專利名稱：X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐，是為熔融礦石和原材料等粉狀試樣用于X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐，屬于電加熱爐領域。
背景技術：
熔融法(fusion)是一種依靠將氧化物溶解在硼化物助熔劑中的樣品制備方法，這種方法較其他繁瑣的樣品制備技術具有許多優(yōu)點。因此，分析人員選用這種技術制備X射線熒光分析(XRF)的玻璃樣品或者用于原子吸收光譜(AA)或感應耦合等離子體(ICP)分析的樣品溶液。在采用X射線熒光分析儀分析礦石和原材料等粉狀試樣時，為了能有效地消除礦石和原材料等試樣的基體效應和粒度效應，必須將試樣先經(jīng)過熔融爐熔融，制成玻璃狀樣片后才能進行分析。因為制成玻璃狀樣片后，能夠有效地消除試樣內(nèi)部的基體效應和粒度效應，確保X射線熒光分析的準確性和精密度。在本實用新型之前，研究部門和廠礦的實驗室大多采用從國外引進熔融裝置來滿足生產(chǎn)要求，例如從日本島津公司引進“TR-Auto-Bead-1OOOM型X射線熒光分析試樣用玻璃珠熔樣制作裝置”，其不足之處在于引進費用需7萬美元以上，費用太高，同時該裝置采用繼電器控制，自動控制水平低，使用和維修不方便，爐體使用壽命短。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為解決上述裝置引進費用太高，同時該裝置采用繼電器控制，自動控制水平低，使用和維修不方便，爐體使用壽命短之不足，而提供一種新的具有結構簡單、容易制造、成本低廉、自動化程度高、操作和維護方便，使用壽命長的X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐，由電源供電，包括機體框架、機體內(nèi)設置有爐膛、加熱元件、傾動搖籃和模具支架，所述的X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐還包括有PLC控制系統(tǒng)、機械動力系統(tǒng)、溫度控制器和人機交互接口，所述的溫度控制器與PLC控制系統(tǒng)電連接，所述人機交互接口的信號輸出端以及機械動力系統(tǒng)的控制端也均與所述PLC控制系統(tǒng)電連接，所述的溫度控制器信號輸出端與所述的加熱元件的控制端電連接。本實用新型的熔融爐的PLC作為該設備控制的核心器件，主要負責控制熔融的開關蓋、傾動、加熱、系統(tǒng)故障自診斷等，PLC控制系統(tǒng)中包含了以PLC為中心的各部件執(zhí)行、模擬量輸入、人機通訊和溫度控制器通訊等功能，通過安裝在設備上的傳感器和模擬量輸入采取相應的執(zhí)行動作和安全保護，具備自診定功能，同時本設備內(nèi)的系統(tǒng)參數(shù)均向用戶開放，通過人機交互接口可以向PLC控制系統(tǒng)發(fā)出指令，PLC控制系統(tǒng)接受上位人機指令執(zhí)行相關的系統(tǒng)參數(shù)配置功能；本實用新型包含自動/手動兩種工作方式，用戶可以自主選擇自動方式可以自動按照預編程好的工作模式進行；用戶也可以選擇手動方式可以手動點動調(diào)試各個部件的工作情況。作為優(yōu)選，所述的機械動力系統(tǒng)包括傾動電機、開蓋電機和電機，所述的傾動電機與所述的傾動搖籃機械聯(lián)動，所述的開蓋電機與所述爐膛的爐蓋機械聯(lián)動，所述電機與所述的模具支架機械聯(lián)動所述的傾動電機、開蓋電機和電機均與所述的PLC控制系統(tǒng)電連接。作為優(yōu)選，所述的加熱元件采用3根雙螺旋硅碳棒，所述的傾動搖籃安裝在爐膛內(nèi)部，采用耐長時間高溫灼燒的耐高溫材料制成。加熱元件采用3根雙螺旋硅碳棒，該硅碳棒具有冷熱端焊接點牢固不易斷；熱端發(fā)熱均勻；長期高溫狀態(tài)下使用壽命長等特點。在某些應用場合產(chǎn)品性能接近或達到國外品牌硅碳棒技術指標。本使用信心的傾動搖籃安裝在爐膛內(nèi)部，采用特種耐高溫材料制成，長時間高溫灼燒具有不變形、不斷裂的優(yōu)點。在制樣過程中承載著坩堝及樣品，在設定速度下傾動搖晃，保證熔融狀態(tài)下的試樣均勻，為制樣中關鍵裝置。作為優(yōu)選，所述的溫度控制器為本設備的控溫的調(diào)節(jié)儀表，所述的PLC控制系統(tǒng)通過溫度控制器內(nèi)置的移相觸發(fā)模塊觸發(fā)加熱元件。溫度控制器作為本設備的控溫的調(diào)節(jié)儀表，具有響應快，控溫準確，控溫精度高等優(yōu)點，為熔融制樣工作提供可靠和穩(wěn)定的溫度調(diào)節(jié)，通過該儀表內(nèi)的移相觸發(fā)模塊觸發(fā)加熱調(diào)節(jié)裝置，真正快速穩(wěn)定調(diào)節(jié)加溫。作為優(yōu)選，所述在機體框架前面爐膛口前安裝有散熱裝置，所述的散熱裝置與所述的PLC控制系統(tǒng)電連接。本實用新型使用時，PLC控制系統(tǒng)發(fā)出控制信號使散熱裝置啟動工作，開始使散熱裝置對應的試樣盤內(nèi)的熔融完畢的試樣降溫，到達設定時間后PLC控制系統(tǒng)使散熱裝置停止工作，并且使蜂鳴器鳴叫。作為優(yōu)選，所述的人機交互接口為帶有液晶顯示、蜂鳴報警和通訊接口的觸摸屏，所述的觸摸屏安裝在機體框架的表面，所述觸摸屏通過通訊接口與所述的PLC控制系統(tǒng)通訊連接。觸摸屏是完成用戶直接參與控制和了解設備內(nèi)部詳細資源的窗口，通過該觸摸屏，用戶可以對本設備進行豐富的參數(shù)配置，功能執(zhí)行，自動校正等人性化功能。本實用新型的實質性效果是:本實用新型結構簡單、制造容易、成本低廉和維護方便能夠滿足各類實驗室對熔融礦石和原材料等試樣用于進行X射線熒光分析的要求。

圖1為本實用新型外形結構三維示意圖；圖2為本實用新型結構的前視結構示意圖；圖3為本實用新型結構的側視結構示意圖；圖4為本實用新型結構三維結構機械配合示意圖。圖中:1、機體框架，2、爐膛，3、硅碳棒，4、傾動搖籃，5、干鍋，6、接手，7、短軸桿，
8、萬向軸承，9、第一皮帶輪，10、皮帶，11、第二皮帶輪，12、墊板，13、傾動聯(lián)軸，14、第一軸承座，15、傾動電機座，16、第一聯(lián)軸器，17、傾動電機，18、爐蓋，19、爐蓋上骨架，20、爐蓋連接軸，21、爐蓋開蓋連塊，22、開蓋支架，23、開蓋同步連接軸，24、鏈輪，25、鏈輪連接軸，26、鏈條，27、蝸輪蝸桿減速箱，28、開蓋電機座，29、開蓋電機，30、第二聯(lián)軸器，31、模具支架安裝架，32、模具支架，33、支架壓板，34、試樣盤，35、散熱裝置，36、光軸支架，37、光軸，38、直線軸承，39、光軸滑塊連接板，40、第一支架，41、滑軌，42、滑塊，43、第二支架，44、第二軸承座，45、絲桿,46、絲桿絲母,47、電機座,48、電機,49、第三聯(lián)軸器,50、下機殼,51、右上機殼,52、控制面板，53、觸摸屏，54、左上機殼，55、溫度控制器，56、可調(diào)節(jié)墊腳，57、PLC控制系統(tǒng)。
具體實施方式
下面通過具體實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的具體說明。實施例:一種X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐(參見附圖1、附圖2、附圖3和附圖4)，由電源供電，包括機體框架1、爐膛2、硅碳棒3、傾動搖籃4、干鍋5、接手6、短軸桿7、萬向軸承8、皮帶輪9、皮帶10、皮帶輪11、墊板12、傾動聯(lián)軸13、第一軸承座14、傾動電機座15、第一聯(lián)軸器16、傾動電機17、爐蓋18、爐蓋上骨架19、爐蓋連接軸20、爐蓋開蓋連塊21、開蓋支架22、開蓋同步連接軸23、鏈輪24、鏈輪連接軸25、鏈條26、蝸輪蝸桿減速箱27、開蓋電機座28、開蓋電機29、第二聯(lián)軸器30、模具支架安裝架31、模具支架32、支架壓板33、試樣盤34、散熱裝置35、光軸支架36、光軸37、直線軸承38、光軸滑塊連接板39、第一支架40、滑軌41、滑塊42、第二支架43、第二軸承座44、絲桿45、絲桿絲母46、電機座47、電機48、第三聯(lián)軸器49、下機殼50、右上機殼51、控制面板52、觸摸屏53即人機交互接口、左上機殼54、溫度控制器55、可調(diào)節(jié)墊腳56、PLC控制系統(tǒng)57。本實施例中的機械動力系統(tǒng)包括傾動電機17、開蓋電機29和電機48。機體框架I內(nèi)安裝有爐膛2 ;爐膛2內(nèi)固定安裝有三根硅碳棒3，爐膛2內(nèi)還安裝有傾動搖籃4 ;傾動搖籃4上放置有六個干鍋5 ;傾動搖籃4兩端的軸桿通過接手6和短軸桿7連接；短軸桿7和萬向軸承8軸承配合連接；萬向軸承8底座安裝在機體框架I內(nèi)；短軸桿7上安裝有第一皮帶輪9，第一皮帶輪(9)通過皮帶10與第二皮帶輪12聯(lián)動；第二皮帶輪12與傾動聯(lián)軸13的一端固定連接。機體框架I底部安裝有墊板12 ;墊板12上安裝有兩個第一軸承座14和傾動電機座15 ;傾動電機座15上安裝有傾動電機17 ;兩個第一軸承座14內(nèi)安裝有軸承，傾動聯(lián)軸13和兩個第一軸承座14內(nèi)軸承配合安裝；傾動聯(lián)軸13另一端通過第一聯(lián)軸器16和傾動電機17連接，傾動電機15與傾動搖籃4機械聯(lián)動。爐蓋18安裝在爐蓋上骨架19上；爐蓋上骨架19上焊接有四根爐蓋連接軸20 ;四根爐蓋連接軸20配合安裝有四塊爐蓋開蓋連塊21 ;兩個開蓋支架22安裝在機體框架I上；開蓋支架22上開有兩孔，兩孔內(nèi)安裝有銅套，銅套配合安裝有兩根鏈輪連接軸25和一根開蓋同步連接軸23 ;兩根鏈輪連接軸25 —端和兩塊爐蓋開蓋連塊21連接，另一端連接有兩個鏈輪24 ;開蓋同步連接軸23兩端分別連接有兩塊爐蓋開蓋連塊21和兩個鏈輪24，且其中一端還連接有蝸輪蝸桿減速箱27 ;兩根鏈條26分別和同方向兩個鏈輪24配合連接；蝸輪蝸桿減速箱27安裝在機體框架I上；開蓋電機29安裝在開蓋電機座28并通過第二聯(lián)軸器30和蝸輪蝸桿減速箱27相連；開蓋電機座28安裝在蝸輪蝸桿減速箱27上，開蓋電機29與爐膛的爐蓋18機械聯(lián)動。模具支架安裝架31兩邊安裝有光軸支架36 ;支架壓板33把模具支架32固定在支架安裝架31上邊；模具支架32上托盤孔放置有六個試樣盤34 ;散熱裝置35安裝在機體框架I前面爐膛口前；光軸支架36固定有兩根光軸37 ;直線軸承38安裝在機體框架I上；兩根光軸37和直線軸承38配合且可在直線軸承38內(nèi)滑動；兩根光軸37另一端安裝有光軸滑塊連接板39 ;四個第一支架40安裝在機體框架I上；兩根滑軌41安裝在四個第一支架40上；光軸滑塊連接板39底面分別和兩個滑塊42連接；兩個滑塊42和兩根滑軌41相互配合；兩個第二支架43安裝在機體框架I上；兩個第二軸承座44通過墊板安裝在兩個第二支架43上；兩個第二軸承座44內(nèi)安裝有軸承,絲桿45和兩個第二軸承座44內(nèi)的軸承配合安裝；絲桿絲母46安裝在光軸滑塊連接板39底面中部；且和絲桿45配合；電機48安裝在電機座47上；電機座47安裝在機體框架I上；電機48通過第三聯(lián)軸器49和絲桿45連接，電機48與模具支架32機械聯(lián)動在機體框架I外面安裝有下機殼50、右上機殼51、左上機殼54和可調(diào)節(jié)墊腳56 ；在左上機殼54上安裝有溫度控制器55 ;在右上機殼51有控制面板52、觸摸屏53 ;在右上機殼51罩子內(nèi)在機體框架I上安裝有PLC控制系統(tǒng)57 ；PLC控制系統(tǒng)57中包含了以PLC為中心的各部件執(zhí)行、模擬量輸入、人機通訊和溫度控制器通訊功能。人機交互接口為帶有液晶顯示、蜂鳴報警和通訊接口的觸摸屏，觸摸屏53安裝在機體框架I的表面，觸摸屏53通過通訊接口與PLC控制系統(tǒng)57通訊連接。溫度控制器55與PLC控制系統(tǒng)57電連接，PLC控制系統(tǒng)57通過溫度控制器55內(nèi)置的移相觸發(fā)模塊觸發(fā)加熱兀件。傾動電機17、開蓋電機29和電機48均與PLC控制系統(tǒng)57電連接。本實施例中加熱元件采用3根雙螺旋硅碳棒，傾動搖籃安裝在爐膛內(nèi)部，采用耐長時間高溫灼燒的耐高溫材料制成。本實施例開啟電源后，啟動觸摸屏53，選擇試驗程序。如爐蓋18關閉則啟動控制面板52上的開蓋按鈕，PLC控制系統(tǒng)57控制開蓋電機29開始轉動，開蓋電機29轉動，通過第二聯(lián)軸器30使蝸輪蝸桿減速箱27開始轉動，蝸輪蝸桿減速箱27轉動使和蝸輪蝸桿減速箱27配合安裝的開蓋同步連接軸23轉動，從而使安裝在開蓋同步連接軸23上的兩個鏈輪24同步轉動，鏈輪24同步轉動通過鏈條26使另外兩個安裝在鏈輪連接軸25上的鏈輪24同步轉動，鏈輪24同步轉動使四個爐蓋開蓋連塊21同步向上擺動，爐蓋開蓋連塊21同步向上擺動通過四根爐蓋連接軸20使安裝在爐蓋上骨架19上的爐蓋18開啟，爐蓋18開啟到位后，開蓋極限給PLC控制系統(tǒng)57發(fā)出信號，PLC控制系統(tǒng)57使開蓋電機29停止轉動。將需要熔融的粉末試樣放入干鍋5內(nèi)，啟動控制面板52上關蓋按鈕，PLC控制系統(tǒng)57控制開蓋電機29開始反向轉動，開蓋電機29轉動，通過第二聯(lián)軸器30使蝸輪蝸桿減速箱27開始轉動，蝸輪蝸桿減速箱27轉動使和蝸輪蝸桿減速箱27配合安裝的開蓋同步連接軸23轉動，從而使安裝在開蓋同步連接軸23上的兩個鏈輪24同步反向轉動，鏈輪24同步轉動通過鏈條26使另外兩個安裝在鏈輪連接軸25上的鏈輪24同步轉動，鏈輪24同步轉動使四個爐蓋開蓋連塊21同步向下擺動，爐蓋開蓋連塊21同步向下擺動通過四根爐蓋連接軸20使安裝在爐蓋上骨架19上的爐蓋18開始關閉，爐蓋18關閉到位后，關蓋極限給PLC控制系統(tǒng)57發(fā)出信號，PLC控制系統(tǒng)57使開蓋電機29停止轉動。啟動程序。程序使PLC控制系統(tǒng)57控制硅碳棒3通電升溫，當溫度達到程序設定溫度時開始保溫，此時試樣開始熔融,熔融到程序設定時間,程序設定開始搖擺。程序給PLC控制系統(tǒng)57發(fā)出信號，PLC控制系統(tǒng)57控制傾動電機17開始轉動，傾動電機17轉動，通過第一聯(lián)軸器16使傾動聯(lián)軸13開始轉動，傾動聯(lián)軸13轉動使和傾動聯(lián)軸13配合安裝的兩個第二皮帶輪11同步轉動，通過皮帶10從而使第一皮帶輪9轉動，第一皮帶輪9轉動使短軸桿7轉動，通過接手6使傾動搖籃4搖動，從而使干鍋5內(nèi)的熔融試樣搖動。傾動電機17通過兩個極限控制左右轉動，從而使干鍋5內(nèi)的熔融試樣搖動。搖動時間到后，程序給PLC控制系統(tǒng)57發(fā)出信號，PLC控制系統(tǒng)57使傾動電機17停止轉動。試樣熔融完畢程序給PLC控制系統(tǒng)57發(fā)出信號PLC控制系統(tǒng)57控制電機48開始轉動，電機48轉動，通過第三聯(lián)軸器49使絲桿45開始轉動，絲桿45轉動使和絲桿45配合安裝的絲桿絲母46移動,絲桿絲母46移動使和絲桿絲母46配合安裝的光軸滑塊連接板39移動，光軸滑塊連接板39通過安裝的滑塊42沿滑軌41移動。光軸滑塊連接板39移動使和光軸滑塊連接板39連接的光軸37在直線軸承38內(nèi)移動，光軸37的移動使另一端通過光軸支架36連接的支架安裝架31移動，支架安裝架31移動使安裝的模具支架32移動，從而使模具支架32上的試樣盤34向前移動。模具支架32上的試樣盤34向前移動到爐膛
2內(nèi)到達極限后，PLC控制系統(tǒng)57使電機48停止。這是程序給出傾倒液體試樣指令，PLC控制系統(tǒng)57控制傾動電機17轉動，使干鍋5內(nèi)的熔融液體試樣傾倒到試樣盤34內(nèi)，傾倒完試樣后，傾動電機17復位，PLC控制系統(tǒng)57控制電機48開始反向轉動，從而使模具支架32上的試樣盤34向后移動到爐膛2外到達極限后PLC控制系統(tǒng)57控制電機48停止轉動。程序給PLC控制系統(tǒng)57信號使散熱裝置35啟動，開始使試樣盤34內(nèi)的熔融完畢的試樣降溫，到達設定時間后PLC控制系統(tǒng)使散熱裝置35停止工作，并且使蜂鳴器鳴叫。以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳的方案，并非對本實用新型作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
權利要求1.一種X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐，由電源供電，包括機體框架、機體內(nèi)設置有爐膛、加熱元件、傾動搖籃和模具支架，其特征在于:所述的X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐還包括有PLC控制系統(tǒng)、機械動力系統(tǒng)、溫度控制器和人機交互接口，所述的溫度控制器與PLC控制系統(tǒng)電連接，所述人機交互接口的信號輸出端以及機械動力系統(tǒng)的控制端也均與所述PLC控制系統(tǒng)電連接，所述的溫度控制器信號輸出端與所述的加熱元件的控制端電連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐，其特征在于:所述的機械動力系統(tǒng)包括傾動電機、開蓋電機和電機，所述的傾動電機與所述的傾動搖籃機械聯(lián)動，所述的開蓋電機與所述爐膛的爐蓋機械聯(lián)動，所述電機與所述的模具支架機械聯(lián)動所述的傾動電機、開蓋電機和電機均與所述的PLC控制系統(tǒng)電連接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐，其特征在于:所述的加熱元件采用3根雙螺旋硅碳棒，所述的傾動搖籃安裝在爐膛內(nèi)部，采用耐長時間高溫灼燒的耐高溫材料制成。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐，其特征在于:所述的溫度控制器為本設備的控溫的調(diào)節(jié)儀表，所述的PLC控制系統(tǒng)通過溫度控制器內(nèi)置的移相觸發(fā)模塊觸發(fā)加熱元件。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐，其特征在于:所述在機體框架前面爐膛口前安裝有散熱裝置，所述的散熱裝置與所述的PLC控制系統(tǒng)電連接。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐，其特征在于:所述的人機交互接口為帶有液晶顯示、蜂鳴報警和通訊接口的觸摸屏，所述的觸摸屏安裝在機體框架的表面，所述觸摸屏通過通訊接口與所述的PLC控制系統(tǒng)通訊連接。
專利摘要本實用新型涉及一種X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐。本實用新型可以解決現(xiàn)有技術引進費用太高，自動控制水平低，使用和維修不方便，爐體使用壽命短之不足，其技術方案要點是由電源供電，包括機體框架、機體內(nèi)設置有爐膛、加熱元件、傾動搖籃和模具支架，所述的X射線熒光分析試樣用的電熱式熔融爐還包括有PLC控制系統(tǒng)、機械動力系統(tǒng)、溫度控制器和人機交互接口，所述的溫度控制器與PLC控制系統(tǒng)電連接，所述人機交互接口的信號輸出端以及機械動力系統(tǒng)的控制端也均與所述PLC控制系統(tǒng)電連接，所述的溫度控制器信號輸出端與所述的加熱元件的控制端電連接。本實用新型結構簡單、容易制造、成本低廉、自動化程度高、操作和維護方便。
文檔編號G01N1/44GK203053774SQ20132002662
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權日2012年10月9日
發(fā)明者舒琦 申請人:武漢華科新材料有限公司