专利名称：用于催化剂压片成型的制样装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种压片装置，更具体地，涉及一种用于催化剂压片成型的制样
直O
背景技术：
一种具有工业应用前景的固体催化剂除了必须具有较高的活性、良好的选择性和较长的寿命外，还必须具有优良的机械性能如机械强度。通常，催化剂必须具备一定的强度，能经受住颗粒与颗粒之间、颗粒与气流之间、颗粒与器壁之间的摩擦，催化剂运输、装填期间的冲击，催化剂本身的重量负荷，以及反应过程、还原过程由于温度、体积变化和相变所产生的内应力而不发生破碎与粉化，才能保证化工反应过程的正常进行。由于催化剂的强度在工业生产中的重要性，美国早在70年代就提出了相应的催化剂强度测定标准。中国也从80年代起为化肥催化剂、分子筛催化剂和吸附剂建立了国家标准，上述标准规定了催化剂抗压强度的测试方法。由于催化剂的断裂与催化剂本身的晶型结构、孔结构、晶格缺陷、微裂纹等密切相关，而催化剂的上述这些特性是由催化剂的制备、老化和成型阶段的一系列过程决定的，具有相当多的干扰因素，因此从某种意义上来说催化剂的强度是多个催化剂颗粒的强度的统计结果。因而各个标准中都要求抗压强度测试是在一定数量的催化剂的基础上进行的，最终将所测数据经加权而得出此批催化剂的抗压强度。对于压缩成型的催化剂，影响成型的催化剂的机械性能的因素有很多，如压缩工艺条件、粘合剂和润滑剂的添加和预处理及后处理方法等。但是，公认的最重要影响因素是催化剂颗粒(这里的“颗粒”指在通常的操作和分散条件下，不可再分的最基本结构单元) 的性质，例如颗粒的尺寸与形状、内部的孔结构、化学组成及颗粒表面条件等。通常，使用颗粒强度测试仪(如YHKC-2A)来测量催化剂颗粒强度时，需要将催化剂颗粒制作成片状或条状的测试样品，以获得平行的测试结果。因此，压片成型或拉条成型装置对于制备测试样品而言是十分重要的。在测试中不仅要求制作出的测试样品表面平整均勻、大小均一，还要求制样快捷、操作简单、装置简单廉价。通常供测量催化剂强度所使用的制样装置有液压成型装置和挤压成条装置。前者能够得到药片状样品，后者能够挤出条状样品。然而，在实践中发现，通常的催化剂压片成型装置具有对原料的粘度要求比较苛刻、对原料没有混合作用、单个样品之间压力和剪应力不均造成所制的待测样片强度测试值波动较大，以及测试设备复杂笨重且价格偏贵等缺点；挤压成条装置虽具有混合效果，但挤压力可控性差、制备出的样品强度测量的平行性差等缺点。为了克服上述制样装置的缺点，发明了本实用新型的催化剂压片成型的制样装置。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型提供了一种用于催化剂压片成型的制样装置，其能够利用结构简单、操作方便的装置获得厚度均勻、满足催化剂强度测量要求、且能够适用于强度测量仪测定的催化剂薄片样品。本实用新型提供了一种用于催化剂压片成型的制样装置，该制样品装置包括碾压装置、调节装置、传动装置、进料挡板以及底座。其中碾压装置包括两个轧辊，其中一个为主动轧辊，另一个为从动轧辊，两个轧辊分别具有转轴，转轴的一端安装在定位压片的轴孔中，另一端安装在侧板的轴孔中；传动装置包括齿轮和动力源，主动轧辊的转轴的两端安装有一对主动齿轮，从动轧辊的转轴的两端安装有一对从动齿轮，主动轧辊和从动轧辊通过主动齿轮与从动齿轮之间的啮合而彼此连接；动力源与所述主动轧辊的一端相连；进料挡板位于主动轧辊和从动轧辊的端面外侧，并与端面之间留有间隙；以及底座，该底座包括侧板，主动轧辊和从动轧辊的转轴相对于定位孔板的另一端安装于所述侧板上的轴孔中。在一种实施方式中，调节装置包括定位孔板、定位销子、张紧弹簧和定位压片，其中定位孔板安装在从动轧辊一侧从动齿轮的外侧，该定位孔板具有多个档位；定位销子的一端固定于定位压片上，另一端与定位孔板的适合档位接合；张紧弹簧安装在从动轧辊的两侧，当从动轧辊靠近或远离主动轧辊从而改变轧辊间距时，使得从动轧辊始终与主动轧辊保持平行移动；定位压片具有圆形轴孔，主动轧辊和从动轧辊的转轴的安装有定位孔板的一端位于轴孔中，当定位销子与定位孔板的适合档位相接合后，固定定位压片以使主动轧辊和从动轧辊的间距保持不变。在一种实施方式中，传动装置还包括传动链，所述传动链安装在所述主动齿轮和所述从动齿轮圆周外侧。在一种实施方式中，定位孔板具有1至10个档位。在一种实施方式中，动力源为手动转动的摇把，主动轧辊的一侧设置有凹槽，摇把插接于该凹槽中。在一种实施方式中，动力源是电动机，主动轧辊的一侧设置有凹槽，电动机与通过该凹槽与主动轧辊连接。在一种实施方式中，两个轧辊的间距为0. Imm至10mm，0. Imm至5mm，更优选0. Imm 至3mm。在一种优选的实施方式中，轧辊之间的间距可以为2mm。在一种实施方式中，轧辊的直径为Icm至40cm，优选5cm至30，更优选IOcm至 15cm。在一种优选的实施方式中，轧辊的直径可以为15cm。在一种实施方式中，轧辊的长度为5cm至100cm，优选IOcm至80cm，更优选20cm 至40cm。在一种优选的实施方式中，轧辊的长度可以为30cm。在一种实施方式中，轧辊的直径可以相同或不同。本实用新型的用于催化剂压片成型的制样装置，能够利用两个轧辊的均勻滚动制备出满足催化剂强度测量要求、厚度均勻的薄片样品以供强度测量仪测定强度使用。本实用新型制样装置结构简单，操作方便，制样时间短，压片厚度均勻且可调，制得的样品薄片不易碎裂且强度测试平行性好，能够满足催化剂成型研制过程中对样品强度测试的要求。
附图构成本说明书的一部分，用于进一步理解本实用新型。附图示出了优选实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的实施方式。图1为示出了本实用新型的制样装置的碾压装置100的轧辊和摇把的立体分解图。图2为示出了本实用新型的制样装置的调节装置200的装配结构示意图。图3为示出了本实用新型的制样装置的轧辊和调节装置200的剖面图。
具体实施方式
以下将结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式
，但其仅用于说明目的而并不是要限制本实用新型的范围。本实用新型的制样装置包括碾压装置100、调节装置200、传动装置、进料挡板50 以及底座(未示出)。如图1和图2所示，碾压装置100包括主动轧辊10和从动轧辊20。 两个轧辊分别具有转轴11和21，转轴11和21的一端安装在定位压片30的轴孔31和32 中，另一端安装在侧板90的轴孔91和92中。在一种实施方式中，选择轧辊的长度为30cm， 直径为15cm。本领域技术人员能够根据实际需要选择适合的轧辊长度和直径。图2和图3分别示出了本实用新型的制样装置的档位调节装置200的结构示意图和剖面图。如图2和图3所示，调节装置200包括定位孔板40、定位销子41、张紧弹簧42 和定位压片30。定位压片30通过位于其两端的螺丝43固定在侧板30上。定位孔板40 安装在从动轧辊20 —侧从动齿轮22的外侧，用于调节主动轧辊10和从动轧辊20之间的距离。该距离即为所制得的催化剂薄片样品的厚度。定位孔板40具有多个档位1'、2'、 3'、4'、5'。各档位分别对应于1_、1.5_、2_、2.5_和3_的间距。其中的每一个档位能够限定主动轧辊10与从动轧辊20之间的不同间距。本领域技术人员能够根据需要设定适合的档位，本实用新型不限于这样的档位安排。在一些实施方式中，定位孔板40的档位不限于5个。根据实践中的具体需要，档位的数目也可以是6-10个，但不限于此。定位销子41的一端固定于定位压片30上，另一端与定位孔板40的适合档位接合。在不使用的状态下，定位销子41可插入任意档位，只要能够避免两个轧辊之间发生碰撞即可。当需要制备预定厚度的催化剂样品时，将定位销子 41从原有的档位中拔出并与定位孔板40的适合档位(在本实施方式中为档位2’ )接合， 这样就使主动轧辊10与从动轧辊20之间产生了距离为1. 5mm的缝隙，然后边摇动摇把70 边将呈固态或固液混合态的催化剂原料从进料口装入该制样装置并通过该1. 5mm的缝隙从而被轧制成相应厚度的薄片样品。用于轧制成片状样品的催化剂原料，可以为固态或固液混合态，需要适当控制其中的液态成分的量，以不造成原料粘连在轧辊上为宜。本领域普通技术人员能够选择适合的催化剂原料状态和适当的液态成分添加量，以保证制样过程顺利进行。张紧弹簧42安装在从动轧辊20的两侧，当从动轧辊20靠近或远离主动轧辊40 从而改变两个轧辊的间距时，张紧弹簧42被施加了一定的弹力，通过张紧弹簧42的回复力并与弹力相配合，能够实现使从动轧辊20始终与主动轧辊10保持平行移动，即在主动轧辊 10相对于从动轧辊20发生移动后，与主动轧辊10与从动轧辊20之间的间距在移动后保持一致。定位压片30具有圆形轴孔31和32，主动轧辊10和从动轧辊20的转轴11和21分别位于安装有定位孔板40的一侧的轴孔31和32中。例如，当定位销子41与定位孔板40 的档位2'相接合后，主动轧辊10的转轴11在轴孔31中发生移动并通过本领域公知的方式将其定位。然后固定定位压片30，以使主动轧辊10和从动轧辊20的间距保持不变。通过变换档位和张紧弹簧配合使用以实现主动轧辊10和从动轧辊20的平行移动对于本领域技术人员而言是公知的，本文中不再赘述。在另一种实施方式中，也可以采用其他调节装置来替代上述结构，以使主动轧辊 10和从动轧辊20平行移动。使主动轧辊和从动轧辊发生平行移动的技术不限于上文中所述的技术方案，本领域技术人员公知的其他技术也可以用于本实用新型，只要这样的技术能够使主动轧辊和从动轧辊保持平行移动并使二者之间的间距保持一致即可。例如，也可以在从动轧辊的两侧都安装有调节机构，当同时调节两侧的调节机构位于相同的档位时， 主动轧辊和从动轧辊彼此平行移动。主动轧辊10的转轴11的两端安装有一对主动齿轮12和12’，从动轧辊20的转轴的两端安装有一对从动齿轮22和22’。主动轧辊10和从动轧辊20通过主动齿轮12和 12’与从动齿轮22和22’之间的啮合而彼此连接。进料挡板50位于主动轧辊10和从动轧辊20的端面外侧，并与端面之间留有间隙。从而在轧制催化剂薄片样品的过程中阻挡原料进入用于传动的齿轮或传动链中，避免传动装置由受到阻挡而传动不畅。制样装置还包括底座。该底座包括侧板90，主动轧辊10 和从动轧辊20的转轴11和12相对于定位孔板40的另一端安装于侧板90上的轴孔91和 92中。当调节轧辊间距并进行固定的动作完成后，将摇把70插装于主动轧辊10的凹槽 14中。将粘结成型的催化剂膏状物从进料口(未示出)给入，转动摇把70使固定在主动轧辊10的转轴11上的主动齿轮12和12’带动固定在从动轧辊20转轴21上的从动齿轮22 和22’同时转动，制得的薄片状样品从出料口(未示出)滑出。将滑出的薄片状样品反复轧制3次，最终得到如面片状的样品。最后，根据需要在该样品的中心部位用小刀切割成供强度测试仪方便测量的小片(例如IcmX lcm)，将上述样品烘干后在强度测试仪上测试其强度，加权平均后即得到该催化剂的强度值。在另一种实施方式中，也可以用电动机替代摇把70来提供动力。以MTO催化剂为例，将SAP0-34分子筛与粘结剂等以适当比例混合制得用于轧制成型的催化剂原料。本领域技术人员知晓在轧制成型催化剂时使用的适合比例，此处不再赘述。然后将该催化剂膏状物从进料口给入，转动摇把70使固定在主动轧辊10的转轴11 上的主动齿轮12和12’带动固定在从动轧辊20转轴21上的从动齿轮22和22’同时转动。 制得的薄片状样品从出口滑出。将滑出的薄片状样品反复轧制3次，最终得到如面片状的样品。当使用本实用新型的制样装置制造而成的样品进行催化剂强度测试时，多个样品之间的厚度值之间的误差为士0. 1mm，样品的强度之间的误差为士 1%，明显小于现有技术的士 5%。在另一种实施方式中，将费托催化剂制成催化剂原料，按照如上文中所述的方法利用本实用新型的制样装置制成用于强度测试的催化剂样品，其中选择厚度为2mm的档位。然后如上文所述进行催化剂强度测试时，多个样品之间的厚度值之间的误差为士0. 1mm，样品的强度之间的误差为士 1%。与现有的催化剂压片制样技术相比，本实用新型的制样装置具有如下优点1、对原料有混合作用，而且由于制备出的样品相对较大，可以随意裁取。另外，由于两个轧辊平行布置，两个轧辊的接触是线接触，使得制得的样品厚度均勻；同时避免了点接触造成的力量分布不均导致样品强度不一的不足的缺陷，强度测量的平行性好。2、两个轧辊的间距可调节，可以根据实际需要在零点几毫米至10毫米的范围内调节间距，能满足不同检测样品对厚度的要求。3、使用手动摇把为主动轧辊转轴提供动力，力量均勻且节约能耗，同时简化了装置的构造。4、制样过程简单且制样周期短。5、装置操作简单，使用及维护方便，体积小，重量轻，价格低廉。上述实施例仅为本实用新型较佳的具体实施例，本实用新型的构造特征并不限于此，任何熟悉该领域的技术人员，在本实用新型领域内进行的变化或修饰，均涵盖在本实用新型的专利范围内。
权利要求1.一种用于催化剂压片成型的制样装置，其特征在于，所述制样装置包括-碾压装置，包括两个轧辊，其中一个为主动轧辊，另一个为从动轧辊，两个所述轧辊分别具有转轴，所述转轴的一端安装在定位压片的轴孔中，另一端安装在侧板的轴孔中； -调节装置； -传动装置，包括齿轮，所述主动轧辊的转轴的两端安装有一对主动齿轮，所述从动轧辊的转轴的两端安装有一对从动齿轮，所述主动轧辊和所述从动轧辊通过所述主动齿轮与所述从动齿轮之间的啮合而彼此连接；和动力源，其与所述主动轧辊的一端相连；-进料挡板，位于所述主动轧辊和所述从动轧辊的端面外侧，并与所述端面之间留有间隙；以及-底座，包括侧板，所述主动轧辊和所述从动轧辊的转轴相对于所述定位孔板的另一端安装于所述侧板上的轴孔中。
2.根据权利要求1所述的制样装置，其特征在于，所述调节装置为档位调节装置，包括定位孔板，安装在转轴的从动轧辊一侧的从动齿轮的外侧，所述定位孔板具有多个档位；定位销子，其一端固定于定位压片上，另一端与所述定位孔板的适合档位接合； 张紧弹簧，安装在所述从动轧辊的两侧，当所述从动轧辊靠近或远离所述主动轧辊从而改变所述轧辊间距时，使得所述从动轧辊始终与所述主动轧辊保持平行移动；和定位压片，具有圆形轴孔，所述主动轧辊和所述从动轧辊的转轴安装有所述定位孔板的一端位于所述轴孔中，当所述定位销子与所述定位孔板的适当档位相接合后，固定所述定位压片以使主动轧辊和所述从动轧辊的间距保持不变。
3.根据权利要求1或2所述的制样装置，其特征在于，所述定位孔板具有1至10个档位。
4.根据权利要求1或2所述的制样装置，其特征在于，所述动力源为手动转动的摇把， 所述主动轧辊的一侧设置有凹槽，所述摇把插接于所述凹槽中。
5.根据权利要求1或2所述的制样装置，其特征在于，所述动力源是电动机，所述主动轧辊的一侧设置有凹槽，所述电动机与通过所述凹槽与所述主动轧辊连接。
6.根据权利要求1或2所述的制样装置，其特征在于，两个所述轧辊的间距为0.Imm至 10mm，所述轧辊的长度为5cm至IOOcm ；所述轧辊的直径为Icm至40cm。
7.根据权利要求6所述的制样装置，其特征在于，两个所述轧辊的间距为0.Imm至 5mm，所述轧辊的长度为IOcm至80cm，所述轧辊的直径为5cm至30cm。
8.根据权利要求6所述的制样装置，其特征在于，两个所述轧辊的间距为0.Imm至 3mm，所述轧辊的长度为20cm至40cm，所述轧辊的直径为IOcm至15cm。
9.根据权利要求6所述的制样装置，其特征在于，两个所述轧辊的间距为2mm，所述轧辊的长度为30cm，所述轧辊的直径为15cm。
10.根据权利要求1或2所述的制样装置，其特征在于，两个所述轧辊的直径可以相同或不同。
专利摘要本实用新型提供了一种用于催化剂压片成型的制样装置，包括碾压装置、调节装置、传动装置、进料挡板以及底座。碾压装置包括两个轧辊，其中一个为主动轧辊，另一个为从动轧辊；调节装置包括定位孔板、定位销子、张紧弹簧和定位压片；传动装置包括齿轮和动力源；进料挡板位于主动轧辊和从动轧辊的端面外侧，并与端面之间留有间隙。本实用新型能够利用两个轧辊的均匀滚动制备出满足催化剂强度测量要求且具有一定厚度的待测薄片样品。本实用新型具有操作简单、使用方便、制样时间短、压片厚度均匀且可调、样品薄片不易碎裂等特点，能够满足催化剂成型研制过程中对样品强度测试的要求。
文档编号G01N1/28GK201945486SQ20102060966
公开日2011年8月24日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者朱伟平, 蒋立翔, 邢爱华 申请人:中国神华煤制油化工有限公司, 中国神华煤制油化工有限公司北京研究院, 神华集团有限责任公司