低温条件下制备XRD岩石试样的实验装置及使用方法与流程

低温条件下制备xrd岩石试样的实验装置及使用方法
技术领域
[0001]
本发明属于岩石材料测试技术领域，具体涉及一种低温条件下制备xrd岩石试样的实验装置及使用方法。


背景技术：

[0002]
xrd（x射线衍射）物相检测是材料测试的常用手段，根据测试原理要求对于任何一种材料粉末的检测都是十分细小的粉末颗粒，才能得到更为详尽准确的数据结果。因此必须对材料进行处理，传统的方法是人用锉刀进行手工磨粉，费时费力，目前已有的机器又很难达到相应的精度，所得材料十分不均与，严重影响实验结果。在破碎研磨过程中产生的热对细小颗粒材料影响极大。为了能够减少人工，提高效率的同时减少外界环境对材料的影响得到更加精细的粉末颗粒，需要一种低温条件下制备xrd岩石试样的实验装置。


技术实现要素：

[0003]
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种效率高、劳动强度小、粉末颗粒制备精细合格的低温条件下制备xrd岩石试样的实验装置及使用方法。
[0004]
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：低温条件下制备xrd岩石试样的实验装置，包括电控装置和长方体形状的箱体，箱体底部四角处分别设有一根支腿，箱体顶部设有进料斗，箱体内设有位于进料斗正下方的破碎机构，破碎机构正下方设有研磨机构，箱体底部在研磨机构下方开设有下料口，箱体底部在下料口下方设有振动筛，箱体内壁设有冷却导料通道结构，箱体下侧部设有与冷却导料通道结构连通的冷风进口，冷风进口连接有冷风供应装置，箱体顶部设有与冷却导料通道结构连通的出风口，电控装置通过控制电缆分别与破碎机构、研磨机构、冷风供应装置和振动筛连接。
[0005]
破碎机构包括自上而下依次设置的上破碎对辊组、中破碎对辊组和下破碎对辊组，上破碎对辊组、中破碎对辊组和下破碎对辊组的前后端分别转动连接在箱体的前后侧壁，上破碎对辊组包括左右间隔布置的第一上破碎辊和第二上破碎辊，中破碎对辊组包括左右间隔布置的第一中破碎辊和第二中破碎辊，下破碎对辊组包括左右间隔布置的第一下破碎辊和第二下破碎辊，第一上破碎辊、第二上破碎辊、第一中破碎辊、第二中破碎辊、第一下破碎辊和第二下破碎辊的外圆表面均设有破碎齿，第一上破碎辊和第二上破碎辊之间的距离大于第一中破碎辊和第二中破碎辊之间的距离，第一中破碎辊和第二中破碎辊之间的距离大于第一下破碎辊和第二下破碎辊之间的距离；第一上破碎辊的一端传动连接有破碎电机减速机，第一上破碎辊和第二上破碎辊之间通过一对上齿轮传动连接，第一上破碎辊与第一中破碎辊通过一对上皮带轮传动连接，第一中破碎辊和第二中破碎辊之间通过一对中齿轮传动连接，第一中破碎辊与第一下破碎辊通过一对中皮带轮传动连接，第一下破碎辊和第二下破碎辊之间通过一对下齿轮传动连接；电控装置通过控制电缆与破碎电机减速机连接。
[0006]
研磨机构包括自上而下依次设置的上研磨对辊组、中研磨对辊组和下研磨对辊
组，上研磨对辊组、中研磨对辊组和下研磨对辊组的前后端分别转动连接在箱体的前后侧壁，上研磨对辊组包括左右间隔布置的第一上研磨辊和第二上研磨辊，中研磨对辊组包括左右间隔布置的第一中研磨辊和第二中研磨辊，下研磨对辊组包括左右间隔布置的第一下研磨辊和第二下研磨辊，第一上研磨辊和第二上研磨辊之间的距离大于第一中研磨辊和第二中研磨辊之间的距离，第一中研磨辊和第二中研磨辊之间的距离大于第一下研磨辊和第二下研磨辊之间的距离；第一下研磨辊和第二下研磨辊之间的距离为5μm，第一上研磨辊的一端传动连接有研磨电机减速机，第一上研磨辊和第二上研磨辊之间通过一对上齿轮传动连接，第一上研磨辊与第一中研磨辊通过一对上皮带轮传动连接，第一中研磨辊和第二中研磨辊之间通过一对中齿轮传动连接，第一中研磨辊与第一下研磨辊通过一对中皮带轮传动连接，第一下研磨辊和第二下研磨辊之间通过一对下齿轮传动连接；电控装置通过控制电缆与研磨电机减速机连接；破碎电机减速机和研磨电机减速机的电源线通过星型接线盒与电源连接。
[0007]
冷却导料通道结构在箱体左侧内壁和右侧内壁分别设有一组，左右两侧的冷却导料通道结构的结构相同且左右对称；左侧的冷却导料通道结构包括自上而下依次固定设置在箱体左侧内壁上的第一支架、第二支架、第三支架和第四支架，第一支架和第二支架的右侧设有与箱体左侧壁平行的第一竖向导热板，第三支架和第四支架的右侧设有与箱体右侧壁平行的第二竖向导热板，第一竖向导热板上侧边与箱体顶部内壁之间设有左低右高的第一斜向导热板，第一竖向导热板下侧边连接有左高右低的第二斜向导热板，第二斜向导热板的右侧边位于第一上研磨辊上方，第二斜向导热板的右侧边与第二竖向导热板的上侧边之间设有第三斜向导热板，箱体底部的下料口在前后方向上与下研磨对辊组的长度相等，第二竖向导热板的下侧边与箱体底面下料口的左侧边之间设有左高右低的第四斜向导热板；冷风进口和出风口均设有两个，两个冷风进口分别设置在第四支架下方的箱体左侧下部和右侧下部，两个出风口分别设置在左侧和右侧的第一斜向导热板正上方的箱体顶部，出风口处设有防尘窗；箱体外侧设置隔热保温层；第一竖向导热板和第二竖向导热板的内侧壁上均设有一个温度传感器，温度传感器通过信号线与控制装置连接。
[0008]
冷风供应装置包括制冷器、增压风机和电磁阀，制冷器的出风口连接有一根供风主管，供风主管的出口并联两根供风支管分别与两个冷风进口连接，增压风机和电磁阀设置在供风主管上，电控装置通过控制电缆分别与制冷器、增压风机和电磁阀连接。
[0009]
振动筛的筛网后高前低倾斜设置，筛网的孔径为5μm，筛网正下方设有合格试样盛装盒，筛网前侧边下方设有大颗粒物料盛装盒。
[0010]
电控装置包括控制箱，控制箱内设有plc控制器，控制箱前侧面设有显示屏、破碎研磨开关按钮、破碎研磨暂停按钮，破碎研磨急停按钮、破碎研磨调速旋钮、降温开关按钮、电源开关按钮、降温风速旋钮、振动筛开关按钮。
[0011]
低温条件下制备xrd岩石试样的实验装置的使用方法，包括以下步骤：（1）先按下控制箱上的电源开关按钮，再按下破碎研磨开关按钮、降温开关按钮和振动筛开关按钮，破碎电机减速机、研磨电机减速机、制冷器和增压风机均启动，电磁阀打开；（2）破碎电机减速机驱动第一上破碎辊转动，第一上破碎辊通过一对上齿轮带动第二
上破碎辊转动，同时通过上皮带轮带动第一中破碎辊转动，第一中破碎辊通过一对中齿轮带动第二中破碎辊转动，同时第一中破碎辊通过中皮带轮带动第一下破碎辊转动，第一下破碎辊通过一对下齿轮带动第二下破碎辊转动；研磨电机减速机驱动第一上研磨辊转动，第一上研磨辊通过一对上齿轮带动第二上研磨辊转动，同时通过上皮带轮带动第一中研磨辊转动，第一中研磨辊通过一对中齿轮带动第二中研磨辊转动，同时第一中研磨辊通过中皮带轮带动第一下研磨辊转动，第一下研磨辊通过一对下齿轮带动第二下研磨辊转动；制冷器可采用空调或者半导体制冷，增压风机抽取制冷器产生的冷空气通过两个冷风进口向两个冷却导料通道结构内，冷风自下而上由出风口排出箱体，（3）向进料斗内放入岩石石块，岩石石块通过进料斗落到第一上破碎辊和第二上破碎辊之间，先经过第一上破碎辊和第二上破碎辊上的破碎齿对岩石石块进行破碎，经过第一级破碎之后，再落到第一中破碎辊和第二中破碎辊之间进行第二级破碎，接着落到第一下破碎辊和第二下破碎辊之间进行第三级破碎；被三级破碎后的岩石颗粒通过两块第二斜向导热板之间的落料口落入到第一上研磨辊和第二上研磨辊之间进行研磨，然后再落入到第一中研磨辊和第二中研磨辊之间进行研磨，最后落到第一下研磨辊和第二下研磨辊之间进行研磨，经过三级研磨后，由于第一下研磨辊和第二下研磨辊之间的距离为5μm，从而保证研磨后的岩石粉末粒径不大于5μm；（4）冷风通过第一竖向导热板、第二竖向导热板、第一斜向导热板、第二斜向导热板、第三斜向导热板和第四斜向导热板向破碎和研磨过程中箱体内的辊和岩石试样进行冷却降温；（5）三级研磨后的岩石粉末通过箱体底部在下料口落到振动筛上，振动筛对岩石粉末进行振动筛分，通过振动筛的合格粉末落入到合格试样盛装盒，较大颗粒顺着倾斜的筛网滑落到大颗粒物料盛装盒内，大颗粒物料盛装盒内的岩石颗粒倒入进料斗，再次进行破碎、研磨和筛分；（6）合格粉末制备完成后，按下破碎研磨开关按钮，破碎电机减速机和研磨电机减速机停止，按下降温开关按钮，制冷器和增压风机关闭，按下振动筛开关按钮，振动筛关闭，最后按下电源开关按钮，关闭整个装置的电源。
[0012]
在破碎和研磨过程中，显示屏上显示破碎辊转速、研磨辊转速和工作环境的温度；调节转速通过破碎研磨调速旋钮来进行操作，以改变破碎电机减速机和研磨破碎减速机的转速；调节温度通过操作降温风速旋钮来调节增压风机和制冷器的功率大小；若遇到紧急情况，按下破碎研磨急停按钮，防止制样过程中发生事故时及时停止机器运转。
[0013]
采用上述技术方案，本发明具有的有益效果如下：本发明是一种智能化程度高、结构简单、使用方便，能最大限度降低温度对岩石颗粒影响的一种低温条件下制备xrd岩石粉末试样的实验装置。通过降温装置能够有效减少在破碎研磨中放出的热对粉末颗粒造成的影响，通过控制面板调节研磨速度可适用于不同硬度的岩石块体，多组破碎研磨滚筒能够提高研磨的效率。
[0014]
在支腿外部可设置防尘布，放置振动筛在筛分过程中产生的粉尘，采用的通入冷风降温不直接接触岩石颗粒和粉末，避免在破碎和研磨过程中产生粉尘污染。
[0015]
采用的三级破碎采用一台破碎电机减速机，采用的三级破研磨采用一台研磨电机
减速机不仅结构紧凑，而且大大提高了工作效率和粉末的合格率。
[0016]
由于齿轮转动机构（多对大齿轮）和皮带传动机构（皮带和皮带轮）均在箱体内，为了避免粉尘对传动的影响，在齿轮转动机构和皮带传动机构外部设置防尘罩。
附图说明
[0017]
图1是本发明的结构示意图；图2是图1中a-a剖视图；图3是控制装置的结构示意图；图4是破碎机构中齿轮传动和皮带传动的结构示意图。
具体实施方式
[0018]
如图1-图4所示，本发明的一种低温条件下制备xrd岩石试样的实验装置，包括电控装置和长方体形状的箱体1，箱体1底部四角处分别设有一根支腿2，箱体1顶部设有进料斗3，箱体1内设有位于进料斗3正下方的破碎机构，破碎机构正下方设有研磨机构，箱体1底部在研磨机构下方开设有下料口4，箱体1底部在下料口4下方设有振动筛5，箱体1内壁设有冷却导料通道结构，箱体1下侧部设有与冷却导料通道结构连通的冷风进口6，冷风进口6连接有冷风供应装置，箱体1顶部设有与冷却导料通道结构连通的出风口7，电控装置通过控制电缆分别与破碎机构、研磨机构、冷风供应装置和振动筛5连接。
[0019]
破碎机构包括自上而下依次设置的上破碎对辊组、中破碎对辊组和下破碎对辊组，上破碎对辊组、中破碎对辊组和下破碎对辊组的前后端分别转动连接在箱体1的前后侧壁，上破碎对辊组包括左右间隔布置的第一上破碎辊8和第二上破碎辊9，中破碎对辊组包括左右间隔布置的第一中破碎辊10和第二中破碎辊11，下破碎对辊组包括左右间隔布置的第一下破碎辊12和第二下破碎辊13，第一上破碎辊8、第二上破碎辊9、第一中破碎辊10、第二中破碎辊11、第一下破碎辊12和第二下破碎辊13的外圆表面均设有破碎齿14，第一上破碎辊8和第二上破碎辊9之间的距离大于第一中破碎辊10和第二中破碎辊11之间的距离，第一中破碎辊10和第二中破碎辊11之间的距离大于第一下破碎辊12和第二下破碎辊13之间的距离；第一上破碎辊8的一端传动连接有破碎电机减速机15，第一上破碎辊8和第二上破碎辊9之间通过一对上齿轮16传动连接，第一上破碎辊8与第一中破碎辊10通过一对上皮带轮17传动连接，第一中破碎辊10和第二中破碎辊11之间通过一对中齿轮18传动连接，第一中破碎辊10与第一下破碎辊12通过一对中皮带轮19传动连接，第一下破碎辊12和第二下破碎辊13之间通过一对下齿轮20传动连接；电控装置通过控制电缆与破碎电机减速机15连接。
[0020]
研磨机构包括自上而下依次设置的上研磨对辊组、中研磨对辊组和下研磨对辊组，上研磨对辊组、中研磨对辊组和下研磨对辊组的前后端分别转动连接在箱体1的前后侧壁，上研磨对辊组包括左右间隔布置的第一上研磨辊21和第二上研磨辊22，中研磨对辊组包括左右间隔布置的第一中研磨辊23和第二中研磨辊24，下研磨对辊组包括左右间隔布置的第一下研磨辊25和第二下研磨辊26，第一上研磨辊21和第二上研磨辊22之间的距离大于第一中研磨辊23和第二中研磨辊24之间的距离，第一中研磨辊23和第二中研磨辊24之间的距离大于第一下研磨辊25和第二下研磨辊26之间的距离；第一下研磨辊25和第二下研磨辊
26之间的距离为5μm，第一上研磨辊21的一端传动连接有研磨电机减速机27，第一上研磨辊21和第二上研磨辊22之间通过一对上齿轮16传动连接，第一上研磨辊21与第一中研磨辊23通过一对上皮带轮17传动连接，第一中研磨辊23和第二中研磨辊24之间通过一对中齿轮18传动连接，第一中研磨辊23与第一下研磨辊25通过一对中皮带轮19传动连接，第一下研磨辊25和第二下研磨辊26之间通过一对下齿轮20传动连接；电控装置通过控制电缆与研磨电机减速机27连接；破碎电机减速机15和研磨电机减速机27的电源线53通过星型接线盒54与电源连接。由于研磨机构和破碎机构中的齿轮传动机构及皮带传动机构相同，因此在图4中也可以作为研磨机构的齿轮传动机构及皮带传动机构。由于齿轮转动机构（多对大齿轮）和皮带传动机构（皮带和皮带轮）均在箱体1内，为了避免粉尘对传动的影响，在齿轮转动机构和皮带传动机构外部设置防尘罩52。
[0021]
冷却导料通道结构在箱体1左侧内壁和右侧内壁分别设有一组，左右两侧的冷却导料通道结构的结构相同且左右对称；左侧的冷却导料通道结构包括自上而下依次固定设置在箱体1左侧内壁上的第一支架28、第二支架29、第三支架30和第四支架31，第一支架28和第二支架29的右侧设有与箱体1左侧壁平行的第一竖向导热板32，第三支架30和第四支架31的右侧设有与箱体1右侧壁平行的第二竖向导热板33，第一竖向导热板32上侧边与箱体1顶部内壁之间设有左低右高的第一斜向导热板34，第一竖向导热板32下侧边连接有左高右低的第二斜向导热板35，第二斜向导热板35的右侧边位于第一上研磨辊21上方，第二斜向导热板35的右侧边与第二竖向导热板33的上侧边之间设有第三斜向导热板36，箱体1底部的下料口4在前后方向上与下研磨对辊组的长度相等，第二竖向导热板33的下侧边与箱体1底面下料口4的左侧边之间设有左高右低的第四斜向导热板37；冷风进口6和出风口7均设有两个，两个冷风进口6分别设置在第四支架31下方的箱体1左侧下部和右侧下部，两个出风口7分别设置在左侧和右侧的第一斜向导热板34正上方的箱体1顶部，出风口7处设有防尘窗；箱体1外侧设置隔热保温层；第一竖向导热板32和第二竖向导热板33的内侧壁上均设有一个温度传感器38，温度传感器38通过信号线与控制装置连接。
[0022]
冷风供应装置包括制冷器、增压风机和电磁阀，制冷器的出风口7连接有一根供风主管，供风主管的出口并联两根供风支管39分别与两个冷风进口6连接，增压风机和电磁阀设置在供风主管上，电控装置通过控制电缆分别与制冷器、增压风机和电磁阀连接。
[0023]
振动筛5的筛网后高前低倾斜设置，筛网的孔径为5μm，筛网正下方设有合格试样盛装盒40，筛网前侧边下方设有大颗粒物料盛装盒41。
[0024]
电控装置包括控制箱42，控制箱42内设有plc控制器，控制箱42前侧面设有显示屏43、破碎研磨开关按钮44、破碎研磨暂停按钮45，破碎研磨急停按钮46、破碎研磨调速旋钮47、降温开关按钮48、电源开关按钮49、降温风速旋钮50、振动筛开关按钮51。
[0025]
低温条件下制备xrd岩石试样的实验装置的使用方法，包括以下步骤：（1）先按下控制箱42上的电源开关按钮49，再按下破碎研磨开关按钮44、降温开关按钮48和振动筛开关按钮51，破碎电机减速机15、研磨电机减速机27、制冷器和增压风机均启动，电磁阀打开；（2）破碎电机减速机15驱动第一上破碎辊8转动，第一上破碎辊8通过一对上齿轮16带
动第二上破碎辊9转动，同时通过上皮带轮17带动第一中破碎辊10转动，第一中破碎辊10通过一对中齿轮18带动第二中破碎辊11转动，同时第一中破碎辊10通过中皮带轮19带动第一下破碎辊12转动，第一下破碎辊12通过一对下齿轮20带动第二下破碎辊13转动；研磨电机减速机27驱动第一上研磨辊21转动，第一上研磨辊21通过一对上齿轮16带动第二上研磨辊22转动，同时通过上皮带轮17带动第一中研磨辊23转动，第一中研磨辊23通过一对中齿轮18带动第二中研磨辊24转动，同时第一中研磨辊23通过中皮带轮19带动第一下研磨辊25转动，第一下研磨辊25通过一对下齿轮20带动第二下研磨辊26转动；制冷器可采用空调或者半导体制冷，增压风机抽取制冷器产生的冷空气通过两个冷风进口6向两个冷却导料通道结构内，冷风自下而上由出风口7排出箱体1，（3）向进料斗3内放入岩石石块，岩石石块通过进料斗3落到第一上破碎辊8和第二上破碎辊9之间，先经过第一上破碎辊8和第二上破碎辊9上的破碎齿14对岩石石块进行破碎，经过第一级破碎之后，再落到第一中破碎辊10和第二中破碎辊11之间进行第二级破碎，接着落到第一下破碎辊12和第二下破碎辊13之间进行第三级破碎；被三级破碎后的岩石颗粒通过两块第二斜向导热板35之间的落料口落入到第一上研磨辊21和第二上研磨辊22之间进行研磨，然后再落入到第一中研磨辊23和第二中研磨辊24之间进行研磨，最后落到第一下研磨辊25和第二下研磨辊26之间进行研磨，经过三级研磨后，由于第一下研磨辊25和第二下研磨辊26之间的距离为5μm，从而保证研磨后的岩石粉末粒径不大于5μm；（4）冷风通过第一竖向导热板32、第二竖向导热板33、第一斜向导热板34、第二斜向导热板35、第三斜向导热板36和第四斜向导热板37向破碎和研磨过程中箱体1内的辊和岩石试样进行冷却降温；（5）三级研磨后的岩石粉末通过箱体1底部在下料口4落到振动筛5上，振动筛5对岩石粉末进行振动筛5分，通过振动筛5的合格粉末落入到合格试样盛装盒40，较大颗粒顺着倾斜的筛网滑落到大颗粒物料盛装盒41内，大颗粒物料盛装盒41内的岩石颗粒倒入进料斗3，再次进行破碎、研磨和筛分；（6）合格粉末制备完成后，按下破碎研磨开关按钮44，破碎电机减速机15和研磨电机减速机27停止，按下降温开关按钮48，制冷器和增压风机关闭，按下振动筛开关按钮51，振动筛5关闭，最后按下电源开关按钮49，关闭整个装置的电源。
[0026]
在破碎和研磨过程中，显示屏43上显示破碎辊转速、研磨辊转速和工作环境的温度；调节转速通过破碎研磨调速旋钮47来进行操作，以改变破碎电机减速机15和研磨破碎减速机的转速；调节温度通过操作降温风速旋钮50来调节增压风机和制冷器的功率大小；若遇到紧急情况，按下破碎研磨急停按钮46，防止制样过程中发生事故时及时停止机器运转。
[0027]
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。