CN210427277U - 一种固体粉末密度测定装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种固体粉末密度测定装置，包括基座、加料单元、体积计量单元、PLC控制器和控制面板，其中体积计量单元设置于基座的上端面，加料单元设置于体积计量单元的正上方，加料单元、体积计量单元和控制面板均与PLC控制器连接，所述加料单元用于为体积计量单元加料，所述体积计量单元用于计量待测粉末的体积。本实用新型装置可以实现固体粉末松密度和振实密度的双重测量，通用性高，降低了密度测定设备的投入成本，该装置结构简单，操作方便，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及密度测量技术领域，具体涉及一种固体粉末密度测定装置。
背景技术
固体粉末的密度一般有三种形式，即松装密度、振实密度和真密度。松装密度是指粉末在规定条件下自由充满标准容器所测得的堆积密度，即粉末松散填装时单位体积的质量，单位以g/cm3表示。松装密度是粉末多种性能的综合体现，对粉末冶金、机械零件生产工艺的稳定，以及产品质量的控制都是很重要的，也是模具设计的依据。振实密度对粉末压制用模具的设计以及贮存和运输用贮罐或贮袋的设计都有指导作用，是粉末的一种工艺性能。
松装密度一般采用漏斗法或斯柯特容量计法，振实密度多采用量筒振实，真密度一般采用比重瓶法。
在工业生产中，常常需要计量一些固体粉末类产品的松装密度或振实密度，以确定其包装体积的大小、使用过程中的飞扬程度等一些性能。但是现有的松装密度仪与振实密度仪为两套不同的装置，需要分别采购，分别使用，不仅增加了设备费用，操作过程也相对复杂。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种固体粉末密度测定装置，该装置可以实现固体粉末松密度和振实密度的双重测量功能，通用性高，降低了密度测定设备的投入成本，该装置结构简单，操作方便，实用性强。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案是设计一种固体粉末密度测定装置，包括基座、加料单元、体积计量单元、PLC控制器和控制面板，其中体积计量单元设置于基座的上端面，加料单元设置于体积计量单元的正上方，加料单元、体积计量单元和控制面板均与PLC控制器连接，所述加料单元用于为体积计量单元加料，所述体积计量单元用于计量待测粉末的体积。
本实用新型装置可以实现固体粉末松密度和振实密度的双重测量功能，其中加料单元用于为体积计量单元加料，体积计量单元用于计量待测粉末的松密度体积或振实密度体积，该装置通用性高，降低了密度测定设备的投入成本，该装置结构简单，操作方便，实用性强。
为了便于该装置的顺利制备和应用实施，优选的技术方案是，所述加料单元包括倒U字型支架、储料仓、偏心斜角漏斗和第一驱动电机，倒U字型支架包括两个相互平行的侧板和一个水平顶板，两个侧板下端与基座上端面固定连接，水平顶板两端分别与两个侧板上端固定连接，水平顶板中心位置设有第一竖直通孔，所述第一驱动电机设置于水平顶板的上端面，第一驱动电机的输出轴活动贯穿于顶板上的第一竖直通孔内，所述储料仓的上端面通过第一减速器与第一驱动电机的输出轴固定连接，所述偏心斜角漏斗上端与储料仓底部可拆卸式固定连接，储料仓上端设有进料口，储料仓底部设有与偏心斜角漏斗内部相通的出料口，出料口内设有电磁阀，电磁阀与PLC控制器连接；所述体积计量单元包括量筒、量筒固定座、第二驱动电机和两个振动组件，在所述量筒固定座上设有量筒夹持组件，第二驱动电机设置于基座内部，且第二驱动电机的输出轴竖直向上，所述量筒固定座下端面中心设有竖直弹簧和设置于竖直弹簧内部的竖直导向柱，竖直弹簧和竖直导向柱上端均与量筒固定座下端面固定连接，竖直弹簧下端通过第二减速器与第二驱动电机的输出轴固定连接，所述两个振动组件设置于量筒固定座下方，且两个振动组件的连线与竖直导向柱的轴向中心线相交，振动组件用于将量筒固定座周期性抬高，所述第二驱动电机和振动组件均与PLC控制器连接；所述偏心斜角漏斗下端口伸入量筒上端内部且位于量筒刻度线的上方，偏心斜角漏斗下端口的最大周向运动轨迹半径小于量筒的内半径。其中，两个振动组件交替将量筒固定座周期性抬高，用于将量筒内待测固体粉末的的体积振实。
为了便于加料高度的灵活调节，进一步优选的技术方案还有，所述水平顶板的长度≥两侧板外壁间的距离，两个侧板上对应设有贯穿侧板板体的竖直导向槽，竖直导向槽的宽度与水平顶板的宽度相适配，在所述侧板上端还设有与竖直导向槽相通的第二竖直通孔，水平顶板两端还分别设有竖直向上的连接柱，水平顶板两端的连接柱上端分别贯穿第二竖直通孔并延伸至侧板上端外部，在所述连接柱上端还设有螺纹外表面和锁紧螺母，水平顶板通过连接柱和锁紧螺母与两个侧板固定连接，在所述两个侧板上还分别对应设有刻度线。其中水平顶板两端与两侧板连接处的位置可以随意调节，提高了该装置加料高度调节的灵活性，即提高了该装置的普适性。
为了便于量筒与量筒固定坐间的固定夹紧，进一步优选的技术方案还有，所述量筒夹持组件包括设置于量筒固定坐上端面中心位置的量筒底部放置槽和环形夹紧板，环形夹紧板中心设有内半径<量筒外半径的第三通孔，环形夹紧板由若干水平夹板单体组成，水平夹板单体一端与量筒底部放置槽的上端内壁上下翻转铰接连接，水平夹板单体间通过若干环状弹簧串接连接，在所述量筒底部放置槽的底部设为磨砂结构。量筒底部放置槽对放入的量筒底部起到定位作用，环形夹紧板和量筒底部放置槽共同作用将量筒底部固定夹紧于量筒固定坐的上端面，量筒底部放置槽的底部设为磨砂结构防止量筒底部在量筒底部放置槽内发生滑动，提高了量筒的放置稳定性和使用安全性。
为了便于该装置振动组件的顺利制备和应用实施，进一步优选的技术方案还有，所述振动组件包括振动电机和设置于振动电机输出轴端部的凸轮，在位于所述量筒固定座下方的基座上设有两个关于所述量筒固定座对称的竖直开口槽，竖直开口槽的深度>凸轮竖直运动轨迹的最大半径，所述振动电机与基座上端面固定连接，所述凸轮竖直活动放置于竖直开口槽内，所述振动电机与PLC控制器连接。
进一步优选的技术方案还有，所述量筒上端设为从下向上逐渐向外部延伸的喇叭状开口结构，且喇叭状开口结构的内表面设为磨砂结构，还包括安装于量筒上端口的塞子，所述塞子顶部设有透气孔。量筒上端设为喇叭状开口结构便于偏心斜角漏斗与量筒上端对接，同时可以防止加料过程中固体粉末滴落至量筒外部；喇叭状开口结构的内表面设为磨砂结构，提高了塞子与喇叭状开口结构的安装牢固性，保证了使用安全性，同时塞子顶部设有透气孔，保证了量筒内部与外界大气压连通，保证了振实密度所对应体积的准确性。
为了防止储料仓内待测量密度固体粉末发生结块，便于储料仓内待测量密度固体粉末的均匀加入，优选的技术方案还有，在所述储料仓的下端面还设有振荡器，所述振荡器与PLC控制器连接。
为了便于对偏心斜角漏斗、量筒固定座转速和振动组件工作频率的精确控制，进一步优选的技术方案还有，所述第一驱动电机、第二驱动电机和振动电机均为步进电机。
为了便于对该装置工作条件的精确灵活控制，进一步优选的技术方案还有，所述控制面板包括电源开关、加料控制开关、偏心斜角漏斗转速设定旋钮、量筒固定座转速设定旋钮、振动组件工作频率设定旋钮、振实密度测定开关和显示模块。其中，偏心斜角漏斗转速设定旋钮用于设定偏心斜角漏斗的工作转速，量筒固定座转速设定旋钮用于设定量筒固定座的工作转速，振动组件工作频率设定旋钮用于设定振动组件的工作频率，提高了该装置工作条件的灵活定制。
为了便于操作人员对该装置工作条件的直观化监督，进一步优选的技术方案还有，所述显示模块包括偏心斜角漏斗设定转速显示单元、量筒固定座设定转速显示单元和振动组件设定工作频率显示单元。
偏心斜角漏斗的定义：
绘制一个大圆和一个小圆，其中大圆和小圆分别位于两个不同高度的水平面上，大圆在上、小圆在下，小圆位于大圆在小圆所在平面上投影的内部，且小圆的中心与大圆在小圆所在平面上投影的中心不重合，将大圆和小圆间绘制一个异形锥台过渡面。
本实用新型的优点和有益效果在于：
1、本实用新型装置可以实现固体粉末松密度和振实密度的双重测量，其中加料单元用于为体积计量单元加料，体积计量单元用于计量待测粉末的松密度体积或振实密度体积，该装置通用性高，降低了密度测定设备的投入成本，该装置结构简单，操作方便，实用性强。
2、水平顶板两端与两侧板连接处的位置可以随意调节，提高了该装置加料高度调节的灵活性，即提高了该装置的普适性。
3、量筒底部放置槽对放入的量筒底部起到定位作用，环形夹紧板和量筒底部放置槽共同作用将量筒底部固定夹紧于量筒固定坐的上端面，量筒底部放置槽的底部设为磨砂结构防止量筒底部在量筒底部放置槽内发生滑动，提高了量筒的放置稳定性和使用安全性。
4、量筒上端设为喇叭状开口结构便于偏心斜角漏斗与量筒上端对接，同时可以防止加料过程中固体粉末滴落至量筒外部；喇叭状开口结构的内表面设为磨砂结构，提高了塞子与喇叭状开口结构的安装牢固性，保证了使用安全性，同时塞子顶部设有透气孔，保证了量筒内部与外界大气压连通，保证了振实密度所对应体积的准确性。
5、在所述储料仓的下端面还设有振荡器，所述振荡器与PLC控制器连接。防止储料仓内待测量密度固体粉末发生结块，便于储料仓内待测量密度固体粉末的均匀加入。
附图说明
图1是本实用新型固体粉末密度测定装置的结构示意图；
图2是图1中H处局部放大图
图3是偏心斜角漏斗的结构示意图；
图4是量筒夹持组件的结构示意图。
图中：1、基座；2、储料仓；3、偏心斜角漏斗；4、第一驱动电机；5、侧板；6、水平顶板；7、第一减速器；8、电磁阀；9、量筒；10、量筒固定座；11、第二驱动电机；12、振荡器；13、量筒夹持组件；14、竖直弹簧；15、竖直导向柱；16、第二减速器；17、连接柱；18、锁紧螺母；19、刻度线；20、量筒底部放置槽；21、水平夹板单体；22、环状弹簧；23、振动电机；24、凸轮。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1～4所示，本实用新型是一种固体粉末密度测定装置，包括基座1、加料单元、体积计量单元、PLC控制器和控制面板，其中体积计量单元设置于基座1的上端面，加料单元设置于体积计量单元的正上方，加料单元、体积计量单元和控制面板均与PLC控制器连接，所述加料单元用于为体积计量单元加料，所述体积计量单元用于计量待测粉末的体积。所述加料单元包括倒U字型支架、储料仓2、偏心斜角漏斗3和第一驱动电机4，倒U字型支架包括两个相互平行的侧板5和一个水平顶板6，两个侧板5下端与基座1上端面固定连接，水平顶板6两端分别与两个侧板5上端固定连接，水平顶板6中心位置设有第一竖直通孔，所述第一驱动电机4设置于水平顶板6的上端面，第一驱动电机4的输出轴活动贯穿于顶板上的第一竖直通孔内，所述储料仓2的上端面通过第一减速器7与第一驱动电机4的输出轴固定连接，所述储料仓2底部下端面和偏心斜角漏斗3上端均设有向外部延伸的凸缘，二者的凸缘上对应设有安装孔，二者通过螺栓可拆卸式固定连接，储料仓2上端设有进料口，储料仓2底部设有与偏心斜角漏斗3内部相通的出料口，出料口内设有电磁阀8，电磁阀8与PLC控制器连接；所述体积计量单元包括量筒9、量筒固定座10、第二驱动电机11和两个振动组件，在所述量筒固定座10上设有量筒夹持组件13，第二驱动电机11设置于基座1内部，且第二驱动电机11的输出轴竖直向上，所述量筒固定座10下端面中心设有竖直弹簧14和设置于竖直弹簧14内部的竖直导向柱15，竖直弹簧14和竖直导向柱15上端均与量筒固定座10下端面固定连接，竖直弹簧14下端通过第二减速器16与第二驱动电机11的输出轴固定连接，所述两个振动组件设置于量筒固定座10下方，且两个振动组件的连线与竖直导向柱15的轴向中心线相交，振动组件用于将量筒固定座10周期性抬高，所述第二驱动电机11和振动组件均与PLC控制器连接；所述偏心斜角漏斗3下端口伸入量筒9上端内部且位于量筒9刻度线的上方，偏心斜角漏斗3下端口的最大周向运动轨迹半径小于量筒9的内半径。所述水平顶板6的长度≥两侧板5外壁间的距离，两个侧板5上对应设有贯穿侧板5板体的竖直导向槽，竖直导向槽的宽度与水平顶板6的宽度相适配，在所述侧板5上端还设有与竖直导向槽相通的第二竖直通孔，水平顶板6两端还分别设有竖直向上的连接柱17，水平顶板6两端的连接柱17上端分别贯穿第二竖直通孔并延伸至侧板5上端外部，在所述连接柱17上端还设有螺纹外表面和锁紧螺母18，水平顶板6通过连接柱17和锁紧螺母18与两个侧板5固定连接，在所述两个侧板5上还分别对应设有刻度线19。所述量筒夹持组件13包括设置于量筒固定坐10上端面中心位置的量筒底部放置槽20和环形夹紧板，环形夹紧板中心设有内半径<量筒9外半径的第三通孔，环形夹紧板由若干水平夹板单体21组成，水平夹板单体21一端与量筒底部放置槽20的上端内壁上下翻转铰接连接，水平夹板单体21间通过若干环状弹簧22串接连接，在所述量筒底部放置槽20的底部设为磨砂结构。所述振动组件包括振动电机23和设置于振动电机23输出轴端部的凸轮24，在位于所述量筒固定座10下方的基座1上设有两个关于所述量筒固定座10对称的竖直开口槽，竖直开口槽的深度>凸轮24竖直运动轨迹的最大半径，所述振动电机23与基座1上端面固定连接，所述凸轮24竖直活动放置于竖直开口槽内，所述振动电机23与PLC控制器连接。所述量筒9上端设为从下向上逐渐向外部延伸的喇叭状开口结构，且喇叭状开口结构的内表面设为磨砂结构，还包括安装于量筒9上端口的塞子，所述塞子顶部设有透气孔。在所述储料仓2的下端面还设有振荡器12，所述振荡器12与PLC控制器连接。所述第一驱动电机4、第二驱动电机11和振动电机23均为步进电机。所述控制面板包括电源开关、加料控制开关、偏心斜角漏斗转速设定旋钮、量筒固定座转速设定旋钮、振动组件工作频率设定旋钮、振实密度测定开关和显示模块。所述显示模块包括偏心斜角漏斗设定转速显示单元、量筒固定座设定转速显示单元和振动组件设定工作频率显示单元。
本实用新型装置的使用原理：
(一)松密度的测定原理
步骤1：首先，将量筒9称重，记录重量为m1，并将量筒9安装于量筒底部放置槽20内，并通过量筒夹持组件13将量筒9固定夹紧于量筒固定座10上，向储料仓2内加入待测量密度的固体粉末；
步骤2：调节水平顶板6的高度，使偏心斜角漏斗3的下端口位于量筒9上端喇叭状开口结构的内部，且使偏心斜角漏斗3下端口的下缘位于量筒9最上端刻度线的上部；
步骤3：启动控制面板上的电源开关，设置好偏心斜角漏斗3的旋转速度，启动控制面板上的加料控制开关，使储料仓2内待测量密度的固体粉末进入量筒9内部，当固体粉末的加入量达到松密度的测量要求量时，关闭控制面板上的加料控制开关，读取量筒9内加入粉末的体积为v1，将量筒9取下，并称量量筒9和加入固定粉末的总质量为m2，ρ(松密度)＝(m2－m1)/v1。
(二)振实密度的测定原理
步骤1：首先，将量筒9和塞子称重，记录重量为m0，并将量筒9安装于量筒底部放置槽20内，并通过量筒夹持组件13将量筒9固定夹紧于量筒固定座10上，向储料仓2内加入待测量密度的固体粉末；
步骤2：调节水平顶板6的高度，使偏心斜角漏斗3的下端口位于量筒9上端喇叭状开口结构的内部，且使偏心斜角漏斗3下端口的下缘位于量筒9最上端刻度线的上部；
步骤3：启动控制面板上的电源开关，设置好偏心斜角漏斗3的旋转速度、量筒固定座10的旋转速度和振动组件的工作频率，启动控制面板上的加料控制开关，使储料仓2内待测量密度的固体粉末进入量筒9内部，当固体粉末的加入量达到振实密度的测量要求量时，关闭控制面板上的加料控制开关；
步骤4：启动控制面板上的振实密度测定开关，两个振动组件交替对量筒固定座10开始振动，同时第二驱动电机11带动量筒固定座10在水平方向旋转，当量筒9内部固体粉末的上端面不再降低时，关闭振实密度测定开关，振动组件和第二驱动电机11停止工作，读取量筒9内加入粉末的振实体积为v1，将量筒9取下，并称量量筒9、塞子和加入的固定粉末的总质量为m1，ρ(振实密度)＝(m1－m0)/v1。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种固体粉末密度测定装置，其特征在于，包括基座、加料单元、体积计量单元、PLC控制器和控制面板，其中体积计量单元设置于基座的上端面，加料单元设置于体积计量单元的正上方，加料单元、体积计量单元和控制面板均与PLC控制器连接，所述加料单元用于为体积计量单元加料，所述体积计量单元用于计量待测粉末的体积。
2.如权利要求1所述的固体粉末密度测定装置，其特征在于，所述加料单元包括倒U字型支架、储料仓、偏心斜角漏斗和第一驱动电机，倒U字型支架包括两个相互平行的侧板和一个水平顶板，两个侧板下端与基座上端面固定连接，水平顶板两端分别与两个侧板上端固定连接，水平顶板中心位置设有第一竖直通孔，所述第一驱动电机设置于水平顶板的上端面，第一驱动电机的输出轴活动贯穿于顶板上的第一竖直通孔内，所述储料仓的上端面通过第一减速器与第一驱动电机的输出轴固定连接，所述偏心斜角漏斗上端与储料仓底部可拆卸式固定连接，储料仓上端设有进料口，储料仓底部设有与偏心斜角漏斗内部相通的出料口，出料口内设有电磁阀，电磁阀与PLC控制器连接；
所述体积计量单元包括量筒、量筒固定座、第二驱动电机和两个振动组件，在所述量筒固定座上设有量筒夹持组件，第二驱动电机设置于基座内部，且第二驱动电机的输出轴竖直向上，所述量筒固定座下端面中心设有竖直弹簧和设置于竖直弹簧内部的竖直导向柱，竖直弹簧和竖直导向柱上端均与量筒固定座下端面固定连接，竖直弹簧下端通过第二减速器与第二驱动电机的输出轴固定连接，所述两个振动组件设置于量筒固定座下方，且两个振动组件的连线与竖直导向柱的轴向中心线相交，振动组件用于将量筒固定座周期性抬高，所述第二驱动电机和振动组件均与PLC控制器连接；
所述偏心斜角漏斗下端口伸入量筒上端内部且位于量筒刻度线的上方，偏心斜角漏斗下端口的最大周向运动轨迹半径小于量筒的内半径。
3.如权利要求2所述的固体粉末密度测定装置，其特征在于，所述水平顶板的长度≥两侧板外壁间的距离，两个侧板上对应设有贯穿侧板板体的竖直导向槽，竖直导向槽的宽度与水平顶板的宽度相适配，在所述侧板上端还设有与竖直导向槽相通的第二竖直通孔，水平顶板两端还分别设有竖直向上的连接柱，水平顶板两端的连接柱上端分别贯穿第二竖直通孔并延伸至侧板上端外部，在所述连接柱上端还设有螺纹外表面和锁紧螺母，水平顶板通过连接柱和锁紧螺母与两个侧板固定连接，在所述两个侧板上还分别对应设有刻度线。
4.如权利要求3所述的固体粉末密度测定装置，其特征在于，所述量筒夹持组件包括设置于量筒固定坐上端面中心位置的量筒底部放置槽和环形夹紧板，环形夹紧板中心设有内半径<量筒外半径的第三通孔，环形夹紧板由若干水平夹板单体组成，水平夹板单体一端与量筒底部放置槽的上端内壁上下翻转铰接连接，水平夹板单体间通过若干环状弹簧串接连接，在所述量筒底部放置槽的底部设为磨砂结构。
5.如权利要求4所述的固体粉末密度测定装置，其特征在于，所述振动组件包括振动电机和设置于振动电机输出轴端部的凸轮，在位于所述量筒固定座下方的基座上设有两个关于所述量筒固定座对称的竖直开口槽，竖直开口槽的深度>凸轮竖直运动轨迹的最大半径，所述振动电机与基座上端面固定连接，所述凸轮竖直活动放置于竖直开口槽内，所述振动电机与PLC控制器连接。
6.如权利要求5所述的固体粉末密度测定装置，其特征在于，所述量筒上端设为从下向上逐渐向外部延伸的喇叭状开口结构，且喇叭状开口结构的内表面设为磨砂结构，还包括安装于量筒上端口的塞子，所述塞子顶部设有透气孔。
7.如权利要求6所述的固体粉末密度测定装置，其特征在于，在所述储料仓的下端面还设有振荡器，所述振荡器与PLC控制器连接。
8.如权利要求7所述的固体粉末密度测定装置，其特征在于，所述第一驱动电机、第二驱动电机和振动电机均为步进电机。
9.如权利要求8所述的固体粉末密度测定装置，其特征在于，所述控制面板包括电源开关、加料控制开关、偏心斜角漏斗转速设定旋钮、量筒固定座转速设定旋钮、振动组件工作频率设定旋钮、振实密度测定开关和显示模块。
10.如权利要求9所述的固体粉末密度测定装置，其特征在于，所述显示模块包括偏心斜角漏斗设定转速显示单元、量筒固定座设定转速显示单元和振动组件设定工作频率显示单元。
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| CN201921320356.8U CN210427277U (zh) | 2019-08-15 | 2019-08-15 | 一种固体粉末密度测定装置 |
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2019
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| CN115352662B (zh) * | 2022-10-19 | 2023-01-17 | 江苏永道科技有限公司 | 一种基于智能计量的粉粒体物料包装系统 |
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