一种基氏流动度测定仪用煤甑结合与分离器
技术领域
本实用新型涉及焦化行业煤性能评价技术领域，尤其涉及一种基氏流动度测定仪用煤甑结合与分离器。
背景技术
用于煤基氏流动度测定的仪器由于国内起步晚和制造水平所限等原因，到目前为止技术水平一直没有实质性进展，基本依赖进口机型。随着技术进步和国内对该类设备应用的重视程度，相继有同类产品推出，但从降低劳动强度、提高效率及智能化方面，国内外仍然处于较低的水平，随着智能制造及工业4.0的广泛延伸，生产应用急需高效智能化仪器设备配套。
在基氏流动度测定过程中，目前国内外还没有真正意义上的全自动或智能机型，市场上销售的所谓全自动机型仅限于一些简单环节上配置电动机构的初级模式；涉及到对煤甑自动取放过程的技术，相当于一个能够完成固定功能的机械手的功能，这就需要在机械部件上进行创新设计并结合控制技术实现可靠性和智能化改进。
目前国内外常用的基式流动度测定仪器，对于煤甑的装取一般采用人工操作，具体为：安装煤甑时依靠操作人员全手工安装，安装时要非常仔细的进行对准安装位，一不小心就会碰触搅拌桨使煤样松散；当对好位后，一只手负责托举煤甑本体保持不动，另一只手需要小心的旋紧螺母将煤甑固定好，最后煤甑通过螺母固定到测量头上。当实验完成后，煤甑从高温炉出炉，此时煤甑是高温状态，无法取下，只能等待其自然冷却，这个等待时间会大大降低实验效率。待煤甑冷却至手指可触摸状态后，依照装煤甑的逆过程进行拆卸，然后才能进行下一次的实验。
上述这个操作过程就是目前国内外此类仪器在煤甑装取时的现状，整个过程全部依赖人工操作，若操作人员不小心或不熟练，在装煤甑过程中随时可能导致试样松散失败或出炉时发生烫伤事故。
发明内容
本实用新型提供了一种基氏流动度测定仪用煤甑结合与分离器，能够在传动轴与搅拌桨结合传动及传动脱离的同时，实现煤甑的对位连接及分离，整个过程全自动控制，检测精度高，能够提高实验效率及操作的可靠性。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
一种基氏流动度测定仪用煤甑结合与分离器，包括结合与分离器；所述结合与分离器设于煤甑的上方，由结合器、连接板、轴承、锁紧机构及检测机构组成；结合器的本体为套筒结构，套设于传动轴的外侧，传动轴由旋转驱动装置带动旋转；结合器本体通过连接板与传动轴下部的机架固定连接，传动轴及机架能够在升降臂的带动下同步升降；传动轴与结合器本体之间通过轴承转动连接；传动轴的底部设滑动联轴器，结合器本体的底部设锁紧机构，滑动联轴器的底端中心部位设扁槽；所述煤甑由甑埚、甑筒及搅拌桨组成，搅拌桨的桨轴向下穿过甑筒后伸入甑埚内，桨轴的底端设桨叶；桨轴的顶端设扁轴与滑动联轴器上的扁槽配合连接；甑筒的上部外侧设定位板，定位板上方的甑筒外侧设环形卡槽与锁紧机构配合；检测机构由激光位移传感器及极限开关组成，连接板的一侧设导杆，导杆能够沿连接板的对应孔竖直移动，导杆的上方设极限开关，结合器下移后导杆碰到定位板向上移动触发极限开关；激光位移传感器设于连接板上方，用于检测到定位板的垂直距离；检测机构的信号输出端及旋转驱动装置分别连接基氏流动度测定仪的控制系统。
所述连接板与机架可拆卸地连接。
所述结合器由结合器本体及散热片组成；结合器本体的中部沿高向设多组环形的散热片，结合器本体的上部沿周向开设多个散热孔。
所述轴承为2组，分别是设于连接板与传动轴之间的上部轴承，以及设于结合器本体与传动轴之间的下部轴承，下部轴承设于结合器本体的中部。
所述传动轴的底部设滑槽，滑动联轴器通过销与滑槽配合实现其与传动轴的滑动连接；下部轴承下方的传动轴上设下挡圈，下挡圈与滑动联轴器之间设弹簧；在滑槽上方的传动轴上设卡槽用于安装下挡圈，传动轴在结合器本体内通过上挡圈、下挡圈进行轴向定位。
所述锁紧机构由设于结合器本体下部外侧的多个动卡销组成，动卡销沿结合器本体的周向均匀设置多个，动卡销通过卡座与结合器本体连接；动卡销的伸缩动作由机械弹簧机构实现，或通过电磁控制实现；电磁控制系统的控制信号输入端连接基氏流动度测定仪的控制系统。
所述甑筒的顶部设向上收窄的锥面，结合器本体的内孔底部对应设置向下扩大的锥面，通过锥面配合进行导向连接。
所述激光位移传感器的激光发射方向竖直向下，激光发射经过路径上的连接板、散热片上对应开设通孔。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
能够在传动轴与搅拌桨结合传动及传动脱离的同时，实现煤甑的对位连接及分离，整个过程全自动控制，检测精度高，能够提高实验效率及操作的可靠性。
附图说明
图1是本实用新型所述一种基氏流动度测定仪用煤甑结合与分离器的结构示意图。
图2是本实用新型所述传动轴与桨轴的连接关系示意图。
图3是本实用新型所述甑筒的结构示意图。
图4是本实用新型所述传动轴下部结构示意图。
图5是本实用新型所述搅拌桨的结构示意图。
图6是本实用新型所述卡销的结构示意图。
图7是本实用新型所述激光位移传感器的检测原理示意图一。
图8是本实用新型所述激光位移传感器的检测原理示意图二。
图中：1.传动轴 2.激光位移传感器 3.上挡圈 4.安装孔 5.连接板 6.轴承 7.下挡圈 8.弹簧 9.销 10.卡座 11.滑动联轴器 12.锥面 13.定位板 14.煤甑 15.轴套 16.甑埚 17.甑埚盖 18.甑筒螺纹 19.甑筒 20.排烟管 21.搅拌桨 22.环形卡槽 23.扁槽24.动卡销 25.散热片 26.结合器本体 27.散热孔 28.导杆 29.卡簧 30.极限开关 31.扁轴 32.弹销 33.滑槽 34.卡槽 35.桨叶
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本实用新型所述一种基氏流动度测定仪用煤甑结合与分离器，包括结合与分离器；所述结合与分离器设于煤甑14的上方，由结合器、连接板5、轴6承、锁紧机构及检测机构组成；结合器的本体26为套筒结构，套设于传动轴1的外侧，传动轴1由旋转驱动装置带动旋转；结合器本体26通过连接板5与传动轴1下部的机架固定连接，传动轴1及机架能够在升降臂的带动下同步升降；传动轴1与结合器本体26之间通过轴承6转动连接；传动轴1的底部设滑动联轴器11，结合器本体26的底部设锁紧机构，滑动联轴器11的底端中心部位设扁槽；所述煤甑14由甑埚16、甑筒19及搅拌桨21组成，搅拌桨21的桨轴向下穿过甑筒19后伸入甑埚16内，桨轴的底端设桨叶35；桨轴的顶端设扁轴31与滑动联轴器11上的扁槽23配合连接(如图2、图5所示)；甑筒19的上部外侧设定位板13，定位板13上方的甑筒19外侧设环形卡槽22与锁紧机构配合；检测机构由激光位移传感器2及极限开关30组成，连接板5的一侧设导杆28，导杆28能够沿连接板5的对应孔竖直移动，导杆28的上方设极限开关30，结合器下移后导杆28碰到定位板13向上移动触发极限开关30；激光位移传感器2设于连接板5上方，用于检测到定位板13的垂直距离；检测机构的信号输出端及旋转驱动装置分别连接基氏流动度测定仪的控制系统。
所述连接板5与机架可拆卸地连接。
所述结合器由结合器本体26及散热片25组成；结合器本体26的中部沿高向设多组环形的散热片25，结合器本体26的上部沿周向开设多个散热孔27。
所述轴承6为2组，分别是设于连接板5与传动轴1之间的上部轴承，以及设于结合器本体26与传动轴1之间的下部轴承，下部轴承设于结合器本体26的中部。
所述传动轴1的底部设滑槽33(如图4所示)，滑动联轴器11通过销9与滑槽33配合实现其与传动轴1的滑动连接；下部轴承下方的传动轴1上设上挡圈3，上挡圈3与滑动联轴器11之间设弹簧8；在滑槽33上方的传动轴1上设卡槽34用于安装下挡圈7，传动轴1在结合器本体26内通过上挡圈3、下挡圈7进行轴向定位。
所述锁紧机构由设于结合器本体26下部外侧的多个动卡销24组成，动卡销24沿结合器本体26的周向均匀设置多个，动卡销24通过卡座10与结合器本体26连接；动卡销24的伸缩动作由机械弹簧机构实现，或通过电磁控制实现；电磁控制系统的控制信号输入端连接基氏流动度测定仪的控制系统。
所述甑筒19的顶部设向上收窄的锥面12，结合器本体26的内孔底部对应设置向下扩大的锥面，通过锥面配合进行导向连接。
所述激光位移传感器2的激光发射方向竖直向下，激光发射经过路径上的连接板5、散热片25上对应开设通孔。
煤甑14是基氏流动度测定时常用的部件，甑埚16的顶部设甑埚盖17，两者通过螺纹连接，甑筒19(如图3所示)与甑埚盖17通过甑筒螺纹18连接，甑筒的一侧设排烟管20。甑埚16用于放置煤样，放入煤样后，搅拌桨21下端的桨叶35就被埋入到煤样中，搅拌桨21由桨轴及桨叶35组成，搅拌桨21在煤甑14内通过轴套15定位。传动轴1与桨轴连接后，将固定的外力扭矩作用到搅拌桨21上实现力矩的传递，使搅拌桨21的桨轴在轴套15的束缚下以一定的扭矩产生转动。实验时，煤甑14装好煤样后就成为一个整体部件，实验前要将装有煤样的煤甑14整体与结合器连接，完成对煤甑14的夹持。待完成一个实验过程后，再将高温的煤甑14从结合器上取下。
结合器主要完成旋转扭矩动力的传输及其与煤甑14的自动结合与分离。动力传输要求方便结合和分离，即在完成对煤甑14自动结合和分离的同时，动力传输也要同步进行连接和断开。
传动轴1的末端开有滑槽33，滑动联轴器11安装在传动轴1的末端，通过销9穿过滑槽33(参见附图3)实现滑动联轴器11与传动轴1的连接，并且滑动联轴器11可以在滑槽33范围内沿传动轴1上下移动。滑动联轴器11的上部装有弹簧8，在滑槽33上方的传动轴1上设卡槽34用于安装下挡圈7，下挡圈7对弹簧8的上端进行定位，正常情况下，滑动联轴器11在弹簧8作用力下处于滑槽33的底部即传动轴1的底部。传动轴1在结合器本体26内通过上挡圈3、下挡圈7进行轴向定位，通过轴承6在结合器本体26的内孔中实现相对转动。当传动轴1旋转时，滑动联轴器11在销9的作用下随传动轴1同步旋转。
在结合器本体26的底部设有动卡销24，动卡销24安装在卡座10上(参见附图5)，动卡销24包括一能够伸缩的弹销32(如图6所示)，动卡销24可以是电磁控制或机械弹簧结构，只要能使弹销32产生伸出或缩回动作的机构即可。弹销32是煤甑14与结合器本体26结合与分离的重要部件。
由于实验过程中，煤甑14处于高温状态下，热量会从煤甑14自身传导到结合器本体26及传动轴1等附件上。为防止高温条件下，对个别运动部件(如轴承6)可能存在的热形变等不利因素的影响，在结合器本体26上还设置了散热片25和散热孔27，利用自然对流效应将结合器本体26的高热散出。
结合器本体26通过连接板5上的安装孔4将整个结合器部件组装到基氏流动度测定仪的机械臂上，并能够随机械臂上下移动。
煤甑的夹持与传动：在煤甑14的顶部加工有锥面12，当煤甑14与结合器本体26结合时，煤甑14上的锥面12起到引导作用，当煤甑14上的环形卡槽22与动卡销24处于同一水平高度时，动卡销24的弹销32伸出卡入环形卡槽22中，此时煤甑14与结合器本体26结合完成，即煤甑14被锁定夹持在结合器本体26的下部。
当煤甑14与结合器本体26结合后，当搅拌桨21顶部的扁轴31水平转动后与滑动联轴器底部的扁槽23对正时，扁轴31进入到扁槽23内，搅拌桨21在水平圆周方向的自由度被限制。若刚结合时并没有对正卡入，则滑动联轴器11会沿传动轴1向上滑动，弹簧8被压缩。当传动轴1开始旋转时，由于弹簧8的弹力一直存在，所以在扁轴31与扁槽23对正的一瞬间，扁轴31即进入扁槽23内，此时弹簧8释放，使滑动联轴器11恢复到原始位置，这个过程完成后才进行动力传输。当传动轴1在旋转驱动装置的带动下旋转时，通过销9将动力传递给滑动联轴器11，若此时搅拌桨21顶部的扁轴31已卡入扁槽23内，则传动轴1带动搅拌桨21同步旋转。
煤甑14与结合器本体26分离时，由控制系统对动卡销24进行释放，使其弹销32回缩，此时弹销32从煤甑14的环形卡槽22中脱离，煤甑14在自重作用下与结合器本体26分离，分离的同时搅拌桨21上的扁轴31自然从扁槽23中滑出，完成煤甑14与结合器本体26的彻底分离.
结合器本体26上设置有极限开关30，该极限开关30是通过导杆28触发的，导杆28安装在连接板5上，通过连接板5和散热片25上配合开设的通孔，导杆28可上下滑动。当煤甑14安装就位后，在定位板13的作用下导杆28向上移动一定距离，碰触到极限开关30后即检测到煤甑14已安装就位。当煤甑14被取下后，导杆28因自重下移,释放极限开关30的信号后回到原始位置，卡簧29设于导杆28的顶部，用于导杆28初始位置的限定。
极限开关30的检测仅限于对有无煤甑14的判定，不能识别煤甑14与结合器本体26结合的质量，如煤甑14安装后，可能会因为机械磨损造成的间隙误差产生不可忽略的偏移，或夹持后的位置精度不够，上述情况均视为煤甑14没有正确与结合器本体26结合。为了进一步提高智能化水平，减少人工判断和检查工作。在结合器上方设置了激光位移传感器2，其发射的激光束穿过连接板5和散热片25上对应位置开设的通孔后，直接照射作用到定位板13上，如图7所示,当煤甑14安装就位且位置正确时，定位板13是水平的，其与激光位移传感器2的距离是一定值；如图8所示，当某种情况下，煤甑14就位后位置存在偏移或存在微量倾斜，则定位板13与激光位移传感器2之间的距离发生改变，控制系统检测到此误差的存在后给出报警提示信息。激光位移传感器2的检测精度可达到0.1mm级精度，因此对此位移判断具有非常好的识别性。
实际应用中，由于极限开关30相对检测位置不敏感，精度不高，所以其仅限于检测煤甑14的有无，当检测到煤甑14与结合器已经处理结合状态时，再开启激光位移传感器2对煤甑的位置进行精确识别。另外，煤甑14在持续高温状态下会产生较大的热形变，导致不符合部件或实验要求的情况出现，可利用激光位移传感器2实时检测位移变化情况，若超出设定范围后给出提示信息，实现基氏流动度测定仪的自维护功力。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
