一种混料机的制作方法

本发明涉及物料加工技术领域，具体涉及一种混料机。

背景技术：

随着我国核电事业的发展，核燃料的需求在不断增加。为了迅速提升核燃料的产能和生产效率，急需提高核燃料生产关键工序的自动化水平。例如，在核化工生产线上，需要在一个容器中将两种物料进行混合，然后将混合均匀的物料转入另一个容器。在混料和转料的过程中，物料不许扬尘或洒出。

目前，上述工序还采用人工操作。由于核燃料具有强烈的辐射性和毒性，操作人员必须快速操作、迅速离开，但是，即便有防护措施，操作人员仍会受到射线和中子的照射。

为解决上述问题，现有技术出现了能够自动混料和转料的混料机。但是，市面上出现的混料机，以及相关文献和专利记载的混料机多种多样，然而能够自动进料、自动混料、自动出料、且上述过程不需要人工操作、保证物料既不扬尘又不洒出的混料机尚未发现。

因此，核燃料生产领域亟待出现一种能够实现自动混料和转料的混料机。

技术实现要素：

为了至少部分解决现有技术中存在的技术问题而完成了本发明。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种混料机，其包括漏斗形容器、进料容器、混料电机、接料容器、开阀装置和升降装置；所述漏斗形容器的大口端和所述进料容器的开口端相匹配，二者之间可拆卸地连接，所述漏斗形容器和所述进料容器连接在一起后形成混料容器；所述漏斗形容器的小口端装有阀门，且所述漏斗形容器的小口端与所述接料容器的开口端相匹配；所述进料容器内装有预混物料；

所述混料电机与所述漏斗形容器连接，用于带动所述混料容器多次翻转以混合物料，并在物料混合完毕后继续带动所述混料容器旋转，直至所述漏斗形容器的小口端朝向所述接料容器的开口端；

所述升降装置也与所述漏斗形容器连接，用于带动所述混料容器向接近于所述接料容器的方向作直线运动，直至所述漏斗形容器的小口端与所述接料容器的开口端相接；

所述开阀装置与所述阀门连接，用于在所述漏斗形容器的小口端与所述接料容器的开口端相接后，打开所述阀门，以使得所述进料容器中已混合完毕的物料能够流入所述接料容器中。

可选地，所述漏斗形容器的大口端内侧设有内螺纹，所述进料容器的开口端外侧设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹；

所述混料机还包括旋转定位机构，其用于将装有预混物料的所述进料容器固定，以及带动所述进料容器旋转；

所述混料电机还用于带动所述漏斗形容器旋转直至所述漏斗形容器的大口端朝向所述进料容器的开口端；所述升降装置还用于带动所述漏斗形容器向接近于所述进料容器的方向作直线运动，并在所述漏斗形容器的大口端与已被所述旋转定位机构固定的进料容器的开口端接近时，所述升降装置的直线运动与所述旋转定位机构的旋转运动联动，直至所述漏斗形容器与所述进料容器通过螺纹连接在一起。

可选地，所述漏斗形容器的大口端内侧还设有第一导向面，且所述第一导向面比所述内螺纹更接近于所述漏斗形容器大口端的端面；所述进料容器的外侧还设有第二导向面，且所述外螺纹比所述第二导向面更接近于所述进料容器的开口端的端面。

可选地，所述旋转定位机构还用于在所述漏斗形容器与所述进料容器螺纹连接后，松开所述进料容器；

所述升降装置还用于在所述旋转定位机构松开所述进料容器后，带动所述混料容器上升至预设高度；

所述混料电机还用于在所述混料容器上升至所述预设高度时，带动所述混料容器多次翻转以混合物料。

可选地，所述旋转定位机构采用卡盘。

可选地，所述开阀装置包括旋转伸缩机构和与之连接的棱形孔零件，所述阀门包括阀芯和与之连接的棱形柄，且所述棱形孔零件与所述棱形柄的形状与尺寸相匹配；所述旋转伸缩机构用于驱动所述棱形孔零件向接近于所述棱形柄的方向运动，直至所述棱形柄插入所述棱形孔零件的棱形孔内，再驱动所述棱形孔零件旋转，从而带动所述棱形柄旋转，直至打开所述阀门的阀芯。

可选地，所述旋转伸缩机构采用旋转伸缩气缸。

可选地，所述升降装置包括升降电机、机械传动机构、导向件和运动件；所述机械传动机构分别与所述升降电机和所述运动件连接，所述运动件还与所述漏斗形容器连接；所述机械传动机构用于将所述升降电机的旋转运动转换成直线运动并传递给所述运动件，以使所述运动件在所述导向件的引导下带动所述混料容器作直线运动。

可选地，所述机械传动机构包括依次连接的减速器、传动轴、换向减速器、齿轮和齿条，所述减速器与所述升降电机连接，所述齿条与所述运动件连接；所述导向件采用直线导轨；所述运动件采用滑枕。

有益效果：

本发明所述混料机能够在自动化生产线上完成自动进料、自动混料和自动出料的生产过程，避免人工直接操作；

所述混料机能够对至少两种物料进行混合，再将混合后的物料转入接料容器中，在混料和出料时，物料都在封闭的环境中，既不会引起物料扬尘，也不会将物料撒出；

所述混料机既可以对固态物料进行混合，也可以对液态物料进行混合。

附图说明

图1为本发明实施例提供的混料机的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的进料容器与漏斗形容器连接前的示意图；

图3为本发明实施例提供的进料容器与漏斗形容器连接后的示意图；

图4为本发明实施例提供的混料机卸料示意图；

图5为本发明实施例提供的棱形柄的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的棱形孔零件的结构示意图。

图中：1－混料容器；2－混料电机；3－接料容器；4－开阀装置；5－阀门；6－漏斗形容器；7－进料容器；8－预混物料；9－卡盘；10－第一导向面；11－第二导向面；12－旋转伸缩气缸；13－棱形孔零件；14－棱形柄；15－升降电机；16－减速器；17－传动轴；18－换向减速器；19－齿轮；20－齿条；21－导轨；22－滑块；23－滑枕；24－安装架；25－外框。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1和图4所示，本实施例提供一种混料机，包括：漏斗形容器6、进料容器7、混料电机2、接料容器3、开阀装置4和升降装置。其中，漏斗形容器6的大口端和进料容器7的开口端相匹配，二者之间可拆卸地连接，而且漏斗形容器6和进料容器7连接在一起后形成混料容器1。

漏斗形容器6的小口端装有阀门5，且漏斗形容器6的小口端与接料容器3的开口端相匹配。进料容器7内装有预混物料8。所述预混物料8可以为至少两种物料，而且既可以是固体物料，也可以是液体物料。

混料电机2与漏斗形容器6连接，用于带动混料容器1在空中多次翻转以混合物料，并在物料混合完毕后继续带动混料容器1旋转，直至漏斗形容器6的小口端朝向接料容器3的开口端，即漏斗形容器6的小口端与接料容器3的开口端相对。

升降装置也与漏斗形容器6连接，用于带动混料容器1向接近于接料容器3的方向作直线运动，直至漏斗形容器6的小口端与接料容器3的开口端相接。

开阀装置4与漏斗形容器6上的阀门5连接，用于在漏斗形容器6的小口端与接料容器3的开口端相接后，打开阀门5，以使得进料容器7中已混合完毕的物料能够流入接料容器3中。

从图1和图4可以看出，混料容器1位于接料容器3的正上方，且接料容器3的开口端朝上，则混料容器1在混料电机2的带动下旋转至其漏斗形容器6的小口端朝下时，漏斗形容器6的小口端正好与接料容器3的开口端相对。升降装置带动混料容器1所作的直线运动为升降运动，且升降装置带动混料容器1下降时，漏斗形容器6的小口端会逐渐接近接料容器3的开口端，直至漏斗形容器6的小口端与接料容器3的开口端相接。在漏斗形容器6的小口端与接料容器3的开口端相接后，打开阀门5，进料容器7中已混合完毕的物料就会在重力的作用下流入接料容器3中，从而完成自动出料。但这仅仅是本发明的一种具体实施方式，本发明并不限制于此，既不限制混料容器与接料容器的位置关系为上下关系，还可以为左右关系，也不限制升降装置带动混料容器所作的直线运动为升降运动，还可以为左右运动，具体可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。

本实施例中，所述混料机能够在自动化生产线上完成自动进料、自动混料和自动出料的生产过程，避免人工直接操作，具体地，可以对生产线上的一个容器(即混料容器中的进料容器)中的至少两种物料进行混合，再将混合后的物料转入另一个容器(即接料容器)中，在混料和出料时，物料都在封闭的环境中，既不会引起物料扬尘，也不会将物料撒出，特别适用于核化工、核燃料等需要隔离操作人员的自动化生产线上。而且，所述混料机既可以对固态物料进行混合，也可以对液态物料进行混合。

需要说明的是，混料容器在空中翻转时，应控制其转速不高于预设转速，因为在混料容器翻转时若其转速较低，则物料不会在离心力作用下紧贴混料容器内壁并随之旋转，而是在混料容器中翻滚，并且在翻滚到漏斗形容器的小口端时被集中，翻滚到进料容器底部时被分散，混料容器最好先连续正转预设次数、再连续反转预设次数，直到物料混合均匀。

此外，为了避免在混料过程中发生泄漏，可将混料容器做成密封容器，即由进料容器、漏斗形容器和阀门形成一个封闭的容器。例如，可在漏斗形容器与进料容器的连接处放置密封圈，以使得二者连接后实现密封。

本实施例中，混料容器采用可拆卸的分体式结构，易于装料。至于漏斗形容器6与进料容器7的具体连接方式，可由本领域技术人员根据实际情况进行设定，例如可以为卡扣连接，也可以为螺纹连接。

下面以漏斗形容器6与进料容器7通过螺纹进行连接为例进行详细描述。

如图2和图3所示，漏斗形容器6的大口端内侧设有内螺纹，进料容器7的开口端外侧设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹。

混料机还包括旋转定位机构，其用于将装有预混物料8的进料容器7固定，以及带动进料容器7旋转。本实施例中，旋转定位机构采用卡盘9，且卡盘9可以为气动卡盘，也可以为液压卡盘。

混料电机2和升降装置均与漏斗形容器6连接。混料电机2还用于带动漏斗形容器6旋转直至漏斗形容器6的大口端朝向进料容器7的开口端，即漏斗形容器6的大口端与进料容器7的开口端相对。升降装置还用于带动漏斗形容器6向接近于进料容器7的方向作直线运动(下降运动)，并在漏斗形容器6的大口端与已被卡盘9固定的进料容器7的开口端接近时(即二者间距小于预设距离时，例如二者间距小于2mm时)，升降装置的直线运动(下降运动)与卡盘9的旋转运动联动，直至漏斗形容器6与进料容器7通过螺纹连接在一起。在联动的过程中，卡盘9每旋转一周，升降装置正好下降螺纹的一个螺距，待进料容器7完全连接到漏斗形容器6上以后，升降装置的下降运动与卡盘9的旋转运动均停止。

可见，进料容器7与漏斗形容器6之间的连接和分离，主要依靠卡盘9带动进料容器7的旋转，以及漏斗形容器6与卡盘9之间的相对位置改变来实现。

当然，如果漏斗形容器6与进料容器7通过卡扣进行连接，则漏斗形容器6的大口端与进料容器7的开口端中的一者设置有公扣，另一者设置有母扣。相应地，混料电机2带动漏斗形容器6旋转直至漏斗形容器6的大口端朝向进料容器7的开口端，升降装置带动漏斗形容器6向接近于进料容器7的方向作直线运动(下降运动)，直至漏斗形容器6与进料容器7通过卡扣自动连接。

此外，如图2和图3所示，漏斗形容器6的大口端内侧还设有第一导向面10，且第一导向面10比内螺纹更接近于漏斗形容器6大口端的端面；进料容器7的外侧还设有第二导向面11，且外螺纹比第二导向面11更接近于进料容器7的开口端的端面。

本实施例中，为保证进料容器与漏斗形容器之间连接的可靠性，二者均具有导向部分和连接部分，二者是先导向再连接。具体地，通过在漏斗形容器和进料容器上分别设置导向面，使得升降装置带动漏斗形容器向接近于进料容器的方向作直线运动(下降运动)时，漏斗形容器的第一导向面与进料容器的第二导向面先行接触，起到导向定心的作用，然后漏斗形容器再与进料容器通过螺纹连接。

在漏斗形容器6与进料容器7螺纹连接(即旋接)后，卡盘9还用于松开进料容器7。升降装置还用于在卡盘9松开进料容器7后，带动混料容器1上升至预设高度，所述预设高度可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。混料电机2还用于在混料容器1上升至预设高度时，带动混料容器1多次翻转以混合物料。在物料混合完毕后，混料电机2带动混料容器1旋转至其漏斗形容器6的小口端朝下，然后升降装置带动混料容器1下降，直至漏斗形容器6的小口端与接料容器3的开口端相接。

如图1、图4至图6所示，开阀装置4包括旋转伸缩机构和与之连接的棱形孔零件13(如图6所示)，本实施例中，旋转伸缩机构采用旋转伸缩气缸12，棱形孔零件13固定在气缸12的活塞杆的端部。当然，旋转伸缩机构还可以采用其他具有旋转及伸缩功能的结构，本发明对此不做限定。漏斗形容器6上的阀门5包括阀芯(图中未标出)和与之连接的棱形柄14(如图5所示)，且棱形孔零件13与棱形柄14的形状与尺寸相匹配。气缸12用于驱动棱形孔零件13向接近于棱形柄14的方向运动，直至棱形柄14插入棱形孔零件13的棱形孔内，再驱动棱形孔零件13旋转，从而带动棱形柄14旋转，直至打开阀门5的阀芯。由于漏斗形容器6的小口端与接料容器3的开口端已经相接，在阀门5的阀芯打开以后，进料容器7中的物料就可在重力的作用下流入接料容器3中，从而完成出料。

本实施例中，通过开阀装置的棱形孔零件与阀门的棱形柄相配合，实现了阀门的自动开闭，避免人工直接操作。

在混料机完成出料以后，还可通过卡盘9的旋转运动与升降装置的上升运动联动，将进料容器7从漏斗形容器6上卸下，再由机械手将进料容器7移走装料。

如图1所示，升降装置包括升降电机15、机械传动机构、导向件和运动件。机械传动机构分别与升降电机15和运动件连接，运动件还与漏斗形容器6连接。机械传动机构用于将升降电机15的旋转运动转换成直线运动并传递给运动件，以使运动件在导向件的引导下带动混料容器1作直线运动。

具体地，机械传动机构包括依次连接的减速器16、传动轴17、换向减速器18、齿轮19和齿条20，且减速器16与升降电机15连接，齿条20与运动件连接。其中，减速器、传动轴、换向减速器、齿轮和齿条依次连接，从而将升降电机的旋转运动转换成直线运动。由于减速器、传动轴、换向减速器、齿轮和齿条均属于现有构件或设备，故对其结构不再赘述。

本实施例中，导向件采用直线导轨，其包括导轨21(也可称为轨道)和滑块22，由于直线导轨属于现有设备，故对其结构不再赘述。运动件采用滑枕23，且导轨21和齿条20均设置在滑枕23上。

此外，如图1所示，所述混料机还包括安装架24和安装在其上的外框25。换向减速器18安装在外框25上，滑枕23位于外框25内部，并在其内部作直线运动。

综上所述，混料机主要由安装架24、外框25、升降电机15、机械传动机构、滑枕23、直线导轨、混料容器1(包括漏斗形容器6、进料容器7和阀门5)、混料电机2、接料容器3、开阀装置4、卡盘9等构成，能够实现自动进料、自动混料和自动出料，满足连续、可靠、自动化生产的需要，设备结构紧凑，集成度高，动作可靠，填补了行业空白。其中，各个电机(升降电机15和混料电机2)是动力源，减速器16、传动轴17、换向减速器18、齿轮19和齿条20构成机械传动机构，导轨21和滑块22是导向部件。

混料机的主要运动有三个：第一个是卡盘9的旋转运动；第二个是滑枕23的升降运动，由升降电机15带动减速器16、传动轴17、换向减速器18、齿轮19和齿条20实现；第三个是混料容器1在混料电机2带动下的旋转运动。通过前述第一个运动和第二个运动，可以将进料容器7连接到漏斗形容器6上，或者将进料容器7从漏斗形容器6上拆下。预混物料在混料容器1中的混合依靠混料容器1的旋转运动来实现。

在实际应用中，混料机可安装在具有机械手的自动化生产线上。下面结合图1至图6详细描述所述混料机的主要工作过程：

1)进料过程：盛有预混物料8的进料容器7由混料机的前一工序转来。首先，由机械手将盛有预混物料8的进料容器7放置在滑枕23下方的卡盘9上，由卡盘9将进料容器7底部卡紧；滑枕23带着大口朝下的漏斗形容器6下降并与进料容器7接近，在下降的过程中，进料容器7的第二导向面11与漏斗形容器6的第一导向面10先行接触，起到导向定心的作用；然后，卡盘9的旋转运动与滑枕23的下降运动联动，将进料容器7通过螺纹连接到漏斗形容器6上，从而实现自动进料。其中，为了自动化的可靠对接，进料容器7与漏斗形容器6先导向再旋接。

2)混料过程：卡盘9将进料容器7底部松开，滑枕23带动密封的混料容器1上升并离开卡盘9，直至混料容器1上升至预设高度；然后，混料电机2旋转，混料容器1绕混料电机2的轴线旋转(即混料电机2带动混料容器1翻转)，从而开始自动混料。在混料过程中，混料容器1可以正反两个方向转动，以保证混料均匀。

3)出料过程(即卸料过程)：首先，由机械手将接料容器3放置在卡盘9上，卡盘9将接料容器3的底部卡紧定心；在物料混合完毕后混料电机2继续带动混料容器1旋转，直至漏斗形容器6的小口端朝向正下方；滑枕23带动混料容器1下降，当漏斗形容器6的小口端与接料容器3的开口端完全接合好以后，滑枕23停止下降；开阀装置4中的棱形孔零件13伸出，直至阀门5的棱形柄14插入棱形孔零件13的棱形孔中，然后开阀装置4带动棱形柄14转动，将阀门5的阀芯打开，混合后的物料在重力作用下由进料容器7流入接料容器3中，从而完成自动出料。

需要说明的是，上述各动作均可以回退。例如，在混料机完成出料后，开阀装置的旋转伸缩气缸带动棱形孔零件缩回，滑枕上升，卡盘将接料容器底部松开，机械手将接料容器从卡盘上取走；混料容器旋转以使进料容器底部朝下，滑枕下降，卡盘将进料容器底部卡紧，卡盘反向旋转，滑枕上升，进料容器与漏斗形容器脱离，机械手将进料容器从卡盘上移到其他工位装料，装料完成后再由机械手将盛有预混物料的进料容器放置在卡盘上。如此循环，以使混料机完成进料、混料和出料的各个工序。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。