一种自动可持续测试的灰熔融性测试仪

摘要

本申请涉及一种自动可持续测试的灰熔融性测试仪，属于煤样测定设备技术领域。其包括电脑、高温炉、灰锥托板和刚玉杯，高温炉内设有高温腔，高温炉内安装有刚玉管和把刚玉管送入高温腔的送样机构，灰锥托板安置于刚玉杯上，高温炉旁设置有上下料机构，上下料机构包括输送带、驱动输送带间隙运动的驱动机构、安装支架和上下料机械手，上下料机械手安装于安装支架上，输送带上设置有若干安置位，每个安置位上均安置有刚玉杯，上下料机械手上设置有用于夹持刚玉杯的夹持机构，送样机构、驱动机构和上下料机械手均由电脑控制。本申请具有可以持续测试，在夜晚无人时也能继续测试的优点。

说明书

技术领域

本申请涉及煤样测定设备的技术领域，尤其是涉及一种自动可持续测试的灰熔融性测试仪。

背景技术

煤灰的熔融特性直接关系到电厂锅炉是否结渣(俗称结焦)及其严重程度，因而它对锅炉的安全、经济运行关系极大。现有技术中，一般采用灰熔融性测试仪对煤样进行灰熔融性进行测定。

现有的灰熔融性测试仪包括高温炉、灰锥托板、石墨杯、取像机构以及控制机构，将待测煤样的灰锥放置于灰锥托板上，在高温炉内完成加热，通过取像机构采集灰锥在各个温度下的图像信号，从而自动或人工判断出煤样四个热症熔融温度，完成对煤灰的熔融性测定，在测试时，需要先升温，测试完毕后还需要一个降温过程，一次测试需要的时间较长，往往一个白天的工作时间只能测试一次。

针对上述中的相关技术，发明人认为现有的灰熔融性测试仪在使用时，需要人工上样和人工下样，在测试员不在时，不能继续测试，导致一台测试仪一天只能做一次实验。

发明内容

为了解决现有测试仪只能人工上样和人工下样的缺陷，本申请提供一种自动可持续测试的灰熔融性测试仪。

本申请提供的一种自动可持续测试的灰熔融性测试仪采用如下的技术方案：

一种自动可持续测试的灰熔融性测试仪，包括电脑、高温炉、灰锥托板和刚玉杯，所述高温炉内设有高温腔，所述高温炉内安装有刚玉管和把刚玉管送入所述高温腔的送样机构，所述灰锥托板安置于所述刚玉杯上，所述高温炉旁设置有上下料机构，所述上下料机构包括输送带、驱动输送带间隙运动的驱动机构、安装支架和上下料机械手，所述上下料机械手安装于所述安装支架上，所述输送带上设置有若干安置位，每个所述安置位上均安置有所述刚玉杯，所述上下料机械手上设置有用于夹持所述刚玉杯的夹持机构，所述送样机构、驱动机构和上下料机械手均由所述电脑控制。

通过采用上述技术方案，通过设置输送带进行刚玉杯和安置在刚玉杯上的灰锥托板的运输，输送带上可以同时放置多个刚玉杯和灰锥托板，通过上下料机械手把刚玉杯和灰锥托板一起送入高温炉内并安置在刚玉管上，高温炉内的送样机构把刚玉杯和灰锥托板送入高温腔中进行试验，当完成一组灰锥的试验后，送样机构把刚玉杯和灰锥托板从高温腔中取出，通过上下料机械手把试验完的刚玉杯和灰锥托板放回输送带，再通过上下料机械手把新的刚玉杯和灰锥托板放在刚玉管上，实现样本的更换，电脑通过编程控制输送带的间歇运动、上下料机械手的上料和下料运动以及送样机构的运行，实现样本的不间断自动测试，自动化效率较高，减少人工操作，操作员只需把刚玉杯和灰锥托板放置在输送带上，把灰锥固定在灰锥托板上，操作更加安全。

优选的，所述刚玉杯下部设置有定位块，所述刚玉管上设置有供所述定位块嵌入的定位槽，所述安置位上设置有底座，所述底座上也开设有供所述定位块嵌入的定位槽。

通过采用上述技术方案，通过定位块与定位槽之间的配合，使得刚玉杯定位安装在刚玉管上，使得刚玉杯在高温腔内的位置保持较好的一致性，从而使得在多次试验时，刚玉杯的位置保持稳定，设置底座用于安置刚玉杯，底座上设置与定位块配合的定位槽，使得刚玉杯定位安装在底座上，从而使得矫正机械手从底座上拿取刚玉杯后安置在刚玉管上时，定位块更好的插入定位槽实现刚玉杯与刚玉管之间的定位安装。

优选的，所述夹持机构包括固定于所述上下料机械手上的安装架、夹持臂、驱动杆和第一驱动件，所述夹持臂中部与所述安装架转动连接，所述驱动杆一端与两个所述夹持臂转动连接，所述第一驱动件驱动所述驱动杆轴线移动带动夹持臂远离所述驱动杆的一端做相互远离和靠近的运动。

通过采用上述技术方案，上下料机械手用于控制安装架的上下、左右和前后运动，从而控制夹持臂运动到输送带上，使得刚玉杯位于两个夹持臂之间，通过第一驱动件带动驱动杆运动，从而带动夹持臂做夹紧和松开的运动，通过夹持臂夹持刚玉杯，然后在矫正机械手的带动下被送入高温炉，实现样品的自动上料。

优选的，所述上下料机构还包括矫正机械手，所述矫正机械手上设置有矫正机构，所述矫正机构包括矫正台、转盘、连接杆、夹持片、弹性绳和第二驱动件，所述矫正台内部设有安装腔，所述矫正台开设有供刚玉杯穿过的矫正孔，所述矫正孔连通所述安装腔，所述转盘与所述矫正孔同轴且转动安装于所述矫正台，所述夹持片有若干，若干所述夹持片沿所述转盘周向间隔设置，所述连接杆有若干，所述夹持片与所述转盘之间通过至少一根所述连接杆进行连接，所述连接杆一端与所述转盘转动连接，所述连接杆另一端与所述夹持片转动连接，所述第二驱动件有两个，两个所述第二驱动件安装于所述安装腔内，所述弹性绳有两根，两根所述弹性绳一端与所述夹持片固定且缠绕所述夹持片一圈，两根所述弹性绳缠绕方向相反，两根所述弹性绳另一端与两个驱动机构一一对应在所述第二驱动件驱动下做远离和靠近所述夹持片的运动。

通过采用上述技术方案，设置矫正机构，通过矫正机构，在上完料的刚玉杯与刚玉管没有对正的情况下，通过矫正机构进行矫正，使得刚玉杯与刚玉管之间完成定位安装，矫正时，通过两个第二驱动件带动弹性绳移动，通过弹性绳对夹持片施加径向力，从而使得若干夹持片朝刚玉杯方向移动，通过夹持片固定刚玉杯，通过两个第二驱动件交通运动，使得夹持片和转盘一起转动，从而带动刚玉杯一起转动，当刚玉杯上的定位块嵌入刚玉管上的定位槽时，定位块对刚玉杯进行周向限位，由于弹性绳具有一定的弹性，在刚玉杯受到限位无法再转动时，弹性绳变形，从而不会过度旋转刚玉杯，更好的对刚玉杯进行校正。

优选的，所述矫正孔的孔壁开设有旋转槽，所述转盘外圈位于所述旋转槽内，所述转盘与所述旋转槽的槽壁之间夹持有若干滚珠。

通过采用上述技术方案，开设旋转槽供转盘安装，设置的滚珠，使得转盘可以在旋转槽内自由转动，实现转盘的转动功能，结构简单有效。

优选的，所述输送带输送方向的末端设置有接收刚玉杯的接收台。

通过采用上述技术方案，设置接收台，用于接收试验完毕的样品。

优选的，所述接收台上设置有滑移片，所述底座开设有供所述滑移片插入的滑孔，所述底座可脱离所述输送带。

通过采用上述技术方案，接收台上的滑移片与底座上开设的滑孔配合，使得底座在输送带的带动下，滑移片可以插入滑孔中，滑移片上不断有新的的底座滑入，从而推动老的底座在滑移板上继续滑道，从而对使用后的样品进行回收安置。

优选的，所述安置位设置有限位块，每个所述安置位上设置有两块所述限位块，两块所述限位块沿所述输送带输送方向间隔设置，所述底座上开设有限位缺口，所述限位缺口有两个，两个所述限位缺口开设于所述底座下部侧壁，两块所述限位块与两个所述限位缺口一一对应嵌装于所述限位缺口内。

通过采用上述技术方案，通过限位块对底座进行限位，由于限位块沿输送带输送方向设置，从而对底座进行输送方向的限位，使得刚玉杯在输送带上的位置更加不容易移动，从而使得矫正机械手和上下料机械手在操作时位置对的更准，同时限位块沿输送带的输送方向设置，也使得底座滑入滑移片上后，位于输送方向前侧的限位块向下移动不容易影响底座，位于输送方向后侧的限位块可以继续推动底座在滑移片上移动。

优选的，所述滑移片位于所述接收台上，所述滑移片朝向所述接收台的侧壁设置有连接柱，所述连接柱下端与所述接收台固定，所述底座还开设有供所述连接柱穿过的滑槽，所述滑槽与所述滑孔连通。

通过采用上述技术方案，设置连接柱，从而更好的把滑移片固定在接收台上，同时更好的对滑移片进行支撑，在底座上开设滑槽，使得连接柱不会影响底座在滑移片上的滑移，底座最终可以进入接收台上进行安置。

优选的，所述输送带输送方向的两侧开设有齿孔，所述驱动机构包括主动辊、从动辊和电机，所述输送带套装于所述主动辊和所述从动辊外，所述主动辊通过电机驱动，且所述主动辊两端外壁设置有与输送带上的齿孔啮合的齿。

通过采用上述技术方案，通过电机带动主动辊转动，主动辊通过齿与输送带上的齿孔啮合，从而通过主动辊带动输送带运行，同时由于主动辊与输送带之间通过齿与齿孔相互啮合，从而提高输送的精度，最终使得刚玉杯输送到的位置精度更高。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过设置输送带进行刚玉杯和安置在刚玉杯上的灰锥托板的运输，输送带上可以同时放置多个刚玉杯和灰锥托板，通过上下料机械手把刚玉杯和灰锥托板一起送入高温炉内并安置在刚玉管上，高温炉内的送样机构把刚玉杯和灰锥托板送入高温腔中进行试验，当完成一组灰锥的试验后，送样机构把刚玉杯和灰锥托板从高温腔中取出，通过上下料机械手把试验完的刚玉杯和灰锥托板放回输送带，再通过上下料机械手把新的刚玉杯和灰锥托板放在刚玉管上，实现样本的更换，电脑通过编程控制输送带的间歇运动、上下料机械手的上料和下料运动以及送样机构的运行，实现样本的不间断自动测试，自动化效率较高，减少人工操作，操作员只需把刚玉杯和灰锥托板放置在输送带上，把灰锥固定在灰锥托板上，操作更加安全；

2.设置矫正机构，通过矫正机构，在上完料的刚玉杯与刚玉管没有对正的情况下，通过矫正机构进行矫正，使得刚玉杯与刚玉管之间完成定位安装，矫正时，通过两个第二驱动件带动弹性绳移动，通过弹性绳对夹持片施加径向力，从而使得若干夹持片朝刚玉杯方向移动，通过夹持片固定刚玉杯，通过两个第二驱动件交通运动，使得夹持片和转盘一起转动，从而带动刚玉杯一起转动，当刚玉杯上的定位块嵌入刚玉管上的定位槽时，定位块对刚玉杯进行周向限位，由于弹性绳具有一定的弹性，在刚玉杯受到限位无法再转动时，弹性绳变形，从而不会过度旋转刚玉杯，更好的对刚玉杯进行校正；

3.通过限位块对底座进行限位，由于限位块沿输送带输送方向设置，从而对底座进行输送方向的限位，使得刚玉杯在输送带上的位置更加不容易移动，从而使得矫正机械手和上下料机械手在操作时位置对的更准，同时限位块沿输送带的输送方向设置，也使得底座滑入滑移片上后，位于输送方向前侧的限位块向下移动不容易影响底座，位于输送方向后侧的限位块可以继续推动底座在滑移片上移动。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是刚玉杯和锥托板在高温炉内的安装示意图；

图3是刚玉管、刚玉杯、锥托板板和灰锥的爆炸图；

图4是输送带、驱动机构、输送架和接收台的结构示意图；

图5是驱动机构和输送带的安装示意图；

图6是输送带和接收台的局部结构示意图，其中灰锥托板和灰锥未示出；

图7是底座的结构示意图；

图8是接收台的结构示意图；

图9是上下料机械手的结构示意图；

图10是夹持机构的结构示意图；

图11是矫正机械手的结构示意图；

图12是矫正机构的结构示意图；

图13是矫正机构在安装腔内的各部件安装关系的示意图。

附图标记说明：1、高温炉；11、进料口；2、灰锥托板；21、灰锥槽；22、灰锥；23、定位缺口；3、刚玉杯；31、凸起；32、定位块；33、定位凸块；4、刚玉管；41、定位槽；51、输送带；511、齿孔；512、安置位；513、限位块；52、输送架；53、主动辊；531、第一齿轮；532、齿；55、电机；551、第二齿轮；56、链条；57、底座；571、限位缺口；572、滑孔；573、滑槽；61、支撑柱板；62、安装板；7、上下料机械手；71、滑台；72、第一安装板；73、第二安装板；74、第一驱动件；75、夹持臂；76、驱动杆；8、矫正机械手；81、矫正台；811、安装腔；812、矫正孔；813、旋转槽；82、转盘；83、连接杆；84、夹持片；85、弹性绳；86、第二驱动件；87、滚珠；88、滚子限位片；89、弹性回复绳；9、接收台；91、阶梯槽；92、滑移片；93、连接柱。

具体实施方式

以下结合附图1-13对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种自动可持续测试的灰熔融性测试仪。参照图1和图2，自动可持续测试的灰熔融性测试仪，包括高温炉1、灰锥托板2、刚玉杯3和上下料机构。

高温炉1放置于一张桌子上，高温炉1一侧开设有进料口11，高温炉1内部设有高温腔，高温炉1内安装有刚玉管4和把刚玉管4送入高温腔的送样机构。

参照图3，灰锥托板2和刚玉杯3均放置于刚玉管4上，灰锥托板2位于刚玉杯3的上方，灰锥托板2上设有多个灰锥槽21，灰锥槽21内放置灰锥22，在本实施例中灰锥槽21设置有五个。刚玉杯3内装设有石墨粒，用来保持高温炉1工作时高温腔内的弱还原气氛，刚玉杯3底部设置有凸起31，凸起31的外径与刚玉管4的内径一致，刚玉杯3的外径与刚玉管4的外径一致，刚玉杯3下部还设置有定位块32，刚玉管4上设置有供定位块32嵌入的定位槽41，刚玉杯3上侧壁设置有两块定位凸块33，两块定位凸块33沿刚玉杯3周向180度旋转对称设置，灰锥22托盘外沿开设有定位缺口23，定位缺口23有两个，两个定位缺口23与两个定位凸块33一一对应，实现灰锥22托盘与刚玉杯3的定位安装。

参照图1，高温炉1开设进料口11的一侧设置有上下料机构，上下料机构包括输送带51、驱动输送带51间隙运动的驱动机构、用于安装输送带51和驱动机构的输送架52、安装架、矫正机械手8、上下料机械手7和接收台9。

参照图4和图5，驱动机构包括主动辊53、从动辊和电机55，主动辊53和从动辊均安装在输送架52上，主动辊53位于输送方向的末端且两端与输送架52转动连接，使得主动辊53可以自转，从动辊位于输送方向的始端且两端与输送架52转动连接，使得从动辊可以自转，主动辊53一端安装有第一齿轮531，电机55位于主动辊53下方，电机55的输出轴上安装有第二齿轮551，第一齿轮531和第二齿轮551外套装有链条56，链条56与第一齿轮531和第二齿轮551均啮合，从而通过电机55带动主动辊53，输送带51套装于主动辊53和从动辊外，输送带51采用链板式输送带51，输送带51输送方向的两侧均开设有一排齿孔511，主动辊53两端外壁设置有与输送带51上的齿孔511啮合的齿532，从而通过主动辊53带动输送带51运行。

参照图6和图7，输送带51上设置有若干安置位512，若干安置位512沿输送带51输送方向间隔设置，每个安置位512上均安装有底座57，安置位512设置于输送带51的链板交界处，安置位512上设置有限位块513，每个安置位512上设置有两块限位块513，两块限位块513沿输送带51输送方向间隔设置，且两块限位块513分别设置于相邻的两个链板上，底座57上开设有限位缺口571，限位缺口571有两个，两个限位缺口571开设于底座57下部侧壁，两块限位块513与两个限位缺口571一一对应嵌装于限位缺口571内，限位块513为圆弧板，且限位块513填充限位缺口571，使得底座57下部侧壁为柱面。

底座57为上部开口的圆柱管，每个底座57上均安置有刚玉杯3，刚玉杯3上相应的安置有灰锥托板2和灰锥22，底座57上也开设有供定位块32嵌入的定位槽41。

参照图7和图8，输送带51输送方向的末端设置有接收刚玉杯3的接收台9，接收台9靠近输送带51的一侧开设有阶梯槽91，使得工作台的表面为阶梯面，阶梯槽91施上设置有滑移片92，滑移片92长度方向与输送带51输送方向一致，滑移片92一端朝输送带51方向悬伸设置，滑移片92朝向接收台9的侧壁设置有若干连接柱93，若干连接柱93沿滑移片92长度方向间隔设置，连接柱93下端与接收台9焊接固定，连接柱93上端与滑移片92焊接固定，底座57开设有供滑移片92插入的滑孔572，底座57还开设有供连接柱93穿过的滑槽573，滑槽573与滑孔572连通，使得底座57连带着底座57上安置的刚玉杯3和灰锥托板2可以在滑移板上滑移，底座57最终进入接收台9进行收集回收。

参照图1，安装支架包括支撑柱板61和安装板62，支撑柱板61竖直设置位于输送带51输送方向的两侧，安装板62位于输送带51的上方，安装板62两端与两个支撑柱板61一一对应固定连接，矫正机械手8和上下料机械手7均安装于安装支架上，以输送带51输送带51方向划分左右，以垂直输送带51输送方向为前后，以高度方向为上下，矫正机械手8和上下料机械手7均可控制其上的滑台71沿上下、左右和前后六个方向运动。

参照图9和图10，上下料机械手7上的滑台71朝向高温炉1设置（对照图1），且滑台71上固定有夹持机构，夹持机构包括安装架、夹持臂75、驱动杆76和第一驱动件74，安装架包括第一安装板72和第二安装板73，第一安装板72一端与滑台71固定，第一安装板72另一端悬伸设置，第一驱动件74采用气缸，第一驱动件74固定安装在第一安装板72上，第二安装板73一端与第一驱动件74设置活塞杆的一端固定，夹持臂75中部位于第一安装板72和第二安装板73之间且与第一安装板72和第二安装板73转动连接，使得夹持臂75可以绕中部旋转，同时夹持臂75有两个，两个夹持臂75分设第一驱动件74的活塞杆的两侧，第一驱动件74的活塞杆与驱动杆76一端转动连接固定，驱动杆76另一端与夹持臂75转动连接，同时驱动杆76有四根，四根驱动杆76两两与两个夹持臂75对应，夹持臂75位于两个驱动杆76之间，第一驱动件74的活塞杆轴线移动带动夹持臂75远离驱动杆76的一端做相互远离和靠近的运动。

参照图11和图12，矫正机械手8上的滑台71朝向高温炉1设置（对照图1），且滑台71上设置有矫正机构。

参照图12和图13，矫正机构包括矫正台81、转盘82、连接杆83、夹持片84、弹性绳85和第二驱动件86，矫正台81一端与滑台71固定，矫正台81另一端悬伸设置，矫正台81内部中空设置为安装腔811，矫正台81还开设有供刚玉杯3穿过的矫正孔812，矫正孔812连通安装腔811。

矫正孔812位于安装腔811上方的孔壁开设有旋转槽813，转盘82外圈位于旋转槽813内，转盘82与矫正孔812同轴，转盘82与旋转槽813的槽壁之间夹持有若干滚珠87，且旋转槽813上侧壁由一块滚子限位片88焊接固定与矫正台81而形成，方便滚子与转盘82的安装。

夹持片84有若干，在本实施例中夹持片84有四块，四块夹持片84沿转盘82周向间隔设置，夹持片84为圆弧板，连接杆83有若干，在本实施例中连接杆83有八根，每两根连接杆83对应一块夹持片84，夹持片84与转盘82之间通过两根连接杆83进行连接，两根连接杆83分设夹持片84沿转盘82周向的两侧，连接杆83一端与转盘82转动连接，连接杆83另一端与夹持片84转动连接，每块夹持片84下侧沿转盘82周向的中部通过一根弹性回复绳89与矫正孔812位于安装腔811下方的孔壁连接固定，弹性回复绳89用于拉动夹持片84恢复到原位。

第二驱动件86也采用气缸，第二驱动件86有两个，两个第二驱动件86安装于安装腔811内，且第二驱动件86的活塞杆朝向夹持片84方向设置，弹性绳85有两根，两根弹性绳85一端与夹持片84固定且缠绕夹持片84一圈，两根弹性绳85缠绕方向相反，两根弹性绳85另一端与两个第二驱动件86一一对应与第二驱动件86的活塞杆固定，弹性绳85在第二驱动件86驱动下做远离和靠近夹持片84的运动。

送样机构、驱动机构、矫正机械手8、上下料机械手7、夹持机构和矫正机构均由电脑控制，实现自动化试验。

本申请实施例一种自动可持续测试的灰熔融性测试仪的实施原理为：通过设置输送带51进行刚玉杯3和安置在刚玉杯3上的灰锥托板2的运输，输送带51上可以同时放置多个刚玉杯3和灰锥托板2，通过上下料机械手7把刚玉杯3和灰锥托板2一起送入高温炉1内并安置在刚玉管4上，高温炉1内的送样机构把刚玉杯3和灰锥托板2送入高温腔中进行试验，当完成一组灰锥22的试验后，送样机构把刚玉杯3和灰锥托板2从高温腔中取出，通过上下料机械手7把试验完的刚玉杯3和灰锥托板2放回输送带51，再通过上下料机械手7把新的刚玉杯3和灰锥托板2放在刚玉管4上，实现样本的更换，再通过矫正机械手8对刚玉杯3进行旋转对正，最后再送入高温腔中试验，试验完毕的样本在输送带51的输送下运动，最后样本通过滑移片92滑移入接收台9，实现样本的回收，电脑通过编程控制输送带51的间歇运动、上下料机械手7的上料和下料运动、矫正机构的矫正以及送样机构的运行，实现样本的不间断自动测试，自动化效率较高，减少人工操作，操作员只需把刚玉杯3和灰锥托板2放置在输送带51上，把灰锥22固定在灰锥托板2上，操作更加安全。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。