Устройство для автоматического приготовления образцов Советский патент 1974 года по МПК G01N1/00 G01N23/22 

Изобретение относится к спектральному анализу химического состава различных материалов, например рентгеноспектральному флуоресцентному, и может быть применено в промышленности строительных материалов, горнодобывающей, при разведке полезных ископаемых и т. п.

При рентгеноспектральном анализе точность, быстрота и трудоемкость определения химического состава материала в значительной степени зависит от способа подготовки пробы к анализу.

При анализе порошковых материалов применяют два способа подготовки пробы: прессование таблетки и сплавление исследуемого материала с флюсом с целью получения стекловидного образца.

Способ сплавления обеспечивает более высокую точность измерения, так как результаты анализа не зависят от минералогического и гранулометрического состава исходной пробы.

Достоинства способа сплавления обусловливают его преимущественное использование в промышленности, однако при этом испытываются трудности в деле механизации и автоматизации операций подготовки пробы.

Известно устройство для автоматической подготовки порошковых проб к анализу способом сплавления.

Однако известное устройство не обеспечивает однородности физико-химических свойств образца, так как она достигается путем большого разбавления пробы в флюсе, что приводит к снижению интенсивности полезного сигнала при ренгеноспектральном анализе образцов и к излишнему расходу дорогостоящего флюса. Целью изобретения является обеспечение

однородности физико-химических свойств образца.

Для этого перед нагревателем установлены узлы для перемешивания пробы с флюсом и формования порошковой таблетки на держателе пробы, а после нагревателя - узел для формирования расплава.

Узел для перемешивания пробы с флюсом и узел для формования порошковой таблетки совмещены в одном блоке, содержащем установленный с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси цилиндрический контейнер, дном которого служит пуансон, установленный с возможностью перемещения вдоль оси контейнера, а крышкой - держатель

пробы.

Узел для формования расплава содержит пуансон, щетку, опорный столик, выполненный в виде вертикально расположенных пластин, торцовые поверхности которых служат

опорой для держателя пробы, и блок для

съема с трг.пспортирующего узла, фиксации па опорном столике и сброса держателя пробы, выиолиеииын в виде двух рычагов, закрепленных с возможностью качения параллельно г ертикальпым пластинам опорного столика.

Держатель пробы выполнен в виде диска, рабочая поверхность которого имеет углубление конусообразной формы.

Изобретение пояснено чертежами. Па фиг. 1 приведена схема устройства; па фиг. 2 - схема конструкцни смесителыю-формовочного уз.ш; на фиг. 3 - схема конструкции узла для формования расплава на носителе.

Устройство для автоматического приготовлепня образцов содержит транспортирующий узел 1, смесительио-формовочный узел 2, узел 3 для фор.мования расплава на носителе, нагреватель 4 (муфельную нечь), командный аппарат 5, расположенный в корпусе 6.

Транснортирующнй узел 1 вынолнен в виде перемещающепся вдоль корнуса 6 кареткн с штангой 7, на конце которой имеется горизонтальная нлощадка 8. На корнусе каретки закреплен унор 9.

Смесителыю-формовочный узел 2 вынолнен в виде контейнера 10 (с.м. фиг. 2), дном которого служит пуансон 11, зафиксированный пружинными фиксаторами 12, а крышкой - носитель 13 пробы, который представляет собой диск из жаропрочного материала (например графита). Рабочая новерхность диска имеет углубление конусообразной формы.

Контейнер установлен в держателе 14, выполненном в виде полого цилиндра, закренленного на горизонтальной оси 15. Контейнер зафиксирован в держателе собачкой 16. Носитель 13 нробы фиксируется на контейнере прижимами 17. Держатель 14 связан через рычаги 18, 19с руко.яткой 20.

На рукоятке закреплен кулачок 21, который взаимодействует нрн новороте рукоятки со стержнем 22, жестко связанным с нрижи.мамн 17. Ось 15 держателя 14 связана шпонкой с втулкой 23, па которой закреплена шестерня 24. Последняя находится в зацеплении с шестерней 25, закреплеппой на оси электродвигателя 26.

Сооспо с коптейнером 10 на раме смесительно-формовочного узла 2 установлен электродвигатель 27, закрепленный на рычаге 28с возможностью вертикального неремешения вдоль оси контейнера. Рычаг 28 связан с кулачком 29 командного аннарата. На валу электродвигателя 27 закреплен стержень 30 с пружинными фиксаторами 31 и отверткой 32, установленной с возможностью перемещения в пазе стержня 30.

Узел 3 для формования расплава на носителе (см. фиг. 3) содержит пуансон 33, опорный столик 34, выполненный ввнде вертикально расположенных пластин, торцовые поверхности которых служат опорой для носителя 13 пробы, и фиксирующего устройства, выполпсппого в виде двух рычагов 35. Рычаги 35 жестко связаны с валом, на котором установлена шестерня 36, связанная с валом фрикционно через пружину. Шестерня 36 находится в зацеплении с рейкой 37, связанной через рычаги 38, 39 с кулачком 40 командного аппарата и пуансопом 33. На опорном столике 34 закреплены упор 41 и лоток 42.

На раме узла 3 для формования расплава расположена шетка, кинематически связанная с рукояткой 20 сметительно-формовочного узла 2. Щетка служит для чистки рабочей поверхпости пуансона.

Устройство работает следующим образом. В контейнер 10 засыпают анализируемую пробу и флюс. Контейнер закрывают носителем 13 пробы и устанавливают в держатель 14.

Для установки контейнера 10 в держатель 14 поворачивают рукоятку 20. При этом кулачок 21 перемещает стержень 22, с которым связаны прижимы 17, и через систему рычагов 18, 19 держатель 14 перемещается внеред. Контейнер 10 помещают в держатель 14. Обратным поворотом рукоятки 20 держатель 14 перемещают в исходное положение, а прижимы 17 фнксируют носитель 13 пробы на контейнере.

Связанная с рукояткой 20 щетка при поворотах рукоятки 20 проходит под рабочей поверхностью пуансопа 33 и очищает ее.

Это пеобходимо для устранения налипания расплава на нуансон 33 и обеспечения гладкой поверхности получающихся таблеток. Все последующие операции подготовки пробы выполпяются автоматически.

В первоначальном положении держатель 14 автоматически фиксируется так, что носитель 13 пробы расположен вверху. Вращение от электродвигателя 26 передается через шестерни 24, 25, втулку 23 па жестко связанную с держателем 14 ось 15.

Таким образом производится перемешиваиие находящейся в контейнере 10 апализируемой пробы и флюса.

После окбнчания перемешивания (время перемещивания устанавливается на командном аппарате) держатель 14 фиксируется так, что носитель 13 пробы расположен внизу (держатель повернут на 180° по сравнению с исходным ноложением), включается электродвигатель 27 и электродвигатель командного аппарата 5. При вращении кулачка 29 электродвигатель 27 перемещается вниз вслед за рычагом 28. Пружипные фиксаторы 31 входят в соответствующую выточку пуансона 11, а отвертка 32 в его шлиц. После состыковки со стержнем 30 пуансон 11 под действием веса электродвигателя 27 и стержня 30 перемещается вдоль контейнера 10 и одновременно совершает вращательное движение вокруг своей оси.

Таким образом, находящаяся в контейнере 10 смесь формуется на носителе 13 пробы в виде порошковой таблетки.

Во время формования порошковой таблетки каретка транспортирующего узла 1 перемещается таким образом, что плои-1,адка 8 располагается под носителем 13 пробы. Прижимы 17 оиускаются вниз вместе с посителем 13 иробы. При этом носитель 13 с отформованной иорощковой таблеткой плавно онускается на транспортирующий узел 1.

После этого транспортирующий узел 1 перемещается в сторону нагревателя 4 и щтаига 7 входит в последний. В нагревателе 4 происходит снлавление анализируемой П11обы с флюсом и образование на носителе 13 расплава в виде жидкой капли.

При движении штанги 7 в печь площадка 8 проходит между пластинками опорного столика 34, а носитель 13 пробы - над ними. После прохода посителя 13 над пластинками упор 9 перемещает рычаги 35 из положения, пригзеденного на фиг. 1, в положение, прпведенпое па фиг. 3. В |темя сплавленпя устапавливается на командном анпарате.

После силавле1гия каретка трапспортпрующего узла 1 перемепдается в исходное положение. При перемещении кареткп иосптель 13 пробы, песупшй расплав, фиксируется рычагами 35 и устанавливается иа торцовых поверхиостях пластии оиориого столика 34.

Кулачок 40 поворачивается, пуансоп 33 опускается иод собственным весом и производит формование расплава на носителе 13 пробы.

При опускапии пуансона 33 рейка 37 перемещается, поворачивает шестерпю 36 и фрик:ЦИО«:НО связанный с ней вал до ф-иксап-ин рычагов 35 на упоре 41.

После выдаржкн времени, необходимого для застывания расплава на носнтеле 13, происходит подъем иуансона 33. Прил этом рейка 37 иеремеи.1,ается, щестерня 36 поворачивается и рычаги 35 перемеп1,аются в исходное положение, приведеппое па фиг. 1. При перемещении рычагов 35 в исходное положеппе полученный образец перемен ается по торцовым поверхностям пластин на лоток 42.

Одновременно с формованием образца при вращеиии кулачка 29 нроисходнт перемещение пуансона 11 в исходное положепие. Пос.т расстыковки пуансона 11 со стержнем 30

включается электродвигатель 26 п происходит поворот держателя 14 па 180° п его фиксация в исходном положепии.

После этого устройство готово к повому циклу подготовки пробы.

Предмет изобретения

1 Устройство для автоматического пригоготовлепня образцов из порошкообразных материалов к рентгеноспектральному аналнзу, содержащее держатель пробы, транспортирующий узел, пагреватель и командиый аппарат, отличающееся тем, что, с целью обеспечення однородности физико-химических свойств образна, перед нагревателем устаповлены узлы для перемешпваиия пробы с флюсом и формования порошковой таблетки па .держателе пробы, а после пагревателя - узе,ч для формовапия расп.тава.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел д,1Я перемешивапня пробы с флюсом и узел для формоваппя порошковой таблетки совмещены в одном блоке, содержащем установленный с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси цилиндрический коитейиер, дном которого слул-сит пуапсои, установленный с возможиостыо перемеще1П1я вдоль оси коптейпера, а крышкой -

держатель пробы.

3.Устройство по п. . о т л п ч а ю nie е с я тем, что узел для формоваппя расплава содержит пуапсоп. П1,етку, опорный сто,тик, выполненный в виде вертикально расположенпых пластнп, торцовые поверхности которых служат онорой для держателя иробы, н блок для съема с транспортирующего узла, фиксации на опорном столике и сброса держателя иробы, выполненный в виде двух рычагов, закреплепных с возможностью каче1Н1я нараллельио вертпкал1 ным пластинам онорного столика.

4.Устройство по п. 1. о т,1 и ч а ю щ е е с я тем, что держатель пробы выполнен в виде

диска, рабочая поверхпость которого имеет углубление конусообразной формы.

5.Устройство по пп. 1 и 2, о т л п ч а ю ni,e еся тем, что контейнер выполпен сменным.

77

2д

3J