CN114459868B - 用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置，其包括底座与中空状的容器，容器设置在底座上方，容器与底座之间形成一个可容纳固体粉末样品的空间；容器内侧壁的轴向截面呈沿轴向方向逐渐缩小的形状，形成大端与小端；容器内侧壁的径向截面呈圆形；底座顶部设有一个可形成旋转气流的驱动机构，旋转气流沿容器内侧壁从容器的大端向容器的小端旋转流动，从容器中心回流；容器的内侧壁上设有若干取样隔板。本发明旨在提供一种用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置，利用粉末颗粒中不同成分物质的物理性质的差别，利用旋转气流快速地、粗略地将固体粉末样品分为几部分，便于后续的检测与分析。

Description

用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置

技术领域

本发明涉及检测检验技术领域，具体涉及一种用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置。

背景技术

对固体粉末样品所含有机物或者无机成分的检测，一直是仪器分析设备制造商研究和发展的重要方向。目前化学化工领域的分离方法和分离设备，没有一种能够满足小型便携、快速操作，并以颗粒大小、密度、形状为目标参数进行精确度不高的快速分离的要求。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置，利用粉末颗粒中不同成分物质的物理性质的差别，快速地、粗略地将固体粉末样品分为几部分，便于用拉曼光谱分析仪或其它化学分析仪器对其成分进行分别的检测与分析。

本发明所采用的技术方案：一种用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置，包括底座与中空状的容器，所述容器设置在底座上方，所述容器与底座之间形成一个可容纳固体粉末样品的空间；所述容器内侧壁的轴向截面呈沿轴向方向逐渐缩小的形状，形成大端与小端；容器内侧壁的径向截面呈圆形；所述底座顶部设有一个可形成旋转气流的驱动机构，所述旋转气流沿容器内侧壁从容器的大端向容器的小端旋转流动，从容器中心回流；所述容器的内侧壁上设有若干取样隔板。

作为优选方案，所述容器侧壁设有开口，所述开口上可拆卸地安装有盖板，所述盖板靠近容器的一侧设有与开口相适配的凸台，且凸台远离盖板的一侧与容器内侧壁相适配；所述取样隔板设置在凸台上。作为进一步的优选方案，所述盖板远离凸台的一侧设有把手；所述盖板通过凸台扣合在开口上。

作为优选方案，所述容器顶部可拆卸地安装有收集盖，所述收集盖内部设有一个用于吸附细小粉末的粉末吸附空间。作为进一步的优选方案，所述容器采用透明材料制成。

作为优选方案，所述容器内侧壁的轴向截面呈上小下大的梯形或鼓形。

作为优选方案，所述底座顶部设有一个粉末容纳槽，所述容器可拆卸地安装在粉末容纳槽顶部；所述底座底部设有一个电控槽，所述驱动机构放置在电控槽内，所述电控槽底部可拆卸地安装有底盖。作为进一步的优选方案，所述驱动机构包括调速器、控制电路板、驱动电机以及供电电源；所述驱动电机安装在电控槽顶部，驱动电机的输出轴穿过粉末容纳槽底部后连接有螺旋桨状叶片；所述调速器、驱动电机、供电电源分别电连接在控制电路板上，调速器的调节端穿过电控槽侧壁后连接有调节旋钮；所述供电电源为驱动电机进行供电。

作为优选方案，所述取样隔板数量最少为一个，且当取样隔板数量大于一个时，其从上往下分布在容器侧壁。

本发明采用上述结构后的有益效果为：通过驱动机构产生旋转气流，带动固体粉末样品沿容器壁做旋转运动，在旋转气流向上、向内的推力以及固体粉末样品本身的离心趋势的共同作用下，将不同密度、大小、形状的固体粉末样品沿容器壁形成梯度分层，实现对固体粉末样品进行初步快速分离的功能。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中旋转气流的流动走向图；

图3为本发明实施例的整体结构分解图；

图4为本发明实施例的结构剖视图；

图5为本发明实施例中取样隔板的结构示意图。

图中：1-底座，2-容器，3-驱动机构，4-取样隔板，5-收集盖，6-底盖；11-粉末容纳槽，12-电控槽；21-开口，22-盖板，23-凸台，24-把手；31-调速器，32-控制电路板，33-驱动电机，34-供电电源，35-螺旋桨状叶片，36-调节旋钮；51-粉末吸附空间。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-5所示的一种用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置，包括底座1与中空状的容器2，所述容器2设置在底座1上方，所述容器2与底座1之间形成一个可容纳固体粉末样品的空间；所述容器2内侧壁的轴向截面呈沿轴向方向逐渐缩小的形状，形成大端与小端；容器2内侧壁的径向截面呈圆形；所述底座1顶部设有一个可形成旋转气流的驱动机构3，所述旋转气流沿容器2内侧壁从容器2的大端向容器2的小端旋转流动，从容器2中心回流；所述容器2的内侧壁上设有若干取样隔板4。

使用时将适量待分离的固体粉末样品放入容器2内，并开启驱动机构3形成旋转气流，所述旋转气流沿容器2内壁旋转上升，从容器2的中部空间旋转下降，形成容器2内气流的轴向和径向的循环；待分离的固体粉末样品被旋转气流带动沿容器2壁旋转，旋转过程中同时受到旋转气流向上运动的推力以及容器2内侧壁对粉末离心运动的向心约束力。

随着固体粉末样品沿容器2壁的逐渐上升，旋转气流对固体粉末样品的向上推力逐渐减小；同时随着固体粉末样品的上升，容器2内侧壁的直径也会逐渐减小，容器2内侧壁相应位置上的固体粉末样品的旋转角速度逐渐增加，固体粉末样品克服离心趋势所需要的向心加速度增加。

在上述几种力的作用下，颗粒小、密度小的固体粉末样品逐渐移动到容器2上部的适当位置达到力学平衡，颗粒大、密度大的固体粉末样品更容易在容器2的中、下部旋转并在适当的轴向高度的位置达到力学平衡。

此时操作者关闭驱动机构3的工作，容器2内的固体粉末样品就会粗略地按照大小及密度的不同，落在不同高度的取样隔板4上，剩余的固体粉末样品则落到底座1顶部；原始的固体粉末样品被快速地、粗略地分为几部分，这几部分样品是按照颗粒大小及密度的不同，从上到下以梯度排布，以便于后续拉曼光谱分析仪或其它化学分析仪器对其成分进行分别地扫描和检测。

作为优选方案，所述容器2内侧壁的轴向截面可呈整体从下往上逐渐缩小的结构或部分从下往上逐渐缩小的结构，只要可形成容纳固体粉末样品及供旋转气流带动固体粉末样品流动的空间即可；所述容器2内侧壁的径向截面可呈圆形或椭圆形或多边形或不规则图形，当容器2内侧壁的径向截面呈多边形或不规则图形时，各边之间需要设置弧形角，以便于旋转气流的流动；其中所述容器2内侧壁的径向截面呈圆形最有利于旋转气流的流动。

作为优选方案，所述容器2侧壁设有开口21，所述开口21上可拆卸地安装有盖板22，所述盖板22靠近容器2的一侧设有与开口21相适配的凸台23，且凸台23远离盖板22的一侧与容器2内侧壁相适配；所述取样隔板4设置在凸台23上。

由于化学分析仪器隔着容器2对固体粉末样品进行检测会降低检测精度，因此设置可拆卸的取样隔板4结构，在对固体粉末样品分离结束后，可通过盖板22将取样隔板4取出，以便于化学分析仪器直接对取样隔板4上的固体粉末样品进行分析，提高检测精度。

所述凸台23远离盖板22的一侧与容器2内侧壁相适配，使凸台远离盖板22的一侧可代替容器2因开口21所缺失的内壁，使旋转气流可顺畅流动。

作为进一步的优选方案，所述盖板22远离凸台23的一侧设有把手24或者类似功能的方便取下盖板的结构；所述盖板22通过凸台23扣合在开口21上，设置把手24可便于使用者将盖板22从容器2侧壁分离。所述凸台23与开口21之间设有第一密封圈(图中未示出)，所述凸台23通过第一密封圈扣合在开口21上，第一密封圈则用于密封开口21与凸台23之间的缝隙，避免在进行粉末分离操作时固体粉末样品从缝隙跑出造成浪费。在开口21与凸台23贴合程度足够好或盖板22与容器2贴合程度足够好的情况下，也可省略该第一密封圈。

作为优选方案，所述容器2顶部可拆卸地安装有收集盖5，所述收集盖5内部设有一个用于吸附细小粉末的粉末吸附空间51。

在固体粉末样品进行分离时，一些非常细小的粉末，会因为带有静电而粘附在收集盖5的粉末吸附空间51内，有助于提高固体粉末样品的分离效果。所述容器2顶部与收集盖5之间可设置第二密封圈(图中未示出)，以提高容器2顶部于收集盖5之间的密封性，避免样品泄漏造成浪费。

作为进一步的优选方案，所述容器2顶部设有一个中空且竖直凸起的环状结构，所述收集盖5可拆卸地安装在该环状结构上，所述收集盖5底部的内侧或外侧与该环状结构重叠接触，且其两者的接触面均为圆锥形结构以利于密封。当收集盖内侧与该环状结构的外侧密封接触时，粉末吸附空间51位于收集盖内侧顶部。所述环状结构的横截面可呈圆形或多边形或不规则形状。

作为进一步的优选方案，收集盖5与所述容器2顶部之间可采用螺纹连接或卡扣连接等常规连接结构。

作为进一步的优选方案，所述容器2、收集盖5、盖板22采用透明材料制成，透明材料可便于使用者观察固体粉末样品的分离效果，加快分离效率，当然所述容器2、收集盖5或盖板22也可采用非透明材料或部分透明的复合材料制成。

作为优选方案，所述容器2内侧壁的轴向截面呈上小下大的梯形或鼓形，由于鼓形的弧度变化坡度较缓，旋转气流在容器2内侧壁上的流动更顺畅，因此其固体粉末样品的分离效果比梯形的分离效果更好。

作为进一步的优选方案，所述容器2内侧壁也可以由多个不同倾斜度的锥形或鼓形或类似结构组成，使得容器2的内侧壁形成由下向上逐渐减小，且旋转气流上升阻力较小的形状。

作为优选方案，所述底座1顶部设有一个粉末容纳槽11，所述容器2可拆卸地安装在粉末容纳槽11顶部；所述底座1底部设有一个电控槽12，所述驱动机构3放置在电控槽12内，所述电控槽12底部可拆卸地安装有底盖6。该结构可便于装置的加工与安装，以及容器2、底座1使用后的清洁与更换供电电源34，提高装置的实用性。

作为进一步的优选方案，所述容器2底部可通过螺纹连接、插接、卡扣等常规安装方式安装在粉末容纳槽11顶部；所述底盖6可通过螺纹连接、插接、卡扣等常规安装方式安装在电控槽12底部。所述容器2底部与粉末容纳槽11顶部之间设有第三密封圈(图中未示出)，可进一步提高密封性，避免样品的泄漏。所述第一密封圈、第二密封圈与第三密封圈为非必要元件，生产商可根据实际生产成本进行增加或减少。

作为进一步的优选方案，所述粉末容纳槽11顶部的内侧壁与容器2底部的内侧壁尺寸相同，且接合处的弧度变化与相邻内侧壁的弧度相一致，这样可使粉末容纳槽11内的固体粉末样品更顺畅地随旋转气流进入容器2内，也使旋转气流的流动更加顺畅。

作为进一步的优选方案，所述驱动机构3包括调速器31、控制电路板32、驱动电机33以及供电电源34；所述驱动电机33安装在电控槽12顶部，驱动电机33的输出轴穿过粉末容纳槽11底部后连接有螺旋桨状叶片35；所述调速器31、驱动电机33、供电电源34分别电连接在控制电路板32上，调速器31的调节端穿过电控槽12侧壁后连接有调节旋钮36；所述供电电源34为驱动电机33进行供电。上述电连接包括任何形式的电物理接触的电路连接方式，如通过导线进行连接或者通过电路板进行连接。

由于每一批次的固体粉末颗粒度、密度的不同，所需的旋转气流流速也不同，因此设置可调节电机转速的驱动机构3，可使装置更适配于各种不同的固体粉末样品，提高装置的实用性。

上述驱动机构3的结构为驱动电机33的常规驱动结构，通过调速器31调节驱动电机33的输入电压，即可控制驱动电机33的转速，从而调节旋转气流的流速。

所述驱动电机33可为微型直流电机，所述供电电源34可为可充电电池或不可充电电池，如锂电池或干电池。

作为优选方案，取样隔板4数量最少为一个，且当取样隔板4数量大于一个时，其从上往下分布在容器2侧壁。所述取样隔板4的数量、形状与尺寸并无太大要求，只要取样隔板4上落下的固体粉末样品数量满足后续化学分析仪器检测的数量即可；取样隔板4数量越多，对固体粉末样品的梯度分层也就更细致，取样隔板4尺寸越大对固体粉末样品的单次采集数量也就越多，生产商可根据实际生产成本对其进行控制。

作为优选方案，所述取样隔板4可为水平设置的，在固体粉末样品分离结束，并停止驱动电机33工作后，相应层数的固体粉末样品在重力与惯性的作用下落到相应的取样隔板4上，完成取样。

作为进一步的优选方案，所述取样隔板4可为非水平设置的，靠近容器2侧壁的一侧低于远离容器2侧壁的一侧，该设置相比水平设置的取样隔板4取样更加稳定，可减少固体粉末样品掉落的数量。所述取样隔板4靠近容器2侧壁的一侧也可高于远离容器2侧壁的一侧，采用方法时，可将设备朝取样隔板4的方向倾斜便于固体粉末样品落在取样隔板4上。

作为优选方案，为了降低生产成本与结构复杂度，所述底座1与容器2也可制作为垂直对半切开的一体成型结构，并采用卡扣、螺栓等常规安装方式进行安装；所述底盖6也可采用相同方法与底座1制作为一体成型结构。

以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (6)

1.一种用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置，包括底座（1）与中空状的容器（2），其特征在于：所述容器（2）设置在底座（1）上方，所述容器（2）与底座（1）之间形成一个可容纳固体粉末样品的空间；所述容器（2）内侧壁的轴向截面呈沿轴向方向逐渐缩小的形状，形成大端与小端，容器（2）内侧壁的径向截面呈圆形；所述底座（1）顶部设有一个可形成旋转气流的驱动机构（3），所述旋转气流沿容器（2）内侧壁从容器（2）的大端向容器（2）的小端旋转流动，从容器（2）中心回流；所述容器（2）的内侧壁上设有多个取样隔板（4），所述取样隔板（4）从上往下分布在容器（2）侧壁；

所述容器（2）侧壁设有开口（21），所述开口（21）上可拆卸地安装有盖板（22），所述盖板（22）靠近容器（2）的一侧设有与开口（21）相适配的凸台（23），且凸台（23）远离盖板（22）的一侧与容器（2）内侧壁相适配；所述取样隔板（4）设置在凸台（23）上；

所述容器（2）顶部可拆卸地安装有收集盖（5），所述收集盖（5）内部设有一个用于吸附细小粉末的粉末吸附空间（51）。

2.根据权利要求1所述的用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置，其特征在于：所述盖板（22）远离凸台（23）的一侧设有把手（24）；所述盖板（22）通过凸台（23）扣合在开口（21）上。

3.根据权利要求1所述的用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置，其特征在于：所述容器（2）采用透明材料制成。

4.根据权利要求1所述的用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置，其特征在于：所述容器（2）内侧壁的轴向截面呈上小下大的梯形或鼓形。

5.根据权利要求1所述的用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置，其特征在于：所述底座（1）顶部设有一个粉末容纳槽（11），所述容器（2）可拆卸地安装在粉末容纳槽（11）顶部；所述底座（1）底部设有一个电控槽（12），所述驱动机构（3）放置在电控槽（12）内，所述电控槽（12）底部可拆卸地安装有底盖（6）。

6.根据权利要求5所述的用于粉状固体混合物样品的隔板取样式初步分离装置，其特征在于：所述驱动机构（3）包括调速器（31）、控制电路板（32）、驱动电机（33）以及供电电源（34）；所述驱动电机（33）安装在电控槽（12）顶部，驱动电机（33）的输出轴穿过粉末容纳槽（11）底部后连接有螺旋桨状叶片（35）；所述调速器（31）、驱动电机（33）、供电电源（34）分别电连接在控制电路板（32）上，调速器（31）的调节端穿过电控槽（12）侧壁后连接有调节旋钮（36）；所述供电电源（34）为驱动电机（33）进行供电。