CN110295283B - 一种冷冻固化烧结混合料的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷冻固化烧结混合料的系统及方法，系统中在支撑杆的顶部设置与控制系统连接的伺服电机，支撑杆内设有导轨，滑块与导轨滑动连接；滑块的端部设有料杯，液氮罐设置在滑块下方。在将混合料样品装入料杯后，由控制系统控制液氮罐的盖板开启，再启动伺服电机，使沿导轨向下移动的滑块将料杯移动到液氮罐内；在料杯位于液氮罐内液氮的浸泡时间达到设定值时，控制滑块沿导轨向上滑动以带动料杯上升到液氮罐外，完成一次冷冻固化操作。可见，本发明实施例提供的系统及方法，可以实现混合料的冷冻和固化，提高混合料的强度，保证混合料筛分分析过程中，不易破碎和损坏，进而确保筛分分析过程中，粒度检测结果的准确性。

Description

一种冷冻固化烧结混合料的系统及方法

技术领域

本发明涉及冶金烧结领域，尤其涉及一种冷冻固化烧结混合料的系统及方法。

背景技术

在冶金烧结领域，提高烧结机料层的透气性，可使矿料受热更均匀，从而提高烧结矿的质量和产量，而烧结混合料粒度是影响烧结料层原始透气性的关键因素之一。混合料粒度太小时，物料与物料间的间隙太小，导致烧结料层透气性变差，风量分布和热量传递不均匀，不利于烧结矿物理指标稳定和改善，导致烧结矿粉率升高，强度降低，烧结电耗升高。混合料粒度太大时，物料的间隙增大，物料内外温差可能过大，且同等体积的台车上的物料量将减少，从而降低烧结矿的产能，也会导致烧结机主抽风机能耗增加。为了使物料受热更均匀，增加透气性，降低能耗，控制混合料粒度大小是关键因素。

筛分法是工业上最常用的混合料粒度检测方法，利用振动分级筛，对物料进行分级筛分，其工作原理是将不同筛孔规格的一组分级筛沿垂直方向叠置，自上而下筛孔规格逐级变小。以伺服电机作为动力源，带动筛组往返直线运动和上下振动，物料从最上层加入，大于本级筛孔直径的粒子留在本筛中，以此测定混合料中不同粒径物料所占比例。

在利用混合料粒度检测系统进行粒度检测时，由于烧结工艺中混合料制粒采用圆筒混合机滚动制粒技术，原料粒子强度较低，如果把混合湿料直接筛分，则易导致一部分混合料在分级筛分过程中被震碎、破坏，无法准确测得粒度结果。

发明内容

本发明提供了一种冷冻固化烧结混合料的系统及方法，以解决混合料在筛分过程中，容易被震碎、破坏，导致粒度检测结果不准确的问题。

第一方面，本发明提供了一种冷冻固化烧结混合料的系统，包括：混合料液氮冷却装置和控制系统；所述混合料液氮冷却装置包括液氮罐、料杯、伺服电机、支撑杆、导轨、滑块和罐盖；

所述支撑杆的顶部设有伺服电机，所述伺服电机通过伺服驱动器与控制系统连接；所述支撑杆内设有导轨，所述滑块与所述导轨滑动连接；

所述滑块上设有罐盖，所述滑块的端部设有料杯；所述液氮罐设置在滑块的下方，使所述滑块沿导轨向下移动时，带动料杯进入液氮罐内，以及，带动罐盖移动至液氮罐的罐口处，以密封液氮罐。

可选地，所述液氮罐包括罐体和设置在罐体顶部的罐口；所述罐体内设有液位传感器，所述液位传感器与控制系统连接，所述液位传感器用于检测罐体内液氮的液位值。

可选地，所述罐体的外侧壁设有抽空嘴，所述罐体的侧壁内设有真空层，所述抽空嘴与真空层连通，所述抽空嘴用于对真空层进行抽真空操作。

可选地，所述罐口的一侧设有盖板和自动开盖铰链；所述盖板用于密封罐口，所述自动开盖铰链与盖板铰接，所述自动开盖铰链通过驱动装置与控制系统电连接，所述通过驱动装置用于根据控制系统的信号控制自动开盖铰链的开启和关闭。

可选地，所述盖板的中心设有排气孔，所述盖板扣合在罐口上时，所述排气孔与罐体连通。

可选地，还包括：自动补液系统，所述自动补液系统与控制系统连接，所述自动补液系统用于根据控制系统的信号给所述液氮罐补充液氮。

可选地，所述自动补液系统包括：补液罐、真空绝缘软管和低温电磁阀；所述补液罐通过真空绝缘软管与液氮罐连通，所述真空绝缘软管上设有低温电磁阀，所述低温电磁阀与控制系统连通，所述低温电磁阀用于根据控制系统的信号控制真空绝缘软管的通断。

可选地，所述真空绝缘软管上还设有自增压手动截止阀，所述自增压手动截止阀设置在补液罐和低温电磁阀之间。

第二方面，本发明实施例提供的一种冷冻固化烧结混合料的方法，应用于第一方面所述的冷冻固化烧结混合料的系统，所述方法包括以下步骤：

在将混合料样品装入料杯后，系统生成开盖信号，发送至驱动装置，由驱动装置驱动液氮罐的自动开盖铰链动作，以控制盖板开启；

在开启盖板之后，生成下降信号，发送至伺服驱动器，驱动伺服电机转动，以通过沿导轨向下移动的滑块将盛料杯移动到液氮罐内；所述盛料杯是指盛装有混合料样品的料杯；

获取所述盛料杯位于液氮罐内的浸泡时间；

如果所述浸泡时间达到设定值，生成上升信号，发送至伺服驱动器，驱动伺服电机转动，以通过沿导轨向上移动的滑块将盛料杯上升到液氮罐外。

可选地，还包括：

检测所述盛料杯的上升位置；

如果所述上升位置到达上限位位置，生成关闭信号，发送至驱动装置，由所述驱动装置驱动自动开盖铰链动作，以控制盖板扣合在液氮罐的罐口；所述上限位位置是指所述盛料杯高于盖板顶部的预设高度的位置，所述预设高度的范围是10～50mm，优选20mm。

可选地，所述获取盛料杯位于液氮罐内的浸泡时间之前，还包括：

检测所述盛料杯的下降位置；

如果所述下降位置到达下限位位置，则生成计时开始信号，统计所述盛料杯在液氮罐内的浸泡时间；所述下限位位置是指所述盛料杯位于液氮罐中部的位置。

可选地，还包括：

获取液位传感器检测液氮罐内液氮的液位值；

如果所述液位值达到低液位阈值时，生成补液信号；

将所述补液信号发送至低温电磁阀，使低温电磁阀开启，以控制补液罐对液氮罐进行补液操作。

可选地，还包括：

获取液位传感器检测的液氮罐进行补液后的当前液位值；

如果所述当前液位值达到高液位阈值，生成停止补液信号；

将所述停止补液信号发送至低温电磁阀，使低温电磁阀关闭，以控制补液罐停止对液氮罐进行补液操作。

由以上技术方案可知，本发明实施例提供的一种冷冻固化烧结混合料的系统及方法，系统中在支撑杆的顶部设置与控制系统连接的伺服电机，支撑杆内设有导轨，滑块与导轨滑动连接；滑块的端部设有料杯，液氮罐设置在滑块的下方。在将混合料样品装入料杯后，由控制系统控制液氮罐的盖板开启，再启动伺服电机，使沿导轨向下移动的滑块将盛料杯移动到液氮罐内；在料杯位于液氮罐内液氮的浸泡时间达到设定值时，控制滑块沿导轨向上滑动以带动料杯上升到液氮罐外，完成一次冷冻固化操作。可见，本发明实施例提供的系统及方法，利用混合料液氮冷冻装置可以实现混合料的冷冻和固化，提高混合料的强度，保证混合料筛分分析过程中，不易破碎和损坏，进而确保筛分分析过程中，粒度检测结果的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的混合料液氮冷却装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的冷冻固化烧结混合料的系统的控制框图；

图3为本发明实施例提供的液氮罐的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的液氮罐的另一结构示意图；

图5为本发明实施例提供的液氮自动补液系统的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的冷冻固化烧结混合料的方法的流程图。

具体实施方式

在冶金烧结领域，对烧结混合料进行粒度检测时，通常采用混合料粒度检测系统进行检测。混合料粒度检测系统在进行粒度检测时，由人工从皮带处取样、利用多个不同孔径(3mm，5mm，8mm)的筛子进行筛分、筛分完成后分别对每个筛子的物料进行称重，计算其粒度组成。但是混合料筛分过程中，容易被震碎、破坏，因此易导致粒度测得结果不准确；并且人工筛分，存在人工取样劳动强度大、检测时间长，取样的稳定性、代表性差，并且检测结果不及时，指导粒度调整滞后时间长的问题，不利于指导工艺参数调整。

因此，为解决上述问题，本发明实施例提出了一种解决方案，即利用取样装置从皮带处获取烧结混合料样品，采用液氮对混合料样品进行快速冷冻硬化处理，以提高混合料粒子的强度，使其在分级筛分过程中不易被震碎、破坏，从而实现烧结混合粒度的准确检测。

在混合料粒度检测系统中加入混合料液氮冷却装置，作为冷冻固化烧结混合料的系统，以对进行筛分前的烧结混合料进行冷却固化处理，增加混合料的强度。

图1为本发明实施例提供的混合料液氮冷却装置的结构示意图；图2为本发明实施例提供的冷冻固化烧结混合料的系统的控制框图。

参见图1和图2，本发明实施例提供的一种冷冻固化烧结混合料的系统，包括：混合料液氮冷却装置和控制系统12；控制系统12为混合料粒度检测系统中的控制系统，在控制混合料粒度检测系统中各装置执行相应操作的同时，还控制混合料液氮冷却装置对烧结混合料进行冷冻固化操作。

具体地，混合料液氮冷却装置包括液氮罐6、料杯5和料杯升降装置三部分。液氮罐6用于盛装液氮，以对烧结混合料进行冷冻固化；料杯5用于盛装混合料样品；料杯升降装置用于控制料杯5的上升和下降，在将料杯5下降到液氮罐6内时，可由液氮罐6内的液氮对料杯5内的混合料样品进行冷冻固化。

为实现料杯5的升降，料杯升降装置包括伺服电机1、支撑杆2、导轨4、滑块3和罐盖7。支撑杆2的顶部设有伺服电机1，伺服电机1通过伺服驱动器与控制系统12连接，由控制系统12通过伺服驱动器控制伺服电机1的启动和停止。支撑杆2为直立结构，支撑杆2内设有导轨4，导轨4也为直立结构。滑块3与导轨4滑动连接，使得滑块3可沿导轨4作上下方向的移动操作。

滑块3上设有罐盖7，罐盖7用于在对料杯内的混合料样品进行冷冻固化时，覆盖在液氮罐6的罐口处，避免液氮出现气化，产生损耗。滑块3的端部设有料杯5，料杯5位于滑块3的底端，便于伸入液氮罐6内。

需要进行冷冻固化时，液氮罐6设置在滑块3的下方，为保证料杯5能够顺利进入液氮罐6，使滑块3的底部正对液氮罐6的中心。在执行冷冻固化操作时，控制系统12通过伺服驱动器驱动伺服电机1，使滑块3沿导轨4向下移动，进而带动料杯5进入液氮罐6内，同时，带动罐盖7移动到在液氮罐6的罐口处，以密封液氮罐6。

由于在进行冷冻固化时，料杯5需完全浸入在液氮罐6内的液氮中，而为保证料杯5的冷却固化效果，可将料杯5置于液氮罐6的中部位置。此时，在将料杯5降入到液氮罐6的中部位置时，为保证罐盖7能够覆盖在液氮罐6的罐口处，需要设定罐盖7的底部与料杯5之间的距离与液氮罐6的罐口至中部位置之间的距离相等。并将料杯5能够完全浸入液氮罐6内的液氮的位置作为料杯5的下限位位置，即液氮罐6的中部位置。

为保证液氮罐6内的液氮不易挥发或者气化，如图3和图4所示，本实施例提供的液氮罐6包括罐体61和设置在罐体61顶部的罐口62；罐体61内用于盛装液氮，罐口62用于实现料杯5的进出罐体。本实施例中，罐体61的材质采用添加了特殊材质的不锈钢，特殊材质一般是铬或者镍。

罐体61内设有液位传感器65，液位传感器65与控制系统12连接，液位传感器65用于检测罐体61内液氮的液位值。液位传感器65竖直设置在罐体61的侧壁，以准确检测液氮的液位值。液位传感器65将实时检测到的液位值发送至控制系统12，以由控制系统12根据液位值的大小对液氮罐6进行补液或停止补液操作。

罐体61的外侧壁设有抽空嘴66，罐体61的侧壁内设有真空层67，抽空嘴66与真空层67连通，抽空嘴66用于对真空层67进行抽真空操作。抽空嘴66用于罐体61的真空层67抽真空使用，真空层67填充多层绝热保温材料。

为保证液氮罐6在未进行冷却固化操作时，罐体61内的液氮不会气化，本实施例中，在罐口62的一侧设有盖板63和自动开盖铰链64。盖板63用于密封罐口62，以使液氮罐6在未使用时也处于密封状态，避免造成液氮的损耗。自动开盖铰链64与盖板63铰接，自动开盖铰链64通过驱动装置与控制系统12电连接，驱动装置用于根据控制系统12的信号控制自动开盖铰链64的开启和关闭。

盖板63的开启角度是0～100°，其作用是盖紧液氮罐6，防止液氮快速气化，或者快速挥发。盖板63是否开关到位，通过混合料液氮冷却装置中的限位开关进行判断。自动开盖铰链是64为了实现液氮罐6中盖板63的自动开启和关闭，一般采用气动方式或者电动方式驱动。

盖板63的中心设有排气孔68，盖板63扣合在罐口62上时，排气孔68与罐体62连通。排气孔68用于实现液氮罐6在密封时，罐体61内产生的气体的排放。

液氮罐6存储的液氮容量是有限的，一般不超过60L。混合料液氮冷却装置作为混合料粒度检测系统中的一部分，液氮罐6的体积不宜过大，太大容易占混合料粒度检测系统的空间。且在粒度检测过程中，液氮罐6需要频繁开启盖板63，用于料杯5中混合料样品的冷却固化。由于液氮是极易挥发性气体，并且遇热，极易气化，因此混合料粒度自动检测过程中，液氮消耗比较多，需要频繁添加液氮。

但是如果采用人为给液氮罐6添加液氮的方式，存在以下几个方面缺陷，一是存在安全风险，即人的皮肤接触液氮容易冻伤，二是人工添加，混合料粒度检测系统需要停机，易影响混合料粒度检测系统的持续运行。

因此，本实施例中，提供一种液氮自动补液系统，为液氮罐6进行补充液氮操作。自动补液系统与控制系统12连接，自动补液系统用于在需要时，根据控制系统12的信号给液氮罐6补充液氮。

液氮自动补液系统的结构如图5所示。本实施例中，自动补液系统包括：补液罐8、真空绝缘软管9和低温电磁阀11。补液罐8可选用自增压液氮容器，补液罐8通过真空绝缘软管9与液氮罐6连通，并实现液氮由补液罐8至液氮罐6的输送。

补液罐8内盛装有容量大于液氮罐6的液氮，以保证补液罐8可以在需要时为液氮罐6补充液氮。

为实现补液罐8中的液氮输送至液氮罐6中，本实施例中，在真空绝缘软管9上设有低温电磁阀11，低温电磁阀11与控制系统12连通，低温电磁阀11用于根据控制系统12的信号控制真空绝缘软管9的通断。

补液罐8和液氮罐6之间的真空绝缘软管9作为补液氮管路，该补液氮管路的通断由低温电磁阀11控制。当需要补液罐8为液氮罐6补充液氮时，控制系统12控制低温电磁阀11开启，使得补液罐8内的液氮通过真空绝缘软管9进入液氮罐6中；当液氮罐6中补充完毕液氮时，控制系统12控制低温电磁阀11关闭，停止补液氮操作。

控制系统12控制低温电磁阀11开启和关闭的依据为液位传感器65的检测值，液位传感器65实时检测罐体61内液氮的液位值，当液位值低于低液位阈值时，发送信号至控制系统12，此时控制系统12生成补液信号，发送至低温电磁阀11，使低温电磁阀11开启，实现补液罐8向液氮罐6补充液氮的操作。

在补充液氮过程中，液位传感器65继续检测罐体61内液氮的液位值，当液位值高于高液位阈值时，控制系统12生成停止补液信号，发送至低温电磁阀11，使低温电磁阀11关闭，停止补液罐8向液氮罐6补充液氮的操作。

为便于检修，本实施例中，在真空绝缘软管9上还设有自增压手动截止阀10，自增压手动截止阀10设置在补液罐8和低温电磁阀11之间。

自增压手动截止阀10用于关闭自增压液氮容器(补液罐8)的液氮管路，便于检修时，方便更换低温电磁阀11、真空绝缘软管9等部件。

可见，本发明实施例提供的冷冻固化烧结混合料的系统，在烧结混合料进行筛分之前，利用混合料液氮冷却装置对烧结混合料进行冷却固化，增加混合料的强度，保证混合料筛分分析过程中，不易破碎和损坏，确保筛分分析过程中，粒度检测结果的准确性。

为进一步说明上述系统所能取得的有益效果，本发明实施例还提供了一种冷冻固化烧结混合料的方法，执行主体为控制系统12，该方法应用于上述实施例所述的冷冻固化烧结混合料的系统，如图6所示，该方法包括以下步骤：

S1、在将混合料样品装入料杯后，生成开盖信号，发送至驱动装置，由驱动装置驱动液氮罐的自动开盖铰链动作，以控制盖板开启。

混合料粒度检测系统包括取样装置，在粒度检测分析时，烧结混合料由皮带实现输送。在进行筛分之前，采用上述实施例提供的冷冻固化烧结混合料的系统对烧结混合料进行冷冻固化，以提高混合料强度。

因此，需在皮带上运输的烧结混合料中进行由取样，取样装置设置在皮带的中部位置，利用皮带中部取样装置，从皮带取一定质量的混合料样品，并将该混合料样品倒入料杯。

料杯中装入混合料样品后，不进行筛分操作，而是先利用混合料液氮冷却装置进行冷冻固化处理。因此，在进行冷冻固化处理前，需将混合料液氮冷却装置中液氮罐6的盖板63开启，此时，控制系统12生成开盖信号，开盖信号可控制自动开盖铰链64动作，进而带动盖板63开启。

控制系统12在控制液氮罐开盖后，通过限位开关，判断盖板63是否开到位，在判断盖板63开启到位后，再执行后续的下降操作。盖板63的开启角度是0～100°，因此，当开到位限位开关感应到信号时，可以确定盖板63已开启到位，以确保混合料液氮冷却装置中滑块3底端携带的料杯5能够由罐口62进入罐体61内。

S2、在开启盖板之后，生成下降信号，发送至伺服驱动器，驱动伺服电机转动，以通过沿导轨向下移动的滑块将盛料杯移动到液氮罐内；所述盛料杯是指盛装有混合料样品的料杯。

在盖板63开启之后，可将料杯5放入罐体61内，以由罐体61内的液氮浸泡料杯5中的混合料样品。盖板63开启后，控制系统12通过检测开到位限位开关信号，可以判断盖板63是否开到位，此时，控制系统12接收到开到位信号后生成下降信号，控制料杯升降装置动作。

具体地，控制系统12将下降信号发送至伺服驱动器，使伺服电机1启动顺时针转动，使滑块3沿导轨4向下滑动，进而带动滑块3底部的料杯5进入罐体61内。在下降过程中，由限位开关判断滑块3是否到达下限位位置，如果到达下限位位置，则认为料杯5已全部浸入液氮中，此时，控制系统12可以开始对冷冻固化处理的过程进行计时。

为准确确定盛料杯在浸入液氮的初始时刻，以保证混合料样品进行最佳的冷冻固化效果，本实施例中，在获取盛料杯位于液氮罐内的浸泡时间之前，还包括：

S111、检测盛料杯的下降位置。

S112、如果下降位置到达下限位位置，则生成计时开始信号，统计盛料杯在液氮罐内的浸泡时间；下限位位置是指盛料杯位于液氮罐中部的位置。

在盛料杯下降的过程中，实时检测盛料杯的下降位置。盛料杯的下降位置可由滑块3在导轨4上滑动的距离来表示，滑块3沿导轨4向下滑动的距离，即为盛料杯的下降距离。

通常情况下，在未进行冷冻固化处理时，料杯距离液氮罐6的顶部约20mm，且在进行冷冻固化处理时，料杯位于液氮罐6中部位置能够保证料杯5内的混合料样品得到最佳的冷冻固化效果。因此，根据料杯5在未进行冷冻固化时与液氮罐6顶部之间的距离h1，以及，液氮罐6的顶部与中部位置之间的距离h2(下限位位置)，即可确定滑块3沿导轨4向下滑动的距离h3＝h1+h2，由该距离值表示盛料杯的下降位置。

当盛料杯位于液氮罐6的中部位置时，由于料杯5与罐盖7之间的距离与液氮罐6的顶部至中部的距离相等，因此，在进行冷冻固化处理时，可利用罐盖7覆盖在液氮罐6的罐口62处，使得盛料杯可以在封闭的液氮环境中进行冷冻固化，避免液氮气化出现损耗，影响混合料样品的冷冻固化效果。

如果盛料杯到达下限位位置，即滑块3沿导轨4向下滑动的距离值达到h3时，或者下限位开关感应到信号，说明此时盛料杯已到达液氮罐6的中部位置，盛料杯已全部浸入液氮中，此时可作为统计浸泡时间的初始时刻。因此，在滑块3向下滑动h3的距离时，控制系统12生成计时开始信号，以由该时刻开始统计盛料杯在液氮内的浸泡时间。

S3、获取盛料杯位于液氮罐内的浸泡时间。

当盛料杯浸入液氮里时，开始统计盛料杯的冷却时长，即浸泡时间。浸泡时间指混合料样品与液氮接触的时长，即由液氮冷冻盛料杯中混合料样品的冷却时长。

S4、如果浸泡时间达到设定值，生成上升信号，发送至伺服驱动器，驱动伺服电机转动，以通过沿导轨向上移动的滑块将盛料杯上升到液氮罐外。

液氮冷却时间设定值TM是根据混合料的原料成分、湿度来决定，一般混合料湿度变化范围很窄，因此液氮冷却时间控制在20～60s之间，其具体指根据混合料湿度来决定。

本实施例中，采用设定值为20～60s。例如，如果设定值为50s时，在盛料杯的浸泡时间达到50s后，说明当前混合料样品冷却完毕，可结束冷冻固化操作。

即在盛料杯的浸泡时间达到设定时，控制系统12生成上升信号，发送至伺服驱动器，使伺服电机1逆时针转动，带动滑块3沿导轨4向上滑动，进而使盛料杯与液氮罐6内的液氮脱离，完成冷冻固化过程。

为保证每次冷冻固化结束后，料杯能够停留在相对固定的位置，便于下一次冷冻固化操作时确定盛料杯的下降位置，因此，本实施例提供的方法，在将盛料杯上升后均停在上限位位置。

具体地，本实施例提供的方法，还包括：

S101、检测盛料杯的上升位置；

S102、如果上升位置到达上限位位置，生成关闭信号，发送至驱动装置，由驱动装置驱动自动开盖铰链动作，以控制盖板扣合在液氮罐的罐口；上限位位置是指盛料杯高于盖板顶部的预设高度的位置，预设高度的范围为10～50mm，优选20mm。

在盛料杯上升的过程中，实时检测盛料杯的上升位置。盛料杯的上升位置可由滑块3在导轨4上滑动的距离来表示，滑块3沿导轨4向上滑动的距离，即为盛料杯的上升距离。

本实施例中，上限位位置优选在料杯5处于液氮罐6开盖后，盖板63顶部上20mm的位置处。而在处于冷冻固化过程中，盛料杯始终处于液氮罐6的中部位置，因此，滑块3沿导轨4向上滑动的距离h4＝h1+h2，由该距离值表示盛料杯的上升位置。h1为料杯5在未进行冷冻固化时与液氮罐6顶部之间的距离，即上限位位置；h2为液氮罐6的顶部与中部位置之间的距离。

如果盛料杯到达上限位位置，即滑块3沿导轨4向上滑动的距离值达到h4时，或者上限位开关感应到信号，说明此时盛料杯已从液氮罐6中脱离，并处于距离液氮罐6顶部20mm的位置。在完成一次冷冻固化过程中，为避免液氮罐6中的液氮气化，需要及时将盖板63扣合在液氮罐6的罐口。因此，在滑块3向上滑动h4的距离时，控制系统12生成关闭信号，发送至驱动装置，由驱动装置驱动自动开盖铰链动作，以控制盖板63扣合在液氮罐的罐口62。

本实施例提供的方法，由液位传感器65实时检测罐体61内液氮的液位值，如果罐体61内的液氮的液位值较低，则不足以保证混合料样品的冷冻固化效果，因此，需要对液氮罐6进行补液操作。

本实施例中，采用补液罐8实现对液氮罐6的补液，该方法还包括：

S121、获取液位传感器检测的液氮罐内液氮的液位值。

S122、如果液位值达到低液位阈值时，生成补液信号。

S123、将补液信号发送至低温电磁阀，使低温电磁阀开启，以控制补液罐对液氮罐进行补液操作。

通过液氮罐6的液位检测，来控制补液罐8对液氮罐6进行自动补液。本实施例中，设定液氮的低液位阈值和高液位阈值，当液氮罐6内的液位指低于低液位阈值时，说明此时液氮罐6内的液氮量较少，需进行补液。控制系统12生成补液信号，控制低温电磁阀11开启，以对液氮罐进行补液。

高液位阈值为液氮罐6存储的液氮量最大值，低液位阈值为液氮罐6存储的液氮在保证混合料样品达到最佳冷冻固化效果所需的最低液氮量，因此，可通过补液罐8控制液氮罐6的液位处于低液位阈值和高液位阈值范围之间，以保证混合料样品能够时刻进行最佳的冷冻固化操作。

本实施例通过高液位阈值来判断液氮罐6是否完成补液过程，具体地，该方法还包括：

S131、获取液位传感器检测的液氮罐进行补液后的当前液位值。

S132、如果当前液位值达到高液位阈值，生成停止补液信号。

S133、将停止补液信号发送至低温电磁阀，使低温电磁阀关闭，以控制补液罐停止对液氮罐进行补液操作。

在补液罐8对液氮罐6进行补充液氮过程中，液位传感器65实时检测补液后的当前液位值，在当前液位值达到高液位阈值时，说明液氮罐6内的液氮量也达到最大值，此时可停止补液操作。由控制系统生成停止补液信号，控制低温电磁阀关闭，以使补液罐8停止对液氮罐6的补液，随即完成一次补液操作。

可见，本发明实施例提供的一种冷冻固化烧结混合料的方法，在将混合料样品装入料杯后，控制液氮罐6的盖板开启，再启动伺服电机，使沿导轨向下移动的滑块将盛料杯移动到液氮罐内；在料杯位于液氮罐内液氮的浸泡时间达到设定值时，控制滑块沿导轨向上滑动以带动料杯上升到液氮罐外，完成一次冷冻固化操作。可见，本发明实施例提供的方法，利用混合料液氮冷冻装置可以实现混合料的冷冻和固化，提高混合料的强度，保证混合料筛分分析过程中，不易破碎和损坏，进而确保筛分分析过程中，粒度检测结果的准确性。

具体实现中，本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的冷冻固化烧结混合料的方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onlymemory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

Claims (13)

1.一种冷冻固化烧结混合料的系统，其特征在于，包括：混合料液氮冷却装置和控制系统(12)；所述混合料液氮冷却装置包括液氮罐(6)、料杯(5)、伺服电机(1)、支撑杆(2)、导轨(4)、滑块(3)和罐盖(7)；

所述支撑杆(2)的顶部设有伺服电机(1)，所述伺服电机(1)通过伺服驱动器与控制系统(12)连接；所述支撑杆(2)内设有导轨(4)，所述滑块(3)与所述导轨(4)滑动连接；

所述滑块(3)上设有罐盖(7)，所述滑块(3)的端部设有料杯(5)；所述液氮罐(6)设置在滑块(3)的下方，使所述滑块(3)沿导轨(4)向下移动时，带动料杯(5)进入液氮罐(6)内，以及，带动罐盖(7)移动至液氮罐(6)的罐口处，以密封液氮罐(6)。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述液氮罐(6)包括罐体(61)和设置在罐体(61)顶部的罐口(62)；所述罐体(61)内设有液位传感器(65)，所述液位传感器(65)与控制系统(12)连接，所述液位传感器(65)用于检测罐体(61)内液氮的液位值。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述罐体(61)的外侧壁设有抽空嘴(66)，所述罐体(61)的侧壁内设有真空层(67)，所述抽空嘴(66)与真空层(67)连通，所述抽空嘴(66)用于对真空层(67)进行抽真空操作。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述罐口(62)的一侧设有盖板(63)和自动开盖铰链(64)；所述盖板(63)用于密封罐口(62)，所述自动开盖铰链(64)与盖板(63)铰接，所述自动开盖铰链(64)通过驱动装置与控制系统(12)电连接，所述驱动装置用于根据控制系统(12)的信号控制自动开盖铰链(64)的开启和关闭。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述盖板(63)的中心设有排气孔(68)，所述盖板(63)扣合在罐口(62)上时，所述排气孔(68)与罐体(61)连通。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：自动补液系统，所述自动补液系统与控制系统(12)连接，所述自动补液系统用于根据控制系统(12)的信号给所述液氮罐(6)补充液氮。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述自动补液系统包括：补液罐(8)、真空绝缘软管(9)和低温电磁阀(11)；所述补液罐(8)通过真空绝缘软管(9)与液氮罐(6)连通，所述真空绝缘软管(9)上设有低温电磁阀(11)，所述低温电磁阀(11)与控制系统(12)连通，所述低温电磁阀(11)用于根据控制系统(12)的信号控制真空绝缘软管(9)的通断。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述真空绝缘软管(9)上还设有自增压手动截止阀(10)，所述自增压手动截止阀(10)设置在补液罐(8)和低温电磁阀(11)之间。

9.一种冷冻固化烧结混合料的方法，其特征在于，应用于权利要求1至8任一项所述的冷冻固化烧结混合料的系统，所述方法包括以下步骤：

在将混合料样品装入料杯后，生成开盖信号，发送至驱动装置，由所述驱动装置驱动液氮罐的自动开盖铰链动作，以控制盖板开启；

在开启盖板之后，生成下降信号，发送至伺服驱动器，驱动伺服电机转动，以通过沿导轨向下移动的滑块将盛料杯移动到液氮罐内；所述盛料杯是指盛装有混合料样品的料杯；

获取所述盛料杯位于液氮罐内的浸泡时间；

如果所述浸泡时间达到设定值，生成上升信号，发送至伺服驱动器，驱动伺服电机转动，以通过沿导轨向上移动的滑块将盛料杯上升到液氮罐外。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

检测所述盛料杯的上升位置；

如果所述上升位置到达上限位位置，生成关闭信号，发送至驱动装置，由所述驱动装置驱动自动开盖铰链动作，以控制盖板扣合在液氮罐的罐口；所述上限位位置是指所述盛料杯高于盖板顶部的预设高度的位置。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取盛料杯位于液氮罐内的浸泡时间之前，还包括：

检测所述盛料杯的下降位置；

如果所述下降位置到达下限位位置，则生成计时开始信号，统计所述盛料杯在液氮罐内的浸泡时间；所述下限位位置是指所述盛料杯位于液氮罐中部的位置。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

获取液位传感器检测的液氮罐内液氮的液位值；

如果所述液位值达到低液位阈值时，生成补液信号；

将所述补液信号发送至低温电磁阀，使低温电磁阀开启，以控制补液罐对液氮罐进行补液操作。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：

获取液位传感器检测的液氮罐进行补液后的当前液位值；

如果所述当前液位值达到高液位阈值，生成停止补液信号；

将所述停止补液信号发送至低温电磁阀，使低温电磁阀关闭，以控制补液罐停止对液氮罐进行补液操作。

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