一种全流程全自动粘结指数测定仪的制作方法

本发明属于烟煤粘结指标测定，具体属于一种全流程全自动粘结指数测定仪。

背景技术：

1、目前烟煤粘结性测定还没有真正意义上的全流程、全自动化的检测设备，不能全流程自动化完成测定指标。如现有技术中公开号为cn204008368u的可连续进样型全自动粘结指数测定仪，包括转鼓、天平、控制器、连续进样装置和自动接送样装置，煤样筛分的过程与自动接送样装置自动送样时的过程合二为一，转盘式连续进样实现多个煤样的连续测定。

2、上述全自动粘结指数测定仪只代替了部分环节的机械化。在做粘结指数全过程中还有些环节均得依靠人工操作：例如坩埚出入加热炉、清扫压块、取放压块及坩埚盖、抹平坩埚中的煤样等，所以目前的测定仪并没有实现全过程无人值守的状态。没有实现完全无人值守，谈不上真正意义上的全过程智能化，还需依靠人工。由于存在人工参与的环节，不同的实验操作人员的操作习惯与操作熟练程度等会对测定结果造成误差。

3、烟煤粘结指数测定的方法是依据国标gb/t 5447-2014《烟煤黏结指数测定方法》，将专用无烟煤与试验煤样按5:1或3:3的比例混合，搅拌均匀后拨平(沿坩埚壁的层面略低于1-2mm)，并在坩埚内用压块压紧(压力6kg，时间30s)，盖上坩埚盖，加热焦化(温度850℃，时间15min)后冷却至室温，取掉坩埚盖与压块(有焦屑应清扫入坩埚内)，称重焦渣总质量，再放入转鼓，进行第一次转鼓实验(250r/5min)，第一次转鼓实验后的焦渣用1mm的圆孔筛分，称量筛上物的质量，然后将筛上物放入转鼓，进行第二次转鼓实验(250r/5min)、筛分、称量。最后计算其粘结指数的结果。

4、上述现有技术中为实现可连续进样，转鼓设计了自动开盖，在转鼓的圆周方向上设置自动开门机构。即在放样与去样时，开门的机构把门或盖打开，在做转鼓实验时，门或盖关闭，这种带有门或盖的转鼓结构，时间一长，转鼓的煤灰会堆积到门或盖与转鼓之间的密封间隙中，从而影响密封效果，会造成开门不顺或关门不严的情况。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，以烟煤粘结指数测定标准流程为基础上，提供一种全流程全自动粘结指数测定仪，本技术提供如下技术方案：

2、一种全流程全自动粘结指数测定仪，包括机架，根据烟煤粘结指数测定流程，在所述机架上设置有放样平台、焦化前后处理机构、搅拌机构、加热机构、转鼓机构、压力器、筛分机构以及称量天平，所述压力器和焦化前后处理机构临近放样平台设置，所述加热机构临近转鼓机构设置，所述机架上还设置有机械手，放样平台、焦化前后处理机构、搅拌机构、加热机构、转鼓机构、压力器、筛分机构以及称量天平布置位于机械手操作范围内，所述转鼓机构包括固定在转鼓架的转鼓、翻转装置以及旋转装置，所述旋转装置驱动转鼓水平旋转，翻转装置驱动转鼓绕转鼓架翻转，所述转鼓具有折边开口，竖直翻转时实现开口朝上接样及开口朝下放样，所述转鼓的正下方设置筛分机构，所述筛分机构一侧设置称量天平。

3、优选的，所述转鼓架上设置十字型旋转座，转鼓通过轴承与旋转座竖直杆一端固定连接，所述转鼓由安装在旋转座竖直杆另一端的第一电机驱动水平旋转，旋转座水平杆一端通过轴承固定连接在转鼓架上，旋转座水平杆另一端的第二电机驱动带动转鼓竖直翻转。

4、优选的，所述转鼓的折边向内折，折边与水平成一定夹角设置，如可设置在45°，保证转鼓翻转时转鼓内的焦渣不会掉落出去，同时也要保证在向下弃样时，转鼓内的焦渣能完全掉落出去。

5、优选的，所述焦化前后处理机构包括安装座、转盘、支撑座和承载盘，承载盘固定安装在安装座上，转盘通过支撑座与安装座固定连接，转盘相对于承载盘可转动可升降，所述转盘底部设置有吸盘装置、拨平装置、沿边压样装置以及清扫装置，所述转盘顶部安装驱动源及联动传动机构，联动传动机构在驱动源的驱动下带动吸盘装置、拨平装置、沿边压样装置以及清扫装置相对于转盘可转动，所述清扫装置可伸缩，所述承载盘上设置有坩埚盖、压块及坩埚的存放位；所述支撑座外壁上还设置可伸缩的第二清扫装置。

6、优选的，所述搅拌机构包括安装板、旋转夹紧装置、搅拌升降装置、搅拌旋转装置以及搅拌针装置，所述搅拌升降装置、搅拌旋转装置以及搅拌针装置固定安装在安装板上，所述旋转夹紧装置包括用于夹紧与松开坩埚的夹弹，夹弹可旋转，所述旋转夹紧装置与搅拌升降装置连接，实现旋转夹紧装置放置坩埚后的上升与下降，搅拌针装置包括搅拌针，搅拌针设置在夹弹的正上方，搅拌针可旋转，所述搅拌旋转装置带动安装板摆动从而实现搅拌机构的摆动。

7、优选的，所述加热机构包括加热炉体，所述加热炉体底部设置自动开合炉门，正对所述炉门下部设置可升降送样杆，送样杆的顶部设置定位孔，用于坩埚定位。

8、优选的，所述炉门处还设置风扇，用于对从加热炉体出来的坩埚进行降温。

9、优选的，所述机械手包括夹爪，沿x轴能在0°-180°的范围内翻转的翻转装置，翻转装置安装于沿z轴旋转的旋转平台上，旋转平台安装在可上升下降的垂直升降机构上，实现机械手具有水平移动、垂直升降、沿z轴与沿z轴转动以及夹持五个动作的自由度。

10、优选的，所述筛分机构包括筛杯、筛床和摇摆机构，摇摆机构带动筛床作往复运动，所述筛杯固定与筛床与其配合的孔中，筛杯是可拆卸设置的。

11、优选的，所述筛杯呈中间小、两头大形状，中间设置夹持部，所述坩埚也设置夹持部，夹持部为双台阶结构，与夹爪配合，方便机械手夹爪的夹持，筛杯底部设置1mm的圆孔筛板，筛杯内壁依次设置倒样坡口及进样坡口，筛杯外壁还设置定位部，用于放置到筛床孔中的定位。

12、本发明的工作原理：

13、通过机械手对坩埚与筛杯的夹持，运送到各机构进行各自功能的作业。在坩埚与筛杯设一个相同尺寸的夹持位，且是双台阶形状，这样只需夹爪轻轻接触被夹的坩埚或筛杯即可，不会因为被夹面光滑等原因而滑脱，双台阶的设计即使翻转也不会有问题。各机构均可独立的工作，之间的联系是通过机械手来实现。这样，在允许的情况下，机构均可以同时进行工作，均衡工作。

14、放样数量可以视情况来定，可以多个，本发明的方案数量是有扩展性的，即只要在放样平台增减存放坩埚的位置即可，其它机构均不受之影响；

15、搅拌机构采用夹弹的结构形式，夹坩埚时不会夹坏，具有能自动夹紧与松开的功能的旋转夹紧装置，实用于自动化操作。搅拌针装置采用公自转的方式，除了能有效均匀的搅拌效果，还有一个功能是能把粘在搅拌针上的煤灰，通过搅拌针的自转，把煤灰甩落入坩埚内，不需增加其它清扫装置。

16、焦化前后处理机构采用了吸盘的取放坩埚盖与压块的方式，因为坩埚盖与压块的形状与尺寸不同，用吸盘则在取放方面结构可统一实现。另外把焦化前后处理的繁琐工作集中在一块，共用了相同的机构(例如，转盘上的吸盘装置、拨平装置、清扫装置的自转共用一个电机驱动，还有这些装置的升降也共用)，简化结构，节约了成本，最大限度节约了空用。

17、加热机构采作一种垂直送样的加热方式，与传统的水平送样加热方式的优势在于不会因变形大，导致坩埚定位性不好或卡坩埚等，特别是对于用陶瓷或石英等脆性材料的安装来说，解决了因受力而不好固定的问题。

18、转鼓机构在转鼓上设置有转鼓折边开口及折边角度a。配合整个转鼓的上下方向翻转的方式，实现了转鼓开口朝上来接样，水平时作转鼓实验，开口朝下来弃样的功能，这是本转鼓需要重点保护的发明点。不需要门结构，也不需要推样结构等，这样大大的简化机构，缩小了仪器的体积。

19、筛分机构采作筛杯与摇摆机构两个部分的结构方式，筛杯是可以分离的，放在摇摆机构的筛床中，可以实现筛分功能，又可以单独的被机械手夹持后拿开，方便去称量，方便筛上物的转移，例如要转移到转鼓中或倒样就极为方便，无需单设机构，共用夹坩埚的机械手即可。通过低频率，筛分大幅度的摇摆方式(类似于人工筛分的频率与幅度)，不会像利用高频率、筛分幅度小的振动原理来进行筛分的方式，对焦渣的本身强度有一定破坏影响，筛分对试验结果会有影响。

20、本发明的有益效果：

21、1、本发明结构简单，可靠性高：转鼓机构无门，无推料等复杂结构，最为简单的实现进样、弃样的功能。焦化前后的繁琐工作集中在一起，采用结构共用，联动等方式，简化结构，节约成本，节约空间。

22、2、本发明能使实验结果更加准确：通过低频率，筛分大幅度的摇摆方式(类似于人工筛分的频率与幅度)，不会对焦渣的本身强度产生破坏影响，而对试验结果更准确。

23、3、加热机构采用一种垂直送样的加热方式，与传统的水平送样加热方式的优势在于不会因高温下变形大，导致坩埚定位性不好或卡坩埚等，特别是对于用陶瓷或石英等脆性材料的安装来说，解决了因受力而不好固定的问题。

24、4、采用夹弹的结构形式，坩埚时不会被夹坏；具有能自动夹紧与松开的功能，实用于自动化操作。搅拌针采用公自转的方式，除了能搅拌均匀，还能把粘在搅拌针上的煤灰甩落入坩埚内，不需增加其它清扫装置。

25、5、在坩埚与筛杯设计相同尺寸的夹持位，且是双台阶形状。这样夹爪不需较大的夹持力，有效防止了夹坏坩埚或筛杯，而且不会因被夹面光滑、夹持力小等原因而滑脱，双台阶的设计即使翻转也不会有问题。

26、6、本发明是一个全流程、全自化的粘结指数测定仪，全流程中无需人工参与，可完全无人值守，完全解放人的劳动强度，提高工作效率；不受人为因素的影响，能保证实验结果的准确性与一致性，不会存在人为舞弊的现象。全流程全自动化，提高了工作效率，减少了成本，减轻了劳动强度。