專(zhuān)利名稱(chēng)：一種劈開(kāi)寶石的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種劈開(kāi)或切開(kāi)寶石，特別是金剛石的方法和裝置。
未加工的天然金剛石往往含有雜質(zhì)或裂紋等內(nèi)部缺陷，從而降低了它們的固有價(jià)值。已知的消除這些缺陷的辦法是，沿含有單個(gè)或多個(gè)缺陷的解理面，將金剛石劈開(kāi)或切開(kāi)。常規(guī)的技術(shù)是，在金剛石表面用其它金剛石工具加工出一個(gè)精確定位的小切口，然后把切割工具放在該切口上，用木錘猛擊刀具，將金剛石劈開(kāi)，以消除或減少所述缺陷的影響。這種操作要求高度熟練，而且耗時(shí)達(dá)五分鐘。
因此，需要有一種劈開(kāi)寶石的改進(jìn)方法和裝置，特別是要求較快處置的需求。
本發(fā)明一方面提供了一種沿平面劈開(kāi)含有某種缺陷的金剛石之類(lèi)的寶石的方法以消除或減輕這種缺陷的影響。該方法具有下述步驟用顯微鏡或其他放大裝置對(duì)寶石進(jìn)行觀查，以查明缺陷的情況和確認(rèn)要求切開(kāi)的平面;把寶石定位和夾緊在至少具有一個(gè)切割刀片的切割工具上，使刀片與切開(kāi)面對(duì)準(zhǔn);至少把部分切割工具和寶石放入一個(gè)最好裝有流體的柔性容器中;以及使該容器和切割工具受力，沿切開(kāi)面劈開(kāi)寶石。
本發(fā)明還提供了實(shí)施上述方法的裝置，該裝置包括一個(gè)至少具有一個(gè)切割刀片的切割工具，它可使寶石和與所要求的切開(kāi)面已對(duì)準(zhǔn)的刀片夾緊;一個(gè)有助于識(shí)別所要求的切開(kāi)面和寶石在切割工具中位置的顯微鏡或其他放大裝置;一個(gè)柔性的最好裝有流體的容器，它可容納至少部分切割工具和寶石;以及使容器和切割工具受力，沿切開(kāi)面將寶石劈開(kāi)的施力裝置。
該容器可以是塑料囊或袋，其他形式的容器是一種簡(jiǎn)單的管子。例如，一端封閉并裝有液體例如水的由聚氯乙烯制成的管子。在充有液體的柔性容器中劈開(kāi)寶石或金剛石是最為有利的，尤其是能防止劈開(kāi)之后小塊寶石的飛散，甚至丟失。因此這種容器起到了收集和貯存切開(kāi)數(shù)個(gè)寶石產(chǎn)生的寶石碎塊的作用。
寶石夾緊或固定的切割工具可以采用常規(guī)的側(cè)切割器裝置。這種切割工具最好是安裝在能使切割工具移進(jìn)和移出容器的裝置上。
施力裝置可以采用由液壓或氣動(dòng)力操作的一對(duì)可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的臺(tái)板結(jié)構(gòu)。這種施力裝置可以是具有隨活塞缸式裝置運(yùn)動(dòng)的臺(tái)鉗。
理想的是用一個(gè)抵抗活塞缸式裝置閉合力的彈簧，對(duì)臺(tái)板或爪件施加使它們分開(kāi)的偏壓力。給切割工具一個(gè)彈力以?shī)A緊寶石也是所希望的。在一種簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)中，彈簧或彈性帶是設(shè)置在常規(guī)的側(cè)切割器的臂上的?；钊资窖b置可用來(lái)打開(kāi)該側(cè)切割器，這在寶石以正確的取向定位時(shí)是有利的。
為了便于用顯微鏡或放大裝置對(duì)金剛石進(jìn)行觀查，最好設(shè)置一個(gè)例如有機(jī)玻璃板那樣的透明或半透明的放置寶石的托板，光源能從下面照亮該托板。
本發(fā)明的方法和裝置能由熟練的操作者每分鐘完成高達(dá)10次的切割作業(yè)，使快速精確地劈開(kāi)寶石成為可能。
通過(guò)領(lǐng)會(huì)下列說(shuō)明，本發(fā)明將更容易地得到理解，本發(fā)明的其他方面和特征也可以變得更清楚。
現(xiàn)在，參照根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的裝置的示意透視圖，討論本發(fā)明的實(shí)施例。該實(shí)施例僅作為本發(fā)明舉例之用。
正如附圖
所示的那樣，該裝置包括一個(gè)具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的爪件11、12的臺(tái)鉗10。通常，爪件11是固定的，而爪件12可朝固定爪件11運(yùn)動(dòng)或離開(kāi)。該固定爪件11可以與基座支承，如工作臺(tái)或臺(tái)面剛性連接。爪件12適于用活塞缸式裝置7驅(qū)動(dòng)，朝爪件11運(yùn)動(dòng)。活塞缸式裝置7包括一個(gè)彈簧，它總是使爪件11、12自動(dòng)分開(kāi)，除非裝置7致動(dòng)。爪件11、12在其工作面上有可更換的木塊8。傳感裝置52由一個(gè)可調(diào)節(jié)的絲扛53和接觸開(kāi)關(guān)54組成，絲扛53安裝在爪件12的一個(gè)突塊上，而接觸開(kāi)關(guān)54裝在爪件11上。當(dāng)傳感器和桿53接合時(shí)，接觸開(kāi)關(guān)54發(fā)出一個(gè)氣動(dòng)的或電脈沖信號(hào)。當(dāng)爪件11、12在裝置7的力作用下移動(dòng)到一起時(shí)，傳感裝置52發(fā)出一個(gè)停止運(yùn)動(dòng)的信號(hào)，致使彈簧接著把爪件分開(kāi)。
半透明的托板14可方便地用有機(jī)玻璃板構(gòu)成，可調(diào)節(jié)地安裝在固定爪件11上。活塞缸式裝置25安裝在爪件11上，其活塞桿是與托板14聯(lián)接的。該裝置25的作用是使托板14沿爪件11移動(dòng)。托板14有一個(gè)槽13，它容納爪件11上的銷(xiāo)45，托板14移動(dòng)時(shí)起導(dǎo)向作用。
柔性管24的下端是封閉的，而上端是開(kāi)口的。該管24由彈性橡膠或塑料材料制成，其內(nèi)裝有液體，通常是水。該管24應(yīng)夾在爪件11、12之間，這將從下面的敘述明白其用意。
光源9，例如鹵化燈，是安裝在從下面照亮托板14的某個(gè)位置處。
帶支座22的顯微鏡20是支承在基座上的。顯微鏡20裝在可看見(jiàn)托板14的位置，用旋鈕21可以調(diào)節(jié)顯微鏡20的高度。獨(dú)立的控制器(未示)可以調(diào)節(jié)顯微鏡20的焦距，并能使顯微鏡圍繞支座22上的立軸旋轉(zhuǎn)。支承構(gòu)件26連同帶有一對(duì)平行導(dǎo)向件16的組件23安裝在爪件12上，導(dǎo)向件16位于爪件11、12上方。在兩個(gè)導(dǎo)向件16之間，有一個(gè)安裝塊17，它能相對(duì)爪件11、12上升和下降。連接導(dǎo)向件16的上壁15上安裝有活塞缸式裝置18。該裝置18有一個(gè)延伸穿過(guò)壁15的活塞桿和安裝塊17相連接。裝置18的作用是能使安裝塊17上升和下降某個(gè)預(yù)先規(guī)定的距離。組件23可調(diào)節(jié)地裝到構(gòu)件26上，而構(gòu)件26上的螺旋機(jī)構(gòu)33與組件23相連接?？苫剞D(zhuǎn)的旋鈕28的作用是操作機(jī)構(gòu)33，以調(diào)節(jié)組件23的高度。這樣，裝置18的作用就是使安裝塊17在上下位置之間相對(duì)導(dǎo)向件16快速地移動(dòng)。而機(jī)構(gòu)33通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕28，使操作者能調(diào)節(jié)整個(gè)組件23的高度。
安裝塊17的作用是支承切割工具19的一個(gè)臂48。這里，該切割工具為一對(duì)側(cè)切割器。該切割工具19的臂48、49是用例如彈性帶那樣的彈簧42加偏載的，以使切割刀片58、59夾在一起。另一個(gè)用來(lái)打開(kāi)刀片58、59的活塞缸式裝置50的活塞桿通過(guò)聯(lián)接叉46與切割工具19的另一臂49連接。該裝置50的缸體通過(guò)托架47安裝在爪件12上。叉46起空動(dòng)接頭或聯(lián)接器的作用，允許刀片58、59在彈簧42的力的作用下才完全合攏。
在使用過(guò)程中，金剛石30放在被光源9照亮的托板14上，而托板14可由裝置25調(diào)節(jié)。接著，操作者可以用顯微鏡20對(duì)金剛石進(jìn)行觀查。一個(gè)熟練的操作者就能夠確定金剛石中的缺陷，并決定如何對(duì)它們進(jìn)行切割，以消除這種缺陷。被選定的金剛石30′被拾起，送到由操作裝置50打開(kāi)的切割工具19的刀片58、59之間。為了做到這一點(diǎn)，可以采用一端有接觸附著力的一個(gè)小棒或桿(未示出)或真空鑷子?；钊籽b置50對(duì)切割工具的操作，其優(yōu)越性在于使操作者的雙手從打開(kāi)刀片58、59以接受金剛石30′的任務(wù)中解脫出來(lái)。轉(zhuǎn)送金剛石30′時(shí)，用裝置25將托板14移開(kāi)。被選出的金剛石30′要細(xì)心地放在相對(duì)于切割工具19的刀片58、59切削刃的正確方位上，同時(shí)還要用顯微鏡進(jìn)行觀察，裝置50這時(shí)不動(dòng)作，以把刀片58、59松開(kāi)。一旦定好位，借助彈簧42的彈性偏壓，刀片58、59便可將金剛石30夾住。切割工具19既起夾緊被選出的金剛石30的裝置的作用，又起具有至少一個(gè)刀片或類(lèi)似物的用來(lái)切開(kāi)金剛石的切割裝置的作用。切割工具19能用可隨安裝塊17上升和下降的類(lèi)似設(shè)備替代。然后操作裝置18，使支承切割工具19的安裝塊17延伸，并使之下降，將夾有金剛石30′的切割工具19的刀片58、59伸入管子24的上部。一旦由切割工具19的刀片58、59夾住的金剛石30′到位之后，通過(guò)操縱裝置17，便可使臺(tái)鉗爪件12朝爪件11運(yùn)動(dòng)，擠壓管24，并對(duì)管24中的切割工具刀片58、59施壓，把金剛石30′切開(kāi)。當(dāng)傳感裝置52起作用，允許彈簧將爪件12移開(kāi)爪件11時(shí)，施壓的力被卸去。管24和其中的液體提供了一種緩沖介質(zhì)，防止切開(kāi)的金剛石碎塊飛散和丟失。之后，安裝塊17由裝置18提升，托板14由裝置25恢復(fù)到原位，以備處理下一個(gè)金剛石。在管24卸下來(lái)以回收切開(kāi)的金剛石之前，上述步驟可以重復(fù)多次。必要時(shí)，組件23可以由旋鈕28隨時(shí)調(diào)節(jié)。
通常，被選出的金剛石30′和切割工具19的刀片58、59只需浸入約2厘米深，而臺(tái)鉗爪件12只需移動(dòng)相當(dāng)小的量，比如說(shuō)6毫米，就能使刀片58、59上獲得必要的壓力。由臺(tái)鉗10產(chǎn)生的這種壓力是可變化和可控制的，以適應(yīng)需切開(kāi)的金剛石的大小。設(shè)定的范圍為每平方英寸2000-10000磅(13788×103-6894×104帕)。
各種活塞缸式裝置25，7，50，18和真空鑷子是通過(guò)壓縮空氣控制和/或操作的。而操作程序由各氣動(dòng)閥方便地控制。本裝置能方便地安裝在載有壓縮機(jī)和操縱裝置7，18，50的腳控制器的移動(dòng)式手推車(chē)上。
在進(jìn)行切開(kāi)時(shí)，可以采用安全保護(hù)裝置或安全屏(未示)，以便將工作場(chǎng)所局部封閉起來(lái)。
權(quán)利要求
1.一種沿某個(gè)平面劈開(kāi)含有缺陷的寶石，例如金剛石，以消除或減輕該缺陷的影響的方法，包括如下步驟用顯微鏡或其他放大裝置對(duì)寶石(30)進(jìn)行觀查，以查明缺陷和需劈開(kāi)的平面，用切割工具(19)將寶石定位和夾緊，該切割工具(19)至少有一個(gè)切割刀片(58、59)，使刀片(58、59)與需切開(kāi)的平面對(duì)準(zhǔn)本發(fā)明的特征是，至少把部分切割工具(19)和寶石(30)放進(jìn)一個(gè)柔性容器(24)，使容器和切割工具受力，沿切開(kāi)面劈開(kāi)寶石。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中切割工具(19)可相對(duì)容器(24)上升和下降，而所述的力是施加于該容器的外部的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中為了便于觀查，多個(gè)寶石是放在照亮的托板(14)上的，被選出的寶石接著送到切割工具夾緊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述的切割工具的至少一個(gè)切割刀片(58、59)是由彈簧(12)加偏壓夾緊寶石的，在該切割工具上施加以力，使刀片(58、59)處于松開(kāi)位置，以接受寶石。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述的力是通過(guò)對(duì)在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的爪件或臺(tái)板(11、12)之間的容器進(jìn)行擠壓，而施加于該容器和切割工具上的。
6.一種沿某個(gè)平面劈開(kāi)含有缺陷的寶石，例如金剛石，以消除或減輕該缺陷的影響的裝置，包括一個(gè)至少具有一個(gè)切割刀片的夾緊寶石(30)的切割工具，使刀片(58、59)與需劈開(kāi)的面對(duì)準(zhǔn)，一個(gè)有助于查明需劈開(kāi)的面和寶石相對(duì)切割工具的位置的顯微鏡或其他放大裝置，本發(fā)明的特征是，具有一個(gè)能至少容納部分切割工具(19)和被夾緊的寶石(30)的柔性容器(24)，和向該容器和切割工具施力的裝置(11、12、7)，以使寶石沿劈開(kāi)面劈開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中柔性容器(24)裝有液體。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其中施力裝置包括可相對(duì)運(yùn)動(dòng)的臺(tái)板或爪件(11、12)，用以擠壓夾在其間的所述容器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述的臺(tái)板或爪件是用活塞缸式裝置(7)驅(qū)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，進(jìn)一步還包括有可感受臺(tái)板或爪件(11、12)的相對(duì)位置和控制活塞缸式裝置(7)操作的可調(diào)節(jié)裝置(52、53、54)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6至10中任一權(quán)利要求所述的裝置，進(jìn)一步還包括有使臺(tái)板或爪件(11、12)分開(kāi)的加偏壓的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求6至11中任一權(quán)利要求所述的裝置，進(jìn)一步還包括有透明或半透明的接收寶石的托板(14)，和照亮該托板的光源(9)，以用顯微鏡(20)或放大裝置進(jìn)行觀查。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，當(dāng)該權(quán)利要求從屬于權(quán)利要求8至11中任一權(quán)利要求時(shí)，其中托板(14)是可調(diào)節(jié)地安裝在臺(tái)板或爪件(11、12)中任一件上的。
14.根據(jù)權(quán)利要求6至13中任一權(quán)利要求所述的裝置，進(jìn)一步還包括安裝切割工具，以相對(duì)所述容器上升和下降的裝置(23、17、18)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中切割工具(19)有一對(duì)與臂(48、49)連接的可回轉(zhuǎn)的切割刀片(58、59)，且彈簧裝置(42)使兩個(gè)臂同時(shí)受偏壓，以將刀片夾在一起。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其中還配置有活塞缸式裝置(50)，以使切割工具的刀片分開(kāi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一權(quán)利要求所述的裝置，其中所述的安裝裝置包括一個(gè)活塞缸式裝置(18)。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至17中任一權(quán)利要求所述的裝置，其中安裝裝置為一組件(23)，其高度可相對(duì)支承構(gòu)件(26)調(diào)節(jié)。
全文摘要
劈開(kāi)寶石的裝置，包括一個(gè)具有由彈簧加偏壓分開(kāi)的爪件(11，12)的臺(tái)鉗(10)。一個(gè)頂部敞開(kāi)的盛液容器，配置在爪件(11，12)中間。用顯微鏡對(duì)被照亮的托板(14)上的寶石進(jìn)行觀查。以選定每個(gè)寶石的切開(kāi)面，以便至少部分消除寶石內(nèi)部缺陷，一個(gè)切割工具(19)接受被選出的寶石(30′)，它的一個(gè)切割刀片或兩個(gè)切割刀片(58，59)與切開(kāi)面對(duì)準(zhǔn)，并把寶石夾住。切割工具(19)可以上升和下降，且部分浸入容器(24)內(nèi)的液體中。一個(gè)活塞缸式裝置(7)使爪件(11，12)閉合，擠壓容器(24)，切開(kāi)寶石(30)。被切開(kāi)的寶石(30)碎塊收集在容器中。
文檔編號(hào)B28D5/00GK1048000SQ9010308
公開(kāi)日1990年12月26日 申請(qǐng)日期1990年5月25日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月25日
發(fā)明者馬塞爾·拜倫 申請(qǐng)人:馬塞爾·拜倫