一种人造金刚石自动提纯装置

技术领域

本发明属于人造金刚石生产领域，尤其涉及一种人造金刚石自动提纯装置。

背景技术

金刚石是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，化学式为C，也是常见的钻石的原身。

金刚石具有优异的物理、化学性质，其中具有完整晶型和高纯净度的金刚石具有极高的强度和高热稳定性，适用于高冲击力、大载荷的锯切工具中。

人造金刚石是由高纯度石墨材料和金属合金触媒所组成的合成棒，通过高温高压进行制备而成。

在人造金刚石提纯技术中，采用按照一定比例加入碱料和含有叶拉石的金刚石料进行反应提纯，现有公开技术虽然解决了废气和烟雾的问题，但是无法对金刚石合成块可靠磨碎，以及无法使得金刚石和碱料充分接触混匀，依然需要改进。

因此，针对以上现状，迫切需要开发一种人造金刚石自动提纯装置，以克服当前实际应用中的不足。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种人造金刚石自动提纯装置，旨在解决现有的装置无法对金刚石合成块可靠磨碎，以及无法使得金刚石和碱料充分接触混匀的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种人造金刚石自动提纯装置，包括提纯箱，所述提纯箱的内侧从上到下依次设有原料腔、筛滤研磨腔和搅拌腔，所述提纯箱的顶部设有用于向原料腔补充原料的加料口，提纯箱的底部设有用于排出搅拌腔内加工后物料的出料口；还包括：磨碎机构，所述磨碎机构安装于筛滤研磨腔内，磨碎机构用于对原料腔内落下的金刚石合成块原料进行研磨及滤下合适颗粒大小的原料至搅拌腔中；搅拌机构，所述搅拌机构安装于搅拌腔内，搅拌机构用于对搅拌腔内的物料进行混匀；联动机构，所述联动机构安装于提纯箱上，联动机构包括传动组件、控制组件和往复运动组件，所述磨碎机构通过传动组件与所述搅拌机构传动连接，所述控制组件用于控制所述传动组件是否与所述搅拌机构传动连接；所述往复运动组件与所述搅拌机构连接，往复运动组件用于控制所述搅拌机构在搅拌腔内往复移动。

进一步的技术方案，所述磨碎机构包括研磨组件、滤板、电动机、内齿圈、辊轴、第三锥齿轮、套环和连接架，所述滤板固定于筛滤研磨腔中，滤板的下侧中部固定有电动机，滤板的上侧于电动机的输出端安装固定有连接架，连接架的端部固定安装有两个套环，两个套环的内侧转动安装有一根辊轴，所述辊轴上安装固定有第三锥齿轮，筛滤研磨腔的腔壁上安装固定有与第三锥齿轮啮合连接的内齿圈，两个所述套环相远离的一侧分别安装有一个研磨组件，所述研磨组件与套环转动连接，研磨组件和辊轴固定连接，研磨组件与滤板表面之间的距离小于2mm。

进一步的技术方案，所述连接架为U形结构，连接架的中部与电动机的输出端固定连接，连接架的两端分别对应安装固定有一个套环，且两个套环共轴线设置，辊轴与电动机的输出轴垂直。

进一步的技术方案，所述滤板包括锥环、环状网板和锥座，所述锥环、环状网板和锥座从外到内依次设置，锥环的外圈与筛滤研磨腔的腔壁固定连接，锥环的顶部为外圈向上倾斜的锥形结构，环状网板为水平圆环状结构，锥座为中部向上倾斜的锥形结构，所述锥座的中部开设有轴孔，电动机固定于锥座的下侧，电动机的输出轴从轴孔转动穿过。

进一步的技术方案，所述研磨组件包括研磨辊和过渡辊，所述研磨辊为圆柱形结构，且研磨辊和环状网板相对应，研磨辊与环状网板表面之间的距离小于2mm，所述过渡辊为锥形结构，过渡辊的大端与研磨辊一端配合连接，过渡辊的小端与套环转动连接，所述研磨辊和过渡辊均与辊轴固定连接。

进一步的技术方案，所述原料腔的底部为锥形结构，原料腔的中间固定设有下料管；两个所述套环之间于辊轴上周向分布安装有多个拨料板，多个拨料板的两端分别安装固定有一个端封板，所述拨料板采用弹性耐磨材质制成，拨料板用于对下料管的下端进行落料阻挡，且在拨料板随着辊轴转动时，拨料板还用于将下料管下端的物料拨下。

进一步的技术方案，所述搅拌腔为水平布置的圆柱形结构，所述搅拌机构包括搅拌轴和搅拌组件，所述搅拌轴贯穿搅拌腔设置，且搅拌轴和搅拌腔共轴线，搅拌腔内的搅拌轴上安装有搅拌组件，所述搅拌组件包括第一搅拌叶和第二搅拌叶，所述第一搅拌叶和第二搅拌叶均为弧形结构，第一搅拌叶和第二搅拌叶均于搅拌轴上周向分布且顺次设置，所述第一搅拌叶和第二搅拌叶于搅拌轴上均匀交错布置；所述第一搅拌叶和第二搅拌叶的两侧均设有多个侧杆，侧杆平行于搅拌轴设置。

进一步的技术方案，所述传动组件包括传动环、外齿圈、齿轮、传动轴、第二锥齿轮、第一锥齿轮、支轴和传动柱，所述传动环设于辊轴的外侧，且辊轴的两端与传动环转动连接，所述传动环的外侧设有外齿圈，外齿圈和齿轮啮合连接，齿轮的中部安装固定有传动轴，传动轴与提纯箱转动连接，所述传动轴远离齿轮的一端安装固定有第二锥齿轮，所述搅拌轴的一端滑动设有传动柱，传动柱远离搅拌轴的一端安装固定有支轴，支轴上安装固定有能够与第二锥齿轮啮合连接的第一锥齿轮。

进一步的技术方案，所述提纯箱上对应传动环设有外扩环，外扩环上对应齿轮设有凸出部，传动轴与凸出部转动连接；所述传动轴上还转动安装有辅支块，辅支块与提纯箱固定连接；所述传动柱为棱柱结构。

进一步的技术方案，所述控制组件包括第二连板和第二伸缩构件，所述支轴远离传动柱的一端转动安装有第二连板，第二连板上固定设有第二伸缩构件，第二伸缩构件远离第二连板的一端固定于提纯箱上；所述往复运动组件包括第一连板和第一伸缩构件，所述搅拌轴远离传动柱的一端转动安装有第一连板，第一连板上固定设有第一伸缩构件，第一伸缩构件远离第一连板的一端固定于提纯箱上。

本发明实施例提供的一种人造金刚石自动提纯装置，通过原料腔用于金刚石合成块原料的存放及向筛滤研磨腔输料，通过筛滤研磨腔内布置的磨碎机构可对金刚石合成块进行磨碎及滤下合适颗粒大小的原料至搅拌腔中，通过联动机构配合搅拌机构进行布置，即可通过控制组件控制磨碎机构利用传动组件将动力向搅拌机构输送，又可通过往复运动组件控制搅拌机构在搅拌腔内往复移动，使得搅拌机构对搅拌腔内的物料进行充分接触混匀，达到对磨碎后的金刚石进行化学试剂反应提纯的目的，且降低工人的劳动强度，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的人造金刚石自动提纯装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的人造金刚石自动提纯装置的主视剖视结构示意图；

图3为图2中A部分的放大结构示意图；

图4为图2的局部立体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的人造金刚石自动提纯装置中滤板部分的立体结构示意图；

图6为本发明实施例提供的人造金刚石自动提纯装置中研磨组件部分的立体结构示意图。

图中：1-凸出部，2-外扩环，3-提纯箱，4-加料口，5-搅拌轴，6-第一连板，7-第一伸缩构件，8-支腿，9-出料口，10-传动柱，11-第二伸缩构件，12-第二连板，13-支轴，14-第一锥齿轮，15-第二锥齿轮，16-辅支块，17-传动轴，18-原料腔，19-下料管，20-筛滤研磨腔，21-搅拌腔，22-搅拌组件，23-研磨组件，24-滤板，25-电动机，26-内齿圈，27-研磨辊，28-辊轴，29-第三锥齿轮，30-传动环，31-外齿圈，32-齿轮，33-锥环，34-环状网板，35-过渡辊，36-套环，37-连接架，38-拨料板，39-端封板，40-锥座，41-轴孔，42-第一搅拌叶，43-第二搅拌叶，44-侧杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1-2所示，为本发明一个实施例提供的一种人造金刚石自动提纯装置，包括提纯箱3，所述提纯箱3的内侧从上到下依次设有原料腔18、筛滤研磨腔20和搅拌腔21，所述提纯箱3的顶部设有用于向原料腔18补充原料的加料口4，原料为金刚石合成块，提纯箱3的底部设有用于排出搅拌腔21内加工后物料的出料口9；所述提纯箱3的底部还设有支腿8，通过支腿8可对装置进行稳定可靠的支撑，同时使得出料口9具有排料的空间；优选在提纯箱3上开设与筛滤研磨腔20下部区域连通的第二加料口(图中未示出)，便于碱料的加入，使得碱料和金刚石能够充分接触混匀，即通过搅拌腔21对磨碎后的金刚石进行化学试剂反应提纯；还包括：

磨碎机构，所述磨碎机构安装于筛滤研磨腔20内，磨碎机构用于对原料腔18内落下的原料进行研磨及滤下合适颗粒大小的原料至搅拌腔21中；

搅拌机构，所述搅拌机构安装于搅拌腔21内，搅拌机构用于对搅拌腔21内的物料进行混匀；

联动机构，所述联动机构安装于提纯箱3上，联动机构包括传动组件、控制组件和往复运动组件，所述磨碎机构通过传动组件与所述搅拌机构传动连接，所述控制组件用于控制所述传动组件是否与所述搅拌机构传动连接；所述往复运动组件与所述搅拌机构连接，往复运动组件用于控制所述搅拌机构在搅拌腔21内往复移动。

在本发明实施例中，通过原料腔18用于金刚石原料的存放及向筛滤研磨腔20输料，通过筛滤研磨腔20内布置的磨碎机构可对金刚石合成块进行磨碎及滤下合适颗粒大小的原料至搅拌腔21中，通过联动机构配合搅拌机构进行布置，即可通过控制组件控制磨碎机构利用传动组件将动力向搅拌机构输送，又可通过往复运动组件控制搅拌机构在搅拌腔21内往复移动，使得搅拌机构对搅拌腔21内的物料(如：碱料和金刚石等)进行充分接触混匀，达到对磨碎后的金刚石进行化学试剂反应提纯的目的，且降低工人的劳动强度，提高了工作效率。

如图2-5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述磨碎机构包括研磨组件23、滤板24、电动机25、内齿圈26、辊轴28、第三锥齿轮29、套环36和连接架37，所述滤板24固定于筛滤研磨腔20中，滤板24的下侧中部固定有电动机25，滤板24的上侧于电动机25的输出端安装固定有连接架37，连接架37的端部固定安装有两个套环36，两个套环36的内侧转动安装有一根辊轴28，所述辊轴28上安装固定有第三锥齿轮29，筛滤研磨腔20的腔壁上安装固定有与第三锥齿轮29啮合连接的内齿圈26，两个所述套环36相远离的一侧分别安装有一个研磨组件23，所述研磨组件23与套环36转动连接，研磨组件23和辊轴28固定连接，研磨组件23与滤板24表面之间的距离小于2mm，具体不作限定，适应性调整即可；通过电动机25工作带动连接架37和套环36构成的整体旋转，进而带动辊轴28周向旋转，因第三锥齿轮29和内齿圈26啮合连接，在辊轴28周向转动时还能够自转，限定研磨组件23与滤板24表面之间的距离，提升研磨组件23周向转动和自转时与滤板24的配合作用效果；即通过上述设定，实现研磨组件23的周向转动和自转，使其能够较好的与滤板24相配合，提升金刚石磨碎的质量。

优选的，所述连接架37优选为U形结构，连接架37的中部与电动机25的输出端固定连接，连接架37的两端分别对应安装固定有一个套环36，且两个套环36共轴线设置，辊轴28与电动机25的输出轴垂直，提升安装结构的合理性。

优选的，所述滤板24包括锥环33、环状网板34和锥座40，所述锥环33、环状网板34和锥座40从外到内依次设置，锥环33的外圈与筛滤研磨腔20的腔壁固定连接，锥环33的顶部为外圈向上倾斜的锥形结构，环状网板34为水平圆环状结构，锥座40为中部向上倾斜的锥形结构，所述锥座40的中部开设有轴孔41，电动机25固定于锥座40的下侧，电动机25的输出轴从轴孔41转动穿过，通过锥环33和锥座40可对物料进行导流，利于物料从环状网板34滤下，减少物料的残留。

优选的，所述研磨组件23包括研磨辊27和过渡辊35，所述研磨辊27为圆柱形结构，且研磨辊27和环状网板34相对应，研磨辊27与环状网板34表面之间的距离小于2mm，所述过渡辊35为锥形结构，过渡辊35的大端与研磨辊27一端配合连接，过渡辊35的小端与套环36转动连接，所述研磨辊27和过渡辊35均与辊轴28固定连接，设定过渡辊35和套环36转动连接，能够提升辊轴28、研磨辊27和过渡辊35整体相对套环36转动的稳定性。

优选的，所述原料腔18的底部为锥形结构，原料腔18的中间固定设有下料管19，通过下料管19用于原料的排出；两个所述套环36之间于辊轴28上周向分布安装有多个拨料板38，多个拨料板38的两端分别安装固定有一个端封板39，所述拨料板38采用弹性耐磨材质制成，拨料板38用于对下料管19的下端进行落料阻挡，且在拨料板38随着辊轴28转动时，拨料板38还用于将下料管19下端的物料拨下；在实际安装时，适应性布置下料管19相对拨料板38的位置即可，可以使得下料管19下端与其中一个或多个拨料板38弹性抵接，也可以不接触，只要能够限制物料落下即可；在拨料板38随着辊轴28转动时，通过拨料板38的周向转动及自转，能够将下料管19下端的物料拨下，应用可靠。另外，限定拨料板38采用弹性耐磨材质制成，提升其应用的可靠性及预期寿命。

如图2和6所示，作为本发明的一种优选实施例，所述搅拌腔21优选为水平布置的圆柱形结构，筛滤研磨腔20和搅拌腔21配合连接过渡；所述搅拌机构包括搅拌轴5和搅拌组件22，所述搅拌轴5贯穿搅拌腔21设置，且搅拌轴5和搅拌腔21共轴线，搅拌腔21内的搅拌轴5上安装有搅拌组件22，所述搅拌组件22包括第一搅拌叶42和第二搅拌叶43，所述第一搅拌叶42和第二搅拌叶43均为弧形结构，第一搅拌叶42和第二搅拌叶43均于搅拌轴5上周向分布且顺次设置，所述第一搅拌叶42和第二搅拌叶43于搅拌轴5上均匀交错布置，如图6所示，能够提升物料搅拌的充分性；所述第一搅拌叶42和第二搅拌叶43的两侧均设有多个侧杆44，侧杆44平行于搅拌轴5设置，通过侧杆44进一步提升物料扰动的效果。

如图1-4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述传动组件包括传动环30、外齿圈31、齿轮32、传动轴17、第二锥齿轮15、第一锥齿轮14、支轴13和传动柱10，所述传动环30设于辊轴28的外侧，且辊轴28的两端与传动环30转动连接，不影响辊轴28的正常旋转，所述传动环30的外侧设有外齿圈31，外齿圈31和齿轮32啮合连接，齿轮32的中部安装固定有传动轴17，传动轴17与提纯箱3转动连接，所述传动轴17远离齿轮32的一端安装固定有第二锥齿轮15，所述搅拌轴5的一端滑动设有传动柱10，传动柱10远离搅拌轴5的一端安装固定有支轴13，支轴13上安装固定有能够与第二锥齿轮15啮合连接的第一锥齿轮14。

优选的，所述提纯箱3上对应传动环30设有外扩环2，外扩环2上对应齿轮32设有凸出部1，传动轴17与凸出部1转动连接，即通过外扩环2和凸出部1的布置，利于传动环30和齿轮32的安装布置，具体不作限定。

优选的，所述传动轴17上还转动安装有辅支块16，辅支块16与提纯箱3固定连接，提升传动轴17转动的稳定性。

优选的，所述传动柱10为棱柱结构，利于通过支轴13和传动柱10对搅拌轴5进行传动。

所述控制组件包括第二连板12和第二伸缩构件11，所述支轴13远离传动柱10的一端转动安装有第二连板12，第二连板12上固定设有第二伸缩构件11，第二伸缩构件11远离第二连板12的一端固定于提纯箱3上，通过第二伸缩构件11可带动第二连板12、支轴13、第一锥齿轮14和传动柱10构成的整体移动，进而控制第一锥齿轮14是否与第二锥齿轮15啮合，且第二连板12和支轴13转动连接，不影响支轴13、第一锥齿轮14和传动柱10构成的整体转动。

所述往复运动组件包括第一连板6和第一伸缩构件7，所述搅拌轴5远离传动柱10的一端转动安装有第一连板6，第一连板6上固定设有第一伸缩构件7，第一伸缩构件7远离第一连板6的一端固定于提纯箱3上，通过第一伸缩构件7可带动搅拌轴5往复移动，传动柱10的布置，不仅能够适应支轴13的移动，还能够适应搅拌轴5的移动，连接设置可靠。

优选的，所述第二伸缩构件11和第一伸缩构件7优选采用液压缸、电动伸缩缸等，便于进行控制。

在本发明实施例中，在辊轴28周向转动时，可同步带动传动环30周向转动，且不影响辊轴28的自转，而后通过外齿圈31对齿轮32传动，使得传动轴17旋转，通过第二伸缩构件11控制第一锥齿轮14和第二锥齿轮15啮合即可使得支轴13、传动柱10和搅拌轴5构成的整体旋转(可在搅拌腔21内堆积较多物料时进行)，此时还可通过第一伸缩构件7带动搅拌轴5往复移动，因传动柱10和搅拌轴5滑动连接，不影响传动柱10对搅拌轴5进行传动，最终通过搅拌轴5的自转和往复移动，以及配合搅拌组件22的特殊布置，实现碱料和金刚石等进行充分接触混匀，达到对磨碎后的金刚石进行化学试剂反应提纯的目的。

本发明上述实施例中提供了一种人造金刚石自动提纯装置，可对金刚石原料进行可靠的预处理磨碎加工，待磨料足够时，还可对碱料和金刚石进行自转和往复移动搅拌混匀，达到对磨碎后的金刚石进行化学试剂反应提纯的目的，且降低工人的劳动强度，提高了工作效率。

另外，对各部件的控制、型号及电路连接不作具体限定，在实际应用时可灵活设置。

涉及到的电路、电子元器件和模块均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无须赘言，本发明保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。