CN111282688B - 一种一体化智能研磨分筛仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种一体化智能研磨分筛仪，外箱、研磨装置、分筛装置、气孔、循环净化系统、环境控制系统、安全控制系统和数据处理系统；所述研磨装置、分筛装置和气孔分别设置在外箱中，所述循环净化系统、环境控制系统、安全控制系统和数据处理系统设置在外箱下方的控制舱中，通过设置上述结构，本发明可全面地收集工作空间内的环境数据信息，并通过相应的控制系统智能对其进行调节，从而降低外界因素对研磨分筛过程的影响并且确保装置使用的安全性，同时通过对控制离心研磨和超声波机械复合震荡分筛的使用，可有效提高研磨效率、提升分筛精度。

Description

一种一体化智能研磨分筛仪

技术领域

本发明涉及颗粒材料的研磨筛分领域，特别是一种一体化智能研磨分筛仪。

背景技术

黏土的吸水膨胀情况在钻井液对井壁稳定性研究以及钻井液体系的构建与改良上具有重要指导作用，而不同尺寸的黏土颗粒在一定条件下的吸附水类型和吸附水含量不同，需要通过研磨及筛分操作选择出合适于研究的黏土颗粒。在黏土粉末研磨和分筛过程中，黏土样品较多的情况下，研磨和分筛周期很长，并且受环境因素和人为因素影响比较大，处理过程繁琐，中途的不可控因素经常导致吸水实验失败或实验结果误差过大，影响研究进程。现有的研磨装置在样品较多时研磨不均匀、不充分，研磨效率低；敞放式条件下操作易造成粉尘泄露，对环境造成污染并对实验人员的健康有危害，在室内封闭环境下还有引起粉尘爆炸可能；分筛装置多局限于单一的超声波震荡或单一的机械震荡方式，筛网附着吸附环境中的水、氧、有机物形成的团簇颗粒或黏土颗粒团聚体，造成分筛效率低；黏土粒径一般可小至纳米级，研磨产生粒径范围20nm～50μm，震筛时易悬浮不落筛，难以满足实际要求。

发明内容

为解决现有技术条件的不足，本发明提出了一种一体化智能研磨分筛仪。

本发明涉及一种一体化智能研磨分筛仪，包括外箱、研磨装置、分筛装置、气孔、循环净化系统、环境控制系统、安全控制系统和数据处理系统，所述外箱内部设有工作室，所述工作室下方设有控制舱，所述外箱后壁上设有与所述控制舱连通的气体流道，所述外箱包括透明玻璃面、手套窗、置物门、置物搁板、控制面板、移动底架、导热板、半导体制冷器，所述透明玻璃面设置在外箱正面，两组所述手套窗设置在透明玻璃面中部，所述置物门设置在外箱侧面；所述置物搁板设置在所述工作室后方内壁上；所述控制面板设在外箱侧面，所述移动底架包括移动轮和移动轮上方的可调节式垫脚，所述移动底架共四组分别设置于箱体底部四角，所述导热板设置在工作室一侧内壁上，所述半导体制冷器设置在工作室后方内壁上部；所述数据处理系统设置在控制舱中，并与控制面板电连接；所述气孔包括进气口和出气口，所述进气口和所述出气口并排设置在所述工作室后方内壁上；所述循环净化系统设置在控制舱中，与进气口和出气口构成循环管路，并与数据处理系统电连接。所述环境控制系统设置在控制舱中，与所述导热板、所述半导体制冷器和所述数据处理系统电连接，并与外箱后壁上的气体流道连通；所述安全控制系统设置在控制舱内，经管路连通外箱工作室内和外箱外部，并与数据处理系统电连接；所述研磨装置设置在工作室中，包括研磨盘、研磨罐、研磨球、凹槽、固定盖、拉环，研磨控制器、拉伸弹簧、升降臂、旋转电机；所述旋转电机设置在控制舱中，上方设置有升降臂；所述研磨盘设置在工作室内一侧底部，所述升降臂分别穿过研磨盘和固定盖中心，所述拉伸弹簧外套在升降臂上，并连接研磨盘和固定盖；所述研磨盘上设置有4个均匀分布的凹槽，所述凹槽底部分别设置有不同直径的阶梯状环形内凸边，环形内凸边上分别设置有4个直径与之对应的研磨罐，所述研磨罐中分别设置有对应规格的研磨球；所述拉环设置在固定盖顶部；所述研磨控制器设置在控制舱中，紧靠旋转电机，并与控制面板、旋转电机和数据处理系统相连。所述分筛装置包括底座、内筛框、外筛框、盖板、加盖式进料口、漏斗形导流管、接料器、初级筛网、初级出料口、机械震荡机构、超声波震荡机构、次级筛网、分筛控制器；所述底座设置在工作室一侧底面上，所述接料器设置在底座上，所述漏斗形导流管设置在接料器上方，所述外筛框设置在盖板下方，两侧设置有机械震荡机构，表面设有初级筛网，所述内筛框设置在漏斗形导流管上方，表面设有次级筛网，所述次级筛网下方设置有超声波震荡机构，所述初级出料口设置在外筛框一侧；所述盖板上方设置有加盖式进料口；所述分筛控制器设置在控制舱中，并分别与超声波震荡机构、机械震荡机构和数据处理系统电连接。

进一步的，所述外箱外部还设有绝热密封层，箱体上设置有与数据处理系统电连接的电脑数据线接口。

进一步的，所述外箱背面还设有两组气泡水平仪。

进一步的，所述循环净化系统还中包括有水氧浓度分析仪、水氧净化罐和有机溶剂吸附罐。

进一步的，所述固定盖下方分别设置有4个含有环形内凸边的圆槽，且环形内凸边规格和分布与所述研磨盘上的凹槽中的环形内凸边的规格和分布相同。

进一步的，所述拉伸弹簧的自由长度小于研磨盘和固定盖接触时的拉伸弹簧的长度。

本发明的优点是：

1、本发明可智能调节控制物料样品的研磨和分筛环境(水氧环境、有机物浓度、温度、湿度与压力)，设备精密度较高，可有效消除研磨分筛环境中的干扰因素对研磨分筛操作的影响，确保后续研究过程中数据的可靠性。

2、通过制造密闭工作室避免粉粒扩散，同时实时监控仪器内外的粉尘浓度，并对其进行智能反馈调节，确保使用人员的健康，消除安全隐患。

3、通过控制离心研磨，超声波机械复合震荡分筛，能够提高控制研磨效率和分筛精度，减少了实验人员的工作量，提高了整个流程的效率。

4、研磨装置中的研磨盘与固定盖使用升降臂外套拉伸弹簧形式连接，连接结构简单，方便取出研磨罐，提高了更换研磨罐和重新研磨的效率。

5、研磨盘中的凹槽内部和固定盖中的圆槽内部分别设置有阶梯状环形内凸边，可根据研磨需要分别放入不同容量规格的研磨罐压紧研磨，适用范围广泛。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明电路连接结构图；

图3是本发明正视结构示意图；

图4是研磨装置结构示意图；

图5是分筛装置结构示意图；

图6是控制舱内部俯视结构示意图；

图中1外箱，2控制舱，3透明玻璃面，4手套窗，5置物门，6置物搁板，7控制面板，8移动底架，9导热板，10半导体制冷器，A研磨装置，A1研磨盘，A2研磨罐，A3研磨球，A4凹槽，A5固定盖，A6升降臂，A7研磨控制器，A8拉伸弹簧，A9升降臂，A10旋转电机，B分筛装置，B1底座，B2内筛框，B3外筛框，B4盖板，B5加盖式进料口，B6漏斗形导流管，B7接料器，B8初级筛网，B9初级出料口，B10机械震荡机构，B11超声波震荡机构，B12次级筛网，B13分筛控制器，C气孔，C1进气口，C2出气口，D循环净化系统，E环境控制系统，F安全控制系统，G数据处理系统。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

在本发明的描述中，需指出的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，不能理解为对本发明的限制。

实施例：

参照图1至图6，外箱1外部设有绝热密封层，背面设有两组气泡水平仪，外箱1内部设有工作室，工作室下方设有控制舱2，外箱1后壁上设有与控制舱2连通的气体流道，透明玻璃面3设置在外箱1正面，两组手套窗4设置在透明玻璃面3中部，置物门5设置在外箱1侧面，置物搁板6设置在所述工作室后方内壁上，控制面板7设在外箱1侧面，移动底架8共四组分别设置于箱体底部四角，导热板9设置在工作室一侧内壁上，半导体制冷器10设置在工作室后方内壁上部；

数据处理系统G设置在控制舱2中，并与控制面板7电连接，箱体上设置有与数据处理系统G电连接的电脑数据线接口，进气口C1和所述出气口C2并排设置在所述工作室后方内壁上，环境控制系统E设置在控制舱中，导热板9、半导体制冷器10和数据处理系统G电连接，并与外箱1后壁上的气体流道连通，从而智能控制工作室内温度稳定，安全控制系统F设置在控制舱2中，连通外箱1工作室内和外箱1外部，并与数据处理系统G相连，循环净化系统D设置在控制舱2中，内部设有水氧分析仪、水氧净化罐和有机溶剂吸附罐并经过管路连接，以净化吸附工作室内部悬浮的多余水分、氧气和有机杂质，循环净化系统D内部管路与进气口C1和出气口C2分别相连，并与数据处理系统G电连接。

研磨装置A设置在工作室中，旋转电机A10设置在控制舱2中，上方设置有升降臂A9，研磨盘A1设置在工作室内一侧底部，升降臂A9分别穿过研磨盘A1和固定盖A5中心，拉伸弹簧A8外套在升降臂A9上，并连接研磨盘A1和固定盖A5，升降臂A9可随拉伸弹簧A8的形变产生相应上下位移，研磨盘A1上设置有4个均匀分布的凹槽A4，凹槽A4底部分别设置有不同直径的阶梯状环形内凸边以适应不同直径的研磨罐A2，相应的研磨罐A2中分别设置有对应规格的研磨球A3，固定盖A5底部的圆槽的结构和规格与凹槽A4相同，拉环A6设置在固定盖A5顶部，研磨控制器A7设置在控制舱2中，紧靠旋转电机A10，并与控制面板7、旋转电机A10和数据处理系统G相连。

分筛装置B中的底座B1设置在工作室一侧底面上，接料器B7设置在底座B1上，漏斗形导流管B6设置在接料器B7上方，外筛框B3设置在盖板B4下方，两侧设置有机械震荡机构B10，表面设有初级筛网B8，内筛框B2设置在漏斗形导流管B6上方，表面设有次级筛网B12，次级筛网B12下方设置有超声波震荡机构B11，初级出料口B9设置在外筛框B3一侧，所述盖板B4上方设置有加盖式进料口B5，分筛控制器B13设置在控制舱2中，并分别与超声波震荡机构B11、机械震荡机构B10和数据处理系统G电连接，使从加盖式进料口B5中加入的研磨后样品依次经过机械震荡筛网和超声波震荡筛网的分筛后收集至接料器B7中备用。

发明使用流程：

首先通过气泡水平仪确定装置水平状态，并调节移动底架8至装置水平，之后连接数据处理系统G和外接电脑，启动数据处理系统G和控制面板7，通过控制面板7控制循环净化系统D、环境控制系统E、安全控制系统F启动预热，并控制循环净化系统D工作，对工作室中的气体环境进行净化，除去其中悬浮有机物和悬浮颗粒杂质；操作控制面板控制环境控制系统E和与其相连的导热板9及半导体制冷器10将工作室内空气中的水氧含量、气压、温湿度等因子保持最适工作范围内；启动安全控制系统F，对工作室内部气体粉尘情况进行监控，若安全控制系统F监测到粉尘浓度升高至报警限的情况出现时，会将信息反馈至数据处理系统G中，在控制面板7上发出报警提示，并启动循环净化系统D对工作室中的粉尘进行净化。

当工作室中达到最适工作条件之后，选择200ml容量研磨罐A2，在电子天平上对烘干后黏土样品进行精确称量，之后将称量完成的黏土样品全量转移至研磨罐A2中，确保黏土样品的量不超过研磨罐A2体积的2/3，并开启置物门5，将装有黏土样品的研磨罐A2放在置物隔板6上平衡30min，之后根据实验要求确定球料比，然后放入5mm研磨球A3，确定球料比5：1，使用手套窗4中的橡胶手套提住拉环A6将固定盖A5拉起，并将放料后的研磨罐A2设置在圆形凹槽A4内对应200ml容量研磨罐A2规格的环状内凸边上，然后逐渐放松拉环A6，利用拉伸弹簧A8的复位效应，将固定盖A5底部圆槽中的环状内凸边与研磨罐A2顶部相匹配卡紧。

然后通过控制面板7设定好研磨时间和转速，并启动研磨控制器A7，控制转速为500rpm高转速，研磨时间30min，使旋转电机A10依照条件开始工作，对黏土样品进行研磨，此时工作室内各种环境数据和旋转数据均反映在控制面板7上，便于使用者监控。

研磨完成后，打开固定盖A5，拉起固定盖A5取出研磨完成的研磨罐A2，使用橡胶手套将研磨罐A2中研磨完毕的物料经盖板B4上方加盖式进料口B5全部倒入分筛装置B外筛框B3内的初级筛网B8上，通过控制面板7控制分筛控制器B13，设定分筛时间，调节超声波震荡机构、机械震荡机够开始工作，进行黏土分筛步骤。分筛完成后，取出接料器B7，将其中收集到的分筛完毕物料用于后续实验操作，然后取下盖板B4，将无法通过初级筛网B8的物料残渣从初级出料口B9扫出外筛框B8收集，之后依次取下初级筛网B8和次级筛网B12进行清理。

整个研磨分筛过程中的环境、报警、研磨和分筛条件数据均经过数据处理系统G传至外接电脑上，数据图表自动生成并保存在设定存储路径，便于实验物料的溯源。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种一体化智能研磨分筛仪，包括外箱（1）、研磨装置（A）、分筛装置（B）、气孔（C）、循环净化系统（D）、环境控制系统（E）、安全控制系统（F）和数据处理系统（G),其特征在于，所述外箱（1）内部设有工作室，所述工作室下方设有控制舱（2），并与外箱（1）经过后壁上的气体流道连通，所述外箱（1）包括透明玻璃面（3）、手套窗（4）、置物门（5）、置物搁板（6）、控制面板（7）、移动底架（8）、导热板（9）、半导体制冷器（10），所述外箱（1）正面设有透明玻璃面（3），外箱（1）侧面分别设有置物门（5）和控制面板（7），所述透明玻璃面（3）中部设有两组手套窗（4），所述工作室后方内壁上设有置物搁板（6），所述移动底架（8）共四组分别设置于箱体底部四角，包括移动轮和移动轮上方的可调节式垫脚，所述导热板（9）设置在工作室一侧内壁上，所述半导体制冷器（10）设置在工作室后方内壁上部；所述数据处理系统（G）设置在控制舱（2）中，并与控制面板（7）电连接；所述气孔（C）包括进气口（C1）和出气口（C2），其中所述进气口（C1）和所述出气口（C2）并排设置在所述工作室后方内壁上；所述环境控制系统（E）设置在控制舱中，与所述导热板（9）、所述半导体制冷器（10）和所述数据处理系统（G）电连接；

所述安全控制系统（F）设置在控制舱（2）内，经管路连通外箱（1）工作室内和外箱（1）外部，并与数据处理系统（G）电连接；所述循环净化系统（D）设置在控制舱（2）中，与进气口（C1）和出气口（C2）构成循环管路，并与数据处理系统（G）电连接；

所述研磨装置（A）设置在工作室中，包括研磨盘（A1）、研磨罐（A2）、研磨球（A3）、凹槽（A4）、固定盖（A5）、拉环（A6），研磨控制器（A7）、拉伸弹簧（A8）、升降臂（A9）、旋转电机（A10）；所述旋转电机（A10）设置在控制舱（2）中，上方设置有升降臂（A9）；所述研磨盘（A1）设置在工作室内一侧底部，所述升降臂（A9）分别穿过研磨盘（A1）和固定盖（A5）中心，所述拉伸弹簧（A8）外套在升降臂（A9）上，并连接研磨盘（A1）和固定盖（A5）；所述研磨盘（A1）上设置有4个均匀分布的凹槽（A4），所述凹槽（A4）底部分别设置有不同直径的阶梯状环形内凸边，环形内凸边上分别设置有4个直径与之对应的研磨罐（A2），所述研磨罐（A2）中分别设置有对应规格的研磨球（A3）；所述拉环（A6）设置在固定盖（A5）顶部；所述研磨控制器（A7）设置在控制舱（2）中，紧靠旋转电机（A10），并与控制面板（7）、旋转电机（A10）和数据处理系统（G）相连。

2.根据权利要求1所述的一种一体化智能研磨分筛仪，其特征在于：所述分筛装置（B）包括底座（B1）、内筛框（B2）、外筛框（B3）、盖板（B4）、加盖式进料口（B5）、漏斗形导流管（B6）、接料器（B7）、初级筛网（B8）、初级出料口（B9）、机械震荡机构（B10）、超声波震荡机构（B11）、次级筛网（B12）、分筛控制器（B13）；所述底座（B1）设置在工作室一侧底面上，所述接料器（B7）设置在底座（B1）上，所述漏斗形导流管（B6）设置在接料器（B7）上方，所述外筛框（B3）设置在盖板（B4）下方，两侧设置有机械震荡机构（B10），表面设有初级筛网（B8），所述内筛框（B2）设置在漏斗形导流管（B6）上方，表面设有次级筛网（B12），所述次级筛网（B12）下方设置有超声波震荡机构（B11），所述初级出料口（B9）设置在外筛框（B3）一侧；所述盖板（B4）上方设置有加盖式进料口（B5）；所述分筛控制器（B13）设置在控制舱（2）中，并分别与超声波震荡机构（B11）、机械震荡机构（B10）和数据处理系统（G）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种一体化智能研磨分筛仪，其特征在于：所述外箱（1）外部还设有绝热密封层，箱体上设置有与数据处理系统（G）电连接的电脑数据线接口。

4.根据权利要求1所述的一种一体化智能研磨分筛仪，其特征在于：所述外箱（1）背面还设有两组气泡水平仪。

5.根据权利要求1所述的一种一体化智能研磨分筛仪，其特征在于：所述循环净化系统（D）中包括水氧浓度分析仪、水氧净化罐和有机溶剂吸附罐。

6.根据权利要求1所述的一种一体化智能研磨分筛仪，其特征在于：所述固定盖（A5）下方分别设置有4个含有环形内凸边的圆槽，且环形内凸边规格和分布与所述研磨盘（A1）上的凹槽（A4）中的环形内凸边的规格和分布相同。

7.根据权利要求1所述的一种一体化智能研磨分筛仪，其特征在于：所述拉伸弹簧（A8）的自由长度小于研磨盘（A1）和固定盖（A5）接触时的拉伸弹簧（A8）的长度。

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