技术方案，当导向外盒旋转一定角度时，使得搅拌组件在煤样层滑出的煤样环也会旋转一定角度，即实现了对煤样层的翻新，进一步提升了煤样内的水分蒸发量。

作为本发明的进一步改进，所述导向外盒具有六个导向凸块，相邻导向凸块的中心处的间隔角度为60°且导向凸块所占的圆周角度为30°，所述旋转弧槽所占的圆周角度为60°。

作为本发明的进一步改进，所述导向外盒的底部中心处具有贯穿安装平台的旋转轴和安装于旋转轴上的第一齿轮，所述伺服电机固定于安装平台的顶面且其输出轴贯穿安装平台，所述伺服电机的输出轴安装有与第一齿轮传动连接的第二齿轮。

通过采用上述技术方案，上述结构实现了导向外盒在安装平台上的旋转安装，同时通过第一齿轮和第二齿轮的传动连接，齿轮的连接方式结构简单，传动精度较高，传动稳定性较高。

作为本发明的进一步改进，所述导向外盒的外侧壁周向间隔布置有至少三个固定插环，所述搅拌支架具有与固定插环一一对应的固定插柱。

通过采用上述技术方案，搅拌组件固定在导向外盒上，这种固定方式结构简单，安装方便，且安装支架不会和搅拌件发生干涉。

本发明的另一个目的是提供一种煤样的干燥方法，所述煤样的干燥方法通过采用上述的用于煤样干燥的烘箱，使得烘箱对煤样的加热更加均匀，进一步提升了煤样的干燥程度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于煤样干燥的烘箱，具体步骤如下所示：S1、将烘箱本体预热，使得烘箱内的温度保持在40摄氏度；将煤样平铺在样品盒内，使得煤样层保持在10mm;S2、开启烘箱本体的门体，将样品盒放入烘箱本体内安装平台的导向外盒内，并且将搅拌组件安装在导向外盒上，搅拌棒插入煤样层并与样品盒内底面抵接，关闭烘箱本体的门体；S3、启动搅拌电机，搅拌电机驱动搅拌件转动1-3分钟后，静置30分钟；S4、启动伺服电机驱动导向外盒旋转10°，重复步骤3；S5、重复步骤4，待导向外盒旋转60°后，再静置30分钟；S6、开启烘箱本体的门体，并且将搅拌组件从导向外盒上拆卸，并且将样品盒取出。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、一种用于煤样干燥的烘箱，设有搅拌组件，搅拌组件包括搅拌支架、搅拌电机和搅拌件，搅拌件包括驱动环、支撑杆和搅拌杆，通过搅拌杆在煤样层上划出若干个煤样环，增加了煤样和烘箱内腔空气的接触面积，从而方便了煤样内水分的干燥；

2、通过设置导向外盒，并且在导向外盒内壁上端设置多个导向凸块，同时将支撑杆设置为可伸缩的，当搅拌组件运行时，支撑杆在导向外盒的导向作用下进行伸缩，使得搅拌杆在煤样层上滑移出来的形状与导向外盒内壁上端的形状相似，相较于圆环形的煤样环而言，上述煤样环增加了煤样和烘箱内腔内腔空气的接触面积，从而方便了煤样内水分的干燥；

3、通过将导向外盒旋转安装在安装平台上，且样品盒和安装平台连接固定，使得导向外盒旋转一定的角度之后，搅拌组件的搅拌杆在煤炭层上划出的煤样环也旋转了一定的角度，从而对煤样层进行了翻新，进一步提升了煤样层的加热均匀度，使得煤样内水分的干燥更加完全。

附图说明

图1为本发明中烘箱本体的结构示意图；

图2为本发明中烘箱本体的剖面示意图；

图3为本发明中煤样烘干装置的结构示意图；

图4为本发明中安装平台和导向外盒的结构示意图；

图5为本发明中安装平台和导向外盒的爆炸结构示意图；

图6为本发明中导向外盒的底部结构示意图；

图7为本发明中样品盒的结构示意图；

图8为本发明中搅拌装置的结构示意图；

图9为本发明中搅拌件的结构示意图；

图10为本发明中搅拌件的剖面结构示意图；

图11为图10中A处的放大图。

图中：1、烘箱本体；1a、干燥腔室；1b、加热腔室；1c、循环腔室；11、第一隔板；12、第二隔板；13、加热管；14、气泵；15、安装通口；16、烘箱门体；17、支撑支架；2、安装平台；21、安装沉孔；22、压力轴承；23、伺服电机；24、第二齿轮；25、定位插柱；3、导向外盒；31、旋转轴；32、第一齿轮；33、旋转弧槽；34、放置空腔；35、导向凸块；36、固定插座；37、环槽；4、样品盒；41、定位插孔；5、搅拌组件；51、搅拌支架；511、固定插柱；511a、固定板；52、搅拌电机；53、搅拌件；531、驱动环；532、支撑杆；532a、内杆；532a1、第二插柱；532b、外套；532b1、第一插柱；532c、压力弹簧；532d、导向滚珠；533、搅拌杆；533a、透气间隙；533b、导向锥体；6、蓄电池。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参阅附图1和附图3，一种用于煤样干燥的烘箱，包括烘箱本体1、可拆卸安装于烘箱本体1内的煤样烘干装置。

参阅附图1和附图2，烘箱本体1具有干燥腔室1a、位于干燥腔室1a下方的加热腔室1b以及位于干燥腔室1a上方的循环腔室1c，干燥腔室1a和加热腔室1b通过第一隔板11隔断，且第一隔板11上设置有连通两腔室的通孔；干燥腔室1a和循环腔室1c通过第二隔板12隔断，且第二隔板12上也设置有连通两腔室的通孔。其中，烘箱本体1在加热腔室1b内还设置有若干加热管13，在本实施例中，加热管13为电加热管13；烘箱本体1还设置有将循环腔内的空气输送至加热腔室1b内的气泵14。通过上述烘箱本体1的结构设置，能够通过加热管13的通电来控制整个干燥腔室1a的温度。

其中，烘箱本体1设置有与干燥腔室1a连通且方便将煤样烘干装置放入干燥腔室1a的安装通口15和将安装通口15密封盖合的烘箱门体16。

参阅附图3，煤样烘干装置主要包括安装平台2、旋转安装于安装平台2上的导向外盒3、放置于导向外盒3内且供煤样铺设的样品盒4以及对样品盒4内的煤样进行搅拌的搅拌组件5。

参阅附图1和附图3，烘箱本体1在干燥腔室1a的两侧侧壁上对称设置有供安装平台2放置的支撑支架17，支撑支架17整体呈L形且直接焊接在干燥腔室1a的内壁上。安装平台2为方形平台。

参阅附图4至附图6，导向外盒3旋转安装在安装平台2的顶部中心处，且导向外盒3的底部设置有一根与导向外盒3一体设置的旋转轴31。在本实施例中，导向外盒3为中空的圆柱形外盒。安装平台2的顶部中心处设置有供旋转轴31穿过的安装沉孔21，且在安装沉孔21中安装有与导向外盒3底面抵接的压力轴承22。

安装平台2上还设置有驱动导向外盒3旋转且控制导向外盒3旋转角度的伺服电机23。伺服电机23安装于安装平台2的顶部，其输出轴竖直向下且贯穿安装平台2。其中，旋转轴31上安装固定有第一齿轮32，伺服电机23的输出轴上安装有第二齿轮24，且第一齿轮32和第二齿轮24相互啮合，第一齿轮32的模数大于第二齿轮24的模数。

安装平台2的顶部还设置有贯穿导向外盒3的定位插柱25，且导向外盒3上设置有与定位插柱25一一对应且限制外盒旋转角度的旋转弧槽33。其中，旋转弧槽33以导向外盒3的旋转轴31线为中心，且其所占的圆周角度为60°。在本实施例中，安装平台2的顶部设置有三根定位插柱25，导向外盒3的底部设置有三个与定位插柱25一一对应的旋转弧槽33。

参阅附图5和附图7，导向外盒3具有供样品盒4放入的放置空腔34，且放置空腔34整体呈圆柱形。样品盒4为上端开口且中空的盒体，且样品盒4的空腔也呈的圆柱形。样品盒4的底部具有供定位插柱25插入的定位插孔41。通过安装平台2的定位插柱25、样品盒4的定位插孔41和导向外盒3旋转弧槽33的设置，使得导向外盒3在伺服电机23的驱动下，导向外盒3旋转一定角度，样品盒4不会转动，使得导向外盒3相对于样品盒4发生相对转动。在本实施例中，由于旋转弧槽33所占的角度为60°，使得导向外盒3相对于样品盒4能够旋转的最大角度为60°。

参阅附图4，导向外盒3的内壁上端周向设置有多个导向凸块35，导向凸块35为圆缺状且和导向外盒3的内壁圆弧过渡。在本实施例中，导向外盒3具有六个导向凸块35，相邻导向凸块35的中心处之间的周向间距为60°，且导向凸块35所占的圆周角度为30°。

参阅附图8，搅拌组件5包括搅拌支架51、安装于搅拌支架51上的搅拌电机52以及安装于搅拌电机52的输出轴且伸入样品盒4内的搅拌件53。

参阅附图4，导向外盒3的外侧壁周向间隔布置有至少三个固定插座36，搅拌支架51具有与固定插座36一一对应的固定插柱511。在本实施例中，导向外盒3设置有六个固定插座36，搅拌支架51上设置有与固定插座36一一对应的固定插柱511，且固定插柱511上具有与固定插座36上端边沿抵接的固定板511a。

参阅附图9，搅拌件53包括与搅拌电机52的输出轴连接的驱动环531以及径向设置于驱动环531外侧且位于煤样层上方的支撑杆532。其中，支撑杆532的底部沿其长度方向均匀设置有多根竖直设置的搅拌杆533，相邻搅拌杆533之间的间距不大于3cm。在本实施例中，支撑杆532的数量为三根，且三根支撑杆532周向均匀布置于驱动环531的外侧。

参阅附图10，支撑杆532包括固定于驱动环531外侧的内杆532a、套设于内杆532a外侧的外套532b以及使得外套532b始终与导向外盒3内壁抵接的压力弹簧532c。为了避免内杆532a和外套532b之间发生相对转动，内杆532a的横截面呈椭圆形，且外套532b具有供内杆插入的插孔。外套532b的内底面设置有插入压力弹簧532c内第一插柱532b1，内杆532a也设置有插入压力弹簧532c内的第二插柱532a1，第一插柱532b1和第二插柱532a1互不抵触。

参阅附图4和附图10，为了方便支撑杆532在导向外套532b的内表面进行伸缩滑移，导向外盒3的内壁上端周向开设有一个环槽37，外套532b靠近导向外盒3的一端旋转安装有导向滚珠532d。

参阅附10和附图11，搅拌杆533的外侧边沿周向布置有多个透气间隙533a，搅拌杆533的底部为与样品盒4内底面抵接的导向锥体533b。

参阅附图3，上述安装板上设置还安装有一个为搅拌电机52、伺服电机23提供电能的蓄电池6和与蓄电池6相连的控制面板。蓄电池6和控制面板的设置能够方便将煤样烘干装置作为一个整体进行拆装，并不干涉烘箱本体1（参阅附图1）的正常使用。

结合附图1至附图11，一种煤样干燥方法，主要采用上述用于煤样干燥的烘箱，具体步骤如下所示：

S1、将烘箱本体1预热，使得烘箱内的温度保持在40摄氏度；将煤样平铺在样品盒4内，使得煤样层保持在10mm;

S2、开启烘箱门体16，将样品盒4放入烘箱本体1内安装平台2的导向外盒3内，并且将搅拌组件5安装在导向外盒3上，搅拌棒插入煤样层并与样品盒4内底面抵接，关闭烘箱本体1的门体；

S3、启动搅拌电机52，搅拌电机52驱动搅拌件53转动1-3分钟后，将煤样划分成若干个与导向外盒3内侧壁上端边沿相似的煤样环，且煤样环的横截面为三角形状，煤样在该状态下静置30分钟；

S4、启动伺服电机23驱动导向外盒3旋转10°，启动搅拌电机52，搅拌电机52驱动搅拌件53转动1-3分钟后，在搅拌组件5的作用下，煤样被翻新，形成的若干新的相似煤样环相当于原煤样环旋转10°形成的，再静置30分钟；

S5、重复步骤4，待导向外盒3旋转60°后，再静置30分钟；

S6、开启烘箱门体16，并且将搅拌组件5从导向外盒3上拆卸，并且将样品盒4取出。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种用于煤样干燥的烘箱，包括烘箱本体(1)以及上端开口且供煤样铺设的样品盒(4)，其特征在于，还包括搅拌组件(5)，所述搅拌组件(5)包括搅拌支架(51)、安装于搅拌支架(51)上的搅拌电机(52)以及安装于搅拌电机(52)的输出轴且伸入样品盒(4)内的搅拌件(53)，所述搅拌电机(52)的电机轴竖直向下设置，所述搅拌件(53)包括与搅拌电机(52)的输出轴连接的驱动环(531)以及径向设置于驱动环(531)外侧且位于煤样层上方的支撑杆(532)，所述支撑杆(532)的底部沿其长度方向均匀设置有多根竖直设置的搅拌杆(533)，相邻搅拌杆(533)之间的间距不大于3cm，所述样品盒(4)为中空的圆柱盒体；所述烘箱本体(1)还设置有供搅拌支架(51)放置的安装平台(2)和安装于安装平台(2)上的导向外盒(3)，所述导向外盒(3)具有供样品盒(4)放入且呈圆柱形的放置空腔(34)，所述导向外盒(3)的侧壁上端周向均匀间隔设有与支撑杆(532)对应的导向凸块(35)，所述支撑杆(532)包括固定于驱动环(531)外侧的内杆(532a)、套设于内杆(532a)外侧的外套(532b)以及使得外套(532b)始终与导向外盒(3)内壁抵接的压力弹簧(532c)。

2.根据权利要求1所述的一种用于煤样干燥的烘箱，其特征在于，所述支撑杆(532)的数量至少为三根，且三根支撑杆(532)周向均匀布置于驱动环(531)的外侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于煤样干燥的烘箱，其特征在于，所述搅拌杆(533)的外侧边沿周向布置有多个透气间隙(533a)，所述搅拌杆(533)的底部为与样品盒(4)内底面抵接的导向锥体(533b)。

4.根据权利要求1所述的一种用于煤样干燥的烘箱，其特征在于，所述外套(532b)靠近导向外盒(3)的一端旋转安装有导向滚珠(532d)，所述导向外盒(3)周向设置有供导向滚珠(532d)滚动的环槽(37)。

5.根据权利要求4所述的一种用于煤样干燥的烘箱，其特征在于，所述导向外盒(3)旋转安装于安装平台(2)以及控制导向外盒(3)旋转角度的伺服电机(23)，所述样品盒(4)的底部设置有定位插孔(41)，所述安装平台(2)的顶部设置有贯穿导向外盒(3)且插入定位插孔(41)内的定位插柱(25)，所述导向外盒(3)具有以导向外盒(3)旋转轴(31)线为中心布置且限制导向外盒(3)旋转角度的旋转弧槽(33)。

6.根据权利要求5所述的一种用于煤样干燥的烘箱，其特征在于，所述导向外盒(3)具有六个导向凸块(35)，相邻导向凸块(35)的中心处的间隔角度为60°且导向凸块(35)所占的圆周角度为30°，所述旋转弧槽(33)所占的圆周角度为60°。

7.根据权利要求6所述的一种用于煤样干燥的烘箱，其特征在于，所述导向外盒(3)的底部中心处具有贯穿安装平台(2)的旋转轴(31)和安装于旋转轴(31)上的第一齿轮(32)，所述伺服电机(23)固定于安装平台(2)的顶面且其输出轴贯穿安装平台(2)，所述伺服电机(23)的输出轴安装有与第一齿轮(32)传动连接的第二齿轮(24)。

8.根据权利要求7所述的一种用于煤样干燥的烘箱，其特征在于，所述导向外盒(3)的外侧壁周向间隔布置有至少三个固定插座(36)，所述搅拌支架(51)具有与固定插座(36)一一对应的固定插柱(511)。

9.一种煤样干燥方法，其特征在于，使用了上述权利要求5中所述的一种用于煤样干燥的烘箱，具体步骤如下所示：

S1、将烘箱本体(1)预热，使得烘箱内的温度保持在40摄氏度；将煤样平铺在样品盒(4)内，使得煤样层保持在10mm;

S2、开启烘箱本体(1)的门体，将样品盒(4)放入烘箱本体(1)内安装平台(2)的导向外盒(3)内，并且将搅拌组件(5)安装在导向外盒(3)上，搅拌棒插入煤样层并与样品盒(4)内底面抵接，关闭烘箱本体(1)的门体；

S3、启动搅拌电机(52)，搅拌电机(52)驱动搅拌件(53)转动1-3分钟后，静置30分钟；

S4、启动伺服电机(23)驱动导向外盒(3)旋转10°，重复步骤3；

S5、重复步骤4，待导向外盒(3)旋转60°后，再静置30分钟；

S6、开启烘箱本体(1)的门体，并且将搅拌组件(5)从导向外盒(3)上拆卸，并且将样品盒(4)取出。

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