淺析一種旋調平起操作結構設計

明曉峰

摘 ?要：在石油勘探的地質錄井領域，用于巖屑樣品制備的裝置是巖屑料杯，巖屑料杯在樣品制作中要用到高粘度膠體，靠膠體的凝固而使樣品固定以便于下部觀察分析，而在觀察分析前需要將膠體取出，但是，強粘度的膠合作用增加了樣品取出難度，所以，必須要有一種高效的工具設施來完成下步工作。本文探討的就是巖屑料杯的開啟結構設計。

關鍵詞：巖屑;料杯;開啟;工具

引言

在識別礦物時，礦物的形態(tài)和物理性質由于其易于鑒定而成為鑒定礦物最常用的標志。地殼中存在的自然化合物和少數(shù)自然元素，具有相對固定化學成分和性質，都是固態(tài)的（自然汞常溫液態(tài)除外）無機物，礦物是組成巖石的基礎。礦物由元素組成，是天然產出的（自然作用形成的）元素的單質或化合物，所以，巖石礦物分析的最終分析就是電鏡掃描巖石礦物定量評價。進行巖石礦物電鏡掃描定量評價，就必須對大塊的巖石進行粉碎研磨，即：樣品制備。在石油鉆探現(xiàn)場，經鉆頭破碎的井下巖石返至地面稱為鉆屑，地質工作人員就對巖屑進行一系列的觀察和分析，而觀察和分析的前提是要對巖屑進行研磨，只有研磨后的巖屑才能進行電鏡下的掃描觀察和分析。巖屑的研磨要借助于相應的工具和方法，但是，常規(guī)的操作模式降低了工作時效。

1巖屑料杯的常規(guī)操作模式分析

在礦物巖石元素分析及礦物巖石掃描電鏡定量評價的樣品制備中，粉碎機或壓膜膠合工藝替代了人工研磨和封膠，成為省時省力的工具組合。料杯是粉碎機粉碎研磨巖屑顆粒成為微細粉末的工具，掃描電鏡需要壓膜膠合制備樣品，在這些工藝中都用到了料杯，金屬料杯由杯蓋、料管、料杯組成，而在掃描電鏡制備樣品時卻用塑料料杯。塑料料杯是一個中空的料筒，頂部有封蓋，上下有不同徑的臺階，需要進行分析的樣品在制成薄片后需要粘附在加熱的塑膠表面，塑膠就充填在塑料料杯中。將熱塑膠充填在塑料料杯中，蓋蓋然后等待冷卻，冷卻后塑膠就和料蓋粘固在了一起，而要進行下步分析就要將料蓋開啟，取出樣品。塑料非金屬特性，軟而脆，而要將這種料蓋和冷卻后的塑膠分離就不能采取起撬的方式，否則會損壞料杯。有時，為了將杯蓋和料筒分離，操作人員就拿起塑料料杯向地上摔，使其分離，但是這樣更加會損壞料杯甚至是粘附在塑膠上的樣品。概括起來，在開啟塑料料杯的過程中存在著以下幾個方面的問題：

⑴ 塑料料杯和杯蓋的結構設計，為塑膠膠合后分離料杯和杯蓋造成了困難;

⑵ 沒有科學高效的開啟工具，降低了工作時效;

⑶ 用平口螺絲刀作為起蓋工具易損壞塑料，易造成料杯損壞;

⑷ 操作人員在分離杯蓋和料杯的過程中的砸摔，易造成料杯損壞;

⑸ 采用其它方式起蓋，杯蓋和料筒瞬間分離后無法控制杯蓋起落，容易傷害操作人員，不利于職業(yè)健康保護，更是一種不安全操作行為;

⑹ 開啟杯蓋后由于無法對杯蓋和料筒進行限位，不利于樣品保護;

⑺ 費時費力的機械操作降低了操作人員的勞動積極性。

由此分析，在塑料料杯的操作中亟需一種科學高效的操作工具。

2一種旋調平起操作結構設計

要解決上述存在的問題，必須對操作結構進行創(chuàng)新設計。該結構優(yōu)選不銹鋼材質，主要包括底座、撐盤、料杯腔、旋絲盤、卡盤、立撐座、絲桿及出料棒等組成。

（1）底座。底座為圓形，繞底座邊緣均勻分布多個六個螺絲固定孔，固定孔相差排列，便于不同安裝條件的需求，底座的中間焊接一個圓盤料盒，和小絲固孔相排列，等腰垂直焊接三根撐桿，撐桿的頂部焊接撐盤，撐桿繞撐盤邊緣呈等腰均勻布列;

（2）撐盤。撐盤為一圓盤，撐盤的中間開孔，該孔作為出料孔，是料杯中的樣品落入底座料盒的無阻通道。圍繞撐盤焊接一個料杯腔;

（3）料杯腔。料杯腔與撐盤出料孔之間的孔徑差作為料杯座入的撐底。料杯腔上部車外絲，下部不車絲。圍繞料杯腔的底部底緣均勻開設三個絲孔，絲孔中擰入擰絲桿，用于固定料杯底部使其不轉動，料杯腔的上部絲外旋接旋絲盤;

（4）旋絲盤。旋絲盤車有內絲和料杯腔的外絲旋接。圍繞旋絲盤中間位置均勻布設焊接四根搖把。旋絲盤的上部設置卡盤;

（5）卡盤?？ūP為一圓盤，對半割開，中間開孔，該孔作為卡環(huán)卡在料杯杯蓋下的料筒壁上。卡盤上開孔，然后在邊緣處橫切一部分，利用該孔在兩個對半卡盤的頂面和底面上各焊接一個墊片，兩墊片中孔居中。用鋼柱穿過上下墊片，再在頂?shù)撞繅|片上部和下部焊接圓鋼片，形成轉軸。卡盤對半切開，在安裝轉軸處橫切一部分，這樣卡盤的兩個對半即可在轉軸的作用下呈大角度開合。轉軸的底部通過一片鋼塊和旋絲盤焊接在一起，當轉動旋絲盤時卡盤隨著轉動。在轉軸的對面距離卡盤邊緣處呈中心孔距均勻開設四個銷孔，外圍兩個孔焊接兩個手捏把手;內側兩個孔內插接鎖叉，用于合并兩個對半的卡盤，拔出鎖叉則可搬動手捏把手分開卡盤。

（6）立撐座。在底座的邊緣上垂直焊接一鋼柱，鋼柱作為立撐座;上面再焊接一段鋼柱，作為立撐桿，在立撐桿的上部套接一個轉軸，轉軸上下焊接鋼片和轉軸一起形成轉杯。在轉杯上對稱焊接兩根橫撐，分別作為絲桿橫撐和出料棒橫撐。① 絲桿橫撐。絲桿橫撐的前端焊接一個圓形螺絲帽作為絲碗，絲碗中旋調絲桿，絲桿的頂部焊接一個鋼片作為頂盤，頂盤的兩側各焊接一根轉桿，用于手動轉動絲桿;絲桿的底部居中焊接一鋼片，作為頂盤。轉動絲桿下調頂盤可頂出料杯中的樣品使其落入料盒中;同時，將絲桿頂盤旋調到卡盤以上一定的高度即可作為杯蓋起出后的限位作用，即：絲桿即可作為通桿也可作為限位桿用;② 出料棒橫撐。出料棒橫撐前端焊接一掛環(huán)，掛環(huán)內擱置出料棒。出料棒為尼龍棒。出料棒的上面開穿孔，握桿穿過穿孔用于手持。端起握桿從掛環(huán)中取出出料棒，將出料棒端放在已起蓋的料杯樣品的頂部，輕擊出料棒，樣品從料杯腔中下落到底座的料盒內。

3效果驗證

旋調平起操作結構采用了旋調起升設計，底座可固定在其它穩(wěn)定物體上，撐桿將撐盤起升到一定高度，為取樣操作提供空間;料杯腔上有擰絲桿可以穩(wěn)固料杯臺階，旋絲盤旋轉起升將杯蓋穩(wěn)穩(wěn)抬升;卡盤隨旋絲盤動作，可開合卡住杯蓋;旋進旋出絲桿帶動頂盤可將起降可頂出樣品，也可用出料棒將樣品頂出。出料棒和絲桿懸掛在可轉動的橫撐上，取用方便，角度可調。整體結構經久耐用，無需維護，操作高效。

4結束語

綜上所述，創(chuàng)新設計的“旋調平起操作結構”實現(xiàn)了膠體粘合膠杯的科學高效開啟，避免了砸碰操作所可能導致的硬件物料損壞，規(guī)范了作業(yè)操作流程，提升了安全作業(yè)效率。