CN107290190A - 一种稀土金属惰性取样装置及取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稀土金属惰性取样装置，包括取样壳体，取样壳体内部设有用于静电除尘的第一空间和用于取样的第二空间；第一空间与第二空间之间设有用于隔开第一空间与第二空间的自动门；自动门与控制器电连接。本发明通过提供的用于静电除尘的第一空间使惰性气体从气流中分离，达到除尘效果；通过设置自动门，使第一空间和第二空间有效地隔开，并且自动门是由控制器控制其开与关的，具有自动化的特点。
Description
技术领域
本发明涉及取样技术领域，更具体的，涉及一种稀土金属惰性取样装置及取样方法。
背景技术
采用电解法提取的稀土金属，需要对其进行取样化验。而取样操作是化学和制药业实验室运行中一道重要的工作程序。许多液体和气体的介质是有毒或者含有侵蚀性的物质，但许多企业都低估了它对工作人员的健康和对环境造成的危险。每一次取样，特别是那些由于时间紧迫而进行的取样，都暗藏着溢出危险物质的风险和对工作人员的危害。在毒性介质中，往往少许几滴就可能对工作人员造成严重的伤害。
为防止稀土金属惰性取样操作对工作人员的健康和对环境造成的危险，需要设计出一种不需要人工操作，实现自动化操作的取样装置。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种稀土金属惰性取样装置及取样方法，本发明通过提供的用于静电除尘的第一空间使惰性气体从气流中分离，达到除尘效果；通过设置自动门，使第一空间和第二空间有效地隔开，并且自动门是由控制器控制其开与关的，具有自动化的特点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种稀土金属惰性取样装置，包括取样壳体，
所述取样壳体内部设有用于静电除尘的第一空间和用于取样的第二空间；
所述第一空间与所述第二空间之间设有用于隔开所述第一空间与所述第二空间的自动门；所述自动门与控制器电连接。
可选地，所述第一空间内部设有静电除尘器；
所述静电除尘器上缠绕有金属丝，所述金属丝具有正电极、负电极、以及用于提供高压的高压电极。
可选地，还包括用于对所述惰性气体进行干燥的真空干燥机、减速机、驱动电机；所述真空干燥机通过第一气管与所述第一空间相连通；
所述减速机的一端与所述真空干燥机电连接；
所述减速机的另一端与所述驱动电机的动力输出端电连接；
所述驱动电机的动力输入端与所述控制器电连接。
可选地，还包括第一传感器、所述第一气管上设有第一密封夹；
所述第一传感器与所述控制器电连接。
可选地，还包括电磁阀、真空泵；
所述电磁阀与所述控制器电连接；
所述电磁阀具有第一控制端、第二控制端、第三控制端、第四控制端；
所述第一控制端通过第二气管与所述真空干燥机相连通；
所述第二控制端通过第三气管与所述第一空间相连通；
所述第三控制端通过第四气管与所述第二空间相连通；
所述第四控制端通过第五气管与所述真空泵相连通。
可选地，还包括压缩气瓶；所述压缩气瓶通过第六气管与所述真空干燥机相连通；
所述压缩气瓶内设有活塞；所述活塞与所述压缩气瓶的内壁相抵；
所述活塞的末端连接有压缩杆；
所述压缩杆的一端位于所述压缩气瓶内；
所述压缩杆的另一端伸出所述压缩气瓶，并与气缸的输出轴固定连接；
所述气缸与所述控制器电连接。
可选地，还包括第二传感器；
所述第六气管上设有第二密封夹；
所述第二传感器与所述控制器电连接。
可选地，所述第一空间的下部设有用于回收尘埃的回收箱；
所述回收箱与所述第一空间相贯通。
可选地，所述第二空间内还设有用于冷却所述惰性气体的冷却部；
所述冷却部位于所述第二空间的底部。
本发明还提供一种取样方法，适用于稀土金属惰性取样装置，按如下步骤实施：
S101：控制器控制电磁阀的第一控制端和第四控制端开启，使真空泵与所述真空干燥机相连通；
S102：所述真空泵抽取所述真空干燥机中的空气，从而使所述真空干燥机内的环境处于真空状态；
S103：所述控制器控制气缸使压缩杆压缩活塞，将惰性气体通过第六气管输送到所述真空干燥机中；
S104：第一传感器根据检测到的所述惰性气体被输送到所述真空干燥机的信号，将所述信号发送给所述控制器；
S105：所述控制器控制第一密封夹夹紧，以阻止压缩气瓶与所述真空干燥机之间的气流相连通；
S106：所述真空干燥机对所述惰性气体进行干燥，形成干燥惰性气体；
S107：所述控制器控制所述电磁阀的第二控制端、第三控制端、以及第四控制端开启，使所述真空泵抽取第一空间和第二空间中的空气，从而使所述第一空间和所述第二空间内的环境处于真空状态；
S108：所述干燥惰性气体通过第一气管输送到所述第一空间中；
S109：第二传感器根据检测到的所述干燥惰性气体被输送到所述第一空间的信号，将所述信号发送给所述控制器；
S110：所述控制器控制第二密封夹夹紧，以阻止所述真空干燥机与所述第一空间的气流相连通；
S111：所述第一空间中的静电除尘器对所述干燥惰性气体进行除尘，形成净化惰性气体；
S112：所述控制器控制自动门打开，所述净化惰性气体进入第二空间中；
S113：冷却部对所述净化惰性气体进行冷却，形成冷却惰性气体。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种稀土金属惰性取样装置及取样方法，包括取样壳体，取样壳体内部设有用于静电除尘的第一空间和用于取样的第二空间；第一空间与第二空间之间设有用于隔开第一空间与第二空间的自动门；自动门与控制器电连接。本发明通过提供的用于静电除尘的第一空间使惰性气体从气流中分离，达到除尘效果；通过设置自动门，使第一空间和第二空间有效地隔开，并且自动门是由控制器控制其开与关的，具有自动化的特点。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的一种稀土金属惰性取样装置的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的一种取样方法的流程示意图。
图中：
1、取样壳体；2、真空干燥机；3、第一传感器；4、电磁阀；5、真空泵；6、压缩气瓶；7、第二传感器；10、静电除尘器；11、第一空间；12、第二空间；13、自动门；14、控制器；21、第一气管；22、减速机；23、驱动电机；41、第一控制端；42、第二控制端；43、第三控制端；44、第四控制端；61、第六气管；62、活塞；63、压缩杆；64、气缸；111、回收箱；121、冷却部；211、第一密封夹；611、第二密封夹。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
图1示例性地示出了本发明提供的一种稀土金属惰性取样装置的结构示意图，如图1所示，包括取样壳体1，取样壳体1内部设有用于静电除尘的第一空间11和用于取样的第二空间12；第一空间11与第二空间12之间设有用于隔开第一空间11与第二空间12的自动门13；自动门13与控制器14电连接。本发明通过提供的用于静电除尘的第一空间使惰性气体从气流中分离，达到除尘效果；通过设置自动门，使第一空间和第二空间有效地隔开，并且自动门是由控制器控制其开与关的，具有自动化的特点。
为了进一步清楚静电除尘的过程，可选地，第一空间内部设有静电除尘器10，静电除尘器10上缠绕有金属丝，金属丝具有正电极、负电极、以及用于提供高压的高压电极。由于悬浮在气流中的惰性气体的尘粒，带有一定的电荷，可以通过正电极和负电极产生的静电力使它从气流中分离，由于自然状态下，尘粒的电荷量很小，因此，要想得到较好的除尘效果，设置了用于提供高于电场的高压电极，使所有的尘粒都充分荷电；设置静电除尘器10，对设备的净化、平稳、持续工作均有良好的作用。
为了实现对惰性气体的干燥，可选地，还包括用于对惰性气体进行干燥的真空干燥机2、减速机22、驱动电机23；真空干燥机2通过第一气管21与第一空间11相连通；减速机22的一端与真空干燥机2电连接；减速机22的另一端与驱动电机23的动力输出端电连接；驱动电机23的动力输入端与控制器14电连接。通过控制器14控制驱动电机23转动，促使真空干燥机2开始工作，通过设置减速机22，可以调节转速；由于真空干燥机2内处于真空状态，所以在真空环境下对惰性气体进行干燥使真空干燥机2具有干燥速度快、节约能源、热利用率高、安全的特点，尤其适合易氧化物料的干燥。
为了避免真空干燥机2中的干燥惰性气体回流到压缩气瓶6中，可选地，还包括第一传感器3、第一气管21上设有第一密封夹211；第一传感器3与控制器14电连接。当第一传感器3根据检测到的惰性气体被输送到真空干燥机2的信号，将信号发送给控制器14时，控制器14通过控制第一密封夹211，阻止压缩气瓶6与真空干燥机2之间的气流相连通，因此，设置第一密封夹211能有效地防止输送到真空干燥机2中的气体回流到压缩气瓶6中。
可选地，还包括电磁阀4、真空泵5；电磁阀4与所述控制器14电连接；电磁阀4具有第一控制端41、第二控制端42、第三控制端43、第四控制端44；第一控制端41通过第二气管与真空干燥机2相连通；第二控制端42通过第三气管与第一空间11相连通；第三控制端43通过第四气管与第二空间12相连通；第四控制端44通过第五气管与真空泵5相连通。当控制器14控制电磁阀4的第一控制端41和第四控制端44开启时，这时真空泵5对真空干燥机2进行空气抽取；当控制器14控制电磁阀4的第二控制端42和第四控制端44开启时，这时真空泵5对第一空间11进行空气抽取；当控制器14控制电磁阀4的第三控制端43和第四控制端44开启时，这时真空泵5对第二空间12进行空气抽取；可以看出，通过控制器14来控制电磁阀4的几个控制端，根据不同情况需要，控制器14控制电磁阀4不同的控制端的开启，使真空泵5来对其进行抽取空气，达到真空的状态，具有自动化、智能化的特点，同时使惰性气体在真空的状态下不易被氧化。
可选地，还包括压缩气瓶6；压缩气瓶6通过第六气管61与真空干燥机2相连通；压缩气瓶6内设有活塞62；活塞62与压缩气瓶6的内壁相抵；活塞62的末端连接有压缩杆63；压缩杆63的一端位于压缩气瓶6内；压缩杆63的另一端伸出压缩气瓶6，并与气缸64的输出轴固定连接；气缸64与控制器14电连接。控制器14控制气缸64压缩活塞62，使惰性气体排出，实现了惰性气体的供给，且操作方式简单快捷。
可选地，还包括第二传感器7；第六气管61上设有第二密封夹611；第二传感器7与控制器14电连接。当第二传感器7检测到干燥惰性气体被输送到第一空间11的信号，将信号发送给控制器14；控制器14控制第二密封夹611夹紧，以阻止真空干燥机2与第一空间11的气流相连通，因此，设置第二密封夹611能有效地防止输送到第一空间11中的气体回流到真空干燥机2中。
可选地，为了将第一空间11中静电除尘器10对干燥惰性气体进行除尘，得到的尘粒回收，第一空间11的下部设有用于回收尘埃的回收箱111；回收箱111与第一空间11相贯通。设置回收箱111，有利于保持第一空间11的清洁。
可选地，第二空间12内还设有用于冷却惰性气体的冷却部121；冷却部121位于第二空间12的底部。在经过第一空间11中的静电除尘器10对干燥惰性气体进行除尘，形成净化惰性气体后，净化惰性气体进入第二空间中经过冷却部121对其进行冷凝，形成冷却惰性气体，最终经过气水分离便可以进行取样，可以采用多孔气水分离器。经过冷却部121对净化惰性气体进行冷却，可以提高取样的准确性，避免取到的样品发生氧化。
从以上的实施中，也可以看出，对惰性气体的供给、对供给的惰性气体的预处理，是一种自动化的操作，不需要人工操作，避免了对工作人员健康的伤害和对环境的危害。
本发明还提供一种取样方法，适用于稀土金属惰性取样装置，按如下步骤实施：
S101：控制器控制电磁阀的第一控制端和第四控制端开启，使真空泵与真空干燥机相连通；
S102：真空泵抽取真空干燥机中的空气，从而使真空干燥机内的环境处于真空状态；
S103：控制器控制气缸使压缩杆压缩活塞，将惰性气体通过第六气管输送到真空干燥机中；
S104：第一传感器根据检测到的惰性气体被输送到真空干燥机的信号，将信号发送给控制器；
S105：控制器控制第一密封夹夹紧，以阻止压缩气瓶与真空干燥机之间的气流相连通；
S106：真空干燥机对惰性气体进行干燥，形成干燥惰性气体；
S107：控制器控制电磁阀的第二控制端、第三控制端、以及第四控制端开启，使真空泵抽取第一空间和第二空间中的空气，从而使第一空间和第二空间内的环境处于真空状态；
S108：干燥惰性气体通过第一气管输送到第一空间中；
S109：第二传感器根据检测到的干燥惰性气体被输送到第一空间的信号，将信号发送给控制器；
S110：控制器控制第二密封夹夹紧，以阻止真空干燥机与第一空间的气流相连通；
S111：第一空间中的静电除尘器对干燥惰性气体进行除尘，形成净化惰性气体；
S112：控制器控制自动门打开，净化惰性气体进入第二空间中；
S113：冷却部对净化惰性气体进行冷却，形成冷却惰性气体。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种稀土金属惰性取样装置，包括取样壳体(1)，其特征在于：
所述取样壳体(1)内部设有用于静电除尘的第一空间(11)和用于取样的第二空间(12)；所述第一空间(11)与所述第二空间(12)之间设有用于隔开所述第一空间(11)与所述第二空间(12)的自动门(13)；
所述自动门(13)与控制器(14)电连接。
2.如权利要求1所述的稀土金属惰性取样装置，其特征在于：
所述第一空间(11)内部设有所述静电除尘器(10)；
所述静电除尘器(10)上缠绕有金属丝，所述金属丝具有正电极、负电极、以及用于提供高压的高压电极。
3.如权利要求1所述的稀土金属惰性取样装置，其特征在于：
还包括用于对所述惰性气体进行干燥的真空干燥机(2)、减速机(22)、驱动电机(23)；
所述真空干燥机(2)通过第一气管(21)与所述第一空间(11)相连通；
所述减速机(22)的一端与所述真空干燥机(2)电连接；
所述减速机(22)的另一端与所述驱动电机(23)的动力输出端电连接；
所述驱动电机(23)的动力输入端与所述控制器(14)电连接。
4.如权利要求3所述的稀土金属惰性取样装置，其特征在于：
还包括第一传感器(3)；
所述第一气管(21)上设有第一密封夹(211)；
所述第一传感器(3)与所述控制器(14)电连接。
5.如权利要求3所述的稀土金属惰性取样装置，其特征在于：
还包括电磁阀(4)、真空泵(5)；
所述电磁阀(4)与所述控制器(14)电连接；
所述电磁阀(4)具有第一控制端(41)、第二控制端(42)、第三控制端(43)、第四控制端(44)；
所述第一控制端(41)通过第二气管与所述真空干燥机(2)相连通；
所述第二控制端(42)通过第三气管与所述第一空间(11)相连通；
所述第三控制端(43)通过第四气管与所述第二空间(12)相连通；
所述第四控制端(44)通过第五气管与所述真空泵(5)相连通。
6.如权利要求3所述的稀土金属惰性取样装置，其特征在于：
还包括压缩气瓶(6)；所述压缩气瓶(6)通过第六气管(61)与所述真空干燥机(2)相连通；
所述压缩气瓶(6)内设有活塞(62)；所述活塞(62)与所述压缩气瓶(6)的内壁相抵；
所述活塞(62)的末端连接有压缩杆(63)；
所述压缩杆(63)的一端位于所述压缩气瓶(6)内；
所述压缩杆(63)的另一端伸出所述压缩气瓶(6)，并与气缸(64)的输出轴固定连接；
所述气缸(64)与所述控制器(14)电连接。
7.如权利要求6所述的稀土金属惰性取样装置，其特征在于：
还包括第二传感器(7)；
所述第六气管(61)上设有第二密封夹(611)；
所述第二传感器(7)与所述控制器(14)电连接。
8.如权利要求1所述的稀土金属惰性取样装置，其特征在于：
所述第一空间(11)的下部设有用于回收尘埃的回收箱(111)；
所述回收箱(111)与所述第一空间(11)相贯通。
9.如权利要求1所述的稀土金属惰性取样装置，其特征在于：
所述第二空间(12)内还设有用于冷却所述惰性气体的冷却部(121)；
所述冷却部(121)位于所述第二空间(12)的底部。
10.一种取样方法，适用于权利要求1至9任一项所述的稀土金属惰性取样装置，其特征在于，按如下步骤实施：
S101：控制器(14)控制电磁阀(4)的第一控制端(41)和第四控制端(44)开启，使真空泵(5)与所述真空干燥机(2)相连通；
S102：所述真空泵(5)抽取所述真空干燥机(2)中的空气，从而使所述真空干燥机(2)内的环境处于真空状态；
S103：所述控制器(14)控制气缸(64)使压缩杆(63)压缩活塞(62)，将惰性气体通过第六气管(61)输送到所述真空干燥机(2)中；
S104：第一传感器(3)根据检测到的所述惰性气体被输送到所述真空干燥机(2)的信号，将所述信号发送给所述控制器(14)；
S105：所述控制器(14)控制第一密封夹(211)夹紧，以阻止压缩气瓶(6)与所述真空干燥机(2)之间的气流相连通；
S106：所述真空干燥机(2)对所述惰性气体进行干燥，形成干燥惰性气体；
S107：所述控制器(14)控制所述电磁阀(4)的第二控制端(42)、第三控制端(43)、以及第四控制端(44)开启，使所述真空泵(5)抽取第一空间(11)和第二空间(12)中的空气，从而使所述第一空间(11)和所述第二空间(12)内的环境处于真空状态；
S108：所述干燥惰性气体通过第一气管(21)输送到所述第一空间(11)中；
S109：第二传感器(7)根据检测到的所述干燥惰性气体被输送到所述第一空间(11)的信号，将所述信号发送给所述控制器(14)；
S110：所述控制器(14)控制第二密封夹(611)夹紧，以阻止所述真空干燥机(2)与所述第一空间(11)的气流相连通；
S111：所述第一空间(11)中的静电除尘器(10)对所述干燥惰性气体进行除尘，形成净化惰性气体；
S112：所述控制器(14)控制自动门(13)打开，所述净化惰性气体进入第二空间(12)中；
S113：冷却部(121)对所述净化惰性气体进行冷却，形成冷却惰性气体。
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