一种铁水搅拌脱硫水模实验系统

摘要

本发明公开了一种铁水搅拌脱硫水模实验系统，主要包括底座、下立柱、搅拌装置和升降装置，下立柱的下端固定在底座上，下立柱的上端设有导向杆，导向杆的上端与上立柱相连；搅拌装置包括安装机构和搅拌机构，搅拌机构通过安装机构与上立柱的连接固定，所述搅拌机构包括搅拌电机和搅拌头，搅拌电机的电机轴与搅拌头相连；升降装置的驱动端可沿导向杆上下移动；所述升降装置外伸一个支架，支架上放置有铁水罐，所述搅拌头可伸入铁水罐内。本发明的有益效果为：本发明中采用升降装置与搅拌装置两套装置，搅拌头的旋转动作与升降动作分离，结构更加稳固，大大降低了搅拌时设备自身振动对水流场的干扰，提高了实验的准确度，减小了实验误差，可为实际生产提供更为可靠的参考。

权利要求

1.一种铁水搅拌脱硫水模实验系统，其特征在于，主要包括底座、下立柱、搅拌装置和升降装置，所述下立柱的下端固定在底座上，下立柱的上端设有导向杆，导向杆的上端与上立柱相连；所述搅拌装置包括安装机构和搅拌机构，搅拌机构通过安装机构与上立柱连接固定，所述搅拌机构包括搅拌电机和搅拌头，搅拌电机与搅拌电机控制器电连接，搅拌电机的电机轴与搅拌头相连；所述升降装置与导向杆相连，升降装置的驱动端可沿导向杆上下移动；所述升降装置外伸一个支架，支架上放置有铁水罐，铁水罐与搅拌头上下相对；所述搅拌头可伸入铁水罐内；所述升降装置包括升降座、丝杠、丝杠螺母和丝杠驱动机构，所述升降座的一侧设有滑套，滑套套设在导向杆上，滑套可沿导向杆上下滑动；所述支架安装在升降座另一侧的底部；所述丝杠竖直布置，丝杠的两端分别通过轴承组件与上立柱和下立柱连接固定；所述丝杠与丝杠螺母相配置，丝杠螺母与升降座固定相连，丝杠螺母可带动升降座上下移动。

2.如权利要求1所述的一种铁水搅拌脱硫水模实验系统，其特征在于，所述丝杠驱动机构包括伺服电机，伺服电机与伺服电机控制器电连接；伺服电机安装在下立柱的下部，伺服电机的电机轴上安装有主动链轮，主动链轮通过链条与从动链轮相适配，从动链轮安装在丝杠的下端。

3.如权利要求1所述的一种铁水搅拌脱硫水模实验系统，其特征在于，所述搅拌机构还包括扭矩传感器和搅拌头夹具，搅拌电机的电机轴与扭矩传感器相连，扭矩传感器与搅拌头夹具相连，搅拌头夹具的上端与第三轴承组件相配置；所述搅拌头的上端与搅拌头夹具相适配；所述扭矩传感器与扭矩仪电连接。

4.如权利要求3所述的一种铁水搅拌脱硫水模实验系统，其特征在于，所述安装机构包括横杆和安装板，横杆的一端与上立柱的外壁连接固定，横杆的另一端为自由端，自由端与竖向布置的安装板连接固定；所述搅拌电机、扭矩传感器和第三轴承组件均自上而下依次安装在安装板上。

5.如权利要求4所述的一种铁水搅拌脱硫水模实验系统，其特征在于，所述安装机构包括两根横杆，两根横杆的自由端分别固定在安装板的上部和下部。

6.如权利要求1所述的一种铁水搅拌脱硫水模实验系统，其特征在于，所述底座为三角支撑座，底座包括三个外伸的支脚，每个支脚的底部开设有螺纹孔，螺纹孔与调节螺栓相配合。

说明书

一种铁水搅拌脱硫水模实验系统

技术领域

[0001] 本发明涉及铁水预处理和铁水脱硫技术领域，具体涉及一种铁水搅拌脱硫水模实验系统。

背景技术

[0002] 铁水脱硫是钢铁工业生产流程中的一道必备工序，铁水脱硫预处理技术中的搅拌脱硫，因其良好的经济性与实用性在钢铁冶金行业中得到广泛应用。

[0003] 搅拌脱硫的水模实验，可提高研究效率，并大大降低工业现场试验的经济成本。搅拌脱硫的水模实验主要研究不同的搅拌头在水模铁水罐的不同潜入深度、不同的搅拌速度下对铁水脱硫剂分布进而对脱硫效果的影响。为了得到准确的实验观测数据，需稳定可调的搅拌转速，并测得搅拌中的搅拌扭矩与功率，同时避免设备自身振动对水模搅拌流场的干扰。

[0004] 然而，现有的水模实验装置中，大多通过控制搅拌头的升降来实现搅拌头潜入铁水罐深度的变化，实验装置中的搅拌部分涉及旋转和升降两个动作，导致机械结构设计及电气布线均较复杂，搅拌过程不稳定，易干扰水模流场，影响实验人员对搅拌头数据的判断，实验结果存在误差，难以为工业生产提供参考；同时，整个实验装置结构复杂，不便于安装调试和检修；体积大，占地空间大。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种实验准确、结构简单的铁水搅拌脱硫水模实验系统。

[0006] 本发明采用的技术方案是：一种铁水搅拌脱硫水模实验系统，主要包括底座、下立柱、搅拌装置和升降装置，所述下立柱的下端固定在底座上，下立柱的上端设有导向杆，导向杆的上端与上立柱相连；所述搅拌装置包括安装机构和搅拌机构，搅拌机构通过安装机构与上立柱连接固定，所述搅拌机构包括搅拌电机和搅拌头，搅拌电机与搅拌电机控制器电连接，搅拌电机的电机轴与搅拌头相连；所述升降装置与导向杆相连，升降装置的驱动端可沿导向杆上下移动；所述升降装置外伸一个支架，支架上放置有铁水罐，铁水罐与搅拌头上下相对；所述搅拌头可伸入铁水罐内。

[0007] 按上述方案，所述升降装置包括升降座、丝杠、丝杠螺母和丝杠驱动机构，所述升降座的一侧设有滑套，滑套套设在导向杆上，滑套可沿导向杆上下滑动；所述支架安装在升降座另一侧的底部；所述丝杠竖直布置，丝杠的两端分别通过轴承组件与上立柱和下立柱连接固定；所述丝杠与丝杠螺母相配置，丝杠螺母与升降座固定相连，丝杠螺母可带动升降座上下移动。

[0008] 按上述方案，所述丝杠驱动机构包括伺服电机，伺服电机与伺服电机控制器电连接；伺服电机安装在下立柱的下部，伺服电机的电机轴上安装有主动链轮，主动链轮通过链条与从动链轮相适配，从动链轮安装在丝杠的下端。

[0009] 按上述方案，所述搅拌机构还包括扭矩传感器和搅拌头夹具，搅拌电机的电机轴与扭矩传感器相连，扭矩传感器与搅拌头夹具相连，搅拌头夹具的上端与第三轴承组件相配置；所述搅拌头的上端与搅拌头夹具相适配；所述扭矩传感器与扭矩仪电连接。

[0010] 按上述方案，所述安装机构包括横杆和安装板，横杆的一端与上立柱的外壁连接固定，横杆的另一端为自由端，自由端与竖向布置的安装板连接固定；所述搅拌电机、扭矩传感器和第三轴承组件均自上而下依次安装在安装板上。

[0011] 按上述方案，所述安装机构包括两根横杆，两根横杆的自由端分别固定在安装板的上部和下部。

[0012] 按上述方案，所述底座为三角支撑座，底座包括三个外伸的支脚，每个支脚的底部开设有螺纹孔，螺纹孔与调节螺栓相配合。

[0013] 本发明的有益效果为：

[0014] 1、本发明中采用升降装置与搅拌装置两套装置，这两套装置相互独立互不干扰，各装置结构相对更为简单稳定；在铁水脱硫实验中，搅拌头的旋转动作与升降动作分离，单独的搅拌动作和升降动作更容易实现，运行更稳定，与整合装置相比，大大降低了搅拌时设备自身振动对水流场的干扰，提高了实验的准确度，减小了实验误差，可为实际生产提供更为可靠的参考。

[0015] 2、本发明采用控制器实现搅拌和升降，无需人为干预，动作精度与人工操作相比更高，实验结果更真实。

[0016] 3、本发明中的升降装置和搅拌装置均安装在底座上，通过调节螺栓可调整整个系统的竖直度。

[0017] 4、本发明结构设计合理，可控性强，稳定性高；体积小，占用空间较小，易于安装和调试检修。

附图说明

[0018] 图1为本发明一个具体实施例的结构示意图。

[0019] 图2为本实施例的主视图。

[0020] 图3为本实施例的左视图。

[0021] 图4为本实施例的仰视图。

[0022] 其中：1、底座；2、下立柱；3、导向杆；4、上立柱；5、横杆；6、安装板；7、滑套；8、支架；9、第一轴承组件；10、丝杠；11、第二轴承组件；12、从动链轮；13、链条；14、主动链轮；15、伺服电机；16、调节螺栓；17、搅拌电机；18、第一联轴器；19、扭矩传感器；20、第二联轴器；21、第三轴承组件；22、搅拌头夹具；23、搅拌头；24、丝杠螺母；25、升降座；26、支脚。

具体实施方式

[0023] 为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地说明。

[0024] 如图1所示的一种铁水搅拌脱硫水模实验系统，主要包括底座1、下立柱2、搅拌装置和升降装置，所述下立柱2的下端固定在底座1上，下立柱1的上端设有导向杆3，导向杆3的上端与上立柱4相连；所述搅拌装置包括安装机构和搅拌机构，搅拌机构通过安装机构与上立柱4连接固定，所述搅拌机构包括搅拌电机17和搅拌头23，搅拌电机17与搅拌电机控制器电连接，搅拌电机17的电机轴与搅拌头23相连；所述升降装置与导向杆3相连，升降装置的驱动端可沿导向杆3上下移动；所述升降装置外伸一个支架8，支架8上放置有铁水罐，铁水罐与搅拌机构的搅拌头23上下相对；铁水罐的上部设有开口，所述搅拌头23可经开口伸入铁水罐内。

[0025] 本发明中，如图4所示，所述升降装置包括升降座25、丝杠10、丝杠螺母24和丝杠驱动机构，所述升降座25的一侧设有滑套7，滑套7套设在导向杆3上，滑套7可沿导向杆3上下滑动；所述支架8安装在升降座25另一侧的底部；所述丝杠10竖直布置，丝杠10的两端分别通过轴承组件与上立柱4和下立柱2连接固定（通过第一轴承组件9与上立柱4相连，通过第二轴承组件11与下立柱2相连）；丝杠10与丝杠螺母24相配置，丝杠螺母24与升降座25固定相连，丝杠螺母24可带动升降座25上下移动。

[0026] 本发明中，所述丝杠驱动机构包括伺服电机15，伺服电机15与伺服电机控制器电连接；伺服电机15安装在下立柱的下部（安装在下立柱2的内部或外部均可），伺服电机15的电机轴上安装有主动链轮14，主动链轮14通过链条13与从动链轮12相适配，从动链轮12安装在丝杠10的下端；伺服电机15旋转时通过链轮传动带动丝杠10转动，从而带动丝杠螺母24和升降座25上下移动。优选地，所述丝杠驱动机构还可为皮带轮传动机构，驱动丝杠10转动。

[0027] 本发明中，如图2和图3所示，所述搅拌机构还包括扭矩传感器19和搅拌头夹具22，搅拌电机17的电机轴通过第一联轴器18与扭矩传感器19相连，扭矩传感器19通过第二联轴器20与搅拌头夹具22相连，搅拌头夹具22的上端与第三轴承组件21相配置；所述搅拌头23的上端与搅拌头夹具22相适配；所述扭矩传感器19与扭矩仪电连接。

[0028] 本发明中，所述安装机构包括横杆5和安装板6，横杆5的一端与上立柱4的外壁连接固定（可为焊接），横杆5的另一端为自由端，自由端与竖向布置的安装板6连接固定（可为焊接）；所述搅拌电机17、扭矩传感器19和第三轴承组件21均自上而下依次安装在安装板6上。本实施例中设有两根横杆5，两根横杆5的自由端分别固定在安装板6的上部和下部。

[0029] 本发明中，所述底座1为三角支撑座，所述下立柱2的底部与底座1焊接固定；底座1包括三个外伸的支脚26，每个支脚26的底部开设有螺纹孔，螺纹孔与调节螺栓16相配合；通过控制三个调节螺栓16的高度，可调整整个系统的竖直状态。

[0030] 本发明的工作过程为：首先，在搅拌电机控制器上设定搅拌电机17的转数；然后，搅拌电机控制器驱动搅拌电机17转动，从而带动扭矩传感器19、搅拌头夹具22及搅拌头23同时旋转，此时搅拌头23的实际转速、扭矩和功率等参数通过扭矩传感器19实时发送至扭矩仪；接着，操作伺服电机控制器，驱动伺服电机15正反转并通过链轮传动带动丝杠10正反向转动，与丝杠10配合的丝杠螺母24带动升降座25和支架8上下移动，置于支架8上的铁水罐随之上下移动，从而实现搅拌头23伸入或退出铁水罐。搅拌头23伸入铁水罐的深度可由伺服电机控制器根据丝杠10的正反转调节。

[0031] 以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。