本發(fā)明涉及實驗室小份量粉末顆粒試樣研磨處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種小份量粉末電動研磨機。

背景技術(shù)：

試驗過程中，經(jīng)常會遇到需要將試樣研磨后再進行下一步的處理工作。研磨具體是指通過研磨工具使試樣在一定壓力下相對運動，使得試樣表面進行精整加工或固體顆粒粉碎；

研缽是化學(xué)驗室、化工實驗室和制藥廠等實驗場所粉碎小份量材料的常用工具，常由陶瓷、玻璃、金屬、瑪瑙、氧化鋁等材料制成，配有缽杵；缽杵與研缽器壁之間產(chǎn)生相對運動，可用于固體試樣的粉碎與混和。

研缽具有結(jié)構(gòu)簡單、實用性強等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于實驗室小份量試樣的研磨處理。但該類研缽在使用中純手工操作，研磨接觸面積小，存在工作效率低、研磨效果差且勞動強度大等不足。市面上雖有各種類型的粉碎和研磨機械裝置，但其設(shè)計對象多為粗料或大份量粉碎，能對實驗室常見的小份量固體磨料進行精細研磨的機械設(shè)備卻甚少。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明設(shè)計出適用于研磨小份量試樣，可有效提高研磨效率，提升粉碎效果和減輕勞動強度的一種小份量粉末電動研磨機。

一種小份量粉末電動研磨機，包括：順次從下至上連接的底座、載物臺、研缽臼體、升降研磨機構(gòu)、以及用于支撐所述升降研磨機構(gòu)的支撐架；

其中，所述升降研磨機構(gòu)包括：依次從上至下連接的伸縮單元、研磨電機、聯(lián)軸器、配重圓盤、研磨片，所述伸縮單元垂直固定于所述支撐架，所述研磨片的下端面與所述研缽臼體的上端面相向設(shè)置，且所述研磨片的下端面與所述研缽臼體的上端面均為弧形；

所述研磨電機在工作過程中，帶動所述伸縮單元中的硬質(zhì)桿向所述研缽臼體一側(cè)拉伸，所述聯(lián)軸器在所述研磨電機的作用下帶動所述配重圓盤、所述研磨片向所述研缽臼體一側(cè)運動并進行水平旋轉(zhuǎn)，繼而所述研磨片與所述研缽臼體發(fā)生相對運動，使得位于所述研缽臼體內(nèi)的被磨物受到水平方向上的剪切力而粉碎。

一種小份量粉末電動研磨機，其優(yōu)點是：

升降研磨機構(gòu)與研磨臼體、工作臺結(jié)構(gòu)的結(jié)合設(shè)計，可自動研磨物料，效率高、更可根據(jù)需要選擇研磨數(shù)量、研磨粒度，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、實用性強；

研磨片上s型凸臺，以及凹面的結(jié)構(gòu)設(shè)計，配合研磨電機驅(qū)動研磨片的旋轉(zhuǎn)方向變化，被磨料不斷地被導(dǎo)入、排出于s型凸臺，并在此過程中不斷地被研磨和攪拌，從而實現(xiàn)粉碎的目的，并提高研磨效率和降低了勞動強度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中a部放大圖；

圖3為研磨片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為研磨片中弧形部的俯視圖；

圖5為本發(fā)明的電控模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為batio3原樣粉末的激光粒度分布曲線圖；

圖7為batio3原樣粉末經(jīng)本發(fā)明裝置研磨40min后的激光粒度分布曲線圖；

圖8為batio3原樣粉末經(jīng)本發(fā)明裝置研磨360min后的激光粒度分布曲線圖；

其中：

1、底座，11、主控制器，12、第一信號采集模塊，13、第二信號采集模塊，14、第一旋鈕，15、第二旋鈕，16、顯示屏；

2、載物臺，21、第一支腳，22、工作板，23、連桿，24、攪拌電機；

3、研缽臼體，31、活扣；

4、升降研磨機構(gòu)，41、伸縮單元，411、硬質(zhì)桿，412、彈簧，413、t型固定桿，414、固定扣件，

42、研磨電機，43、聯(lián)軸器，44、配重圓盤，45、研磨片，451、圓形部，452、弧形部，452a、s型凸臺，452b、凹面；

5、支撐架，51、第二支腳，52、橫梁，53、調(diào)節(jié)螺栓。

具體實施方式

根據(jù)圖1所示：一種小份量粉末電動研磨機，包括：順次從下至上連接的底座1、載物臺2、研缽臼體3、升降研磨機構(gòu)4、以及用于支撐所述升降研磨機構(gòu)4的支撐架5；

其中，所述升降研磨機構(gòu)4包括：依次從上至下連接的伸縮單元41、研磨電機42、聯(lián)軸器43、配重圓盤44、研磨片45，所述伸縮單元41垂直固定于所述支撐架5，所述研磨片45的下端面與所述研缽臼體3的上端面相向設(shè)置，且所述研磨片45的下端面與所述研缽臼體3的上端面均為弧形；

所述研磨電機42在工作過程中，帶動所述伸縮單元41中的硬質(zhì)桿411向所述研缽臼體3一側(cè)拉伸，所述聯(lián)軸器43在所述研磨電機42的作用下帶動所述配重圓盤44、所述研磨片45向所述研缽臼體3一側(cè)運動并進行水平旋轉(zhuǎn)，繼而所述研磨片45與所述研缽臼體3發(fā)生相對運動，使得位于所述研缽臼體3內(nèi)的被磨物受到水平方向上的剪切力而粉碎。

優(yōu)選地，所述載物臺2包括兩根平行設(shè)置的第一支腳21、水平設(shè)置的工作板22、連桿23、攪拌電機24，兩根所述第一支腳21位于所述工作板22的同一側(cè)，并與所述工作板22鉸接；所述連桿23一端與所述工作板22鉸接、另一端與所述攪拌電機24鉸接，且所述連桿23、所述第一支腳21相向設(shè)置于所述工作板22兩側(cè)，使得所述攪拌電機24工作時帶動所述連桿23運動，繼而拉動所述工作板22圍繞所述第一支腳21做上、下往復(fù)運動。

所述載物臺2用于承載所述研缽臼體3；

進一步地，所述研缽臼體3通過活扣31與所述載物臺2拆卸連接，且所述活扣31一端活動連接于所述載物臺2的上端面、另一端與所述研缽臼體3連接固定；

進一步地，所述活扣31優(yōu)選為四個，均勻分布于所述研缽臼體3外側(cè)，用于控制所述研缽臼體3與所述載物臺2之間的穩(wěn)定。

優(yōu)選地，所述支撐架5包括兩根平行設(shè)置的第二支腳51、以及用于將兩根所述第二支腳51連接的橫梁52，所述第二支腳51垂直設(shè)置于所述底座1上端，所述橫梁52與所述底座1平行設(shè)置，且所述伸縮單元41垂直設(shè)置于所述橫梁52，使得所述載物臺2、所述研缽臼體3位于兩根所述第二支腳51之間，且與所述伸縮單元41共中軸線；

進一步地，所述支撐架5還包括兩個分別設(shè)置于兩根所述第二支腳51上端的調(diào)節(jié)螺栓53，且所述第二支腳51兩端通過所述調(diào)節(jié)螺栓53與所述橫梁52連接固定，通過所述調(diào)節(jié)螺栓53調(diào)節(jié)所述橫梁52與所述工作板22之間的垂直距離。

優(yōu)選地，根據(jù)圖2所示：所述伸縮單元41還包括套設(shè)于所述硬質(zhì)桿411外的彈簧412、設(shè)置于所述硬質(zhì)桿411頂端的t型固定桿413、固定扣件414，所述硬質(zhì)桿411與所述t型固定桿413位于同一直線；所述固定扣件414位于所述橫梁52上，且所述t型固定桿413、所述硬質(zhì)桿411分別位于所述固定扣件414的上、下端，通過所述t型固定桿413、所述硬質(zhì)桿411的上、下配合移動，控制所述彈簧412的壓縮、拉伸，用以適應(yīng)不同變力情況下所述研磨片45對所述研缽臼體3的正壓力，以補充所述配重圓盤44產(chǎn)生的正壓力不足的問題；

優(yōu)選地，所述硬質(zhì)桿411為兩個，相對應(yīng)的，所述彈簧412、所述t型固定桿413、所述固定扣件414均為兩個，且將所述研磨電機42橫向長度均分。

進一步地，所述硬質(zhì)桿411、所述t型固定桿413一體成型；

所述配重圓盤44、所述彈簧412用于向被磨物提供外加正壓力，增大所述研磨片45與被磨物之間的剪切應(yīng)力，提高研磨效果；

優(yōu)選地，根據(jù)圖3、4所示：所述研磨片45包括與所述配重圓盤44連接的圓形部451、以及用于與所述研缽臼體3接觸的弧形部452，所述圓形部451、所述弧形部452相向設(shè)置且一體成型；

進一步地，所述弧形部452包括至少兩個將所述弧形部452均分的s型凸臺452a、以及位于相鄰兩個所述s型凸臺452a之間的凹面452b，所述s型凸臺452a的中點與所述弧形部452的中點重合，使得所述研磨片45沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)時，被磨物從所述研磨片45外側(cè)被導(dǎo)入所述研缽臼體3，并沿所述凹面452b的內(nèi)側(cè)聚集，直至運動至所述s型凸臺452a的底端面被研磨；當(dāng)所述研磨片45按照順時針方向旋轉(zhuǎn)時，被研磨后的被磨物隨所述s型凸臺452a的s路線排出至所述研磨臼體內(nèi)部邊緣，重復(fù)上述操作，直至被磨物達到所需粒徑即可。

所述s型凸臺452a與所述研缽臼體3相對一面的寬度為1～3mm，所述s型凸臺452a垂直方向的高度為0.5～1mm；

所述s型凸臺452a用于向放置于所述研缽臼體3內(nèi)的被磨物施加剪切力，使得被磨物得到粉碎后通過所述凹面452b排出。

根據(jù)圖5所示：所述底座1上設(shè)置有電控模塊，包括：主控制器11、第一信號采集模塊12、第二信號采集模塊13、第一旋鈕14、第二旋鈕15、顯示屏16，所述研磨電機42與所述攪拌電機24的信號輸入端均與所述主控制器11的信號輸出端電連接；所述第一信號采集模塊12與所述第二信號采集模塊13的信號輸出端均與所述主控制器11的信號輸入端電連接，所述第一信號采集模塊12、第二信號采集模塊13的信號輸入端分別與所述研磨電機42、所述攪拌電機24的信號輸出端電連接，所述主控制器11的信號輸出端與所述顯示屏16的信號輸入端電連接，使得所述研磨電機42、所述攪拌電機24的攪拌速度分別通過所述第一信號采集模塊12、所述第二信號采集模塊13反饋于所述主控制器11，顯示于所述顯示屏16上；

所述第一旋鈕14、所述第二旋鈕15的信號輸入端均與所述主控制器11的信號輸入端電連接，通過控制所述第一旋鈕14、所述第二旋鈕15分別調(diào)節(jié)所述研磨電機42、所述攪拌電機24的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。

進一步地，所述第一旋鈕14、所述第二旋鈕15、所述顯示屏16均設(shè)置于所述底座1的外殼上，且所述第一旋鈕14、第二旋鈕15分別位于所述顯示屏16的兩側(cè)。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

①將被磨物放置于所述研磨臼體內(nèi)，同時，將所述升降研磨機構(gòu)4在所述橫梁52上調(diào)整至所需位置，使得所述研磨片45上的所述s型凸臺452a與所述研磨臼體之間的距離達到最??；

②開啟所述第一旋鈕14、所述第二旋鈕15，所述攪拌電機24、所述研磨電機42在所述主控制器11的控制下開始工作；

此時，一方面，所述攪拌電機24運動帶動所述連桿23運動，繼而拉動所述工作板22圍繞所述第一支腳21在豎直方向上做上、下往復(fù)運動，所述研磨臼體中被磨物在重力作用下產(chǎn)生定向移；

另一方面，所述研磨電機42運動，所述硬質(zhì)桿411通過所述固定扣件414，實現(xiàn)豎直方向上的上、下移動，當(dāng)所述t型固定桿413上的橫向支桿與所述固定扣件414接觸時，所述硬質(zhì)桿411向下移動距離達到最大，此時，所述彈簧412伸展長度達到最大，且所述升降研磨機構(gòu)4向所述研磨臼體3提供向下的正壓力最小；當(dāng)所述t型固定桿413上的豎向支桿的底端與所述固定扣件414接觸時，所述硬質(zhì)桿411向上移動的距離達到最大，此時，所述彈簧412被壓縮到最小長度，所述升降研磨機構(gòu)4遠離所述研磨臼體3，在所述研磨電機42的作用下，使得所述升降研磨機構(gòu)4做上述往復(fù)運動；

因此，被磨物在所述升降研磨機構(gòu)4、所述攪拌電機24的雙重作用下被研磨。

③在研磨工作結(jié)束后，調(diào)大所述橫梁52與所述工作板22支架的垂直距離，使得所述伸縮研磨機構(gòu)遠離所述研磨臼體，隨后將研磨后的被磨物清理出來，清潔儀器，即工作完成。

以下就具體實施例對本發(fā)明作進一步說明：

材料：以市售batio3固體粉末顆粒(山東國瓷功能材料股份有限公司出品)為試驗對象；

試驗裝置：本發(fā)明所保護的裝置

具體步驟：稱取上述batio3固體粉末顆粒5.00g放置于研磨臼體內(nèi)，設(shè)置研磨電機為60轉(zhuǎn)/分鐘、攪拌電機為10轉(zhuǎn)/分鐘的工作速率進行工作；

分別取原樣(作為對照組)及在第40分鐘末、360分鐘末取得的研磨樣進行激光粒度分布曲線測試(結(jié)果分別如表1～3，和圖3～5中所示)。

表1batio3原樣粉末的激光粒度分布表

結(jié)合表1、圖6可知：曲線呈正態(tài)分布，中值粒徑(d50)的大小為27.615um，顆粒尺寸的平均粒徑約31.678um，表面積/體積為0.251m²/cm³。數(shù)據(jù)表明原樣中batio3的粉末顆粒粒徑較粗，顆粒粒徑大多處在10～100um區(qū)間內(nèi)。

表2batio3原樣粉末經(jīng)本發(fā)明裝置研磨40min后的激光粒度分布表

結(jié)合表2、圖7可知：曲線呈正態(tài)分布，與圖3相比峰高明顯降低，粒徑分布曲線整體向小粒徑方向偏移，粒徑分布區(qū)間跨度增加，這些表明粉末顆粒在經(jīng)40min的研磨后，顆粒大多得以破碎，從粒徑上整體有明顯減小的趨勢；且此時中值粒徑(d50)的大小為6.328um，約是原樣的1/4，顆粒的平均粒徑9.998um約是原樣的1/3，表面積/體積為1.549m²/cm³約是原樣的6倍，數(shù)據(jù)表明顆粒的粒徑整體上得以明顯減小，表體積得以明顯增大。

表3batio3原樣粉末經(jīng)本發(fā)明裝置研磨360min后的激光粒度分布表

結(jié)合表3、圖8可知：曲線呈正態(tài)分布，與之前的測試樣相比，曲線整體更是大幅向小粒徑方向移動，但分布曲線范圍卻變小。這表明較大粉末顆粒被粉碎，顆粒更集中地分布于粒徑在0.1～10um這樣一個狹小范圍內(nèi)，粉末顆粒更為細小和均勻。實驗測試數(shù)據(jù)也反映了這一點：中值粒徑(d50)的大小為1.125um約是原樣的1/24，顆粒的平均粒徑約1.815um約是原樣的1/17，表面積/體積為8.918m²/cm³約是原樣的35倍。

綜上所述，表明本發(fā)明研磨裝置具有較好的研磨效果，粉末經(jīng)較長時間研磨后有較小的粒徑和較均勻的粒度分布，可滿足實驗室常見小份量固體粉末樣品的研磨與攪拌工作。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。