一种纤维定量智能溶解设备

技术领域

本发明涉及纤维定量分析领域，更具体地说，涉及一种纤维定量智能溶解设备。

背景技术

纺织品中的纤维含量是服装耐久性标签中必须标注的三项内容之一，也是其他纺织产品的重要指标。纤维定量是纤维成分检测的重要组成部分，对于控制产品质量十分重要。

纤维定量的过程如下：烘干样品—称重样品并记录—利用对应的溶液来溶解样品中的某一组分—中和溶液并排液—冲洗并排液—脱水—烘干样品残留物—称重并记录样品残留物重量—计算获得被溶解掉的纤维的含量。

采用人工溶解的方法，不仅费时费力，并且容易危害作业人员的健康。为此，本领域技术人员设计了专门用于溶解纤维的装置，在纤维溶解装置中，由电机驱动搅拌溶液，从而来促使纤维溶解。但是，现有的纤维溶解装置普遍存在驱动机构复杂，且占用空间大的弊端。

因此，如何简化驱动结构，减小驱动机构的占用空间，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。

发明内容

本发明的目的是简化驱动机构，减小驱动机构的占用空间。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种纤维定量智能溶解设备，包括：

外壳，所述外壳具有开口；

设置于所述外壳内的脱水篮，所述脱水篮能够浸于溶液中，所述脱水篮内部用于盛放样品，所述脱水篮内设置有连接轴，所述连接轴伸出所述脱水蓝的上端口；

能够扣合在所述开口上的盖体；

驱动电机，所述驱动电机内置于所述盖体内，所述驱动电机具有驱动轴，所述驱动轴能够与所述连接轴插接，且二者在周向上相对固定。

优选地，靠近所述盖体的边缘处设置有定位孔，所述开口的边缘部设置有与所述定位孔配合的定位柱，且所述定位孔至少为两个。

优选地，所述开口的边缘部设置有环形沉孔，所述盖体的边缘部与所述环形沉孔适配。

优选地，所述驱动轴上连接有中间件，所述中间件的边缘部连接有卡钩，所述脱水篮的上端部上设置有与所述卡钩配合的钩孔。

优选地，所述钩孔为偶数个，且成对的两个所述钩孔关于所述脱水篮的中轴线对称布置。

优选地，所述连接轴的上端部连接有卡块，所述卡块的上表面上设置有磁铁，所述中间件上设置有与所述卡块配合的卡槽，且所述卡槽内设置有铁板件。

优选地，所述盖体的内端面设置有密封垫，所述密封垫具有供所述驱动轴穿过的密封孔，所述密封垫的外缘与所述外壳的开口的内周面密封配合。

优选地，所述脱水篮的内周面和外周面上均设置有凸起结构。

优选地，所述外壳内还设置有溶解罐和水浴罐，所述溶解罐设置于所述水浴罐内，所述脱水篮设置于所述溶解罐内，所述水浴罐与所述溶解罐的上端部均延伸至所述外壳的上端部；

所述溶解罐用于盛放溶液，所述水浴罐用于盛放水，该水与所述溶解罐内的溶液进行换热。

优选地，所述水浴罐的底部设置有超声波发生器，所述超声波发生器用于加速所述样品的溶解。

优选地，所述溶解罐的外周面上设置有防撞垫。

优选地，所述外壳内还设置有进液泵组，所述进液泵组包括多个进液泵，所述溶解罐上设置有多个进液口，不同的所述进液泵与不同的所述进液口连通；

所述外壳内还设置有排液泵，所述溶解罐的底部设置有排液管，所述排液管与所述排液泵连通。

优选地，所述水浴罐内设置有加热器，所述加热器用于加热所述水浴罐内的水；

所述外壳内还设置有制冷设备，所述水浴罐上设置有热水出口和冷水入口，所述制冷设备包括热水入口和冷水出口，所述热水出口通过管路与所述热水入口连通，所述冷水入口通过管路与所述冷水出口连通。

优选地，所述水浴罐内还设置有液位传感器和温度传感器，所述液位传感器用于探测水的液位，所述温度传感器用于探测水的温度。

优选地，所述外壳的上端部内嵌有干热风发生器，所述溶解罐上设置有进风口和出风口，所述制冷设备还包括湿热风进口和干冷风出口；

所述干热风发生器通过送风管与所述进风口连通，所述出风口通过输风管与所述湿热风进口连通，所述干冷风出口通过回风管与所述干热风发生器连通。

优选地，所述制冷设备包括换热弯管，所述换热弯管的一端为所述湿热风进口，另一端为所述干冷风出口，沿着换热方向，所述换热弯管的最末一段为水平段；

所述水平段的下方设置有集水罐，且所述集水罐与所述水平段连通，所述集水罐通过排水管与外界连通。

优选地，所述外壳内还设置有电气控制装置，所述外壳的外表面设置有触摸屏，所述驱动电机、所述触摸屏均与所述电气控制装置通信连接。

优选地，所述触摸屏上设置有供选取的多个溶解程序按键图标，不同的溶解程序按键图标对应不同的纤维。

优选地，所述溶解程序按键图标对应的溶解程序具有常规模式和自定义模式，所述常规模式为默认模式。

优选地，所述触摸屏的一侧设置有急停按钮，所述急停按钮用于紧急情况下停机。

从上述技术方案可以看出：本发明用于驱动脱水篮主动的驱动机构包括驱动电机和连接轴。驱动电机的驱动轴通过连接轴带动脱水篮转动，以实现对溶液的搅拌，本发明中的驱动机构结构简单，且便于实现。另外，驱动电机内置于盖体内，连接轴伸出脱水篮外的长度也不必过长，只要能够实现与驱动轴的插接即可，因此驱动机构所占用的空间较小。

另外，本发明通过三方面的设计来确保对脱水篮准确、平稳地驱动。本发明中的纤维定量智能溶解设备具有溶解、脱水、烘干等功能，使用者在触摸屏上选取对应的溶解程序，开启后，就可以自动对样品进行溶解、脱水、烘干等操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一具体实施例提供的纤维定量智能溶解设备的剖视图；

图2为本发明一具体实施例提供的纤维定量智能溶解设备的外观示意图；

图3为本发明一具体实施例提供的中间件的顶视图；

图4为本发明一具体实施例提供的集水罐的示意图。

其中，1为外壳、2为盖体、3为驱动电机、4为驱动轴、5为中间件、6为定位柱、7为环形沉孔、8为卡钩、9为密封垫、10为脱水篮、11为溶解罐、12为水浴罐、13为连接轴、14为卡块、15为防撞垫、16为加热器、17为热水出口、18为冷水入口、19为排液管、20为超声波发生器、21为进液泵组、22为排液泵、23为制冷设备、24为电气控制装置、25为干热风发生器、26为触摸屏、27为卡槽、28为水平段、29为干冷风出口、30为集水罐。

具体实施方式

本发明公开了一种纤维定量智能溶解设备，该装置内的驱动机构较简单且占用空间小。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明公开了一种纤维定量智能溶解设备，该装置包括：外壳1、脱水篮10、盖体2以及驱动电机3。其中，外壳1具有开口，盖体2可扣合在开口上，还可以将盖体2打开。脱水篮10设置在外壳1内，脱水篮10内部用于盛放样品。在外壳1内具有溶液时，脱水篮10能够浸在溶液中。脱水篮10上设置有通孔，溶液能够通过通孔进入到脱水篮10内，以溶解其中的样品。脱水篮10内设置有连接轴13，该连接轴13伸出脱水篮10的上端口外。驱动电机3内置于盖体2内，驱动电机3具有驱动轴4，驱动轴4能够插接在连接轴13内，并且驱动轴4和连接轴13在周向上相对固定。

本发明用于驱动脱水篮10主动的驱动机构包括驱动电机3和连接轴13。驱动电机3的驱动轴4通过连接轴13带动脱水篮10转动，以实现对溶液的搅拌，本发明中的驱动机构结构简单，且便于实现。另外，驱动电机3内置于盖体2内，连接轴13伸出脱水篮10外的长度也不必过长，只要能够实现与驱动轴4的插接即可，因此驱动机构所占用的空间较小。

驱动轴4与连接轴13的周向固定可以通过以下方式实现：在连接轴13上设置方形孔，驱动轴4的下部为方形轴。方形轴插接到方形孔后，即可实现驱动轴4与连接轴13的周向固定。

盖体2的材质为透明材质，以便于作业人员通过盖体2观察内部的溶解状况。另外，盖体2上设置有把手，以利于作业人员手握把手，对盖体2施力。

需要说明的是，可以事先将样品放入到纤维笼里。纤维笼内部支撑起一定的空间，以方便溶液和溶液之间的交换以及样品的随机翻滚，如此更利于样品的溶解。

由上文介绍可知驱动电机3内置在盖体2内，为了避免驱动电机3的机座发生转动，从而确保驱动轴4输出旋转运动，本发明作了如下设计：在盖体2上设置了定位孔，在外壳1的开口的边缘部设置了定位柱6，定位柱6与定位孔适配。在将盖体2扣合在外壳1的开口处时，同时使定位柱6进入到定位孔内。定位孔的个数至少为两个，每个定位孔供一个定位柱6插入，并且所有的定位孔围绕盖体2的周向设置。定位孔与定位柱6的配合能够有效地避免盖体2发生转动。由于盖体2与驱动电机3的机座相连接，那么也就规避了机座发生转动。如此，就能够有效地确保驱动轴4输出旋转运动，从而带动脱水篮10转动。

需要说明的是，还可以在开口的边缘部设置定位孔，在盖体2上设置定位柱6。本文对此不作具体限定，只要能够实现对盖体2的定位均落入本文的保护范围。

本发明还在开口的边缘部设置了环形沉孔7，盖体2的边缘部能够沉入到环形沉孔7内。如此提高了盖体2扣合的密封性。需要说明的是，环形沉孔7相对于定位柱6远离外壳1的开口的中心。

为了实现驱动轴4对脱水篮10的稳定驱动，本发明作出了如下设计：在驱动轴4上设置了中间件5，中间件5的边缘部设置有卡钩8。脱水蓝的上端部上设置有与卡钩8配合的钩孔。卡钩8发生弹性变形进入到钩孔内，在钩孔内，卡钩8复原，从而卡接在钩孔内。如此，便实现了中间件5与脱水篮10的卡接，以利于驱动轴4对脱水篮10的稳定驱动。

考虑到中间件5与脱水蓝卡接的均衡性，本发明限定钩孔的个数为偶数个。成对的两个钩孔关于脱水篮10的中轴线对称布置。每个钩孔对应一个卡钩8。

需要说明的是，本发明将中间件5的结构设置为十字架结构，中间件5具有四个端部，每个端部上设置有一个卡钩8，共四个卡钩8。对应地，脱水篮10的上端部上设置有四个钩孔，每一个卡钩8卡入到一个钩孔内。

还需要说明的是，在现有技术中通过电磁来驱动脱水篮10转动，但是电磁驱动会导致驱动轴4与脱水篮10转速不一致，因此无法实现对脱水篮10的准确驱动。而在本发明中，中间件5与脱水篮10通过卡钩8和钩孔实现卡接，并且，这种卡接结构为偶数个，且关于脱水篮10对称，如此便能够确保中间件5与脱水篮10周向的同步性。中间件5与驱动轴4为固连关系，也就是说能够确保驱动轴4与脱水篮10的周向同步性，从而实现了驱动轴4对脱水篮10的准确驱动。

为了进一步确保驱动轴4对脱水篮10的稳定驱动，本发明还在连接轴13的上端部上设置了卡块14。卡块14的上表面上设置有磁铁。中间件5上设置有与卡块14配合的卡槽27，卡槽27的开口朝下。卡槽27内设置有铁板。在卡块14进入到卡槽27内后，卡块14上的磁铁与铁板形成吸合。磁铁与连接轴13连接，铁板与中间件5连接，磁铁与铁板的吸合提高了连接轴13与中间件5连接的牢固性。

需要说明的是，本发明将磁铁限定为强力铷磁铁。

综上给所述，本发明通过三方面来确保驱动轴4对脱水篮10的稳定驱动：第一，驱动轴4与连接轴13插接，驱动轴4的方形轴与连接轴13的方形孔确保了驱动轴4与连接轴13的周向固定。第二，卡钩8与钩孔的配合使驱动轴4与脱水篮10之间具有卡接关系。第三，磁铁与铁板的吸合使连接轴13与驱动轴4之间具有吸合关系。通过以上三个连接关系有效地确保了驱动轴4与脱水篮10连接的牢固性，从而确保了驱动的稳定性。

本领域技术人员可以理解的是，用于溶解样品的溶液往往具有一定的腐蚀性。为了避免外壳1内的溶液腐蚀驱动电机3，本发明在盖体2的下端面上设置了密封垫9。密封垫9的中心具有供驱动轴4穿过的密封孔。同时，密封垫9的外缘与外壳1的开口的内周面形成密封配合关系，如此，密封垫9能够防止溶液进入到盖体2内而腐蚀驱动电机3。密封垫9为PE(聚乙烯)胶垫。

本发明中的外壳1内还具有溶解罐11和水浴罐12。溶解罐11设置在水浴罐12内，脱水篮10设置在溶解罐11内。溶解罐11内用于盛放溶液。溶液通过脱水篮10上的通孔进入脱水篮10，以溶解其中的样品。水浴罐12用于盛放水。水浴罐12内的水用于和溶解罐11内的溶液进行换热，用于给溶液提供所需的温度。

水浴罐12的内腔与溶解罐11的内腔之间是相互隔离的。溶解罐11内的溶液不能够进入到水浴罐12内，同时水浴罐12内的水也不能够进入到溶解罐11内。为了实现水浴罐12内腔与溶解罐11内腔的有效隔离，本发明限定溶解罐11的上端部延伸至外壳1的上端部，水浴罐12的上端部延伸至外壳1的上端部。

需要说明的是，脱水篮10的材质为PTFE(聚四氟乙烯)材质。溶解罐11的材质为不锈钢材质，并且溶解罐11上涂刷有防腐涂料。在现有技术中，一些溶解罐的材质为玻璃，而玻璃材质的溶解罐容易发生损坏，而一旦溶解罐发生损坏，其内部的强酸碱溶解就会泄露，从而引发危险。水浴罐12的材质为加厚不锈钢材质。外壳1的材质也为不锈钢。外壳1上还设置有散热孔。

在样品溶解的过程中，脱水篮10处于旋转状态，以达到搅拌溶液的目的，从而利于样品的溶解。脱水篮10是转动的，溶解罐11是不定不动的。为了防止脱水篮10与溶解罐11之间发生碰撞，本发明在脱水篮10的外周面上设置了防撞垫15。防撞垫15为弹性件，能够吸收脱水篮10的撞击力。

需要说明的是，将防撞垫15设置为两组，其中一组防撞垫15位于脱水篮10的上部，绕着脱水篮10的周向均匀分布。另一组防撞垫15位于脱水篮10的下部，绕着脱水篮10的周向均匀分布。

为了加速样品的溶解，本发明在水浴罐12的底部设置了超声波发生器20，超声波发生器20产生超声波振动，以加速样品的溶解。一些样品事先经过了拒水处理，因此必须需要通过超声波才能够溶解。

另外，本发明还在脱水篮10的内周面和外周面上设置了凸起结构，并且凸起结构为多个，且均匀分布。在驱动电机3驱动脱水篮10转动时，脱水篮10内周面和外周面上的凸起结构能够起到搅拌溶液的作用，从而利于样品溶解。

凸起结构可以为扁豆花状，或者其他异形结构，本文对此不作限定。

本发明在外壳1内还设置了进液泵组21和排液泵22。进液泵组21包括多个进液泵。每个进液泵用于泵送不同的溶液。溶解罐11上设置有多个进液口，不同的进液泵与不同的进液口连通。在需要向溶解罐11内输送某种溶液时，开启对应的进液泵即可。

需要说明的是，在外壳1的外部设置有多个储液罐，不同的储液罐用于储存不同的溶液，不同的进液泵与不同的储液罐连通，不同的进液泵能够将对应的储液罐内的溶液泵入到溶解罐11内。

溶解罐11的底部还设置了排液管19，排液管19与排液泵22连通。排液管19的出液端设置有废液收集桶，排液泵22用于将溶解罐11内的溶液泵入到废液收集桶内。

需要说明的是，进液泵组21中的进液泵均为蠕动泵，排液泵22为蠕动泵或为隔膜泵。蠕动泵具有无污染、精度高、密封性好等优点。隔膜泵具有耐腐蚀、耐磨损等优点。

水浴罐12内设置有加热器16，该加热器16用于对其中的水进行加热。以使水具有较高的温度。另外，外壳1内还设置有制冷设备23。制冷设备23包括热水入口和冷水出口。水浴罐12上设置有热水出口17和冷水入口18。水浴罐12上的热水出口17通过管路与制冷设备23的热水入口连通。制冷设备23上的冷水出口通过管路与水浴罐12上的冷水入口18连通。制冷设备23对水浴罐12内的水进行冷却，以使水的温度降低，之后将温度较低的水送回水浴罐12。比如在夏季环境温度较高时，为了使水浴罐12内的水的水温达到20℃，那么就使水浴罐12内的水进入到制冷设备23内进行制冷，以使水的温度达到20℃，再将水输送会水浴罐12内。

在本发明中，水浴罐12内的水的温度既可以调高，也可以调低，因此能够满足不同的溶解需求。

需要说明的是水浴罐12上除了设置有热水出口17和冷水入口18外，还设置有进水口和排水口。

另外，水浴罐12内还设置了液位传感器和温度传感器。液位传感器用于探测水位的高度，温度传感器用于探测水的温度。

本发明中的纤维定量智能溶解设备还具有烘干功能，具体的设置如下：在外壳1的上端部内设置干热风发生器25。在溶解罐11上设置了进风口和出风口。制冷设备23还包括湿热风进口和干冷风出口29。干热风发生器25通过送风管与溶解罐11的进风口连通，溶解罐11的出风口通过输风管与制冷设备23的湿热风进口连通，制冷设备23的干冷风出口29通过回风管与干热风发生器25连通。

干热风发生器25用于产生干热风，并通过送风管将干热风送入到溶解罐11内，以对样品残留物进行烘干，在此过程中干热风变为湿热风。湿热风通过输风管进入到制冷设备23内。制冷设备23将湿热风变为干冷风，并同时使湿热风内的部分蒸汽冷凝为液态水。干冷风通过回风管进入到干热风发生器25内。干热风发生器25将干冷风变为干热风。如此，形成了风的循环，从而对样品残留物进行持续性烘干。

制冷设备23包括换热弯管，该换热弯管为S型。换热弯管的一端为湿热风进口，另一端为干冷风出口29。即从溶解罐11内流出的湿热风通过换热弯管后会变为干冷风。沿着换热方向，换热弯管的最末一段为水平段28。水平段28的下方设置有集水罐30。集水罐30与水平段28连通，并且集水罐30通过排水管与外界连通。

湿热风在换热弯管换热的过程中，湿热风内的部分水蒸气会被冷凝为液态水。液态水在经过水平段28时会沉降入集水罐30内。在集水罐30内的水达到一定量时会在水泵的作用下通过排水管排到外界。

为了提高纤维定量智能溶解设备的智能化程度，本发明在外壳1内设置了电气控制装置24，在外壳1的外表面设置触摸屏26。驱动电机3、制冷设备23、进液泵组21、排液泵22、超声波发生器20、加热器16、液位传感器、温度传感器、干热风发生器25以及触摸屏26均与电气控制装置24通信连接。

事先向电气控制装置24输入溶解程序，不同的纤维对应不同的溶解程序。在进行溶解时，在触摸屏26上按下对应的溶解程序按键图标，从而使电气控制装置24运行该溶解程序，如此便实现了自动化溶解。

需要说明的是，触摸屏上的溶解程序默认为常规模式，常规模式为符合现行标准要求的模式。本发明还支持用户根据实际工作需要在触摸屏26上修改溶解程序中的参数和溶解步骤，以形成自定义模式。

电气控制装置24还能够将溶解过程中的各个参数发送给触摸屏26显示，以使作业人员随时掌握溶解情况，比如溶液的类型、脱水篮10的转动速度、水浴罐12内的水温等。本发明还在触摸屏26的一侧设置了急停按钮，以便于在遇到危险时强制停机。考虑到人使用右手操作的习惯，本发明将急停按钮优先设置在触摸屏26的右侧。

接下来介绍纤维定量溶解的步骤：从样布上取样品，对样品进行烘干称重操作，记录样品重量。将样品装入纤维笼内，并在纤维笼上作标记。可以将若干个使用相同溶液的纤维笼同时放入到溶液罐内。在触摸屏26上选取与溶液对应的溶解程序并开启。在电气控制装置24的控制下，自动向水浴罐12内注水，之后根据设定的程序来选择是否对水进行加热或冷却。与此同时，电气控制装置24控制对应的进液泵开启，进液泵将储液罐中的溶液泵入到溶液罐。之后电气控制装置24控制驱动电机3启动，驱动脱水篮10旋转，从而加快溶解。根据设定的程序来决定是否开启超声波发生器20。

溶解完成后，电气控制装置24控制排液泵22开启，对溶解罐11进行排液，将废液排至废液收集桶中。电气控制装置24控制与中和试剂对应的进液泵开启，以向溶解罐11内注入中和试剂。之后控制驱动电机3再次开启，以使脱水篮10旋转，使中和试剂与样品残留物充分接触，将样品残留物中的溶液中和。之后控制排液泵22进行排液。之后控制与清水对应的进液泵打开，对样品残留物进行漂洗，之后控制排液泵22排水。

之后控制驱动电机3再次启动，使脱水篮10旋转，对样品残留物进行甩干。在脱水时，排液泵22将脱出的水排走。接着控制干热风发生器25开启，向溶解罐11内输送干热风，对样品残留物进行烘干处理。

然后取出样品残留物并称重，并计算得出样品中溶解掉的纤维总重量，从而求得样品中的某种纤维含量(被溶解掉的纤维含量)。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。