專利名稱：一種齒輥式土壤樣品粉碎機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于土壤樣品化學(xué)分析前處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種齒輥式土壤樣品粉碎機。
背景技術(shù)：
土壤樣品的前處理在土壤化學(xué)分析中十分重要，直接影響相關(guān)土壤化學(xué)指標的測定。常規(guī)的土壤化學(xué)分析樣品前處理過程主要包括樣品采集、樣品風(fēng)化、樣品粉碎、 過篩等環(huán)節(jié)。目前，樣品粉碎環(huán)節(jié)主要采用四類方法。一是采用人工玻璃棒(酒瓶)碾壓的方法，具有費工費時、勞動強度大等缺點，難以滿足大批量樣品集中處理的需要；二是采用旋轉(zhuǎn)式金屬材質(zhì)粉碎機，具有粉碎效率高、粉塵大、不便清掃等特點，只能用于與金屬元素無關(guān)(或不嚴格)的分析任務(wù)；三是采用旋轉(zhuǎn)式瑪瑙粉碎機，具有粉碎效率高、造價極高 (約10萬元人民幣)、粉塵大、不便清掃等特點，能夠滿足金屬元素分析任務(wù)對金屬元素清潔的要求。上述旋轉(zhuǎn)式粉碎機均會破壞土壤樣品顆粒結(jié)構(gòu)，造成分析誤差；四是金屬材質(zhì)錘片式粉碎機，具有粉碎效率高、粉塵大、便于清掃等特點，也只能用于與金屬元素無關(guān)(或不嚴格)的分析任務(wù)。隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，社會對土壤環(huán)境質(zhì)量和農(nóng)田土壤質(zhì)量檢測分析的需求，尤其是對重金屬元素的檢測分析需求越來越大。研制具有清潔、方便、廉價的土壤樣品粉碎機具有重要的實用價值和應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)中土壤樣品粉碎機因使用金屬材料導(dǎo)致的金屬元素對樣品的污染及因使用瑪瑙等貴重材料導(dǎo)致的造價過高的問題。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種齒輥式土壤樣品粉碎機，包括機殼、動力單元、傳動單元及破碎單元；所述動力單元通過所述傳動單元為所述破碎單元提供動力；所述破碎單元位于所述機殼內(nèi)；所述殼體及破碎單元的材料為非金屬材料。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述齒輥的材料為工程塑料。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述破碎單元由第一齒輥組和第二齒輥組組成，所述第一齒輥組位于所述第二齒輥組的上方，所述第一齒輥組和第二齒輥組分別由相互嚙合的兩個齒輥組成；所述相互嚙合的兩個齒輥包括主動齒輥和被動齒輥，所述兩個主動齒輥均與所述傳動單元連接，所述兩個被動齒輥均與所述機殼通過軸承連接；所述第一齒輥組的齒輥的齒間距為5 12mm ；所述第二齒輥組的齒輥的齒間距為3 5mm。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述主動齒輥與所述傳動單元之間及所述被動齒輥與所述機殼之間均為插拔式可拆卸連接，所述第一齒輥組及所述第二齒輥組中主動齒輥和被動齒輥之間的間距均為可調(diào)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述第二齒輥組的轉(zhuǎn)速大于所述第一齒輥組的轉(zhuǎn)速； 所述兩個齒輥組間的轉(zhuǎn)速差為可調(diào)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述第一齒輥組和第二齒輥組的主動齒輥與傳動單元連接端均還連接有緩沖裝置，所述緩沖裝置用于為破碎單元提供緩沖；所述緩沖裝置由水平方向的導(dǎo)軌和設(shè)置于其內(nèi)的彈簧組成，與所述緩沖裝置連接的齒輥可以沿著所述導(dǎo)軌方向壓縮彈簧。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述動力單元由調(diào)速電機、調(diào)速開關(guān)和過載保護器組成；所述調(diào)速開關(guān)用于調(diào)節(jié)所述調(diào)速電機中電流的大小；所述過載保護器用于限制通過調(diào)速電機的最大電流；所述調(diào)速電機的調(diào)速范圍為10 200r/min。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述傳動單元由變速齒輪組和鏈條組成，所述變速齒輪組與所述調(diào)速電機的輸出軸連接，用于降低調(diào)速電機輸出轉(zhuǎn)速并通過鏈條連接所述破碎單元的主動齒輥。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述機殼由進料斗、出料斗、密封隔板和軸承支架組成；所述進料斗和出料斗分別位于粉碎機的頂部和底部，分別用于承載粉碎前后的土壤樣品；所述密封隔板位于粉碎機艙內(nèi)部，用于避免粉碎過程中產(chǎn)生的粉塵外溢；所述軸承支架用于粉碎單元和傳動單元所需軸承。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述機殼的材料為有機玻璃。(三)有益效果上述技術(shù)方案所提供的齒輥式土壤樣品粉碎機中，其包括機殼、動力單元、傳動單元及破碎單元；所述動力單元通過所述傳動單元為所述破碎單元提供動力；所述破碎單元位于所述機殼內(nèi)；所述殼體及破碎單元的材料為非金屬材料。本發(fā)明通過將殼體及破碎單元設(shè)計為非金屬材料克服了現(xiàn)有技術(shù)中土壤樣品粉碎機因使用金屬材料導(dǎo)致的金屬元素對樣品的污染及因使用瑪瑙等貴重材料導(dǎo)致的造價過高的問題。同時本發(fā)明通過采用齒輥破碎方式，破碎效率高；齒輥采取快速插拔可拆卸連接方式，便于對齒輥的更換及清潔， 并減少相鄰兩次樣品間的交叉污染。


圖1是本發(fā)明實施例的齒輥式土壤樣品粉碎機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的齒輥式土壤樣品粉碎機的破碎單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實施例的齒輥式土壤樣品粉碎機的清潔過程的示意圖；其中，1 動力單元；2 調(diào)速開關(guān)；3 傳動單元；4 緩沖裝置；5 破碎單元；6 軸承；7 機殼；8 鏈條；9 進料斗；10 出料斗；11 左側(cè)蓋；12 右側(cè)蓋；501 第一主動齒輥；502 第一被動齒輥；503 第二主動齒輥；504 第二被動齒棍。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖1所示，圖1為實施例的齒輥式土壤樣品粉碎機的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括機殼 7、動力單元1、傳動單元3及破碎單元5 ；動力單元1通過傳動單元3為破碎單元5提供動力；破碎單元5位于機殼7內(nèi)；殼體5及破碎單元7的材料為非金屬材料。該用于破碎單元7的非金屬材料可以選取如陶瓷、工程塑料、有機玻璃等強度系數(shù)大于土壤中常見顆粒的強度系數(shù)即可實現(xiàn)對土壤的粉碎。同時在粉碎過程中由于采用高強度非金屬材料制造關(guān)鍵部件破碎單元5及機殼7，避免了常見粉碎機因使用金屬材料導(dǎo)致的金屬元素對樣品的污染，同時解決了因使用瑪瑙等貴重材料導(dǎo)致的造價過高問題。本實施例優(yōu)選采用工程塑料作為破碎單元5的材料，與現(xiàn)有技術(shù)使用瑪瑙等貴重材料相比，降低部件造價90%以上； 同時工程塑料具有高強度、高機械模數(shù)、低潛變性、強耐磨損、耐疲勞性、廣泛使用且易加工成型。而本實施例中機殼7部位的制造材料優(yōu)選采用有機玻璃，由于有機玻璃具有表面光滑、比重小，強度較大，耐腐蝕，耐濕，耐曬，絕緣性能好及隔聲性好的優(yōu)點，可以避免因使用金屬材料導(dǎo)致的金屬元素對樣品的污染，而且可以實現(xiàn)土壤樣品粉碎過程的可視，避免在粉碎土壤過程中發(fā)生如土壤顆?？C造成動力單元1的燒毀或傳動單元3的損壞等故障發(fā)生。同時使用有機玻璃材料制作機殼可以使清掃本實施例提供的齒棍式土壤樣品粉碎機更加方便，可以使操作者清楚的發(fā)現(xiàn)粉碎機中殘存的土壤樣品并便于及時清除，避免了相鄰兩次土壤樣品粉碎實驗操作之間土壤樣品的交叉污染。結(jié)合圖2所示，圖2為本發(fā)明實施例的齒輥式土壤樣品粉碎機的破碎單元5的結(jié)構(gòu)示意圖。破碎單元5由第一齒輥組和第二齒輥組組成，第一齒輥組位于第二齒輥組的上方，第一齒輥組和第二齒輥組分別由相互嚙合的兩個齒輥組成。相互嚙合的兩個齒輥包括主動齒輥和被動齒輥，兩個主動齒輥均與傳動單元3連接，兩個被動齒輥均與機殼7通過軸承6連接；如圖2中所示第一齒輥組包括第一主動齒輥501、第一被動齒輥502、第二主動齒輥503及第二被動齒輥504。第一主動齒輥501及第二主動齒輥502通過鏈條8與傳動單元3相連接，第一被動齒輥502及第二被動齒輥504通過鏈條8與通過機殼7上的軸承 6固定。本實施例中所選的齒輥的直徑長度均相同，兩組齒輥組的齒間距不同第一齒輥組的齒輥的齒間距為5 12mm，允許直徑較大的土壤顆粒進入；第二齒輥組的齒輥的齒間距為3 5mm，將土壤顆粒碾壓至較小顆粒。采用齒輥破碎方式，比現(xiàn)有技術(shù)中土壤粉碎通常應(yīng)用的高速旋轉(zhuǎn)破碎方式降低破碎面撞擊強度20倍以上，從而降低了現(xiàn)有技術(shù)中因高速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的粉塵和土壤顆粒結(jié)構(gòu)破壞程度。主動齒輥與傳動單元3之間及被動齒輥與機殼7之間均為插拔式可拆卸連接，第一齒輥組及第二齒輥組中主動齒輥和被動齒輥之間的間距均為可調(diào)。采用快速插拔方式方便更換和清潔齒輥等關(guān)鍵部件，避免了相鄰兩次測量土壤樣品間的交叉污染；齒輥采用快速插拔更換方式，該快速插拔可拆卸連接可以通過在主動齒輥及被動齒輥的軸端部位設(shè)置鍵槽等結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)其與機殼7或傳動單元3的插拔式可拆卸連接。所以第一齒輥組及第二齒輥組中齒輥上的齒間距可通過更換齒輥來調(diào)節(jié)，即提供多組齒間距不同的齒輥。根據(jù)被粉碎土壤樣品的顆粒需求，如粉碎前土壤顆粒的顆粒大小，粉碎后需求土壤樣品的顆粒大小等來選擇齒輥組中齒輥的齒間距的大小。不同大小齒間距的齒輥組允許不同大小顆粒度的土壤樣本通過。第一齒輥組及所述第二齒輥組中兩齒輥的間距均為可調(diào)這一結(jié)構(gòu)設(shè)計可以實現(xiàn)對不同顆粒大小的土壤顆粒需求進行調(diào)節(jié)?？梢酝ㄟ^例如第一被動齒輥502及第二被動齒輥504在機殼7上的用于固定其的軸承6的位置可左右調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)第一被動齒輥502及第二被動齒輥504的左右調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)了齒輥組中的齒輥間距的調(diào)節(jié)。本實施例中第二齒輥組的轉(zhuǎn)速大于第一齒輥組的轉(zhuǎn)速；兩個齒輥組間的轉(zhuǎn)速差為可調(diào)。采用2組4齒輥，分粗細、快慢2級連續(xù)破碎，能夠保證破碎效果，同時兩組齒輥組間的轉(zhuǎn)速不同，下方的第二齒輥組的轉(zhuǎn)速大于第一齒輥組的轉(zhuǎn)速可以避免二齒輥組間土壤樣品的積壓；破碎單元采用2組各2個齒輥分上下裝配，下面一組轉(zhuǎn)速高于上面一組，可以調(diào)節(jié)兩組齒輥轉(zhuǎn)速差，避免樣品在兩組齒輥間積壓。轉(zhuǎn)速差的調(diào)節(jié)可以通過如將與主動齒輥連接的鏈條8與動力單元1的不同輸出進行切換連接，可以得到不同的轉(zhuǎn)速，從而實現(xiàn)第一、第二齒輥組之間的轉(zhuǎn)速差可調(diào)。如圖1中所示，第一齒輥組和第二齒輥組的主動齒輥與傳動單元3連接端均還連接有緩沖裝置4。結(jié)合圖1及圖2中所示第一主動齒輥501及第二主動齒輥503連接緩沖裝置4。緩沖裝置4用于為破碎單元5提供緩沖；緩沖裝置4由水平方向的導(dǎo)軌和設(shè)置于其內(nèi)的彈簧組成(附圖中未示出)，與緩沖裝置4連接的齒輥可以沿著導(dǎo)軌方向壓縮彈簧。 緩沖裝置4的設(shè)置允許破碎齒輥在作業(yè)中依靠彈簧形變，根據(jù)土壤顆粒的壓力自動調(diào)節(jié)齒輥間距，避讓高硬度顆粒對齒輥的損毀。同時也可以通過緩沖裝置4來直接調(diào)節(jié)破碎單元 5中齒輥的間距，例如調(diào)節(jié)彈簧的長度，或彈簧在導(dǎo)軌中的位置來調(diào)節(jié)第一主動齒輥501及第二主動齒輥503水平方向上的位置，從而調(diào)節(jié)與其對應(yīng)的被動齒輥之間的間距。動力單元1由調(diào)速電機、調(diào)速開關(guān)2和過載保護器組成；調(diào)速開關(guān)2用于調(diào)節(jié)調(diào)速電機中電流的大小；過載保護器用于限制通過調(diào)速電機的最大電流并切斷電源，保護調(diào)速電機在過負荷時不被損毀。采用調(diào)速電機和可調(diào)緩沖裝置，以滿足不同粉碎細度的要求，并能夠避免高硬度雜質(zhì)對齒輥和調(diào)速電機的損毀。破碎單元5采用2組各2個齒輥相互齒合的方式擠壓土壤顆粒。操作者可根據(jù)土壤硬度及顆粒度調(diào)節(jié)緩沖裝置4和調(diào)速電機功率， 從而調(diào)節(jié)上下兩級齒輥的擠壓強度，以保證粉碎效果。調(diào)速電機的調(diào)速范圍為10 200r/min。該轉(zhuǎn)速范圍比高速旋轉(zhuǎn)破碎方式降低破碎面撞擊強度20倍以上，從而降低了現(xiàn)有技術(shù)中因高速旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致的粉塵和土壤顆粒結(jié)構(gòu)破壞程度。傳動單元3由變速齒輪組(附圖中未示出)和鏈條8組成，變速齒輪組與調(diào)速電機的輸出軸連接，用于降低調(diào)速電機輸出轉(zhuǎn)速并通過鏈條8連接破碎單元5的主動齒輥。變速齒輪組包括主動齒輪、被動齒輪和傳動齒輪，通過主、被動齒輪間的直徑比降低轉(zhuǎn)速；所述鏈條連接調(diào)速電機和主動齒輪，傳遞動能。機殼7由進料斗9、出料斗10、密封隔板和軸承6支架組成；進料斗9和出料斗10 分別位于粉碎機的頂部和底部，分別用于承載粉碎前后的土壤樣品；密封隔板(附圖中未示出)位于粉碎機艙內(nèi)部，用于避免粉碎過程中產(chǎn)生的粉塵外溢，例如位于靠近進料斗9及出料斗10的位置內(nèi)側(cè)設(shè)置密封隔板或破碎單元5的周圍設(shè)置密封隔板可以進一步減少粉塵的外溢；軸承6支架用于粉碎單元和傳動單元3所需軸承6。機殼7的結(jié)構(gòu)均可以拆卸， 方便清洗及更換。如圖3中所示，圖3是本發(fā)明實施例的齒輥式土壤樣品粉碎機的清潔過程的示意圖。機殼的左側(cè)蓋11及右側(cè)蓋12均可拆卸下來，操作者即可對粉碎機內(nèi)部進行
由以上實施例可以看出，本發(fā)明實施例通過采用齒輥式土壤樣品粉碎機中，其包括機殼7、動力單元1、傳動單元3及破碎單元5 ；所述動力單元1通過所述傳動單元3為所述破碎單元5提供動力；所述破碎單元5位于所述機殼7內(nèi)；殼體7及破碎單元5的材料為非金屬材料。通過將殼體7及破碎單元5設(shè)計為非金屬材料克服了現(xiàn)有技術(shù)中土壤樣品粉碎機因使用金屬材料導(dǎo)致的金屬元素對樣品的污染及因使用瑪瑙等貴重材料導(dǎo)致的造價過高的問題。同時本發(fā)明通過采用齒輥破碎方式，破碎效率高；齒輥采取快速插拔可拆卸連接方式，便于對齒輥的更換及清潔，并減少相鄰兩次樣品間的交叉污染。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種齒輥式土壤樣品粉碎機，其特征在于，包括機殼、動力單元、傳動單元及破碎單元；所述動力單元通過所述傳動單元為所述破碎單元提供動力；所述破碎單元位于所述機殼內(nèi)；所述殼體及破碎單元的材料為非金屬材料。
2.如權(quán)利要求1所述的齒棍式土壤樣品粉碎機，其特征在于，所述破碎單元的材料為工程塑料。
3.如權(quán)利要求1所述的齒輥式土壤樣品粉碎機，其特征在于，所述破碎單元由第一齒輥組和第二齒輥組組成，所述第一齒輥組位于所述第二齒輥組的上方，所述第一齒輥組和第二齒輥組分別由相互嚙合的兩個齒輥組成；所述相互嚙合的兩個齒輥包括主動齒輥和被動齒輥，所述兩個主動齒輥均與所述傳動單元連接，所述兩個被動齒輥均與所述機殼通過軸承連接；所述第一齒輥組的齒輥的齒間距為5 12mm ；所述第二齒輥組的齒輥的齒間距為3 5mm0
4.如權(quán)利要求3所述的齒棍式土壤樣品粉碎機，其特征在于，所述主動齒輥與所述傳動單元之間及所述被動齒輥與所述機殼之間均為插拔式可拆卸連接，所述第一齒輥組及所述第二齒輥組中主動齒輥和被動齒輥之間的間距均為可調(diào)。
5.如權(quán)利要求3所述的齒棍式土壤樣品粉碎機，其特征在于，所述第二齒輥組的轉(zhuǎn)速大于所述第一齒輥組的轉(zhuǎn)速；所述兩個齒輥組間的轉(zhuǎn)速差為可調(diào)。
6.如權(quán)利要求3所述的齒輥式土壤樣品粉碎機，其特征在于，所述第一齒輥組和第二齒輥組的主動齒輥與傳動單元連接端均還連接有緩沖裝置，所述緩沖裝置用于為破碎單元提供緩沖；所述緩沖裝置由水平方向的導(dǎo)軌和設(shè)置于其內(nèi)的彈簧組成，與所述緩沖裝置連接的齒輥可以沿著所述導(dǎo)軌方向壓縮彈簧。
7.如權(quán)利要求1所述的齒輥式土壤樣品粉碎機，其特征在于，所述動力單元由調(diào)速電機、調(diào)速開關(guān)和過載保護器組成；所述調(diào)速開關(guān)用于調(diào)節(jié)所述調(diào)速電機中電流的大??；所述過載保護器用于限制通過調(diào)速電機的最大電流；所述調(diào)速電機的調(diào)速范圍為10 200r/ min0
8.如權(quán)利要求7所述的齒輥式土壤樣品粉碎機，其特征在于，所述傳動單元由變速齒輪組和鏈條組成，所述變速齒輪組與所述調(diào)速電機的輸出軸連接，用于降低調(diào)速電機輸出轉(zhuǎn)速并通過鏈條連接所述破碎單元的主動齒輥。
9.如權(quán)利要求1所述的齒輥式土壤樣品粉碎機，其特征在于，所述機殼由進料斗、出料斗、密封隔板和軸承支架組成；所述進料斗和出料斗分別位于粉碎機的頂部和底部，分別用于承載粉碎前后的土壤樣品；所述密封隔板位于粉碎機艙內(nèi)部，用于避免粉碎過程中產(chǎn)生的粉塵外溢；所述軸承支架用于粉碎單元和傳動單元所需軸承。
10.如權(quán)利要求1所述的齒輥式土壤樣品粉碎機，其特征在于，所述機殼的材料為有機玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及土壤樣品化學(xué)分析前處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種齒輥式土壤樣品粉碎機，其包括機殼、動力單元、傳動單元及破碎單元；所述動力單元通過所述傳動單元為所述破碎單元提供動力；所述破碎單元位于所述機殼內(nèi)；所述殼體及破碎單元的材料為非金屬材料。本發(fā)明通過將殼體及破碎單元設(shè)計為非金屬材料克服了現(xiàn)有技術(shù)中土壤樣品粉碎機因使用金屬材料導(dǎo)致的金屬元素對樣品的污染及因使用瑪瑙等貴重材料導(dǎo)致的造價過高的問題。同時本發(fā)明通過采用齒輥破碎方式，破碎效率高；齒輥采取快速插拔可拆卸連接方式，便于對齒輥的更換及清潔，并減少相鄰兩次樣品間的交叉污染。
文檔編號B02C4/08GK102407175SQ201110215569
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者孔玲, 潘立剛, 趙柳, 陳紅, 馬智宏 申請人:北京市農(nóng)林科學(xué)院