一种钕铁硼快淬磁粉真空取样装置及方法

技术领域

本发明涉及稀土冶金领域，具体涉及一种钕铁硼快淬磁粉真空取样装置及方法。

背景技术

钕铁硼是一种磁铁，因其优异的磁性能而被称为“磁王”。钕铁硼中含有大量的稀土元素钕、以及铁及硼，其特性硬而脆，钕铁硼作为稀土永磁材料的一种，具有极高的磁能积和矫顽力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。

目前对汝铁硼磁粉进行的采集取样多使用水泥取样器，需要多次、多点取样，取完样品后，将样品放入塑料袋中充氩气，这种操作具有3个弊端：1、取样装置为金属材料，与磁粉摩擦产生静电，发生着火现象；2、取样位置及取样点随机，样品没有代表性，不可重现；3、取样过程中没有进行惰性气体保护，磁粉与空气接触，氧化程度高。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种钕铁硼快淬磁粉真空取样装置及方法，可以实现自动化的真空、升降、充气、取样过程，达到保护样品、提高取样的安全性和代表性的目的。

本发明的第一个目的在于提供一种钕铁硼快淬磁粉真空取样装置。

本发明的第二个目的在于提供一种利用钕铁硼快淬磁粉真空取样装置进行取样的方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施：一种钕铁硼快淬磁粉真空取样装置，包括底板、立柱、导轨、升降平台、取样管、气体管道及接样仓；在所述底板的顶面竖直设有至少两根立柱，在所述立柱的顶端之间设有横梁；在所述立柱之间的所述底板的顶面与所述横梁之间竖直设有两根以上的所述导轨；在所述导轨上滑动设有所述升降平台；在所述底板的顶面与所述升降平台的底面之间设有升降机构；在所述升降平台上分体活动设有一根以上竖直设置的取样管；所述取样管的顶端置于所述升降平台的顶面上方，且在所述取样管的顶端管口上设有快速接头；所述取样管通过所述快速接头与所述气体管道连通，所述气体管道的出样口与所述接样仓的进样口连通；所述取样管的底端置于所述升降平台的底面下方，且在所述取样管的底端管口上活动设有取样枪头。

优选的，所述升降平台置于所述导轨之间，在所述导轨上滑动套设有套筒，所述套筒的外壁与所述升降平台的侧壁固定连接。

优选的，所述升降机构为液压缸、电动伸缩杆或者气缸的任意一种。

优选的，由所述取样管至所述接样仓的所述气体管道上依次设置有氩气进气阀和取样阀。

优选的，在所述接样仓的顶部设置有真空发生器、氩气充气阀、压力表和观察孔，在所述接样仓的底部设有出料漏斗，在所述出料漏斗的咀部设置有手动阀，在所述出料漏斗的倾斜外壁上安装有振动器。

优选的，其还包括轨道、移动小车、推杆和料桶；在所述立柱之间的所述底板的顶面平行设有两根水平设置的所述轨道，在所述轨道上设有往复位移的所述移动小车；在所述移动小车上分体放置有所述料桶；在远离所述升降平台的所述轨道一端下方的所述底板上铰接有所述推杆，所述推杆的伸缩端与所述移动小车的底部活动铰接。

优选的，其还包括PLC控制器、上升传感器、下降传感器、小车传感器及终止传感器；在任意一根所述导轨上，由上到下依次设有所述上升传感器和所述下降传感器；在位于所述升降平台下的所述轨道一端设置有所述小车传感器，在远离所述升降平台的所述轨道另一端设置有所述终止传感器；所述上升传感器、所述下降传感器、所述小车传感器及所述终止传感器均与所述PLC控制器电连接，向所述PLC控制器发送电讯号；所述氩气进气阀、所述取样阀、所述真空发生器、所述氩气充气阀、所述升降机构及所述推杆均与所述PLC控制器电连接，由所述PLC控制器控制启停。

本发明的第二个目的由如下技术方案实施：采用这种钕铁硼快淬磁粉真空取样装置进行取样，其包括如下步骤：

步骤1，取样前准备，所有阀门处于关闭状态，移动小车与终止传感器接触，移动小车位于远离升降平台的起始位置，升降平台与下降传感器接触，升降平台位于下限位；将装有待取样物料的料桶放置在移动小车上；

步骤2，PLC控制器控制升降机构驱动升降平台上升，升降平台上升的同时，PLC控制器控制氩气进气阀打开，压力为2-4MPa的氩气通入气体管道及取样管，由取样枪头喷出；

步骤3，上升的升降平台触碰上升传感器，上升传感器将升降平台到达上限位的信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制升降机构停止，升降平台停止上升，升降平台下方的取样枪头底端置于料桶的桶口上方；

步骤4，升降平台停止上升后，PLC控制器控制推杆伸出，推杆推动移动小车向升降平台下方位移；

步骤5，位移的移动小车触碰小车传感器，小车传感器将移动小车到达的信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制推杆停止伸出，移动小车停止位移，使得料桶置于升降平台下方；

步骤6，移动小车停止位移后，PLC控制器控制升降机构驱动升降平台下降，升降平台下降过程中，升降平台下方的取样枪头插入下方料桶内的待取样物料中；

步骤7，下降的升降平台触碰到下降传感器，下降传感器将升降平台到达下限位的信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制升降机构停止，升降平台停止下降，升降平台停止下降的同时，PLC控制器控制氩气进气阀关闭；

步骤8，PLC控制器控制氩气进气阀关闭后，真空发生器开启；真空发生器开启后，压力表将接样仓内的压力信号传递给PLC控制器；

步骤9，当接样仓内的压力为负的4-6MPa时，PLC控制器控制取样阀开启，同时PLC控制器控制升降机构驱动升降平台上升，在升降平台上升过程中，随升降平台上升的取样枪头实现分层取样；

步骤10，上升的升降平台触碰到上升传感器，上升传感器将升降平台到达上限位的信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制升降机构停止，升降平台停止上升；

步骤11，升降平台停止上升后，PLC控制器控制取样阀与真空发生器关闭；

步骤12，在取样阀与真空发生器关闭后，PLC控制器控制接样仓上的氩气充气阀打开，将氩气通入处于负压状态的接样仓；

步骤13，当接样仓内的压力为常压时，PLC控制器控制氩气充气阀关闭；

步骤14，氩气充气阀关闭后，PLC控制器控制推杆收缩，推杆带动移动小车向起始位置位移；

步骤15，当移动小车触碰到起始位置的终止传感器，终止传感器将移动小车复位的信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制移动小车停止位移；

步骤16，移动小车停止位移后，PLC控制器控制升降机构驱动升降平台下降，升降平台下降触碰到下降传感器，下降传感器将升降平台到达下限位的信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制升降机构停止，升降平台停止下降；

步骤17，升降平台停止下降后，PLC控制器控制所有阀门关闭，从移动小车上将料桶取下，本次取样结束。

优选的，在步骤17的本次取样结束后，在所述出料漏斗的咀部罩设包装袋，打开手动阀，进行样品下料包装，包装完毕后，关闭手动阀，准备下一次的取样。

本发明的优点：

1、本发明采用了一次性多样点真空负压机械取样的方式，真空、升降、充气等过程均实现了自动化，且模拟样品在装桶时候的下落堆积过程，进行取样点的布置，使得取样点多，且纵向上不同位置的样品均可取到，实现了分层取样，使得取样结果更具有代表性，解决了粉状物料人工取样破坏包装物以及样品不均匀等问题。

2、本发明装置全程处在氩气环境下，取样过程均在惰性气体保护下进行，避免了样品与空气接触，防止了样品的氧化变质。

3、对提升钕铁硼磁粉行业机械装备水平的进步和产品性能的稳定起到了积极的推动作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明的整体结构示意图。

图2是图1的侧视图。

图3是本发明的控制系统图。

底板1，立柱2，导轨3，升降平台4，套筒401，上升传感器402，下降传感器403，快速接头5，取样管6，取样枪头601，气体管道7，氩气进气阀701，取样阀702，接样仓8，出料漏斗801，手动阀802，真空发生器803，观察孔804，压力表805，氩气充气阀806，振动器9，移动小车10，小车传感器1001，终止传感器1002，料桶11，轨道12，推杆13，液压缸14，PLC控制器15，横梁16。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种钕铁硼快淬磁粉真空取样装置，包括底板1、立柱2、导轨3、升降平台4、取样管6、气体管道7和接样仓8；本实施例所述装置设置有四根立柱2和四根导轨3，且本实施例中取样枪头601、取样管6、快速接头5及气体管道7均为PPS材质。在底板1的顶面两侧竖直设有四根立柱2，在四根立柱2的顶端之间设有横梁16；在同侧两根立柱2之间的底板1的顶面与横梁16之间竖直设有两根导轨3；立柱2和导轨3的长度一致，导轨3的长度大于2.5倍的取样管6的长度，在本实施例中，导轨3长度是取样管6长度的3倍，升降平台4水平位于四根导轨3之间；在导轨3上滑动套设有套筒401，套筒401的外壁与升降平台4的侧壁固定连接，可使升降平台4在导轨3上上下滑动。在底板1的顶面与升降平台4的底面之间设有液压缸14，液压缸14的固定端固定在底板1上，液压缸14的伸缩端与升降平台4的下底面固定。在升降平台4上分体活动设有5根竖直设置的取样管6；取样管6的顶端置于升降平台4的顶面上方，且在取样管6的顶端管口上设有快速接头5，使用快速接头5可方便对取样管6进行拆卸清理；快速接头5的另一端与气体管道7连通。取样管6的底端置于升降平台4的底面下方，且在取样管6的底端管口上活动设有取样枪头601；由取样管6至接样仓8的气体管道7上依次设置有氩气进气阀701和取样阀702，气体管道7中通入氩气，使得整个取样环境受氩气保护，取样阀702用于控制取样。

在两根立柱2之间的底板1的顶面水平设有两根轨道12，在轨道12上设有往复位移的移动小车10；移动小车10的顶面开有直径略大于料桶11直径的圆形凹槽，便于将装有待取样物料的料桶11稳定放置在移动小车10上。轨道12的一端位于升降平台4下方，且在升降平台4下方的轨道12一端设置有小车传感器1001，用来接收移动小车10到达取样位置的信号；在轨道12远离升降平台4的一端为移动小车10的起始位置，此处设置有终止传感器1002，用来接收移动小车10到达起始位置的信号。在轨道12远离升降平台4一端的下方的底板1上铰接有推杆13，推杆13的伸缩端铰接在移动小车10的底部，实现对移动小车10的推拉位移。

气体管道7的出样口与接样仓8的进样口连通；在接样仓8的顶部设置有真空发生器803、氩气充气阀806、压力表805和观察孔804，氩气充气阀806用于给接样仓8通氩气，真空发生器803用于使接样仓8内形成负压状态，压力表805和观察孔804均用于观察接样仓8内压力情况。在接样仓8的底部设有出料漏斗801，在出料漏斗801的咀部设置有手动阀802，在出料漏斗801的倾斜外壁上安装有振动器9，当样品下料速度慢时，可开启振动器9辅助下料。取样完成后，开启手动阀802，将接样仓8中的样品进行包装。

如图3所示，上升传感器402、下降传感器403、小车传感器1001、终止传感器1002均与PLC控制器15电连接，向PLC控制器15发送电讯号；氩气进气阀701、取样阀702、真空发生器803、氩气充气阀806、液压缸14及推杆13均与PLC控制器15电连接，由PLC控制器15控制启停。

工作流程：

步骤1，取样前准备，所有阀门处于关闭状态，移动小车10与终止传感器1002接触，移动小车10位于远离升降平台4的起始位置，升降平台4与下降传感器403接触，升降平台4位于下限位；将装有待取样物料的料桶11放置在移动小车10上；

步骤2，PLC控制器15控制液压缸14驱动升降平台4上升，升降平台4上升的同时，PLC控制器15控制氩气进气阀701打开，压力为2-4MPa的氩气通入气体管道7及取样管6，由取样枪头601喷出；

步骤3，上升的升降平台4触碰上升传感器402，上升传感器402将升降平台4到达上限位的信号传递给PLC控制器15，PLC控制器15控制液压缸14停止，升降平台4停止上升，升降平台4下方的取样枪头601底端置于料桶11的桶口上方；

步骤4，升降平台4停止上升后，PLC控制器15控制推杆13伸出，推杆13推动移动小车10向升降平台4下方位移；

步骤5，位移的移动小车10触碰小车传感器1001，小车传感器1001将移动小车10到达的信号传递给PLC控制器15，PLC控制器15控制推杆13停止伸出，移动小车10停止位移，使得料桶11置于升降平台4下方；

步骤6，移动小车10停止位移后，PLC控制器15控制液压缸14驱动升降平台4下降，升降平台4下降过程中，升降平台4下方的取样枪头601插入下方料桶11内的待取样物料中；

步骤7，下降的升降平台4触碰到下降传感器403，下降传感器403将升降平台4到达下限位的信号传递给PLC控制器15，PLC控制器15控制液压缸14停止，升降平台4停止下降，升降平台4停止下降的同时，PLC控制器15控制氩气进气阀701关闭；

步骤8，PLC控制器15控制氩气进气阀701关闭后，真空发生器803开启；真空发生器803开启后，压力表805将接样仓8内的压力信号传递给PLC控制器15；

步骤9，当接样仓8内的压力为负的4-6MPa时，PLC控制器15控制取样阀702开启，同时PLC控制器15控制液压缸14驱动升降平台4上升，在升降平台4上升过程中，随升降平台4上升的取样管6实现分层取样；

步骤10，上升的升降平台4触碰到上升传感器402，上升传感器402将升降平台4到达上限位的信号传递给PLC控制器15，PLC控制器15控制液压缸14停止，升降平台4停止上升；

步骤11，升降平台4停止上升后，PLC控制器15控制取样阀702与真空发生器803关闭；

步骤12，在取样阀702与真空发生器803关闭后，PLC控制器15控制接样仓8上的氩气充气阀806打开，将氩气通入处于负压状态的接样仓8；

步骤13，当接样仓8内的压力为常压时，PLC控制器15控制氩气充气阀806关闭；

步骤14，氩气充气阀806关闭后，PLC控制器15控制推杆13收缩，推杆13带动移动小车10向起始位置位移；

步骤15，当移动小车10触碰到起始位置的终止传感器1002，终止传感器1002将移动小车10复位的信号传递给PLC控制器15，PLC控制器15控制移动小车10停止位移；

步骤16，移动小车10停止位移后，PLC控制器15控制液压缸14驱动升降平台4下降，升降平台4下降触碰到下降传感器403，下降传感器403将升降平台4到达下限位的信号传递给PLC控制器15，PLC控制器15控制液压缸14停止，升降平台4停止下降；

步骤17，升降平台4停止下降后，PLC控制器15控制所有阀门关闭，从移动小车10上将料桶11取下，本次取样结束。

在步骤17的本次取样结束后，在出料漏斗801的咀部罩设包装袋，打开手动阀802，对样品进行下料包装，包装完毕后，关闭手动阀802，准备下一次的取样。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。