一种实验室用多仓超声研磨混料机的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种实验室用多仓超声研磨混料机，包括至少两套配合研磨的研磨球和研磨混料罐，所述研磨球包括球体和设于球体上端的颈杆，所述颈杆的上部固设有套筒；位于套筒下方的颈杆穿设在与底座连接的承重板上；底座的上端设有驱动电机，驱动电机的输出轴通过传动轴与传动机件连接，传动机件与所述颈杆的顶端连接，并通过驱动电机带动研磨球在研磨混料罐内进行旋转研磨；底座的底端通过气阀升降台与机架连接；位于研磨混料罐下方的机架上固设有用于承载研磨混料罐的水槽，水槽通过换能器与超声波发射器连接，通过水介质传递超声波到研磨混料罐内对物料进行振动。通过研磨和超声波振动实现快速高效地研磨和混料，提高样品均一性和快捷性。
【专利说明】
一种实验室用多仓超声研磨混料机
技术领域
[0001]本实用新型涉及研磨、混料领域，具体涉及一种实验室用多仓超声研磨混料机。
【背景技术】
[0002]现有的实验室对粉料混合物样品(1-1OOg)都是通过传统的研钵研磨方式进行手工研磨、混料，随着物料材质、形状和大小的不同，单个样品的研磨时间在半小时到I小时不等;在研磨时，需要配套使用不同材质、大小的研磨球，并且在研磨过程中，物料会粘在研磨球壁或研钵的内壁上不易脱落，导致混料不均匀，并且因物料损失导致定量实验无法进行；为保证物料循环充分，需要多次用药勺轻刮，所以操作时较耗时耗力。另外，手工研磨由于研磨力度不可控制、研磨时间有波动等原因，导致每个样品的研磨和混料均一性不能保证。
[0003]现有的实验室主要用微型研磨混料机和小型的微型研磨混料机，其中微型研磨混料机一次性处理的粉料混合物样品量级比较大为0.1L及以上，而小型的微型研磨混料机的处理量为1ml及以上，它们均比较适用于湿混工艺。目前并没有针对1-1OOg粉料混合物样品进行研磨、混料的研磨机。
[0004]另外，无论是使用研钵进行手工研磨还是大多数的实验室用微型研磨机每次只能研磨一个样品，并且存在诸多不便。而个别的实验室用微型研磨机虽然可以同时处理2-6个样品，但为保持平衡要求样品重量相当，不能处理重量相差较大的样品。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种实验室用多仓超声研磨混料机，特别适用于1-1OOg的粉料混合物的快速研磨和混合，并能同时处理多个样品、不损失物料。
[0006]为了解决上述【背景技术】中提出的问题，本实用新型提出了一种实验室用多仓超声研磨混料机，包括至少两套配合研磨的研磨球和研磨混料罐，所述研磨球包括球体，所述球体上端设有颈杆，所述颈杆的上部固设有套筒;位于套筒下方的颈杆穿设在与底座连接的承重板上;所述底座的上端设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴通过传动轴与传动机件连接，所述传动机件与所述颈杆的顶端连接，并通过驱动电机带动研磨球在研磨混料罐内进行旋转研磨;所述底座的底端通过气阀升降台与机架连接;位于研磨混料罐下方的机架上固设有用于承载研磨混料罐的水槽，所述水槽通过换能器与超声波发射器连接，通过水介质传递超声波到研磨混料罐内对物料进行振动。
[0007]进一步方案，所述水槽中间水平架设有固定板，所述研磨混料罐卡设在固定板中进行固定。
[0008]优选地，所述固定板的四周与水槽固定连接，固定板中间开设有与所述研磨混料罐外径相吻合的固定孔，位于固定孔外周的固定板开设有用于水流通的流通孔。
[0009]优选地，所述研磨混料罐的底端通过突出卡扣或内凹卡槽与水槽的底部固定连接。
[0010]优选地，所述传动机件锥齿轮机构或蜗轮蜗杆机构，其用来传递两交错轴传动轴与研磨球之间的运动。
[0011]优选地，所述套筒与承重板之间设有轴承;所述驱动电机通过电机支架与底座进行螺栓连接。
[0012]优选地，所述研磨球的旋转轴和研磨混料罐的中心轴为同一条直线;所述研磨球中心以下的半球面和研磨混料罐内腔底部的半球面中间设有一个用于放置物料的厚度均匀的壳状空腔。
[0013]优选地，所述研磨球和研磨混料罐的材质为硬金属、陶瓷、玛瑙、氧化锆、玻璃、聚合物材料中的一种或者两种。
[0014]优选地，所述水槽中装有作为超声波介质的水，所述研磨混料罐的底部浸在水中使得水的高度超过研磨混料罐内物料的高度。
[0015]优选地，所述换能器设在位于研磨混料罐中心轴线上的水槽的底部，换能器与研磨混料罐对应后均与超声波发射器连接。
[0016]本实用新型中驱动电机优选为设有变频器的正反转步进电机;超声波发射器上设有变频器;所述气阀升降台设有控制其升降位置的限位器。
[0017]本实用新型中研磨球和研磨混料罐的数量最优设计为2-20套，即本实用新型的研磨混料机能实现2-20个样品同时进行研磨和混料。研磨混料罐均设在水槽中，并通过固定板进行固定;研磨球的颈杆顶端通过传动机件均与传动轴连接，驱动电机通过传动机件带动研磨球进行旋转研磨。研磨球的套筒的卡在承重板上，通过气阀升降台的升起运动，通过承重带动研磨球一起上升运动，使研磨球脱离研磨混料罐，从而方便对研磨混料罐内的物料进行加料或取料操作。
[0018]驱动电机带有变频器，可以根据实际的使用情况调节其转动速率，从而使得被带动的研磨球转动速率可以控制50-1000rpm;并可设置为正、反转动，使物料更高效地研磨和混合。所以本实用新型可实现比使用研钵手工磨料更加快速地研磨样品。另外，由于超声波通过水介质传递到研磨混料罐内，实现对物料进行振动混合，从而加速物料的混合，并避免物料粘在研磨球和研磨混料罐上导致物料的损失。最终可以实现多个研磨混料罐的单次研磨在5分钟内同时研磨、混料完成，从而实现平均单个样品在I分钟内研磨、混料完成。相比于传统的研钵研磨方式(30-60分钟)，可以大大的节省时间和人力成本。
[0019]本实用新型中2-20套由研磨球和研磨混料罐组成的研磨装置是由同一个传动轴通过相同的方式同步带动，其时间相同、速度一致，且每个物料样品的超声波振动环境相同，可以实现产品的研磨、混料高度的均一性，提高了实验的可重复性。
[0020]气阀升降台设置有限位器，可以精准地气动控制底座上升和下降的高度，在放料和取料时将驱动电机、转动轴和研磨球一起提起上升，实现取料和放料方便、快捷;在研磨时将上述装置下降到设定好的研磨高度，保证研磨空间的合理性。
[0021 ]研磨球的旋转轴和研磨混料罐的中心轴为同一条直线;所述研磨球中心以下的半球面和研磨混料罐内腔底部的半球面中间设有一个用于放置物料的厚度均匀的壳状空腔，壳状空腔的大小等于两个球面的半径差值，两个半球面同时与物料接触，是研磨工作面，由于研磨工作面的面积大、研磨的厚度相同，因此可以保证研磨充分、混料均匀且效率高。
[0022]将物料放入研磨混料罐内研磨，由于角速度相同而转动半径不同时，各处线速度不同，水平方向的摩擦力和剪切力不一致。因此，在特定的某一个时刻处于不同半径的物料受到的研磨和混料力度不同。为了实现物料在研磨混料罐内循环充分，保证物料均一性，本实用新型在研磨工艺中加入了不定向的超声波振动，促使上方的物料(线速度最大)在受到水平的摩擦力和剪切力的同时，在不规则的超声波振动的影响下，由于向下的重力的作用能迅速的回到研磨混料罐底部的中心，从而使得物料循环彻底，样品均一。
[0023]所述研磨混料罐由硬度比物料大、不与物料发生化学反应、超声波良导体的材料制成，保证超声波振动能穿透研磨混料罐到达物料。因此保证充分的振动物料，使物料不易在研磨混料罐和研磨球的表面粘结，达到混料均匀的效果，同时省去了传统研钵研磨方式中药勺轻刮研磨面的步骤，大大地简化了取料的过程。
[0024]所述的研磨混料罐由固定板固定在水槽中，其底部通过突出卡扣或内凹卡槽与水槽的底部固定连接，提高结构稳定和平衡性。且由于单个研磨混料罐在研磨、混料过程中静置且具有高度的独立性，物料的材料、形状和大小的不同对整个研磨混料机的平衡性影响很小，可以实现不同材料、不同质量样品同时研磨、混料。
[0025]所述的超声波发射器连接的换能器是均匀间隔地放置在对应的研磨混料罐的下方，且换能器中心轴与研磨混料罐中心轴是同一条直线。使得每个研磨混料罐中的样品的超声波振动环境相同，从而提尚广品的均一性。
[0026]所述的超声波发射器带有变频器，可以根据实际的使用情况调节超声波的频率和功率。另外，超声波发射器在样品研磨、混料完成之后，可以继续工作，将研磨混料罐侧放让水进入罐内，可以用于清洗研磨混料罐的内壁。
[0027]本实用新型水槽中的水既可作为超声波的介质，还可对研磨混料罐中的物料进行冷却，保证物料在研磨过程中因产生的高温而发生理化性质的改变。
[0028]本实用新型的超声研磨混料机特别适用于多个小计量(1-1OOg)粉料混合物同时加工，从而提高样品均一性和快捷高效性，并极大程度地节省了人力成本。
[0029]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0030](I)本实用新型在研磨过程中加入超声波振动以达到研磨充分、混料均匀的效果，用于快速、高效、均一地将多个小计量粉料混合物同时进行研磨、混料。
[0031](2)本实用新型装置相比于传统研钵手工研磨方式，适合长时间制样及连续运行；比传统研钵研磨方式研磨充分混料均匀，大大的节省了时间和人力消耗；
[0032](3)由多个研磨装置并排设置，能同时加工多个样品，可以同时加工不同材料质和不同质量的样品；
[0033](4)可以控制同时研磨的每个样品的研磨时间、各个时刻的转速、超声波振动环境相同，实现产品均一性，提高实验的可重复性，并且特别适用于对比实验；
[0034](5)本实用新型采用超声波振动技术，增加物料的不规则运动，极大地加速了物料的循环，减少了物料结块、在研磨机件表面粘结，解决因为物料循环不充分来来的物料混合不均匀、研磨不充分的问题，同时避免了物料的损失；
[0035](6)将研磨混料罐侧放入水槽中，让水进入罐内，通过超声波发射器对其进行清洗，方便了研磨混料罐的清洗。
【附图说明】
[0036]图1是本实用新型的结构不意图；
[0037]图2是本实用新型传动示意图；
[0038]图3是本实用新型取放料不意图；
[0039]图4是本实用新型中研磨球的结构示意；
[0040]图5是本实用新型中传动机件和研磨球连接示意图；
[0041 ]图6是本实用新型中研磨混料罐的第一种结构示意图；
[0042]图7是本实用新型中研磨混料罐的第二种结构示意图；
[0043]图8是本实用新型中固定板的结构示意图。
[0044]图中:1-机架;2-驱动电机;3-超声波发射器;4-研磨球，4-1球体，4_2颈杆，4_3套筒;5-研磨混料罐;6-换能器;7-轴承;8-承重板;9-传动轴；10-传动机件；11-底座；12-气阀升降台；13-水槽;14-固定板，14-1固定孔，14-2流通孔。
【具体实施方式】
[0045]以下结合【具体实施方式】，对本实用新型进行较为详细的说明，以使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了。
[0046]下面主要以四套由研磨球和研磨混料罐组成的研磨装置为例进行说明，其它2-20套均能实现本实用新型的目的。
[0047]如图1所示，一种实验室用多仓超声研磨混料机，包括四套配合研磨的研磨球4和研磨混料罐5 ο如图4所示，研磨球4包括球体4-1，所述球体4-1上端设有颈杆4-2，所述颈杆4-2的上部固设有套筒4-3;位于套筒4-3下方的颈杆4-2穿设在与底座11连接的承重板8上；所述底座11的上端设有驱动电机2，所述驱动电机2的输出轴通过传动轴9与传动机件10连接，所述传动机件10与所述颈杆4-2的顶端连接，并通过驱动电机2带动研磨球4在研磨混料罐5内进行旋转研磨;所述底座11的底端通过气阀升降台12与机架I连接;位于研磨混料罐5下方的机架I上固设有用于承载研磨混料罐5的水槽13，所述水槽13通过换能器6与超声波发射器3连接，通过水介质传递超声波到研磨混料罐5内对物料进行振动。
[0048]进一步方案，所述水槽13中间水平架设有固定板14，所述研磨混料罐5卡设在固定板14中进行固定。研磨混料罐5的底端通过突出卡扣(如图7)或内凹卡槽(如图6)与水槽13的底部固定连接。提高了研磨混料罐5稳定性和平衡性，使其在研磨过程中保持平稳，并保证在研磨球4在转动的过程中不带动研磨混料罐5进行转动，从而保证研磨效率和提高研磨质量。
[0049]如图8所示，固定板14的四周与水槽13固定连接，固定板14中间均匀间隔地开设有与所述研磨混料罐5外径相吻合的四个固定孔14-1，位于固定孔14-1外周的固定板14开设有若干个用于水流通的流通孔14-2。所述固定孔14-1的中心在研磨混料罐5的中心轴上，使研磨混料罐5在混料时不产生水平移动。
[0050]如图5所示，传动机件10优选地使用锥齿轮机构，其用来传递两交错轴传动轴9与研磨球4之间的运动，传动轴9转动时带动其上的锥齿轮齿轮咬合转动，从而带动整个研磨球4转动。
[0051]所以本实用新型的传动原理如图2所示，由驱动电机2提供原动力，带动传动轴9转动，进一步通过传动轴9上连接的四个相同的传动机件10带动对应的四个研磨球4进行水平转动。同时，研磨球4上设置的套筒6通过轴承7在承重板8上一同水平转动，构成旋转机构。
[0052]所述驱动电机2通过电机支架与底座11进行螺栓连接。则气阀升降台12的升降而带动底座11和驱动电机2—起升降，同时与它们的连接的传动轴9和承重板8则带动研磨球4一起进行升降。如图3所示，打开气阀升降台12，其顶动气驱动电机2、传动轴9和承重板8将研磨球4抬起，则研磨球4和研磨混料罐5脱离，此时可以加入或取出物料;关闭气阀升降台12，将电驱动电机2、传动轴9和承重板8—起将研磨球4降低到合适的高度，此时研磨球4可以对研磨混料罐5内物料进行研磨混料。
[0053]优选地，所述研磨球4的旋转轴和研磨混料罐5的中心轴为同一条直线;所述研磨球4中心以下的半球面和研磨混料罐5内腔底部的半球面中间设有一个用于放置物料的厚度均匀的壳状空腔。则将物料放置壳状空腔中，研磨球4和研磨混料罐5的两个半球面是研磨工作面，同时与物料接触，由于研磨工作面的面积大、研磨的厚度相同，因此可以保证研磨充分、混料均匀且效率高。
[0054]优选地，所述研磨球4和研磨混料罐5的材质由硬度比物料大、不与物料发生化学反应、超声波良导体的材料制成，具体为硬金属、陶瓷、玛瑙、氧化锆、玻璃、聚合物材料中的一种或者两种。上述材质不仅保证了物料的安全性，还保证了超声波振动能穿透研磨混料罐到达物料，能充分地振动物料，使物料不易在研磨混料罐和研磨球的表面粘结，达到混料均匀的效果，同时省去了传统研钵研磨方式中药勺轻刮研磨面的步骤，大大地简化了取料的过程。
[0055]优选地，所述水槽13中装有作为超声波介质的水，所述研磨混料罐5的底部浸在水中使得水的高度超过研磨混料罐5内物料的高度。水既可作为超声波的介质，还可对研磨混料罐中的物料进行冷却，保证物料在研磨过程中因产生的高温而发生理化性质的改变。
[0056]优选地，所述换能器6设在位于研磨混料罐5中心轴线上的水槽13的底部，换能器6与研磨混料罐5—一对应后均与超声波发射器3连接。使得每个研磨混料罐在研磨、混料过程中都能得到充分地振动。
[0057]所述气阀升降台12设置有限位器，可以精准地气动控制底座11上升和下降的高度，以保研磨球4和研磨混料罐5之间的距离在需要的范围，保证加料取料方便、研磨空间合理。
[0058]优选地，所述的驱动电机2带有变频器和正反转步进电机，可以根据实际的使用情况调节转动速率和转动方向，从而使得被带动的研磨球4转动速率可以控制在500rpm，可以实现比使用研钵手工磨料更加快速地研磨样品，加上超声波振动可以加速物料的混合，以此实现单次研磨在4分钟内研磨、混料完成。同时是四套研磨装置，则可以实现四个样品同时进行研磨和混料。因此，可以实现平均单个样品在I分钟内研磨、混料完成。
[0059]优选地，所述超声波发射器3上设有变频器，可以根据实际的使用情况调节超声波的频率和功率，以确保超声波振动强度可以满足不同物料在研磨混料罐内循环充分的需求。在超声波发射器3开启后，将物料放入研磨混料罐5内，开动驱动电机，带动研磨球4对物料进行研磨、混合;在研磨过程中，物料受到水平方向的摩擦力、剪切力、向下的重力和不定向的超声波振动。由于角速度相同而转动半径不同时，各处线速度不同，水平方向的摩擦力和剪切力不一致，因此，在特定的某一个时刻处于不同半径的物料受到的研磨和混料力度不同，为了保证物料均一性，实现物料在研磨混料罐内循环充分，加入了不定向的超声波振动。促使上方的物料(线速度最大)在收到水平的摩擦力和剪切力的同时，在不规则的超声波振动的影响下，由于向下的重力的作用能迅速的回到研磨混料罐底部的中心，从而使得物料循环彻底，从而保证物料研磨和混了的均一性。
[0060]由于四套研磨装置是由同一个传动轴9通过相同的方式同步的带动，当驱动电机2在设置正反转动和改变功率、转动速度的时候，四个研磨球4在任意时刻的转动速度一致，以保证物料的研磨、混料的一致性，特别适用于对比实验。
[0061]同时，在超声波发射器3开启后，超声波能穿透研磨混料罐5到达物料，保证物料充分的振动，物料在不规则的超声波振动的影响下，不易在研磨混料罐5和研磨球4的表面粘结，避免了物料的损失。同时，能省去传统研钵研磨方式中药勺轻刮研磨面的步骤，大大的简化了取料的过程。
[0062]超声波发射器3在样品研磨、混料完成之后，可以继续工作，将研磨混料罐5侧放让水进入罐内，可以用于清洗研磨混料罐5的内壁。
[0063]应该理解，以上的说明是示例性的，本实用新型可以以各种形式实施。因此，这里公开的具体细节、操作方式和其他说明不能作为对本实用新型的限制。对于本实用新型所属技术领域的来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种实验室用多仓超声研磨混料机，包括至少两套配合研磨的研磨球(4)和研磨混料罐(5)，其特征在于:所述研磨球(4)包括球体(4-1)，所述球体(4-1)上端设有颈杆(4-2)，所述颈杆(4-2)的上部固设有套筒(4-3);位于套筒(4-3)下方的颈杆(4-2)穿设在与底座(11)连接的承重板(8)上;所述底座(11)的上端设有驱动电机(2)，所述驱动电机(2)的输出轴通过传动轴(9)与传动机件(1 )连接，所述传动机件(10 )与所述颈杆(4-2 )的顶端连接，并通过驱动电机(2)带动研磨球(4)在研磨混料罐(5)内进行旋转研磨;所述底座(11)的底端通过气阀升降台(12)与机架(I)连接;位于研磨混料罐(5)下方的机架(I)上固设有用于承载研磨混料罐(5)的水槽(13)，所述水槽(13)通过换能器(6)与超声波发射器(3)连接，通过水介质传递超声波到研磨混料罐(5)内对物料进行振动。2.根据权利要求1所述的一种实验室用多仓超声研磨混料机，其特征在于:所述水槽(13)中间水平架设有固定板(14)，所述研磨混料罐(5)卡设在固定板(14)中进行固定。3.根据权利要求2所述的一种实验室用多仓超声研磨混料机，其特征在于:所述固定板(14)的四周与水槽(13)固定连接，固定板(14)中间开设有与所述研磨混料罐(5)外径相吻合的固定孔(14-1)，位于固定孔(14-1)外周的固定板(14)开设有用于水流通的流通孔(14-2)04.根据权利要求1所述的一种实验室用多仓超声研磨混料机，其特征在于:所述研磨混料罐(5)的底端通过突出卡扣或内凹卡槽与水槽(13)的底部固定连接。5.根据权利要求1所述的一种实验室用多仓超声研磨混料机，其特征在于:所述传动机件(10)为锥齿轮机构或蜗轮蜗杆机构，其用来传递两交错轴传动轴(9)与研磨球(4)之间的运动。6.根据权利要求1所述的一种实验室用多仓超声研磨混料机，其特征在于:所述套筒(4-3)与承重板(8)之间设有轴承(7);所述驱动电机(2)通过电机支架与底座(11)进行螺栓连接。7.根据权利要求1所述的一种实验室用多仓超声研磨混料机，其特征在于:所述研磨球(4)的旋转轴和研磨混料罐(5)的中心轴为同一条直线;所述研磨球(4)中心以下的半球面和研磨混料罐(5)内腔底部的半球面中间设有一个用于放置物料的厚度均匀的壳状空腔。8.根据权利要求1所述的一种实验室用多仓超声研磨混料机，其特征在于:所述研磨球(4)和研磨混料罐(5)的材质为硬金属、陶瓷、玛瑙、氧化锆、玻璃、聚合物材料中的一种或者两种。9.根据权利要求1所述的一种实验室用多仓超声研磨混料机，其特征在于:所述水槽(13)中装有作为超声波介质的水，所述研磨混料罐(5)的底部浸在水中使得水的高度超过研磨混料罐(5)内物料的高度。10.根据权利要求1所述的一种实验室用多仓超声研磨混料机，其特征在于:所述换能器(6)设在位于研磨混料罐(5)中心轴线上的水槽(13)的底部，换能器(6)与研磨混料罐(5) 对应后均与超声波发射器(3)连接。
【文档编号】B02C17/20GK205435882SQ201620186188
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】徐平红
【申请人】合肥国轩高科动力能源有限公司