CN107167352B - 一种光谱样品的激振混填料装置及混填料方法 - Google Patents

Abstract

本发明设计一种光谱样品的激振混填料装置及混填料方法，包括机架、二相振动装置、混料填料装置以及控制部分，是预先将矿粉置入混料填料装置中上下扣合的坩埚内，再通过旋转翻料、偏心振动和上下周期性抖动三种动作，实现多组份矿粉的充分搅拌与混合，之后通过翻转电机动作，将上下扣合的坩埚倒置，结合旋转、偏心振动、上下周期性抖动，分别将各坩埚内混合后的矿粉填充进各碳棒的空腔内，循环往复，即实现多批次的矿粉混料并自动向多支碳棒中填料过程。装置的设计构思新颖，自动化程度高，大提高了混料填料工作效率，有利于提高光谱分析精度和工作效率。

Description

一种光谱样品的激振混填料装置及混填料方法

技术领域

本发明涉及一种光谱样品的激振混填料装置及混填料方法，具体为一种地质矿产行业微量粉状样品光谱分析前，在混料机上成批次混合多组份分析样品，再自动充填到试验用碳棒端部孔中的专用设备，属粉状矿物样品光谱分析试验设备技术领域。

背景技术

地质矿产部门在进行地质勘查并用光谱法分析矿物成分时，往往是预先在野外采集多种少量的矿物样品，再在实验室粉碎研磨得到粉料并加入适量催化剂进行混料处理样品，然后将处理后样品粉料装填进一定结构的碳棒中，最后对样品进行光谱试验，通过光谱分析从而得出矿物的元素成份及其含量。在处理试验样品的过程中，通常需要将研磨后的矿粉放入坩埚中，在加入适量粉状催化剂后，将它们混合均匀；然后将这些混合好的样品填充到试验碳棒的加工孔中(如图1所示的B处)。为满足光谱试验的需要，通常需要多组份的实验样品，并按批次分类处理。

中国实用新型专利《光谱样品自动搅拌机》(200820211527.9)提出的自动搅拌进行混料，是在主振电机上端有偏心轴穿过上底盘连接坩埚托盘，主振电机下端有输出轴，通过旋转托盘与固定在倾斜支架上的倾斜底盘中心部位安装有旋转电机，倾斜支架下底部位固定于底座上，上底盘和旋转托盘之间均布有支撑弹簧，坩埚托盘位于上底盘与旋转托盘之间，坩埚托盘的盘面上均匀开有多个坩埚固定孔，坩埚托盘的盘面上覆盖透明盖板，其中心安装紧固手柄将透明盖板和坩埚托盘压紧连为一体。采用本装置可以实现装入坩埚中的各种粉料搅拌混合，优点是搅拌速度快，搅拌效果好；不足之处是：物料混合后需要将坩埚中的粉料倒出来，再由人工将粉料装填进碳棒中，不能自动装填。这样，在进行光谱分析试验前需要大量人工来处理试件，不仅费时费力，填充紧实效果也不佳；另外，其提出的结构方案中描述的倾斜支架的倾斜角度是固定的，实验表明并不能适应不同粒度的多组份矿粉高效搅拌混合。

中国发明专利《混合、搅拌或散布方法和用于该方法的设备》(201180047615.4)物料混合、搅拌或散布方法，所述设备包括壳体和容器，容器具有混合室，杆形元件伸进到该混合室中。该杆形元件在进入混合室的进口上连接于膜片，该膜片是容器的壁的部件。为了处理混合室的内含物，杆形元件与膜片一起通过驱动装置处于运动。为了避免膜片的意外失效，在该方法的范围内，对驱动装置的转数进行记数，并且在达到对于膜片的承载载荷能力所允许的最大转数和由此能得出的载荷交变数时将该驱动装置关断。该设备或方法只适用于大批量相同组份物料的混合，并且设备中残留物料较多，在需混合的物料组份变化时，需要对设备清洁处理。

由于在进行地质勘查光谱分析时，通常需要多批次、不同组份的试件(即一端的空腔内装填有矿粉混合料的碳棒)，而每个试件中装填的矿粉混合料质量很少，通常只有几克重。为提高矿粉光谱分析试验效率、降低试验成本，节省人力等，发明一种光谱分析样品的自动混料和填料一体化装置，尤为必要并且意义重大。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术所述问题，设计一种光谱样品的激振混填料装置及混填料方法，包括机架、二相振动装置、混料填料装置以及控制部分，是预先将矿粉置入混料填料装置中上下扣合的坩埚内，通过翻转电机动作设定倾斜角度、旋转翻料、偏心振动、上下周期性抖动，实现多组份矿粉的充分搅拌与混合，之后再通过翻转电机动作，将上下扣合的坩埚倒置，结合旋转、偏心振动、上下周期性抖动，分别将各坩埚内混合均匀后的矿粉填充进各碳棒的空腔内，循环往复，即实现多批次、多组份的矿粉混料并自动向多支碳棒中填料过程。装置的设计构思新颖，自动化程度高，大提高了混料填料工作效率，有利于提高光谱分析精度和工作效率。

本发明的技术方案是：一种光谱样品的激振混填料装置，包括：机架(1)、二相振动装置(2)、混料填料装置(3)；其特征在于：

所述机架(1)包括：立板(101)、翻转电机(102)、蜗杆(103)、蜗轮(104)、手轮(105)、手动定位销(106)和电动定位销(113)、旋转电机(107)、桥架(108)、旋转轴(109)、托板(110)、U型板(111)，还包括：控制箱(114)；所述翻转电机(102)用于驱动蜗杆(103)旋转，所述蜗杆(103)与蜗轮(104)啮合；所述手轮(105)与蜗杆(103)同轴，手轮(105)也是用于驱动蜗杆(103)旋转；

所述桥架(108)呈方口状框架结构，桥架(108)两端通过旋转轴(109)和轴承定位在立板(101)上部，其中一端的旋转轴上还固连有齿轮，所述齿轮与主动轮啮合，所述主动轮与蜗轮(104)同轴；

所述托板(110)跨接并固连在二根旋转轴之间，所述U型板(111)固连在托板(110)下方，所述旋转电机(107)通过紧固件安装在U型板(111)上；

所述托板(110)的两侧还设置有定位孔，其中一侧定位孔与手动定位销(106)配合，另一侧定位孔与电动定位销(113)配合；手动定位销(106)和电动定位销(113)均用于锁定托板(110)在不同工位；

所述二相振动装置(2)包括：旋转盘轴(201)、旋转盘(202)、支撑弹簧组件(203)、振动盘(204)、主振电机(205)、凸轮外套(206)、锁紧轴(207)和锁紧轴套(215)、锁紧手柄(208)、圆柱凸轮(211)、滚轮轴套(212)、滚轮(213)、滚轮轴(214)；所述圆柱凸轮(211)下端套装并固联在主振电机(205)的输出轴(217)上，圆柱凸轮(211)的外圆上加工有圆环状凸轮沟槽，圆柱凸轮(211)两端外圆上还设置有轴承安装位；所述锁紧轴套(215)的内部还套装有轴承；

所述旋转盘轴(201)下端与所述旋转电机(107)对接，旋转盘轴(201)上端固连在旋转盘(202)下部中心位置，所述旋转盘(202)位于振动盘(204)下方且与振动盘(204)同心，所述支撑弹簧组件(203)有三组，支撑弹簧组件(203)设置在旋转盘(202)与振动盘(204)之间；

所述旋转盘(202)中心固连有主振电机安装板(216)，所述主振电机(205)固连在主振电机安装板(216)上；

所述凸轮外套(206)固连在主振电机安装板(216)上方，凸轮外套(206)通过轴承定位所述圆柱凸轮(211)；

所述圆柱凸轮(211)的上端设置有偏心孔，所述偏心孔内套装有偏心轴(218)，所述偏心轴(218)上端穿过锁紧轴套(215)内的轴承，且偏心轴(218)上端圆柱面与安装在锁紧轴套(215)内的轴承内圈面之间有满足偏心振动的间隙；

所述锁紧轴套(215)固连在振动盘(204)中部，所述锁紧轴(207)上端与锁紧手柄(208)旋接，锁紧轴(207)下端与锁紧轴套(215)旋接；所述滚轮轴套(212)通过螺栓固连在锁紧轴套(215)下端外圆的铣平面上，所述滚轮轴(214)穿过滚轮轴套(212)，所述滚轮(213)套装在滚轮轴(214)上，且滚轮(213)外圆嵌合在圆柱凸轮(211)的环状沟槽中；

所述支撑弹簧组件(203)包括弹簧以及套装在弹簧外部的弹簧套，所述弹簧两端设置有封头螺栓，所述封头螺栓分别与旋转盘(202)及振动盘(204)固连；

所述锁紧轴(207)呈圆筒状，所述锁紧手柄(208)旋接在锁紧轴(207)上端中心；

所述混料填料装置(3)包括：碳棒固定盘(301)、支撑杆(302)、锁紧扣(303)、坩埚上固定盘(304)、坩埚下固定盘(305)、坩埚组件(306)，还包括碳棒(307)，所述碳棒(307)装填粉料的一端加工有圆柱孔；所述坩埚组件(306)呈两头小、中间大棒槌状，所述碳棒(307)装填粉料的一端***坩埚组件(306)中；

所述坩埚上固定盘(304)和坩埚下固定盘(305)上均匀的分布有承载坩埚组件(306)的圆孔；所述碳棒固定盘(301)上相应的也开有定位并支撑碳棒(307)的圆孔，所述圆孔上装有橡胶圈，碳棒(307)与所述橡胶圈内孔紧配合；

所述坩埚下固定盘(305)固连在锁紧轴套(215)外圆上，所述支撑杆(302)两端通过螺栓将碳棒固定盘(301)与坩埚上固定盘(304)定位并锁紧，所述碳棒固定盘(301)与坩埚上固定盘(304)中心开有圆孔，所述锁紧轴(207)穿过碳棒固定盘(301)与坩埚上固定盘(304)中心圆孔，所述锁紧手柄(208)用于将坩埚上固定盘(304)与锁紧轴(207)固连；所述锁紧扣(303)固连在支撑杆(302)上，锁紧扣(303)用于将混料填料装置(3)扣合在振动盘(204)的外沿上；

当旋转盘轴(201)在旋转电机(107)驱动下，带动旋转盘(202)旋转时，旋转盘(202)通过支撑弹簧组件(203)以及振动盘(204)再带动混料填料装置(3)旋转；

当圆柱凸轮(211)在主振电机(205)驱动下转动时，所述振动盘(204)在支撑弹簧组件(203)的约束下通过偏心轴(218)带动作偏心振动，同时，所述滚轮(213)随着圆柱凸轮(211)旋转而上下移动，进一步的带动振动盘(204)相对于旋转盘(202)沿着支撑弹簧组件(203)的轴向窜动。

如上所述一种光谱样品的激振混填料装置，其特征在于：所述坩埚组件(306)包括：上坩埚胶套(310)和下坩埚胶套(311)、上坩埚(312)、下坩埚(313)，还包括用于混合搅拌和填料紧实的玛瑙球；所述上坩埚(312)包覆在上坩埚胶套(310)中，所述下坩埚(313)包覆在下坩埚胶套(311)中，所述上坩埚胶套(310)套装在坩埚上固定盘(304)的圆孔内，所述下坩埚胶套(311)套装在坩埚下固定盘(305)的圆孔内；上坩埚胶套(310)与下坩埚胶套(311)相向扣合，上坩埚胶套(310)以及上坩埚(312)的顶部都开设有圆形通孔，所述圆形通孔用于容纳碳棒(307)***；所述玛瑙球有至少一个，各玛瑙球的半径相同或不同，其中最小的玛瑙球的半径值大于碳棒(307)的圆柱孔半径。

如上所述一种光谱样品的激振混填料装置，其特征在于：所述电动定位销(113)驱动装置为电磁铁。

如上所述一种光谱样品的激振混填料装置，其特征在于：所述手轮(105)与蜗杆(103)之间设置有弹性联结器，所述弹性联结器用于在手轮(105)压下时与蜗杆(103)扣合，松开手轮(105)时与蜗杆(103)脱扣，从而实现手轮(105)驱动蜗杆(103)与翻转电机(102)驱动蜗杆(103)的运动互不干扰。

如上所述一种光谱样品的激振混填料装置，其特征在于：所述滚轮轴套(212)中设置的滚轮轴(214)上，还套装有电磁阀线圈，所述电磁阀线圈用于驱动滚轮轴(214)沿轴向伸出或缩回；当滚轮轴伸出时，所述滚轮(213)外圆嵌合在圆柱凸轮(211)的环状沟槽中，当滚轮轴(214)缩回时，所述滚轮(213)外圆与圆柱凸轮(211)处于非接触状态。

如上所述一种光谱样品的激振混填料装置，其特征在于：所述控制箱(114)包括：旋转电机(107)驱动控制单元、翻转电机(102)驱动控制单元、电动定位销(113)的电磁铁驱动控制单元、主振电机(205)驱动控制单元、滚轮轴(214)电磁线圈驱动单元。

一种光谱样品的激振混填料装置的混填料方法，包括：混料填料装置(3)在混料时的操作方法和混料填料装置(3)在填料时的操作方法；其特征在于：每一次光谱样品的混料和填料过程按如下步骤：

(1)电动或手动驱动蜗杆(103)，控制托板(110)上表面呈水平状；

(2)取出碳棒固定盘(301)和坩埚上固定盘(304)，向位于坩埚下固定盘(305)中的每一只下坩埚(313)中注入设定量的待混合样品粉料，再将上坩埚胶套(310)与下坩埚胶套(311)相向扣合，将锁紧扣(303)与振动盘(204)的外沿扣紧，再拧紧锁紧手柄(208)；

(3)电动或手动驱动蜗杆(103)，顺时针旋转至托板(110)上表面与水平面呈10～45度倾角，再通过手动定位销(106)或电动定位销(113)锁定托板(110)；

(4)开启旋转电机(107)和主振电机(205)，下坩埚(313)中的样品粉料在旋转以及叠加的偏心振动过程中充分混合均匀；

(5)关闭旋转电机(107)和主振电机(205)，电动或手动驱动蜗杆(103)，继续旋转至托板(110)上表面与地面相向且平行，此时上坩埚(312)位于下坩埚(313)的正下方，再通过手动定位销(106)或电动定位销(113)锁定托板(110)；

(6)控制滚轮轴(214)上套装的电磁线圈得电，使得滚轮(213)外圆伸出并嵌合在圆柱凸轮(211)的沟槽中，再开启旋转电机(107)和主振电机(205)，使得混合均匀的样品粉料自动填充进碳棒(307)的圆柱孔中，再关闭旋转电机(107)和主振电机(205)，同时控制滚轮轴(214)上套装的电磁线圈失电，滚轮(213)缩回；

(7)电动或手动驱动蜗杆(103)，控制托板(110)上表面旋转至水平状，松开锁紧扣(303)和锁紧手柄(208)，抽出碳棒(307)；循环往复，再重复下一个混料和填料过程。

如上所述一种光谱样品的激振混料填料装置的混填料方法，其特征在于：所述步骤⑷中的操作过程或者是：

控制滚轮轴(214)上套装的电磁线圈得电，使得滚轮(213)外圆伸出并嵌合在圆柱凸轮(211)的沟槽中，再开启旋转电机(107)和主振电机(205)，下坩埚(313)中的样品粉料在旋转以及叠加的偏心振动的同时，再叠加上下抖动。

本发明的优点和有益效果是：

(1)本发明利用上下坩埚扣合方式，一次装料即可完成搅拌混料与装填进碳棒二道工序，自动化程度高，大大提高了工作效率。

(2)本发明通过偏心振动结合上下抖动激振的二相振动方式，更充分更均匀的实现了样品粉料的搅拌与混合，填充料时可确保样品粉料在碳棒中有足够的密实度，且各碳棒中样品粉料的一致性好，特别有利于光谱分析时的准确度提高。

(3)搅拌混料与填充粉料均在密闭的上下坩埚中进行，减少了样品粉料的溅泼损失，缩短甚至消除了样品粉料在向碳棒中转移时与空气大面积接触时间，有利于提高对样品粉料的分析精度。

(4)本发明设备结构简单，易于实现自动化操作，各步骤中对控制对象的运行时间、旋转速度均连续可调，操作简单，省工省时，对不同规格的样品粉料适应性强。

附图说明

图1是待填充样品粉料的碳棒结构示意图；

图2是本发明实施例“一种光谱样品的激振混填料装置”在搅拌混料时示意图外圈；

图3是本发明实施例“一种光谱样品的激振混填料装置”在向碳棒中填充样品粉料时示意图；

图4是图2另一个方向示意图；

图5是机架部分结构示意图；

图6是图5仰视图；

图7是二相振动装置结构示意图；

图8是图7中部分构件放大及内部结构示意图；

图9是图8中A处放大图；

图10是混料填料装置结构示意图，图中装载了全部坩埚组件；

图11坩埚组件结构示意图。

附图中的标记说明：

图1中：B—碳棒中加工的待填充样品粉料的圆柱孔。

图2、图3中:1—机架，2—二相振动装置，3—混料填料装置。

图5、图6中：101—立板，102—翻转电机，103—蜗杆，104—蜗轮，105—手轮，106—手动定位销，107—旋转电机，108—桥架，109—旋转轴，110—托板，111—U型板，113—电动定位销，114—控制箱。

图7～图9中:201—旋转盘轴，202—旋转盘，203—支撑弹簧组件，204—振动盘，205—主振电机，206—凸轮外套，207—锁紧轴，208—锁紧手柄，211—圆柱凸轮，212—滚轮轴套，213—滚轮，214—滚轮轴，215—锁紧轴套，216—主振电机安装板，217—输出轴，218—偏心轴。

图10、图11中:301—碳棒固定盘，302—支撑杆，303—锁紧扣，304—坩埚上固定盘，305—坩埚下固定盘，306—坩埚组件，307—碳棒，310—上坩埚胶套，311—下坩埚胶套，312—上坩埚，313—下坩埚。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例作进一步说明，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内，本技术方案中未详细述及的，均为公知技术。

参见图2及附图3，本发明一种光谱样品的激振混填料装置，包括：机架1、二相振动装置2、混料填料装置3三部分，其中机架1中还有设置有控制箱114，混料填料装置3安装了多组坩埚组件306，二相振动装置2下方正中伸出有旋转盘轴201。

图2是处于搅拌混料状态下二相振动装置2及混料填料装置3呈现的姿态示意图，图3是处于向碳棒中填充样品粉料时的姿态示意图，为了提高附图2清晰度，混料填料装置3仅表示安装了一圈坩埚组件306情况，由图2可知实际使用中可一次安装30组坩埚组件306。图3为处于填料状态下二相振动装置2及混料填料装置3呈现的姿态示意图。图2中，混料填料装置3扣合在二相振动装置2上方，二相振动装置2通过旋转盘轴201锁定在机架1的上方。

参考附图4和附图6，所述机架1包括：立板101、翻转电机102、蜗杆103、蜗轮104、手轮105、手动定位销106和电动定位销113、旋转电机107、桥架108、旋转轴109、托板110、U型板111；所述翻转电机102用于驱动蜗杆103旋转，所述蜗杆103与蜗轮104啮合；所述手轮105与蜗杆103同轴，手轮105也是用于驱动蜗杆103旋转；所述立板101位于两侧部。

所述桥架108呈方口状框架结构，桥架108两端通过固连的旋转轴109和轴承定位在两侧立板101之间的上部；本发明实施例中，位于图5右端的旋转轴109上，同轴固连有齿轮，与所述齿轮啮合的是主动轮，所述主动轮与蜗轮104同轴，因此当蜗杆103旋转时，桥架108亦绕旋转轴109旋转。

如图5所示，所述托板110呈板凳状，托板110的两个板凳腿分别跨接并固连在旋转轴109上，所述U型板111固连在托板110下方的中部，所述旋转电机107通过紧固件安装在U型板111上；旋转电机107的输出轴穿过托板110中部。

所述托板110的两侧面开有定位孔，其中一侧定位孔与手动定位销106配合，另一侧定位孔与电动定位销113配合，所述电动定位销113驱动装置为电磁铁。手动定位销106和电动定位销113均用于锁定托板110在不同工位中。所述手轮105与蜗杆103之间设置有一种弹性联结器(图中未画出)，所述弹性联结器用于在手轮105压下时与蜗杆103扣合，此时旋转手轮105即可带动蜗杆103旋转，松开手轮105时通过弹性联结器作用，手轮105即与蜗杆103脱扣，此时若翻转电机102动作，手轮105不会随动，二者之间互不涉，有利于安全操作。

参考附图7～附图9，所述二相振动装置2包括：旋转盘轴201、旋转盘202、支撑弹簧组件203、振动盘204、主振电机205、凸轮外套206、锁紧轴207和锁紧轴套215、锁紧手柄208、圆柱凸轮211、滚轮轴套212、滚轮213和滚轮轴214；所述圆柱凸轮211呈空心状，圆柱凸轮211下端套装在主振电机205输出轴217上，圆柱凸轮211的外圆上加工有圆环状凸轮沟槽。由图9可知，本发明实施例中，所述圆柱凸轮沟槽是在垂直方向上下起伏的等宽凹槽。圆柱凸轮211两端外圆上还设置有轴承安装位。

所述旋转盘轴201下端与所述旋转电机107对接，旋转盘轴201上端固连在旋转盘202下部中心位置，所述旋转盘202位于振动盘204下方且与振动盘204同心，旋转盘202与振动盘204之间是均匀分布的三组支撑弹簧组件203；所述支撑弹簧组件203包括弹簧以及套装在弹簧外部的弹簧套，所述弹簧两端设置有封头螺栓，其中位于下端的封头螺栓固连在旋转盘202圆周上，位于上端的封头螺栓固连在振动盘204圆周上。

所述主振电机205固连在主振电机安装板216下方，所述主振电机安装板216固连在旋转盘202上。当旋转电机107旋转时，旋转盘202即通过三组支撑弹簧组件203带动振动盘204一起旋转，由此即带动位于振动盘204上方的混料填料装置3与振动盘204同步旋转，此时当主振电机205工作时，振动盘204还要相对于旋转盘202偏心振动。

所述凸轮外套206固连在主振电机安装板216上方，凸轮外套206通过轴承定位所述圆柱凸轮211。

所述偏心轴218下端套装在圆柱凸轮211的上端的偏心孔中，偏心轴218上端穿过安装在锁紧轴套215中的轴承，且该偏心轴218的上端圆柱面与安装在锁紧轴套215内部的轴承内圈面之间有满足偏心振动的间隙。

所述锁紧轴套215固连在振动盘204中部，所述锁紧轴207上端与锁紧手柄208旋接，锁紧轴207下端与锁紧轴套215旋接。

所述滚轮轴套212通过螺栓固连在锁紧轴套215下端外圆铣平面上，所述滚轮轴214穿过滚轮轴套212，所述滚轮213套装在滚轮轴214上且，滚轮213外圆嵌合在圆柱凸轮211的环状沟槽中。本发明实施例中，所述滚轮轴套212中设置的滚轮轴214上，还套装有电磁线圈(图中未画出)，所述电磁线圈用于驱动滚轮轴214沿轴向伸出或缩回；当电磁线圈得电后驱动滚轮轴214伸出时，所述滚轮213外圆嵌合在圆柱凸轮211的环状沟槽中，当电磁线圈失电后滚轮轴214缩回时，所述滚轮213外圆与圆柱凸轮211的环状沟槽处于非接触状态。

参考图10、图11，所述混料填料装置3包括：碳棒固定盘301、支撑杆302、锁紧扣303、坩埚上固定盘304、坩埚下固定盘305、坩埚组件306；还包括碳棒307，以及用于混合搅拌和填料紧实的玛瑙球(图中未画出)，所述碳棒307装填粉料的一端加工有圆柱孔(参见图1中B处加工孔)，所述的玛瑙球的数量为一个或多个，玛瑙球的半径可以相同或不同，其中最小玛瑙球的半径值略大于碳棒307上的圆柱孔半径；所述坩埚组件306呈两头小、中间大棒槌状，所述碳棒307装填粉料的一端***坩埚组件306中。

所述坩埚上固定盘304和坩埚下固定盘305上均匀的分布有承载坩埚组件306的圆孔；所述碳棒固定盘301上相应的也开有定位并支撑碳棒307的圆孔，该圆孔上装有橡胶圈，碳棒307与该橡胶圈内孔紧密配合(图中未画出)，这样当碳棒307处于倒置状态时不会自坩埚组件中306中向下滑落。

所述坩埚下固定盘305固连在锁紧轴套215外圆上，所述支撑杆302两端通过螺栓将碳棒固定盘301与坩埚上固定盘304定位并锁紧，所述碳棒固定盘301与坩埚上固定盘304中心开有圆孔，所述锁紧轴207穿过碳棒固定盘301与坩埚上固定盘304中心圆孔，所述锁紧手柄208用于将坩埚上固定盘304与锁紧轴207固连；所述锁紧扣303固连在支撑杆302上，锁紧扣303用于将混料填料装置3扣合在振动盘204的外沿上；另外，所述锁紧轴207呈圆筒状，锁紧轴207分别穿过坩埚下固定盘305和坩埚上固定盘304后，在碳棒固定盘301的中心，通过与锁紧手柄208旋接，将混料填料装置3固定并定位。

当旋转盘轴201在旋转电机107驱动下，带动旋转盘202旋转时，旋转盘202通过支撑弹簧组件203以及振动盘204再带动混料填料装置3旋转。

当圆柱凸轮211和偏心轴218在主振电机205驱动下自转并偏心振动时，所述振动盘204同步偏心振动，且所述滚轮213随着圆柱凸轮211旋转而上下移动，进一步的带动振动盘204相对于旋转盘202沿着支撑弹簧组件203的轴向上下运动。

图6中所示控制箱114内包括：旋转电机107驱动控制单元、翻转电机102驱动控制单元、电动定位销113的电磁铁驱动控制单元、主振电机205驱动控制单元、滚轮轴电磁线圈驱动单元，还包括触摸屏操作面板等模块。

参考附图1～附图11，本发明一种光谱样品的激振混填料装置所公开的混填料方法，包括：混料填料装置3在搅拌混料时的操作方法和混料填料装置3在填料时的操作方法。每一次光谱样品的混料和填料过程按如下优选步骤：

(1)电动或手动驱动蜗杆103，控制托板110上表面呈水平状；

(2)取出碳棒固定盘301和坩埚上固定盘304，向位于坩埚下固定盘305中的每一只下坩埚313中注入设定量的待混合样品粉料，再将上坩埚胶套310与下坩埚胶套311相向扣合，将锁紧扣303与振动盘204的外沿扣紧，再拧紧锁紧手柄208；

(3)电动或手动驱动蜗杆103，使得托板110上表面与水平面呈一定倾角(一般小于45度角)，再通过手动定位销106或电动定位销113锁定托板110；

(4)开启旋转电机107和主振电机205，下坩埚313中的样品粉料在旋转以及叠加的偏心振动过程中充分混合均匀；

(5)关闭旋转电机107和主振电机205，电动或手动驱动蜗杆103，继续旋转至托板110上表面与地面相向且平行，此时上坩埚312位于下坩埚313的正下方，再通过手动定位销106或电动定位销113锁定托板110；

(6)控制滚轮轴214上套装的电磁线圈得电，使得滚轮213外圆伸出并嵌合在圆柱凸轮211的沟槽中，再开启旋转电机107和主振电机205，使得混合均匀的样品粉料自动填充进碳棒307的圆柱孔中，再关闭旋转电机107和主振电机205，同时控制滚轮轴214上套装的电磁线圈失电，滚轮213缩回；

(7)电动或手动驱动蜗杆103，控制托板110上表面旋转至水平状，松开锁紧扣303和锁紧手柄208，抽出碳棒307；循环往复，再重复下一个混料和填料过程。

作为本发明另一个技术方案的实施例，每一次光谱样品的混料和填料过程或者是按如下方法操作：

(1)电动或手动驱动蜗杆103，控制托板110上表面呈水平状；

(2)取出碳棒固定盘301和坩埚上固定盘304，向位于坩埚下固定盘305中的每一只下坩埚313中注入设定量的待混合样品粉料，再将上坩埚胶套310与下坩埚胶套311相向扣合，将锁紧扣303与振动盘204的外沿扣紧，再拧紧锁紧手柄208；

(3)电动或手动驱动蜗杆103，使得托板110上表面与水平面呈一定倾角(一般小于45度角)，再通过手动定位销106或电动定位销113锁定托板110；

(4)控制滚轮轴214上套装的电磁线圈得电，使得滚轮213外圆伸出并嵌合在圆柱凸轮211的沟槽中，再开启旋转电机107和主振电机205，下坩埚313中的样品粉料在旋转以及叠加的偏心振动的同时，再叠加上下抖动，形成激振混料模式；

(5)关闭旋转电机107和主振电机205，电动或手动驱动蜗杆103，继续旋转至托板110上表面与地面平行，此时上坩埚312位于下坩埚313的正下方，再通过手动定位销106或电动定位销113锁定托板110；

(6)控制滚轮轴214上套装的电磁线圈得电，使得滚轮213外圆伸出并嵌合在圆柱凸轮211的沟槽中，再开启旋转电机107和主振电机205，使得混合均匀的样品粉料自动填充进碳棒307的圆柱孔中，再关闭旋转电机107和主振电机205，同时控制滚轮轴214上套装的电磁线圈失电，滚轮213缩回；

(7)电动或手动逆向驱动蜗杆103，控制托板110上表面旋转至水平状，松开锁紧扣303和锁紧手柄208，抽出碳棒307；循环往复，再重复下一个混料和填料过程。

本发明利用上下坩埚扣合方式，一次装料即可完成搅拌混料以及向碳棒圆柱孔中自动装填样品粉料等工序，自动化程度高，大大提高了工作效率。通过偏心振动结合上下抖动方式，更充分更均匀的实现了样品粉料的搅拌与混合，填充料时可确保样品粉料在碳棒中有足够的密实度，各碳棒中样品粉料的一致性好，特别有利于光谱分析时的准确度提高。搅拌混料与填充粉料均在密闭的上下坩埚中进行，减少了样品粉料的溅泼损失，缩短甚至消除了样品粉料在向碳棒中转移时与空气大面积接触时间，有利于提高对样品粉料的分析精度。本发明设备结构简单，易于实现自动化操作，各步骤中对控制对象的运行时间、旋转速度均连续可调，操作简单，省工省时，对不同规格的样品粉料适应性强。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固连”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (8)

1.一种光谱样品的激振混填料装置，包括：机架(1)、二相振动装置(2)、混料填料装置(3)；其特征在于：

所述机架(1)包括：立板(101)、翻转电机(102)、蜗杆(103)、蜗轮(104)、手轮(105)、手动定位销(106)和电动定位销(113)、旋转电机(107)、桥架(108)、旋转轴(109)、托板(110)、U型板(111)，还包括：控制箱(114)；所述翻转电机(102)用于驱动蜗杆(103)旋转，所述蜗杆(103)与蜗轮(104)啮合；所述手轮(105)与蜗杆(103)同轴，手轮(105)也是用于驱动蜗杆(103)旋转；所述立板(101)位于两侧部；

所述桥架(108)呈方口状框架结构，桥架(108)两端通过旋转轴(109)和轴承定位在立板(101)上部，其中一端的旋转轴上还固连有齿轮，所述齿轮与主动轮啮合，所述主动轮与蜗轮(104)同轴；

所述托板(110)跨接并固连在二根旋转轴之间，所述U型板(111)固连在托板(110)下方，所述旋转电机(107)通过紧固件安装在U型板(111)上；

所述托板(110)的两侧还设置有定位孔，其中一侧定位孔与手动定位销(106)配合，另一侧定位孔与电动定位销(113)配合；手动定位销(106)和电动定位销(113)均用于锁定托板(110)在不同工位；

所述二相振动装置(2)包括：旋转盘轴(201)、旋转盘(202)、支撑弹簧组件(203)、振动盘(204)、主振电机(205)、凸轮外套(206)、锁紧轴(207)和锁紧轴套(215)、锁紧手柄(208)、圆柱凸轮(211)、滚轮轴套(212)、滚轮(213)、滚轮轴(214)；所述圆柱凸轮(211)下端套装并固连在主振电机(205)的输出轴(217)上，圆柱凸轮(211)的外圆上加工有圆环状凸轮沟槽，圆柱凸轮(211)两端外圆上还设置有轴承安装位；所述锁紧轴套(215)的内部还套装有轴承；

所述旋转盘轴(201)下端与所述旋转电机(107)对接，旋转盘轴(201)上端固连在旋转盘(202)下部中心位置，所述旋转盘(202)位于振动盘(204)下方且与振动盘(204)同心，所述支撑弹簧组件(203)有三组，支撑弹簧组件(203)设置在旋转盘(202)与振动盘(204)之间；

所述旋转盘(202)中心固连有主振电机安装板(216)，所述主振电机(205)固连在主振电机安装板(216)上；

所述凸轮外套(206)固连在主振电机安装板(216)上方，凸轮外套(206)通过轴承定位所述圆柱凸轮(211)；

所述圆柱凸轮(211)的上端设置有偏心孔，所述偏心孔内套装有偏心轴(218)，所述偏心轴(218)上端穿过锁紧轴套(215)内的轴承，且偏心轴(218)上端圆柱面与安装在锁紧轴套(215)内的轴承内圈面之间有满足偏心振动的间隙；

所述锁紧轴套(215)固连在振动盘(204)中部，所述锁紧轴(207)上端与锁紧手柄(208)旋接，锁紧轴(207)下端与锁紧轴套(215)旋接；

所述滚轮轴套(212)通过螺栓固连在锁紧轴套(215)下端外圆铣平面上，所述滚轮轴

(214)穿过滚轮轴套(212)，所述滚轮(213)套装在滚轮轴(214)上，且滚轮(213)外圆嵌合在圆柱凸轮(211)的环状沟槽中；

所述支撑弹簧组件(203)包括弹簧以及套装在弹簧外部的弹簧套，所述弹簧两端设置有封头螺栓，所述封头螺栓分别与旋转盘(202)及振动盘(204)固连；

所述锁紧轴(207)呈圆筒状，所述锁紧手柄(208)旋接在锁紧轴(207)上端中心；

所述混料填料装置(3)包括：碳棒固定盘(301)、支撑杆(302)、锁紧扣(303)、坩埚上固定盘(304)、坩埚下固定盘(305)、坩埚组件(306)，还包括碳棒(307)，所述碳棒(307)装填粉料的一端加工有圆柱孔；所述坩埚组件(306)呈两头小、中间大棒槌状，所述碳棒(307)装填粉料的一端***坩埚组件(306)中；

所述坩埚上固定盘(304)和坩埚下固定盘(305)上均匀的分布有承载坩埚组件(306)的圆孔；所述碳棒固定盘(301)上相应的也开有定位并支撑碳棒(307)的圆孔，所述圆孔上装有橡胶圈，碳棒(307)与所述橡胶圈内孔紧配合；

所述坩埚下固定盘(305)固连在锁紧轴套(215)外圆上，所述支撑杆(302)两端通过螺栓将碳棒固定盘(301)与坩埚上固定盘(304)定位并锁紧，所述碳棒固定盘(301)与坩埚上固定盘(304)中心开有圆孔，所述锁紧轴(207)穿过碳棒固定盘(301)与坩埚上固定盘(304)中心圆孔，所述锁紧手柄(208)用于将坩埚上固定盘(304)与锁紧轴(207)固连；所述锁紧扣(303)固连在支撑杆(302)上，锁紧扣(303)用于将混料填料装置(3)扣合在振动盘(204)的外沿上；

当旋转盘轴(201)在旋转电机(107)驱动下，带动旋转盘(202)旋转时，旋转盘(202)通过支撑弹簧组件(203)以及振动盘(204)再带动混料填料装置(3)旋转；

当圆柱凸轮(211)在主振电机(205)驱动下转动时，所述振动盘(204)在支撑弹簧组件(203)的约束下通过偏心轴(218)带动作偏心振动，同时，所述滚轮(213)随着圆柱凸轮(211)旋转而上下移动，进一步的带动振动盘(204)相对于旋转盘(202)沿着支撑弹簧组件(203)的轴向窜动。

2.如权利要求1所述一种光谱样品的激振混填料装置，其特征在于：所述坩埚组件(306)包括：上坩埚胶套(310)和下坩埚胶套(311)、上坩埚(312)、下坩埚(313)，还包括用于混合搅拌和填料紧实的至少一只玛瑙球；所述上坩埚(312)包覆在上坩埚胶套(310)中，所述下坩埚(313)包覆在下坩埚胶套(311)中，所述上坩埚胶套(310)套装在坩埚上固定盘(304)的圆孔内，所述下坩埚胶套(311)套装在坩埚下固定盘(305)的圆孔内；上坩埚胶套(310)与下坩埚胶套(311)相向扣合，上坩埚胶套(310)以及上坩埚(312)的顶部都开设有圆形通孔，所述圆形通孔用于容纳碳棒(307)***；各玛瑙球的半径相等或不等，其中最小玛瑙球的半径大于碳棒(307)的圆柱孔半径。

3.如权利要求1所述一种光谱样品的激振混填料装置，其特征在于：所述电动定位销(113)驱动装置为电磁铁。

4.如权利要求1所述一种光谱样品的激振混填料装置，其特征在于：所述手轮(105)与蜗杆(103)之间设置有弹性联结器，所述弹性联结器用于在手轮(105)压下时与蜗杆(103)扣合，松开手轮(105)时与蜗杆(103)脱扣。

5.如权利要求1所述一种光谱样品的激振混填料装置，其特征在于：所述滚轮轴套(212)中设置的滚轮轴(214)上，还套装有电磁阀线圈，所述电磁阀线圈用于驱动滚轮轴(214)沿轴向伸出或缩回；当滚轮轴伸出时，所述滚轮(213)外圆嵌合在圆柱凸轮(211)的环状沟槽中，当滚轮轴(214)缩回时，所述滚轮(213)外圆与圆柱凸轮(211)处于非接触状态。

6.如权利要求1所述一种光谱样品的激振混填料装置，其特征在于：所述控制箱(114)包括：旋转电机(107)驱动控制单元、翻转电机(102)驱动控制单元、电动定位销(113)的电磁铁驱动控制单元、主振电机(205)驱动控制单元、滚轮轴(214)电磁线圈驱动单元。

7.一种光谱样品的激振混填料装置的混填料方法，包括：混料填料装置(3)在混料时的操作方法和混料填料装置(3)在填料时的操作方法；其特征在于：每一次光谱样品的混料和填料过程按如下步骤：

(1)电动或手动驱动蜗杆(103)，控制托板(110)上表面呈水平状；

(2)取出碳棒固定盘(301)和坩埚上固定盘(304)，向位于坩埚下固定盘(305)中的每一只下坩埚(313)中注入设定量的待混合样品粉料，再将上坩埚胶套(310)与下坩埚胶套(311)相向扣合，将锁紧扣(303)与振动盘(204)的外沿扣紧，再拧紧锁紧手柄(208)；

(3)电动或手动驱动蜗杆(103)，使得托板(110)上表面与水平面呈10～45度倾角，再通过手动定位销(106)或电动定位销(113)锁定托板(110)；

(4)开启旋转电机(107)和主振电机(205)，下坩埚(313)中的样品粉料在旋转以及叠加的偏心振动过程中充分混合均匀；

(5)关闭旋转电机(107)和主振电机(205)，电动或手动驱动蜗杆(103)，继续旋转至托板(110)上表面与地面相向且平行，此时上坩埚(312)位于下坩埚(313)的正下方，再通过手动定位销(106)或电动定位销(113)锁定托板(110)；

(6)控制滚轮轴(214)上套装的电磁线圈得电，使得滚轮(213)外圆伸出并嵌合在圆柱凸轮(211)的沟槽中，再开启旋转电机(107)和主振电机(205)，使得混合均匀的样品粉料自动填充进碳棒(307)的圆柱孔中，再关闭旋转电机(107)和主振电机(205)，同时控制滚轮轴(214)上套装的电磁线圈失电，滚轮(213)缩回；

(7)电动或手动驱动蜗杆(103)，控制托板(110)上表面旋转至水平状，松开锁紧扣(303)和锁紧手柄(208)，抽出碳棒(307)；循环往复，再重复下一个混料和填料过程。

8.如权利要求7所述一种光谱样品的激振混填料装置的混填料方法，其特征在于：所述步骤⑷中的操作过程或者是：

控制滚轮轴(214)上套装的电磁线圈得电，使得滚轮(213)外圆伸出并嵌合在圆柱凸轮(211)的沟槽中，再开启旋转电机(107)和主振电机(205)，下坩埚(313)中的样品粉料在旋转以及叠加的偏心振动的同时，再叠加上下抖动。