CN111135917A - 研磨组件和研磨仪 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种研磨组件和研磨仪。该研磨组件包括研磨器，所述研磨器高速转动对物料进行研磨处理；移动机构，至少驱使所述研磨器能在竖直方向上移动；运料机构，包括料筒，所述研磨器插入所述料筒中，对所述料筒中物料进行研磨；转动机构，能绕预设方向转动；所述料筒设有多个，沿所述转动机构的转动周向上设在所述转动机构上，在所述研磨器向上移动至高于所述料筒时，所述转动机构转动至相邻的所述料筒移动到所述研磨器下方。通过研磨器被带动竖直方向上移动，对料筒进行更换，可实现连续进行研磨操作；另外还方便对升起的研磨器进行清洗，降低了人工劳动强度。

Description

研磨组件和研磨仪

技术领域

本申请属于食品检测设备技术领域，具体涉及一种研磨组件和研磨仪。

背景技术

研磨仪设备主要应用于食品检测的相关机构，属于食品样品前处理领域中的样品制备仪器；食品样品分为植物源样品和动物源样品，常见的植物样品种类：果蔬类、果蔬类加工食品、坚果、植物药材、可可类、粮谷类加工食品；常见的动物样品种类：水产类、食用性动物产品、化妆品原料、非食用性动品、熟制肉类产品等，上述这些样品大多无法直接用于检测，都需要根据样品自身的特性和检测项目的需要进行样品的制备；制备的过程就需要将待检测的样品进行切割、粉碎、研磨等一系列的加工与处理，使其待测成分转变成可测定的形式，用以进行后续定量、定性分析检测；在上述制备样品的过程中，最常用到也是适用面最广的仪器就是刀式混合研磨仪，其工作原理类似家用破碎机。

随着现代科学技术的发展，分析仪器的灵敏度不断提高，分析对象基体的复杂化程度不断增大，在样品采样量和检验方面都有具体的行业规定和要求，但是如何能快速并且符合样品特性地、科学地进行样品制备，却没有完整详细的标准和文献；据统计大约90％的实验误差来自于样品的采集及制备，只有约10％的误差来自于分析仪器。所以样品制备是影响分析结果可靠性的关键环节，样品制备的好坏直接影响检测结果。

目前食品检测机构常用的食品样品制备方法有：纯人工手工制备样品；(使用钵杵等手工碾碎研磨)、使用单体家用破碎仪器(类似榨汁机、豆浆机、料理机等)，这两种方法的缺点明显，在面对种类繁多，数量庞大，来源不一的样品时(每天几十到上百个样品)，效率低、操作复杂、清洗麻烦、无针对性可替换配件、加之家用设备的可靠性低等等缺点被无限放大；而且受操作人员体力、素质、操作规范等方面的影响，样品制备的准确性、均一性、可重复性无法保证。

针对上述情况，部分检测机构开始使用专为实验室开发的样品制备仪器，解决了家用设备可靠性低的缺点，并通过提高功率、转速等方法缩短了单体、单次样品的制备时间，配套了多种材质的配件用于针对不同的检测需求，方便了配件的拆装；但大多设备只针对单体样品的研磨，并且每次研磨后都需要对接触样品的相关配件，如转刀、研磨杯、各类顶盖等进行人工清洗；在面对大量样品的时候依然无法有效降低人员的劳动强度，同理受限于人员的素质和操作规范，无法稳定保证样品的准确性和一致性。

目前市面上，已能看到小部分检测机构开始尝试自动化多样品刀式混合研磨仪，自动化程序控制，可在无人干预的情况下，依次处理3-6个样品；这种设备通过安装于轨道上的可移动的电机，在每研磨完一个样品后，移动到另一个样品上方再进行第二个样品的研磨；电机底部安装有夹紧机构，每个样品上面都预先放好转刀，电机运行至样品上方，通过夹紧机构夹紧下方的转刀，通过电机带动转刀转动，完成切割研磨，研磨过程中，转刀还可以跟随电机做上下运动，增大其研磨位置。通过程序控制，规范了固定品种样品的研磨操作，提高了样品制备的一致性；这种设备虽然最多能放置六个样品，但是每次依然是只能处理一个样品，只是相比于单体单样品研磨设备，仅仅是允许一次放好六个样品，而且每次研磨前都有一个样品固定，以及电机与转刀对刀夹紧的过程，导致其研磨效率提升不大；并且每个放置样品的容器中都需要同时放置转刀和研磨顶盖，研磨前后同样需要人工装卸样品容器和清洗这三种配件；同单体单样品研磨设备相比，仅仅是简化了仪器控制面板的操作次数，制备六个样品从操作六次控制面板变为操作一次；而且受人工操作影响，夹紧对刀失败率很高。

另外由于其研磨罐为固定容积罐体，在研磨开始时，刚放入的食品样品由于自身不规则的形状导致占用体积较大，但随着研磨的进行，样品由粗到细，其体积不断缩小；固定容积的罐体就导致其中很多空间没有样品，样品全部沉于底部和飞溅于侧壁上；转刀长时间处于空转状态无法打到样品，只有通过上下运动和搅动底部的样品飞溅将侧壁上的样品带下来，导致其单体的研磨效率低于单体的研磨仪；均匀性和一致性都会受到影响。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种研磨组件和研磨仪，能够连续化进行研磨操作，结构小巧，使用方便。

为了解决上述问题，本申请提供一种研磨组件，包括

研磨器，所述研磨器高速转动对物料进行研磨处理；

移动机构，至少驱使所述研磨器能在竖直方向上移动；

运料机构，包括

料筒，所述研磨器插入所述料筒中，对所述料筒中物料进行研磨；

转动机构，能绕预设方向转动；所述料筒设有多个，沿所述转动机构的转动周向上设在所述转动机构上，在所述研磨器向上移动至高于所述料筒时，所述转动机构转动至相邻的所述料筒移动到所述研磨器下方。

优选地，所述研磨组件还包括有清洗机构，能对离开所述料筒后的所述研磨器进行清洗。

优选地，所述移动机构还包括能驱使所述研磨器在水平方向上移动。

优选地，所述转动机构包括水平旋转托台，所述料筒活动地设在所述水平旋转托台上。

优选地，所述研磨器设有并排设置的多个。

优选地，每个所述研磨器上套设有压扣所述料筒内物料的顶盖。

优选地，所述清洗机构包括清洗槽和超声波发生器，所述超声波发生器设在所述清洗槽内，对伸入所述清洗槽中的所述研磨器进行超声清洗。

优选地，所述清洗机构还包括有加热装置和/或吹扫装置，所述加热装置和/或吹扫装置设在所述清洗槽上，对所述清洗槽中的液体进行加热和/或吹扫。

优选地，所述水平旋转托台设为圆形、椭圆形或环形跑道的结构，沿所述水平旋转托台周向上能设置一个所述研磨器组，每个所述研磨器组包括至少一个所述研磨器。

根据本申请的另一方面，提供了一种研磨仪，包括如上所述的研磨组件。

本申请提供的一种研磨组件，包括研磨器，所述研磨器高速转动对物料进行研磨处理；移动机构，至少驱使所述研磨器能在竖直方向上移动；运料机构，包括料筒，所述研磨器插入所述料筒中，对所述料筒中物料进行研磨；转动机构，能绕预设方向转动；所述料筒设有多个，沿所述转动机构的转动周向上设在所述转动机构上，在所述研磨器向上移动至高于所述料筒时，所述转动机构转动至相邻的所述料筒移动到所述研磨器下方。通过研磨器被带动竖直方向上移动，对料筒进行更换，可实现连续进行研磨操作；另外还方便对升起的研磨器进行清洗，降低了人工劳动强度。

附图说明

图1为本申请实施例的研磨仪的结构示意图；

图2为本申请实施例的研磨仪另一视角的结构示意图；

图3为本申请实施例的研磨仪的右视图；

图4为本申请实施例的研磨仪的俯视图；

图5为本申请实施例的料筒在转动机构上的布置示意图。

附图标记表示为：

1、研磨器；11、顶盖；2、支架；21、移动机构；3、支撑架；4、料筒；5、水平旋转托台；6、清洗槽。

具体实施方式

结合参见图1至图5所示，根据本申请的实施例，一种研磨组件，包括：

研磨器1，所述研磨器1高速转动对物料进行研磨处理；

移动机构21，至少驱使所述研磨器1能在竖直方向上移动；

运料机构，包括

料筒4，所述研磨器1插设于所述料筒4中，对所述料筒4中物料进行研磨；

转动机构，能绕预设方向转动；所述料筒4设有多个，沿所述转动机构周向上设在所述转动机构上，在所述研磨器1向上移动至高于所述料筒4时，所述转动机构转动至相邻的所述料筒4移动到所述研磨器1下方。

本方案采用移动机构21将研磨器1在竖直方向上移动，这样与研磨器1配合的料筒4就可移走，方便更换；尤其是料筒4是活动设在转动机构上，只有与研磨器1配合的料筒4处于研磨操作过程，其余料筒4就能进行装料或卸料处理，达到连续化运作，确保本方案产品能进行大批量的研磨处理。

在一些实施例中，研磨组件还包括有清洗机构，对所述研磨器1进行清洗。由于研磨器1本身离开了料筒4，此时采用清洗机构，对研磨器1进行清洗，譬如用水冲洗、压缩空气吹扫等，便于清洗后的研磨器1伸入料筒4进行下一次研磨操作。

在一些实施例中，移动机构21还包括能驱使所述研磨器1在水平方向上移动，直至所述研磨器1处于所述清洗机构中。对研磨器1的移动控制，除了竖直方向的运动外，还增加水平方向移动，使得研磨器1的位置多变性，更适宜将研磨器1移动到设在附近的清洗槽6进行清洗或进行其它操作，如吹干。

移动机构21固定在支架2上，支架2上设置步进电机和导轨丝杠来实现移动机构21的水平运动和垂直运动，如支架2上设导轨，利用步进电机驱动移动机构21作水平移动，移动机构21包括另一导轨，结合另一步进电机能完成垂直运动；采用步进电机能控制运行的距离，并辅助传感器做位置检测和安全检测；步进电机也可用伺服电机替代。

在一些实施例中，转动机构包括水平旋转托台5，所述料筒4活动地设在所述水平旋转托台5上。采用水平面上旋转平台，使得多个料筒4可在旋转周向上位置更换，从而在研磨器1上升后方便更换料筒4，进行连续性研磨操作。

转动机构也是通过步进电机加带轮实现旋转，步进电机控制旋转的角度，并辅助传感器做位置检测和安全检测；步进电机也可用伺服电机替代。

在一些实施例中，研磨器1设有并排设置的多个，具体的可将多个研磨器1排列设置，与多个料筒4配合使用，可同步操作，也可每个研磨器1操作不同步；这样增大处理量，提升研磨速度和效率。

在一些实施例中，每个所述研磨器1上套设有压扣所述料筒4中物料的顶盖11，为确保研磨器1与物料接触充实，采用能压缩物料的顶盖11，缩小研磨空间，使得研磨过程的稳定性得到提高，研磨效果好。

在一些实施例中，清洗机构包括清洗槽6和超声波发生器，所述超声波发生器设在所述清洗槽6内，对伸入所述清洗槽6中的所述研磨器1进行超声清洗。采用清洗槽6结构，可对研磨器1进行冷水浸泡冲洗、热水浸泡冲洗，再在清洗槽6中增设超声波发生器，还可对研磨器1进行超声清洗，清洗速度大大提高，更有利于提高研磨速度和效率

在一些实施例中，清洗机构还包括有加热装置和/或吹扫装置，所述加热装置设在所述清洗槽6内，对所述清洗槽6中的液体进行加热和/或吹扫。在清洗槽6中设置加热装置，对于一些溶解度不高的难溶物，加热加快清洗速度，提高清洗效率；在清洗槽6中设置吹扫装置，对清洗干净的研磨器1进行吹干处理。

在一些实施例中，水平旋转托台5设为圆形、椭圆形或跑道环形的结构，沿所述水平旋转托台5周向上能设置1个所述研磨器1组，每个所述研磨器1组包括至少一个研磨器1。在水平旋转托台5上设置数量较多的料筒4时，可采用圆形、椭圆形或跑道环形的托台结构，同时多个料筒4进行研磨处理，速度快，效率高。

料筒4可分为多组，每组包括至少一个，与每组研磨器1的数量相对应，如图5所示，能同步对多个料筒4的物料进行研磨处理。

根据本申请的另一实施例，一种研磨仪，包括如上所述的研磨组件。

本申请的研磨仪，由几大部分组成：混合研磨机构、水平垂直运动机构、自动清洗系统、自动进/出样品系统和刚性支持机构。

混合研磨机构由两个切割研磨器1头、两个自动下压顶盖11、电机驱动机构、结构支撑机构组成；通过电机带动刀头高速运动，切割研磨样品。

水平垂直运动机构由水平运动机构、垂直运动机构组成；混合研磨机构通过螺钉与水平垂直运动机构相连，水平垂直运动机构通过安装于其内部的、两套机构，带动混合研磨机构在一定范围内进行水平、垂直运动；完成从混合研磨到自动清洗全流程中需要用到的全部水平与垂直动作。

自动清洗系统由清洗槽6、超声波发生器、加热测温系统、进放水系统和吹扫装置。

混合研磨机构对样品完成混合研磨后，由水平垂直运动机构带动到自动清洗系统，对混合研磨机构下端的两个切割研磨器1头、两个自动下压顶盖11等与样品接触的部件进行清洗，清洗方案有冷水浸泡冲洗、热水浸泡冲洗、超声波清洗、压缩空气吹扫。

自动进/出样品系统由放置样品的研磨杯，研磨杯定位底托，研磨杯旋转机构组成，旋转机构上端有研磨杯托盘，通过内部的电机带动托盘再带动研磨杯绕托盘中心旋转。

研磨杯旋转机构上可放置多个研磨杯，以六个研磨杯为例，以2个研磨杯为一组，可分为三组三个区域，分别为研磨工作区域、等待区域、取放区域；在取放区域拿取研磨完成的样品，并放置待研磨的样品，研磨杯旋转机构通过安装其内部的电机驱动旋转研磨杯进入等待区域，混合研磨机构完成位于工作区域的两个样品的研磨后进入自动清洗区域，此时，等待区域的两个样品转入工作区域，工作区域的两个样品转入取放区域；混合研磨机构清洗完成后再次进入工作区域进行样品研磨；如此循环，可实现不停机的连续处理；同理研磨杯的数量可以减少至4个，或扩大至8、9、10等等，以此类推。

本申请使用双刀头方案，可一次同时研磨两个样品，与传统仪器相比，效率翻倍；同理，由于考虑到仪器的尺寸限制(实验仪器不宜过大)，如果放宽尺寸，也可以变成3刀头、4刀头、5刀头等的研磨设备。

每个刀头上方带有自动下压顶盖11，在研磨时，可随研磨样品体积的变化自动压缩研磨空间，避免因样品从粗到细导致的体积变小，刀头空打的问题。

本申请带有自动清洗系统，可自动清洗除研磨杯外的其它与样品接触的部件，降低人工操作强度，便于规范化清洗流程，提高样品制备的一致性和准确性。

在样品制备的整个过程中，由于混合研磨机构只在工作区域和自动清洗系统之间来回运动，不经过其它待处理或已处理样品区域，既减少行程提高效率，也避免了残留在机构上的样品对其它样品的交叉污染。

研磨杯旋转机构可将多个样品自然的划分出工作区域与非工作区域，两大互不影响的区域可使研磨与样品的取放互不影响，实现更多样品的连续做样。

整个制备样品的过程，人工只需完成样品的取放和研磨杯的清洗，大大降低了人工劳动强度；如果配套机械手来替代人工操作取放研磨样品，就可以实现全自动化的多样品混合研磨制备。

本申请通过上述设计实现高效率的研磨，自动的清洗刀头等部件，连续的样品取放制样，全程无交叉污染，提高制样总体效率，降低人工劳动强度，减少人为误差，通过自动化程序(对统一的样品，编写统一的研磨、清洗程序，通过条形码的读取来简化研磨前的准备工作)规范统一操作流程，提高样品制备的准确性、一致性、可重复性；对大量、复杂样品制备的客户提供了解决方案；模块化的结构使其具备进一步的自动化应用(如增加机械手)和改造，方便客户多样化的需求。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种研磨组件，其特征在于，包括：

研磨器(1)，所述研磨器(1)高速转动对物料进行研磨处理；

移动机构(21)，至少驱使所述研磨器(1)能在竖直方向上移动；

运料机构，包括

料筒(4)，所述研磨器(1)插入所述料筒(4)中，对所述料筒(4)中物料进行研磨；

转动机构，能绕预设方向转动；所述料筒(4)设有多个，沿所述转动机构的转动周向上设在所述转动机构上，在所述研磨器(1)向上移动至高于所述料筒(4)时，所述转动机构转动至相邻的所述料筒(4)移动到所述研磨器(1)下方。

2.根据权利要求1所述的研磨组件，其特征在于，所述研磨组件还包括有清洗机构，能对离开所述料筒(4)后的所述研磨器(1)进行清洗。

3.根据权利要求2所述的研磨组件，其特征在于，所述移动机构(21)还包括能驱使所述研磨器(1)在水平方向上移动。

4.根据权利要求1或2所述的研磨组件，其特征在于，所述转动机构包括水平旋转托台(5)，所述料筒(4)活动地设在所述水平旋转托台(5)上。

5.根据权利要求1或2所述的研磨组件，其特征在于，所述研磨器(1)设有并排设置的多个。

6.根据权利要求5所述的研磨组件，其特征在于，每个所述研磨器(1)上套设有压扣所述料筒(4)内物料的顶盖(11)。

7.根据权利要求2所述的研磨组件，其特征在于，所述清洗机构包括清洗槽(6)和超声波发生器，所述超声波发生器设在所述清洗槽(6)内，对伸入所述清洗槽(6)中的所述研磨器(1)进行超声清洗。

8.根据权利要求7所述的研磨组件，其特征在于，所述清洗机构还包括有加热装置和/或吹扫装置，所述加热装置和/或吹扫装置设在所述清洗槽(6)上，对所述清洗槽(6)中的液体进行加热和/或吹扫。

9.根据权利要求4所述的研磨组件，其特征在于，所述水平旋转托台(5)设为圆形、椭圆形或环形跑道的结构，沿所述水平旋转托台(5)周向上设置一个所述研磨器组，每个所述研磨器组包括至少一个所述研磨器(1)。

10.一种研磨仪，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的研磨组件。

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