CN220508504U - 一种水泥样品的熔样设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种水泥样品的熔样设备，包括机柜、放样装置、灼烧装置、熔样装置、定容装置以及自动取样装置，所述机柜用于安装放样装置、灼烧装置、熔样装置、定容装置以及自动取样装置，所述放样装置、灼烧装置以及自动取样装置布置在机柜的顶板上，所述自动取样装置将放样装置上的坩埚夹取放入灼烧装置内，再将灼烧后的坩埚取出冷却后转移至熔样装置，所述熔样装置布置在机柜的顶板下，所述定容装置布置在熔样装置之下机柜底板上，熔样装置与定容装置管道连通。本实用新型水泥样品的熔样设备分析流程自动化，减少了人工操作，实现样品的自动转移、化学试剂的自动添加，还实现了溶液的自动定容及化学器具的全自动清洗，实用性强。

Description

一种水泥样品的熔样设备

技术领域

本实用新型涉及分析测试技术领域，具体涉及一种水泥元素测定中的熔样装置。

背景技术

水泥主要由氧化钙、氧化铁、氧化铝、二氧化硅等四种主要氧化物组成，除此之外，还有含量不到5％的其他氧化物，如氧化镁，三氧化硫等，水泥的成分不同，则水泥的性能、强度也会有所不同，故准确的测量水泥样品中钙镁铁铝五种元素的含量对水泥质量的控制具有重要意义。然而，在采用化学分析法测量水泥元素时，熔样工序是必不可少的一步。

按照国标法水泥样品的熔样步骤包括：先称量一定量的样品放入银坩埚，然后加入一定量的氢氧化钠，将坩埚放在马弗炉恒温灼烧一定时间后取出冷却，再将冷却后的坩埚放入装有100mL的沸水的烧杯中，浸出坩埚中的熔块，一定时间后取出烧杯中的坩埚，用蒸馏水冲洗坩埚，再在烧杯中加入一定量的浓盐酸溶解样品，之后加入一定量的硝酸，然后用(1+5)的热盐酸再次冲洗坩埚，将烧杯中溶液加热微沸冷却至室温后定容成250mL的待测溶液。

目前，水泥厂在采用化学分析法进行水泥样品的测量时，熔样工序仍然只能采用人工来完成。整个熔样过程不但涉及到高温，而且还用到强酸强碱，因此这个操作步骤对操作人员技术水平的要求也将提高。随着科技的发展，自动化设备替代人工已成为工业发展的必然趋势，这样既可减轻劳动强度，也可避免化学试剂及高温坏境对人员的伤害。

因此，有必要提供一种可自动化操作的水泥样品熔样设备来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水泥样品的熔样设备，有效解决水泥元素分析测试中采用人工熔样操作存在的测量过程劳动强度大、定容不准确等问题。

为实现上述技术目的，本实用新型提供一种水泥样品的熔样设备，包括机柜、放样装置、灼烧装置、熔样装置、定容装置以及自动取样装置，所述机柜用于安装放样装置、灼烧装置、熔样装置、定容装置以及自动取样装置，所述放样装置、灼烧装置以及自动取样装置布置在机柜的顶板上，所述自动取样装置将放样装置上的坩埚夹取放入灼烧装置内，再将灼烧后的坩埚取出冷却后转移至熔样装置，所述熔样装置布置在机柜的顶板下，所述定容装置布置在熔样装置之下机柜底板上，熔样装置与定容装置管道连通。

优选地，所述放样装置包括固体加样机构、检测组件、转轴及支座，所述支座设置在转轴上，所述转轴在驱动机构驱动下带动支座进行旋转，所述支座上设置多个槽，所述槽用于放置坩埚，所述槽对应位置设置有检测单元，用于检测该位置是否有坩埚，从而反馈信号启动抬升组件上下移动，抬升组件上升，将坩埚上升到一定位置，固体加样机构开始添加固体化学试剂，试剂添加完成。

优选的，所述检测单元采用传感器，设置在支座的一侧，当实验开始时，检测单元自动检测样品盘对应槽是否放置坩埚，从而反馈信号启动抬升组件上下移动。

优选的，所述放样装置还包括抬升组件，设置在固体加样机构进行加样的坩埚下方，抬升组件包括升降电机、升降台，升降台连接升降电机的升降轴在槽内进行升降，所述坩埚置于支座的槽上，检测单元检测到坩埚后，抬升组件开始上升，将坩埚升到一定位置后，固体加样机构开始添加固体化学试剂，试剂添加完成后，自动进取样装置横向移动到取样位置，抬升组件开始下降恢复原位，坩埚自动落入自动进取样装置上，实现取样。

优选地，所述自动取样装置包括取样部件，所述取样部件在驱动机构的驱动下可左右、前后移动并转移坩埚，所述取样部件包含取样叉架，当固体试剂添加完成之后，取样部件在驱动机构的驱动下，横向移动到取样位置，取样叉架到达坩埚两侧，这时，抬升组件开始下降恢复原位，坩埚自动落入取样叉架上，即坩埚从支座的槽转移至自动取样装置上。

优选地，所述熔样装置包括推入机构及坩埚回收机构，推入机构包括驱动源、顶杆，驱动源驱动顶杆伸缩，所述坩埚回收机构包括上筒、烧杯、固定支座、翻转机构、搅拌装置以及加热装置，所述加热装置设置在上筒和烧杯上，对上筒及烧杯内液体进行加热处理，上筒可翻转固定在固定支座上，通过翻转机构使其翻转，上筒下设置烧杯，并通过管道连通，管道上设置单向截止阀，烧杯的底部与定容装置的管道连通，且连通管道上同样设置单向截止阀，上筒设置在顶杆一端，用于接收顶杆上推入的坩埚。

优选地，所述定容装置包括安装座、定容瓶、截止阀、液面检测装置以及冷却装置，所述安装座安装在机柜底板上，用于固定定容装置的各个部件，定容瓶设置于冷却装置内，所述定容瓶的一侧设置液面检测装置，实现自动定容。

优选的，所述机柜侧壁还设置试剂存放仓及弃样盒存放仓，弃样盒存放仓设置在坩埚回收机构的倾倒侧，用于存放清洗后的坩埚。

优选的，所述机柜顶板上还设置冷却部件，用于冷却从灼烧炉出来的坩埚，达到快速冷却效果。

优选地，所述机柜还包括泵组件，定容装置的定容瓶通过泵组件与试剂存放仓中的试剂连通。

优选地，所述熔样设备还包括控制器，控制器与各装置电连接提供工作信号。

本实用新型的有益效果是：上述设计的水泥样品的熔样设备，本实用新型提供的水泥样品的熔样装置，放样装置中的转盘能实现旋转，同时可放置多个样品，固体加样装置能实现自动加样，避免人为加样。自动进取样装置实现将样品从放样装置及灼烧装置的自动转移，避免高温对操作人员的灼伤等危害。溶样装置把坩埚中的熔块浸出最后酸化成透明溶液，在这个溶样过程中自动添加化学试剂，并自动进行加热，避免化学试剂及高温加热对人体的危害。

因此，本实用新型提供的水泥样品的熔样装置，不但实现样品的自动转移、化学试剂的自动添加，还实现了溶液的自动定容及化学器具的全自动清洗，在整个熔样的过程中，自动化程度高，脱离人工操作，不但降低了操作人员的额劳动强度，还避免了化学试剂及高温对操作人员的危害以及人为因素对结果造成的误差，同时本实用新型为实现全自动的化学分析提供了前提。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案以及本实用新型的有益效果，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的结构。

图1：一种水泥样品的熔样装置3D结构图；

图2：一种水泥样品的熔样装置主视图；

图3：图3为图2的右视图；

图4：一种水泥样品的熔样装置的放样装置3D结构图；

图5：一种水泥样品的熔样装置的放样装置主视图；

图6：图6为图5的俯视图；

图7：一种水泥样品的熔样装置的灼烧装置3D结构图；

图8：一种水泥样品的熔样装置的溶样装置3D结构图；

图9：一种水泥样品的熔样装置的溶样装置主视图；

图10：一种水泥样品的熔样装置的定容装置3D结构图；

图11：一种水泥样品的熔样装置的定容装置主视图；

图12：一种水泥样品的熔样装置的定容装置俯视图；

图13：一种水泥样品的熔样装置的泵组件3D结构图；

图中：1放样装置，2自动取样装置，3灼烧装置，4溶样装置，5定容装置，6顶板，7底板，8冷却装置，9驱动装置，10顶杆，11泵组件，12弃样盒，13试剂存放仓，14抬升组件，15检测组件，16加液支座，17加药系统，18分液组件；

1-1固体加样装置，1-2样品盘，1-3支座，1-3-1第一支座，1-3-2第二支座，1-3-3第三支座；

2-1取样部件，2-2驱动机构；

3-1灼烧炉支座，3-2灼烧炉；

4-1上筒，4-2烧杯，4-3固定支座，4-4翻转机构，4-4-1倾倒支架，4-4-2，倾倒电机，4-5搅拌机构，4-5-1搅拌电机，4-5-2搅拌转盘，4-6加热组件，4-7截止阀，4-8加热组件，4-9截止阀，4-10敲打组件；

5-1安装座，5-2定容瓶，5-3截止阀，5-4液面检测装置，5-5冷却装置；

11-1加液系统，11-2抽液系统，11-3支座。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

如图1-图13所示，本实用新型的一种水泥样品的熔样设备，包括机柜，水泥样品的熔样装置包含放样装置1、自动取样装置2、灼烧装置3、溶样装置4、定容装置5，所述放样装置、灼烧装置以及自动取样装置布置在机柜的顶板上，所述自动取样装置将放样装置上的坩埚夹取放入灼烧装置内，再将灼烧后的坩埚取出冷却后转移至熔样装置，所述熔样装置布置在机柜顶板下，所述定容装置布置在熔样装置之下机柜底板上，熔样装置与定容装置管道连通。本实施例的熔样设备还包括控制系统，所述控制系统包括控制器、计算机(图中未示出)，控制器连接计算机，控制器电连接各装置，通过控制器来驱动熔样设备中各部件的动作。

本实施例的放样装置1包括固体加样装置1-1、样品盘1-2、支架1-3、第一驱动机构1-4，所述支架1-3从上到下依次包括第一支座1-3-1、第二支座1-3-2、第三支座1-3-3，所述第三支座1-3-3安装于机柜顶板6上，第一驱动机构1-4通过第二支座1-3-2与样品盘1-2连接，并驱动样品盘1-2旋转；固体加样装置1-1固定在第三支座1-3-1上，样品盘1-2固定在第三支座1-3-2上，样品盘1-2上有多个坩埚放置槽。

本实施例的所述放样装置还包括抬升组件，设置在固体加样机构进行加样的坩埚下方，抬升组件包括升降电机、升降台，升降台连接升降电机的升降轴在槽内进行升降，所述坩埚置于支座的槽上，检测单元检测到坩埚后，抬升组件开始上升，将坩埚升到一定位置后，固体加样机构开始添加固体化学试剂，试剂添加完成后，自动进取样装置横向移动到取样位置，抬升组件开始下降恢复原位，坩埚自动落入自动进取样装置上，实现取样。

本实施例的自动取样装置2通过第二驱动机构2-2固定在机柜顶板6上，实现将样品从转盘1-2到灼烧装置3再到溶样装置4的运输转移，所述自动取样装置包括取样部件，所述取样部件在第二驱动机构2-2的驱动下可左右、前后移动并转移坩埚，所述取样部件包含取样叉架，当固体试剂添加完成之后，取样部件在驱动机构的驱动下，横向移动到取样位置，取样叉架到达坩埚两侧，这时，抬升组件开始下降恢复原位，坩埚自动落入取样叉架上，即坩埚从支座的槽转移至自动取样装置上。

本实施例的灼烧装置3通过灼烧炉支架3-1安装在机柜顶板6上，完成样品的灼烧。

本实施例的溶样装置4包括上筒4-1、烧杯4-2、固定支座4-3、翻转机构4-4、搅拌机构4-5及加热装置，所述加热装置设置在上筒上，对上筒内液体进行加热处理，上筒可翻转固定在固定支座上，通过翻转机构使其翻转，上筒下设置烧杯，并通过管道连通，管道上设置单向截止阀，烧杯的底部与定容装置的管道连通，且连通管道上同样设置单向截止阀，上筒设置在顶杆一端，用于接收顶杆上推入的坩埚，具体结构可采用公开号为CN218924740U、专利名称为一种坩埚回收装置的实用新型专利所公开的结构，容器(上筒4-1)定向翻转大于90°的角度，实现对上筒4-1内坩埚的倾倒回收；上筒4-1通过倾倒支架4-4-1安装在固定支座4-3上；上筒4-1与烧杯4-2上均安装有第一加热组件4-6、第二加热组件4-8作为本机构的加热装置，分别实现加热功能；加液支座16安装在上筒4-1上面，主要安装加药系统17与加液系统11-1的管道，实现添加试剂及清洗上筒的功能，上筒4-1通过第一截至阀4-7与烧杯4-2相连，实现溶液转移作用；烧杯4-2实现将浸出的溶液酸化作用，其上方连接加液管路；第二截止阀4-9连接烧杯4-2与定容装置5，实现将溶液从烧杯4-2到定容装置5的转移。

本实施例的推入机构包括驱动装置9、顶杆10，所述驱动装置安装在机柜顶板上，用于将坩埚从顶杆上的一端推入到顶杆的另一端，所述顶杆安装在机柜顶板上，其中一段与驱动装置的一段相连，顶杆可以上下移动，用于接收自动取样装置转移的坩埚。

本实施例的定容装置5实现溶液的定容，包含安装座5-1、定容瓶5-2、第三截止阀5-3、液面检测装置5-4、冷却装置5-5；定容装置5通过安装座5-1安装在底板7上，所述安装座安装在机柜底板上，用于固定定容装置的各个部件，定容瓶设置于冷却装置内，所述定容瓶的一侧设置液面检测装置，实现自动定容。

本实施例的泵组件11固定在底板7上，包含加液系统11-1，抽液系统11-2，安装座11-3；分液组件18安装在试剂存放仓13的侧面。

本实施例的设备还包括冷却部件8，用于坩埚灼烧后的冷却。

本实施例的冷却部件8、驱动装置9、顶杆10、抬升组件14、检测组件15分别固定在顶板6上。

本实用新型工作过程如下：

将盛有样品的坩埚放在放样装置1中的样品盘1-2上，放样装置1根据控制系统的命令将样品盘1-2转动到相应位置，将对应的孔位转到相应的位置，由检测组件15确认相应位置上的坩埚，再由抬升组件14开始上升，将坩埚升到一定位置后，固体加样装置1-1开始添加固体化学试剂，试剂添加完成之后，全自动取样装置2横向移动到取样位置，抬升组件14开始下降恢复原位，坩埚自动落入全自动取样装置2的取样叉架上，这时，全自动取样装置2通过横向与纵向移动将坩埚转移到灼烧装置3中，坩埚中的样品经过灼烧后，由自动取样装置2将其移至冷却部件8进行冷却一段时间，再放到样品盘1-2上冷却，一段时间后由全自动取样装置2将其转移顶杆10的位置上方后，顶杆10开始上升将坩埚接住，全自动取样装置2退回原位，顶杆10下降回原位，上筒4-1倾斜与顶杆10相接且形成一定角度θ，此时驱动装置9开始运动，将坩埚推入溶样装置4进行熔块的浸出、溶液的酸化以及加热煮沸。坩埚中熔块在上筒4-1中浸出，然后溶液通过截至阀4-7流入烧杯4-2中，而坩埚在上筒4-1中进行清洗，清洗完成后通过翻转机构4-4将其倒入弃样盒12中；而烧杯4-2中的溶液经过酸化加热煮沸后通过截至阀4-9流入定容装置5中，通过液面检测组件5-1实现溶液的定容，定容完成之后，通过气体搅拌对容量瓶中的溶液进行一定时间的搅拌混匀。然后容量瓶中的溶液可通过抽液系统11-2以及分液组件18进行抽液与分液，每次抽液多少视每个实验的具体要求而定。废液与清洗废水则通过截止阀5-5排出至外面的废液槽中。

放样装置1上的样品盘1-2可放置12个样品，通过驱动机构1-4带动样品盘1-2转动，实现连续熔样功能；检测组件15主要检测对应孔位是否放有坩埚，这样避免后续进行空样实验，浪费试剂及做样时间。自动取样装置2通过驱动机构2-2实现横向与纵向的移动，进行样品的转移，冷却装置8将灼烧后的坩埚实现快速冷却的效果，减少冷却时间。坩埚在进入上筒4-1浸出熔块之前，翻转机构4-4带动上筒4-1倾斜，与顶杆10形成一定角度θ，然后由驱动装置9将坩埚以一定速度推入上筒中，这样，避免坩埚在进入上筒时溶液喷溅出来。溶液在烧杯4-2中进行酸化，主要是溶液酸化的时候需要不停的搅拌，且酸化后的溶液需要添加硝酸进行氧化，为防止坩埚被硝酸腐蚀，坩埚在上筒4-1进行清洗，同时也便于坩埚的取出，上筒4-1的边缘设计了震动组件4-10，通过震动组件震动上筒之后，使得坩埚能更好的掉入到弃样盒12中。烧杯4-2设计成封闭式结构，主要是避免在对溶液加热时蒸发出去造成坏境的污染及仪器部件的腐蚀。溶液从烧杯4-2通过截止阀流入到定容装置后，冷却装置5-5会对定容瓶进行冷却，让其温度冷却至室温，由定容装置5与泵组件11联合进行溶液的定容。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种水泥样品的熔样设备，其特征在于：包括机柜、放样装置、灼烧装置、熔样装置、定容装置以及自动取样装置，所述机柜用于安装放样装置、灼烧装置、熔样装置、定容装置以及自动取样装置，所述放样装置、灼烧装置以及自动取样装置布置在机柜的顶板上，所述自动取样装置将放样装置上的坩埚夹取放入灼烧装置内，再将灼烧后的坩埚取出冷却后转移至熔样装置，所述熔样装置布置在机柜的顶板下，所述定容装置布置在熔样装置之下机柜底板上，熔样装置与定容装置管道连通。

2.根据权利要求1所述的水泥样品的熔样设备，其特征在于：所述放样装置包括固体加样机构、检测组件、转轴、抬升组件及支座，所述支座设置在转轴上，所述转轴在驱动机构驱动下带动支座进行旋转，所述支座上设置多个槽，所述槽上放置坩埚，支座上对应槽的位置处设置检测组件，坩埚的下方设置抬升组件，所述固体加样机构固定在机柜上且对应坩埚设置。

3.根据权利要求2所述的水泥样品的熔样设备，其特征在于：所述抬升组件包括升降电机、升降台，升降台连接升降电机的升降轴在槽内进行升降，所述坩埚底部与升降台相抵，升降台的上升带动坩埚上升。

4.根据权利要求3所述的水泥样品的熔样设备，其特征在于：所述自动取样装置包括取样部件，所述取样部件在驱动机构的驱动下可左右、前后移动并转移坩埚，所述取样部件采用取样叉架。

5.根据权利要求4所述的水泥样品的熔样设备，其特征在于：所述熔样装置包括推入机构及坩埚回收机构，推入机构包括驱动源、顶杆，驱动源驱动顶杆伸缩，所述坩埚回收机构包括上筒、烧杯、固定支座、翻转机构、搅拌装置以及加热装置，所述加热装置设置在上筒和烧杯上，对上筒及烧杯内液体进行加热处理，上筒可翻转固定在固定支座上，通过翻转机构使其翻转，上筒下设置烧杯，并通过管道连通，管道上设置单向截止阀，烧杯的底部与定容装置的管道连通，且连通管道上同样设置单向截止阀，上筒设置在顶杆一端，用于接收顶杆上推入的坩埚。

6.根据权利要求5所述的水泥样品的熔样设备，其特征在于：所述定容装置包括安装座、定容瓶、截止阀、液面检测装置以及冷却装置，所述安装座安装在机柜底板上，用于固定定容装置的各个部件，定容瓶设置于冷却装置内，所述定容瓶的一侧设置液面检测装置，实现自动定容。

7.根据权利要求6所述的水泥样品的熔样设备，其特征在于：所述机柜侧壁还设置试剂存放仓及弃样盒存放仓，弃样盒存放仓设置在坩埚回收机构的倾倒侧。

8.根据权利要求7所述的水泥样品的熔样设备，其特征在于：所述机柜顶板上还设置冷却部件。

9.根据权利要求8所述的水泥样品的熔样设备，其特征在于：所述机柜还包括泵组件，定容装置的定容瓶通过泵组件与试剂存放仓中的试剂连通。

10.根据权利要求9所述的水泥样品的熔样设备，其特征在于：所述熔样设备还包括控制器，控制器与各机构电连接提供工作信号。