并驅動所述磁力轉軸6轉動。其中，磁力傳動聯軸器I作為非接觸式扭矩傳動系統的傳動組件，采用磁耦合原理，實現電機主軸51和磁力轉軸6之間傳遞扭矩和運動，使兩根軸一同旋轉。具體而言，磁力傳動聯軸器I包括內磁鋼條71和外磁鋼條72，內磁鋼條71固定在內轉子73上，外磁鋼條72固定在外轉子74上，中間由隔離罩75將2個磁體分開。在轉動中，電機主軸51作為主動軸，通過內、外磁鋼條71、72之間的磁耦合作用將動力傳遞給磁力轉軸6，實現電機主軸51和磁力轉軸6之間一同旋轉。
[0037]請配合參閱圖1、3所示，所述樣品粉碎罐優選設置為球磨罐4，所述電機5、磁力轉軸6及磁力傳動聯軸器I外部分別罩有互相密封連接的殼體，所述磁力轉軸6下端伸出其殼體61底部并伸入所述球磨罐4內，所述球磨罐4內設有攪拌件，所述攪拌件可設置為圖3中連接在磁力轉軸6底端的攪拌槳46。所述磁力轉軸6連接并帶動所述攪拌件動作，從而實現將動力非接觸式傳遞到粉碎罐內。
[0038]所述球磨罐4包括頂部開口的罐體43及開口處設置的頂蓋44，頂蓋44上設有用于放入磨球45及樣品的可開閉的入料口 41，所述磁力轉軸6的殼體61底部與所述頂蓋密封連接。優選地，磁力轉軸6的殼體61底部與所述球磨罐4的頂蓋44設為一體結構，可簡化密封連接，增加密封性能。此外，頂蓋44可通過卡箍8密封蓋合在球磨罐4的罐體開口上，通過卡箍8對球磨罐4和動力源實施楔緊式密封，實現了樣品破碎過程的氣密性，最大限度地保證了實驗精度。
[0039]為及時帶走所述非接觸式扭矩傳動系統尤其是所述磁力轉軸6工作時所產生的熱量，可對磁力轉軸6設置冷卻裝置。如圖1、2中所示，所述磁力轉軸6的殼體61內部設有用于冷卻所述磁力轉軸6的冷卻循環水腔，所述殼體61上開設有與冷卻循環水腔連通的進水口 9與出水口 10，進水口 9和出水口 10上分別連接有冷卻管道2，冷卻循環水通過冷卻管道2進出冷卻循環水腔實現對磁力轉軸6的冷卻。
[0040]進一步，電機5還可連接矢量智能變頻器，所述矢量智能變頻器具有可調節所述電機5轉速及時間的控制面板。所述電機5優選為三相異步電機，通過三項異步電機的無級調速電機可實現不同轉速，通過矢量智能變頻器可采用變頻技術對驅動過程實施智能控制，因此可根據進料粒度和體積設定轉速和時間，滿足不同試樣的粉碎要求。
[0041]使用上述氣密式粉碎機進行碎樣時，可采用如下步驟:A.密封:用所述頂蓋44密封所述球磨罐4的罐體開口 ；如采用卡箍8密封則扳動卡箍8即可；B.加樣:打開入料口41，取適量待粉碎樣品，并選擇合適的磨球45 —起加入球磨罐4，并密閉所述頂蓋44 ；C.碎樣:在所述矢量智能變頻器的控制面板上設定需要的轉速及時間，按下啟動按鈕，啟動所述三相異步電機對樣品進行破碎。作為優選的實施例，選擇三相異步電機的轉速可調節范圍為O?1500rpm，所述的攪拌槳46采用一字型的鋼制材料，選擇多個不同直徑的不銹鋼光滑磨球對巖樣進行同步式粉碎。
[0042]綜上所述，由于利用了非接觸式扭矩傳遞原理，將樣品粉碎罐外的扭矩動力以非鉆孔直接接觸方式傳遞至樣品粉碎罐內，利用磁力傳遞技術保持外來扭矩的傳遞效率，提供了樣品粉碎罐內試樣粉碎充足的動力。進一步地，通過球磨罐結合攪拌槳進行碎樣，磁力密封將動力傳遞給攪拌槳46，攪拌槳46的旋轉帶動磨球45同步式運動，并且，通過多種種類和規格的磨球可以根據試樣條件和碎樣要求進行選擇。通過矢量智能變頻器根據試樣硬度、大小等特征進行不同的變頻設置，因此，本發明的氣密式粉碎機可突破傳統球磨罐對入料的嚴格要求，可以滿足的入料質量小于等于1kg、顆粒直徑小于等于3cm的試樣的粉碎要求。
[0043]進一步地，在所述球磨罐4的頂蓋44上可設置用于氣體輸出的出氣口 42，可用于連接集氣裝置如集氣量筒。集氣量筒可以通過連接法蘭與出氣口 42氣密連接，用于與出氣口 42實現無管化快速連接。出氣口 42處可設置單向閥3，限制氣體流向。
[0044]通過進一步連接集氣裝置，本發明的氣密式粉碎機可實現全程氣密的巖樣含氣量的測定過程，具有測量誤差小、計量精度高的效果。尤其是對頁巖氣、煤層氣樣品的含氣量測定。測量時，首先將巖樣密閉粉碎，然后按實驗需要加熱所述球磨罐，通過集氣裝置收集并測量從所述出氣口輸出的氣體，計算巖樣含氣量。進一步地，還可以獲取總含氣量、游吸比、可采率及擴散系數等參數。
[0045]針對巖樣進行破碎時，可以選擇不銹鋼磨球，進一步可以根據巖樣硬度及大小，進行不同直徑的研磨球比例的配置，可增大巖樣與磨球和攪拌槳充分的接觸面積，使得巖樣粉碎程度大大加強，在巖樣含氣量測定時利于將里面的殘余氣全部排出，提升實驗的精確程度。也可以結合矢量智能變頻器不同的變頻設置，滿足不同的實驗要求。
[0046]由于采用了以上技術方案，本發明利用非接觸式扭矩傳遞原理，提供了氣密式試樣粉碎的設備及其實驗方法。所述氣密式粉碎機對試樣要求低，密封性能好，粉碎動力足、效率高、效果好。并且操作簡單方便、容易上手，從而更加適于實用。所述氣密式粉碎機可應用于巖樣含氣量的測量，避免了樣罐置換，減少了實驗誤差，具有計量準確、精度高的優點。此外，由于氣密粉碎避免了試樣粉碎過程中與空氣的直接接觸和由此所帶來的污染，因此，還同樣適用于有毒有害物質的破碎、有毒有害氣體的測量以及無塵化破碎等。
[0047]以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制，本領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種氣密式粉碎機，其特征在于，包括樣品粉粹罐及非接觸式扭矩傳動系統，所述非接觸式扭矩傳動系統包括電機、磁力轉軸及磁力傳動聯軸器，所述電機通過磁力傳動聯軸器連接并驅動磁力轉軸轉動，所述磁力轉軸外部設有殼體，所述磁力轉軸下端伸出所述殼體底部并伸入所述樣品粉粹罐內，所述樣品粉粹罐內設有攪拌件，所述磁力轉軸連接并帶動所述攪拌件動作，所述樣品粉粹罐與所述磁力轉軸的殼體之間密封連接。2.根據權利要求1所述的氣密式粉碎機，其特征在于，所述樣品粉碎罐具有頂部開口，所述開口處設有頂蓋，所述磁力轉軸的殼體底部與所述頂蓋密封連接。3.根據權利要求2所述的氣密式粉碎機，其特征在于，所述磁力轉軸的殼體底部與所述頂蓋為一體化制成。4.根據權利要求2所述的氣密式粉碎機，其特征在于，所述頂蓋通過卡箍密封所述樣品粉碎罐的頂部開口。5.根據權利要求1所述的氣密式粉碎機，其特征在于，所述磁力轉軸的殼體內部設有用于冷卻所述磁力轉軸的冷卻循環水腔，所述殼體上開設有與冷卻循環水腔連通的進水口與出水口。6.根據權利要求1所述的氣密式粉碎機，其特征在于，所述樣品粉碎罐為球磨罐，所述球磨罐上設有用于放入磨球及樣品的可開閉的入料口。7.根據權利要求1所述的氣密式粉碎機，其特征在于，所述非接觸式扭矩傳動系統還包括連接并控制所述電機的矢量智能變頻器。8.根據權利要求1-7任一項所述的氣密式粉碎機，其特征在于，所述樣品粉碎罐上設有用于連接集氣裝置的出氣口。9.根據權利要求8所述的氣密式粉碎機，其特征在于，所述出氣口處設有單向閥。10.權利要求8或9所述的氣密式粉碎機的應用，其特征在于，將所述氣密式粉碎機應用于巖樣含氣量測量時的樣品密閉粉碎，并通過加熱所述樣品粉碎罐收集并測量從所述出氣口輸出的氣體計算巖樣含氣量。
【專利摘要】本發明公開了一種氣密式粉碎機及其應用，所述粉碎機包括樣品粉碎罐及非接觸式扭矩傳動系統，非接觸式扭矩傳動系統包括電機、磁力轉軸及磁力傳動聯軸器，電機通過磁力傳動聯軸器連接并驅動磁力轉軸轉動，磁力轉軸外部設有殼體，磁力轉軸下端伸出殼體底部并伸入樣品粉碎罐內，樣品粉碎罐內設有攪拌件，磁力轉軸連接并帶動攪拌件動作，樣品粉碎罐與磁力轉軸的殼體之間密封連接。本發明的粉碎機利用磁力傳遞技術保持外來扭矩的傳遞效率，試樣粉碎時密封好、動力足、效率高、效果好，且操作簡單方便、適于實用。應用該粉碎機可進行巖樣含氣量測定。
【IPC分類】B02C17/24, B02C17/10, B02C17/18
【公開號】CN104923352
【申請號】CN201510391736
【發明人】張金川, 唐玄
【申請人】中國地質大學（北京）
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年7月6日