一种气密式粉碎机及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种气密式粉碎机及其应用，所述粉碎机包括样品粉碎罐及非接触式扭矩传动系统，非接触式扭矩传动系统包括电机、磁力转轴及磁力传动联轴器，电机通过磁力传动联轴器连接并驱动磁力转轴转动，磁力转轴外部设有壳体，磁力转轴下端伸出壳体底部并伸入样品粉碎罐内，样品粉碎罐内设有搅拌件，磁力转轴连接并带动搅拌件动作，样品粉碎罐与磁力转轴的壳体之间密封连接。本发明专利技术的粉碎机利用磁力传递技术保持外来扭矩的传递效率，试样粉碎时密封好、动力足、效率高、效果好，且操作简单方便、适于实用。应用该粉碎机可进行岩样含气量测定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是在测量岩样含气量中的应用。
技术介绍
在地质、能源、矿山、交通、冶金、电子、建材、陶瓷、化工、轻工、医药、美容、环保等诸多领域中，精细碎样方式多种多样。许多领域中，均需要精细、快速、高效、环保的条件下进行试样粉碎，特殊情况下还需要在碎样的同时或碎样后进行样品的各种处置和处理，精细化的密闭碎样在质量保持、绿色粉碎、无尘化处理、菌群培养、无菌操作、气样采集、气体计量、成分检测等科学研宄及工业评价方面具有及其广泛的应用价值和推广意义。目前市场上主要的碎样有球磨式、行星式、滚筒式、刀片式、碾压式或震筛式等多种方式。球磨式粉碎方法利用球粒之间、球粒与岩样之间的反复碰撞，达到碎样目的，碎样效率较高，所用时间较短，但存在噪音大、粉碎有残留、要求投料直径小等不足，主要适用于脆性较大的研磨对象。行星式粉碎方法是在球磨式基础上为提高碎样量而派生的方法，具有载样总量大，但耗时较长、碎样效果一般等不足。滚筒式碎样方法主要依靠重力原理实现岩样粉碎，噪音较低，但要求投料颗粒细小、粉碎耗时较长等弊端。刀片式碎样方法主要采用削切原理对试样进行粉碎，尽管速度较快、粉碎效果较好，但主要适用于较软的试样，工作噪音大、使用寿命短。碾压式碎样主要通过机械碾压的方式对岩样进行破碎，粉碎效率低、效果差。震筛式碎样主要通过震动碰撞的方式对试样进行粉碎，具有噪音大、震动强、效果差、粉碎时间长等不足。上述各种方法对于含气样品(尤其是含痕量气体、有毒有害气体样品)的粉碎很难实现气体密封。目前的密闭碎样主要集中在被动和主动动力传递两大功能领域。在被动粉碎方面，主要采用无动力传递(研磨罐内没有主动力)方式对独立密闭的研磨罐进行施力，由于动力不足，在很多方面限制了该方法的推广和使用；在主动粉碎方面，主要采用机械方式将外动力直接传递至研磨罐内，尽管采用了多种弹性压缩方式进行密封，但受机械传递原理所限，迄今为止均无法做到气密程度，对研磨后的试样也无法在密闭的条件下进行试样再处理。尽管密闭粉碎技术方式多样、类型繁多，但目前还普遍存在以下没有很好解决的冋题:(I)采用机械密封无法满足气密性:在粉碎过程中，虽然试样是在密闭环境中进行粉碎，但实际上并未达到气密的效果，即使实现了气密效果，但也无法实现粉碎后的连续气密再作业，造成了粉碎过程中空气对气样的污染、气体的逃逸，甚或无法收集并计量气体的组分，造成了巨大的实验误差。(2)无法将粉碎罐外的动力直接传递至罐内:在大部分的密闭粉碎过程中，普遍采用被动式单罐独立碎样，粉碎罐外的动力无法直接传递至罐内，导致粉碎动力不足，粉碎时间长、效率低、效果差，进而限定了试样颗粒的入料质量和入料直径。(3)球磨粉碎对入料的要求比较高，要求入料质量小、入料颗粒直径细，从而使其在实际的应用中受到很大的限制。由此可见，上述现有的试样粉碎设备及实验方法，在结构与使用上显然仍存在有不便与缺陷，需亟待加以进一步改进。如何能创设一种气密性好，碎样动力足、效率高、效果好，对试样要求低的气密式粉碎机及碎样方法，实属当前本领域的重要研宄课题之一。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种气密式粉碎机，使其气密性好，碎样动力足、效率高、效果好，对试样要求低，从而克服现有的粉碎机机械密封无法满足气密性，密闭粉碎常动力不足、效率低、效果差，样品粉碎对入料质量和直径限制多的不足。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案:一种气密式粉碎机，包括样品粉碎罐及非接触式扭矩传动系统，所述非接触式扭矩传动系统包括电机、磁力转轴及磁力传动联轴器，所述电机通过磁力传动联轴器连接并驱动磁力转轴转动，所述磁力转轴外部设有壳体，所述磁力转轴下端伸出所述壳体底部并伸入所述样品粉碎罐内，所述样品粉碎罐内设有搅拌件，所述磁力转轴连接并带动所述搅拌件动作，所述样品粉碎罐与所述磁力转轴的壳体之间密封连接。进一步地，所述样品粉碎罐具有顶部开口，所述开口处设有顶盖，所述磁力转轴的壳体底部与所述顶盖密封连接。进一步地，所述磁力转轴的壳体底部与所述顶盖为一体化制成。进一步地，所述顶盖通过卡箍密封所述样品粉碎罐的顶部开口。进一步地，所述磁力转轴的壳体内部设有用于冷却所述磁力转轴的冷却循环水腔，所述壳体上开设有与冷却循环水腔连通的进水口与出水口。进一步地，所述样品粉碎罐为球磨罐，所述球磨罐上设有用于放入磨球及样品的可开闭的入料口。进一步地，所述非接触式扭矩传动系统还包括连接并控制所述电机的矢量智能变频器。进一步地，所述样品粉碎罐上设有用于连接集气装置的出气口。进一步地，所述出气口处设有单向阀。本专利技术的另一个目的是提供所述的气密式粉碎机在测量岩样含气量中的应用，采用如下技术方案:所述的气密式粉碎机的应用，将所述气密式粉碎机应用于岩样含气量测量时的样品密闭粉碎，并通过加热所述样品粉碎罐收集并测量从所述出气口输出的气体计算岩样含气量。由于采用上述技术方案，本专利技术至少具有以下优点:(I)采用非接触式扭矩传递原理，将样品粉碎罐外的扭矩动力以非钻孔直接接触方式传递至罐内，磁力转轴与样品粉碎罐之间不必采用机械传动所需的动密封，提供了全程气密的实施基础，实现了试样的粉碎及粉碎后操作过程的气密性，从根本上提高了实验测试精度。同时，动力直接传递至样品粉碎罐内，碎样动力足、效率高、效果好。(2)磁力转轴的壳体底部与样品粉碎罐的顶盖为一体化结构，减少了在两者之间设置静密封，保证更好的气密性；密封卡箍对样品粉碎罐和动力源实施楔紧式密封，实现了良好的气密性，最大限度地保证了实验精度。(3)采用球磨罐进行球磨碎样，通过磁力密封将动力传递给搅拌桨，搅拌桨的旋转带动磨球无规则的撞击运动，对样品进行粉碎，实现了搅拌浆和磨球运动的同步性，该同步式粉碎的工作原理使得碎样时间短、效率高、效果好，在充分满足了密闭粉碎的基础上提高了岩样粉碎效率。(4)根据试样硬度、大小等特征，可以通过矢量智能变频器进行不同的变频设置，以及通过配置不同材质和规格的研磨球，达到不同实验需要的研磨要求。(5)突破了一般球磨罐对入料的严格要求，该仪器可以满足的入料质量大(< Ikg)、颗粒直径大(小于等于3cm)，在此基础上还能满足碎样效率高、效果好(达到200目)等要求。(6)顶盖的出气口上可进一步连接集气量筒，在对页岩气、煤层气样品进行气密粉碎时，可通过对球磨罐加热，进行含气量测量，测量误差小、计量精度高，还可以获取总含气量、游吸比、可采率及扩散系数等参数，满足不同的实验要求。出气口处设有单向阀，保证输气稳定性。(7)本专利技术可用于地矿能源
中的岩矿粉碎，尤其是页岩气、煤层气样品的气密粉碎，此外还可以用于环境监测及污染防治
进行有毒有害物品检测、气体含量测量时的样品密闭粉碎等。【附图说明】上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与【具体实施方式】对本专利技术作进一步的详细说明。图1是本专利技术的气密式粉碎机的整体结构示意图。图2是非接触式扭矩传动系统的部分剖视图。图3是球磨罐的结构示意图。【具体实施方式】本专利技术提供了一种气密式粉碎机，包括样品粉碎罐和非接触式扭矩传动系统。所述非接触式扭矩传动系统作为粉碎机的动力源，采用非接触式扭矩传递原理，将样品粉碎罐外的扭矩动力以非钻孔直接接触方式传递至样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气密式粉碎机，其特征在于，包括样品粉粹罐及非接触式扭矩传动系统，所述非接触式扭矩传动系统包括电机、磁力转轴及磁力传动联轴器，所述电机通过磁力传动联轴器连接并驱动磁力转轴转动，所述磁力转轴外部设有壳体，所述磁力转轴下端伸出所述壳体底部并伸入所述样品粉粹罐内，所述样品粉粹罐内设有搅拌件，所述磁力转轴连接并带动所述搅拌件动作，所述样品粉粹罐与所述磁力转轴的壳体之间密封连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张金川，唐玄，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11