一种冶金取样装置

摘要

本发明公开了一种冶金取样装置，包括置管装置和吸管装置；所述置管装置设置在坩埚上方的加热炉空腔，所述空腔具有供吸管装置贯穿进入下方坩埚的取样通道；所述置管装置包括有第一转盘和第二转盘，所述第一转盘上设有转动至与取样通道底端对接的取样切换孔，若干取样玻璃管平行于取样通道置于第二转盘上，并随第二转盘转动至与取样通道同轴对接；所述吸管装置通过连接头与转动至对接在取样通道内的取样玻璃管可拆卸连通。本发明通过取料装置可实现冶金过程中对金属熔体和炉渣实时取样，从加热炉外部操作吸管装置即可从加热炉内部的坩埚内部吸取样品，操作过程的安全性得到保障。

权利要求

1.一种冶金取样装置，其特征在于：包括置管装置(3)和吸管装置(4)；

所述置管装置(3)设置在坩埚上方的加热炉空腔(11)，所述空腔具有供吸管装置(4)贯穿进入下方坩埚的取样通道；

所述置管装置(3)包括有第一转盘(31)和第二转盘(32)，所述第一转盘(31)上设有转动至与取样通道底端对接的取样切换孔(311)，若干取样玻璃管(35)平行于取样通道置于第二转盘(32)上，并随第二转盘(32)转动至与取样通道同轴对接；

所述吸管装置(4)的吸管端设有连接头，所述吸管装置(4)通过连接头与转动至对接在取样通道内的取样玻璃管(35)可拆卸连通。

2.根据权利要求1所述的一种冶金取样装置，所述取样通道包括在空腔上下两侧同轴设置的取样口(111)。

3.根据权利要求1所述的一种冶金取样装置，所述第一转盘(31)和第二转盘(32)同轴并相对转动装配，并分别通过两组旋转驱动装置(5)单独驱动。

4.根据权利要求3所述的一种冶金取样装置，所述第一转盘(31)和第二转盘(32)分别通过第一转轴(33)和第二转轴(34)转动装配，所述第一转轴(33)转动装配在空腔的安装口(113)内，所述第二转轴(34)为空心轴，空套装配于第一转轴(33)上，所述第一转轴(33)和第二转轴(34)顶部分别同轴设置第一驱动盘(36)和第二驱动盘(37)，所述第一驱动盘(36)和第二驱动盘(37)分别与两组旋转驱动装置(5)传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种冶金取样装置，所述第二转盘(32)包括同轴上下设置的两组，两组第二转盘(32)沿旋转圆周均匀布置若干组置管定位孔(321)，所述取样玻璃管(35)竖直插装在两组第二转盘的置管定位孔(321)内，底部通过第一转盘(31)支撑固定并随第二转盘(32)一一转动至与取样通道同轴对接。

6.根据权利要求5所述的一种冶金取样装置，所述空腔(11)顶壁设置添加取样玻璃管的加管口(112)，所述加管口(112)与随第二转盘(32)转动的置管定位孔(321)对接。

7.根据权利要求5所述的一种冶金取样装置，所述旋转驱动装置(5)包括曲柄滑块机构或齿轮齿条机构或轮系传动机构。

8.根据权利要求1所述的一种冶金取样装置，所述吸管装置(4)包括注射器(41)和吸管(45)，所述吸管(45)其中一个端部通过第一橡胶连接头(44)与注射器(41)连接，另一端固定设置与取样玻璃管(35)插接连通的第二橡胶连接头(46)。

9.根据权利要求8所述的一种冶金取样装置，所述注射器(41)的筒壁固定在外筒(43)内，活塞端与滑动装配于外筒(43)内部的内筒(42)连接，所述内筒(42)在外筒(43)内部具有固定的滑动距离。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种冶金取样装置，所述取样玻璃管(35)的外壁设有吸附炉渣的吸附凹槽(351)。

说明书

一种冶金取样装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种冶金取样装置。

背景技术

[0002] 在高温冶金过程中，金属熔体成分以及炉渣成分变化情况的对后续工业生产有着重要的意义，而目前对实时金属熔体和炉渣的取样是一个问题。

[0003] 现有冶金生产过程中，针对小型的坩埚加热过程中，对金属熔体和炉渣进行取样都是在实验加热完成后，把坩埚从加热炉中取出进行取样。针对较大型的坩埚加热，则是在实验过程中，将加热炉打开，然后通过特制的勺子舀出取样，取样过程中需要打开加热炉并且接近高温的金属熔体，安全隐患较大，并且多次取样还存在取样不均的问题，影响后续的样品分析。

发明内容

[0004] 本发明解决的技术问题是：针对现有冶金取样方式存在的不足之处，提供一种冶金取样装置对金属熔体和炉渣成分进行安全可靠的取样检测。

[0005] 本发明采用如下技术方案实现：

[0006] 一种冶金取样装置，包括置管装置3和吸管装置4；

[0007] 所述置管装置3设置在坩埚上方的加热炉空腔11，所述空腔具有供吸管装置4贯穿进入下方坩埚的取样通道；

[0008] 所述置管装置3包括有第一转盘31和第二转盘32，所述第一转盘31上设有转动至与取样通道底端对接的取样切换孔311，若干取样玻璃管35平行于取样通道置于第二转盘32上，并随第二转盘32转动至与取样通道同轴对接；

[0009] 所述吸管装置4的吸管端设有连接头，所述吸管装置4通过连接头与转动至对接在取样通道内的取样玻璃管35可拆卸连通。

[0010] 进一步的，所述取样通道包括在空腔上下两侧同轴设置的取样口111。

[0011] 进一步的，所述第一转盘31和第二转盘32同轴并相对转动装配，并分别通过两组旋转驱动装置5单独驱动。

[0012] 进一步的，所述第一转盘31和第二转盘32分别通过第一转轴33和第二转轴34转动装配，所述第一转轴33转动装配在空腔的安装口113内，所述第二转轴34为空心轴，空套装配于第一转轴33上，所述第一转轴33和第二转轴34顶部分别同轴设置第一驱动盘36和第二驱动盘37，所述第一驱动盘36和第二驱动盘37分别与两组旋转驱动装置5传动连接。

[0013] 进一步的，所述第二转盘32包括同轴上下设置的两组，两组第二转盘32沿旋转圆周均匀布置若干组置管定位孔321，所述取样玻璃管35竖直插装在两组第二转盘的置管定位孔321内，底部通过第一转盘31支撑固定并随第二转盘32一一转动至与取样通道同轴对接。

[0014] 进一步的，所述空腔11顶壁设置添加取样玻璃管的加管口112，所述加管口112与随第二转盘32转动的置管定位孔321对接。

[0015] 进一步的，所述旋转驱动装置5包括曲柄滑块机构或齿轮齿条机构或轮系传动机构。

[0016] 进一步的，所述吸管装置4包括注射器41和吸管45，所述吸管45其中一个端部通过第一橡胶连接头44与注射器41连接，另一端固定设置与取样玻璃管35插接连通的第二橡胶连接头46。

[0017] 进一步的，所述注射器41的筒壁固定在外筒43内，活塞端与滑动装配于外筒43内部的内筒42连接，所述内筒42在外筒43内部具有固定的滑动距离。

[0018] 在本发明的一种冶金取样装置中，所述取样玻璃管35的外壁设有吸附炉渣的吸附凹槽351。

[0019] 本发明具有如下有益效果：本发明通过取料装置可实现冶金过程中对金属熔体和炉渣实时取样，从而知道整个冶金过程中金属熔体和炉渣的成分的准确变化，可以对整个冶金过程更好的了解，为更准确的控制冶金产物的提供了基础。并且在加热坩埚的加热炉内部设置置管装置来提供延伸进入坩埚内部吸取样品的取样管，操作取样时，不需要打开加热炉，从加热炉外部操作吸管装置即可从加热炉内部的坩埚内部吸取样品，操作过程的安全性得到保障。

[0020] 以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

[0021] 图1为实施例中的冶金取样装置整体结构示意图。

[0022] 图2为实施例中的加热炉内部孔位示意图。

[0023] 图3为实施例中的置管装置结构示意图。

[0024] 图4为实施例中的第一转盘示意图。

[0025] 图5为实施例中的第二转盘示意图。

[0026] 图6为实施例中的取样玻璃管示意图。

[0027] 图7为实施例中的吸管装置结构示意图。

[0028] 图8为实施例中采用曲柄滑块机构作为旋转驱动装置的示意图。

[0029] 图中标号：1-加热炉，11-空腔，111-取样口，112-加管口，113-安装口，114-检测口；

[0030] 2-坩埚，21-金属熔体，22-炉渣；

[0031] 3-置管装置，31-第一转盘，311-取样切换孔，32-第二转盘，321-置管定位孔，33-第一转轴，34-第二转轴，35-取样玻璃管，351-吸附凹槽，36-第一驱动盘，37-第二驱动盘；

[0032] 4-吸管装置，41-注射器，42-内筒，43-外筒，44-第一橡胶连接头，45-吸管，46-第二橡胶连接头；

[0033] 5-旋转驱动装置，51-连杆，52-滑块，53-滑槽；

[0034] 6-热电偶。

具体实施方式

[0035] 实施例

[0036] 参见图1，图示中的一种冶金取样装置为本发明的优选实施方案，具体包括加热炉1、坩埚2、置管装置3、吸管装置4、旋转驱动装置5和热电偶6，其中加热炉为高频电加热炉，对内部坩埚2内部的金属矿石进行加热冶金，坩埚2内部的金属在熔融状态下形成金属熔体
21，金属熔体21的表面漂浮一层熔融后的炉渣22，本实施例的取样装置就是对坩埚2内部的金属熔体21和炉渣22进行取样分析。在坩埚2上方的加热炉1内部设置有一个通过隔板形成的空腔11，取样装置中的置管装置3设置在坩埚上方的加热炉空腔11内，置管装置3用于提供延伸至坩埚内部取样的取样玻璃管，通过加热炉11外部操作吸管装置4与置管装置上的取样玻璃管对接进入下方坩埚进行吸取取样，该空腔11具有供吸管装置4和置管装置上的取样玻璃管组成的吸取组件贯穿进入下方坩埚内的取样通道。

[0037] 结合参见图2，本实施例中的加热炉1内部空间分为上下两部分，其中下部分为对坩埚2进行加热的加热区域，加热区域上方通过隔板分隔出一个空腔11，空腔11的顶板和底板上只开设若干孔道作为取样通道、检测通道、安装孔位等功能。具体包括取样口111、加管口112、安装口113和检测口114，其中，取样口111在空腔11的顶板和底板上同轴设置，形成贯穿整个空腔11的取样通道；加管口112仅设置在空腔11的顶板上，用于向空腔内部设置的置管装置3上放置取样玻璃管；安装口113设置在空腔11的顶板上，作为置管装置3的安装孔位；检测口114在空腔11的顶板和底板上同轴设置，形成贯穿整个空腔11的检测通道，便于热电偶6从加热炉外部插入坩埚内部监测金属熔炼过程中的温度。

[0038] 结合参见图3，置管装置3包括同轴布置的第一转盘31和第二转盘32，在第一转盘31用于支撑第二转盘32上放置的取样玻璃管35，其上设置有转动至与取样通道底端取样口
111对接的取样切换孔311，用于与吸管装置4对接后的取样玻璃管进入下部加热区域的坩埚内进行取样。若干取样玻璃管35平行于取样通道置于第二转盘32上，第二转盘32转动带动其上放置的取样玻璃管35移动至与取样通道同轴对接，吸管装置4通过取样通道顶部的取样口111与取样玻璃管35对接连通，然后通过转动第一转盘31将取样切换孔311对齐取样通道，实现吸管装置4带动取样玻璃管35进入下方的坩埚内部。

[0039] 具体的，第一转盘31和第二转盘32同轴但是不同步转动，即第一转盘31和第二转盘32之间相对自由转动，具体的装配方式如下：第一转盘31和第二转盘32分别通过第一转轴33和第二转轴34转动装配，其中第一转盘31为与第二转盘32的下方，与第一转盘31同轴固定连接的第一转轴33通过轴承转动装配在空腔的安装口113内，与第二转盘32同轴固定连接的第二转轴34采用空心轴，整体空套装配于第一转轴33上，这样第一转轴33和第二转轴34之间均能够自由转动，将第一转轴33和第二转轴34分别与两组旋转驱动装置5传动连接，实现了第一转盘31和第二转盘32之间的独立转动控制。

[0040] 第一转轴33和第二转轴34顶部分别同轴固定第一驱动盘36和第二驱动盘37，第一转轴33和第二转轴34分别通过第一驱动盘36和第二驱动盘37与两组旋转驱动装置5传动连接，由旋转驱动装置5提供置管装置3的转动动力。

[0041] 为了提高批量取样检测的效率，置管装置3上可以同时存放多根置管玻璃管35。结合参见图4和图5，本实施例中的第二转盘32包括同轴上下设置的两组，两组第二转盘32沿其旋转圆周均匀布置十二组置管定位孔321，两组第二转盘32之间的置管定位孔之间同轴，取样玻璃管35同时插装在两组第二转盘的同轴置管定位孔321内，实现取样玻璃管35竖直定位，第一转盘31上在对应置管定位孔的圆周上只设置一个取样切换孔311，在该取样切换孔311未转动至与任何一个置管定位孔同轴对齐时，置管玻璃管35的底部通过第一转盘31支撑限位。取样玻璃管35随第二转盘32一一转动至与取样通道同轴对接。置管定位孔321的数量可以根据第二转盘32的大小以及需要批量取样的数量进行选择。

[0042] 综上，取样通道的取样口111固定位于取样切换孔311以及置管定位孔321的转动圆周上。置管装置3的第一转盘31和第二转盘32的作用不一样，其转动控制也不一样。第一转盘31只具备两个状态，即第一转盘31隔断取样通道底端的取样口111和第一转盘31上的取样切换孔311对齐连通取样通道；第二转盘32每转动一个固定角度后都将对应置管定位孔321内的取样玻璃管与取样通道对齐，在第二转盘32上的取样玻璃管对齐取样通道后，第一转盘31处于隔断取样通道的状态，通过第一转盘31支承住该取样玻璃管，此时还要将第一转盘31上的取样切换孔311要与第二转盘32上相邻的置管定位孔321错开，从取样通道顶端的取样口将吸管装置与该取样玻璃管对接连通，然后控制第一转盘31转动切换至取样切换孔311连通取样通道，此时通过吸管装置4带动取样玻璃管进入坩埚内部进行取样。

[0043] 本实施例在空腔11顶壁设置添加取样玻璃管的加管口112，加管口112对应第二转盘32上的置管定位孔所在圆周轨迹，在置管装置上的所有取样玻璃管35用完之后，转动第二转盘32将加管口112与第二转盘32上的置管定位孔321对齐，即可将新的取样玻璃管35加入到加热炉内部的置管装置3上，不需要打开加热炉进行加管。

[0044] 本实施例中分别驱动置管装置3的第一转盘31和第二转盘32的旋转驱动装置5可以采用曲柄滑块机构或齿轮齿条机构或轮系传动机构中的一种或两种，其中曲柄滑块机构如图7中所示，以第一驱动盘36或第二驱动盘37作为曲柄端，将连杆51一端铰接在第一驱动盘36或第二驱动盘37的非圆心位置，另一端铰接在滑槽53的滑块52上，取样时，通过手动推动滑块52带动第一驱动盘36或第二驱动盘37转动。滑块52在滑槽53内部可设置若干对应第一转盘31或第二转盘32内部对应转动状态的刻度，便于第一转盘31和第二抓盘32的准确定位转动。齿轮齿条结构可以以第一驱动盘或第二驱动盘作为齿轮，通过手动推动齿条带动第一转盘或第二转盘转动。轮系传动机构包括但不限于齿轮传动机构、同步带传动机构、链轮传动机构。

[0045] 本实施例可以同时金属熔体21和炉渣22进行取样，如图6所示，本实施例中的取样玻璃管35采用特制的耐高温的玻璃管，在玻璃管的外表面设置一圈内凹的吸附凹槽351，当取样玻璃管35伸入进入金属熔体21后，通过内部管腔抽吸液态的金属熔体，漂浮在金属熔体上的炉渣22会积聚吸附在吸附凹槽351内，随取样玻璃管一同取出。

[0046] 结合参见图7，吸管装置4的吸管端设有连接头，吸管装置4通过连接头与转动至对接在取样通道内的取样玻璃管35可拆卸连通。

[0047] 具体的，吸管装置4包括注射器41、内筒42、外筒43、第一橡胶连接头44、吸管45和第二橡胶连接头46。吸管45也采用耐高温的玻璃管，吸管45其中一个端部通过第一橡胶连接头44与注射器41的抽吸口连接，另一端固定设置与取样玻璃管35插接连通的第二橡胶连接头46，取样金属管35和吸管45对接的长度要保证能够将取样金属管35伸入到坩埚的金属熔体液位以下进行取样。橡胶连接头通过橡胶材质的弹性作用套箍在取样玻璃管端部，实现对取样玻璃管的固定对接，并且能够保证吸管45与取样玻璃管35之间的连接密封性能，保证注射器41抽吸取样的气密性。

[0048] 为了保证每次取样容量的恒定，本实施例将注射器41的筒壁固定在外筒43内，活塞端与滑动装配于外筒43内部的内筒42连接，内筒42在外筒43内部具有固定的滑动距离，内筒42具有一个凸起的外延，当注射器内的活塞推到底时，对应内筒42在外筒43内的一个极限位置，当需要抽吸取样时，向外拉动内筒42，带动活塞在注射器筒内部移动，当内筒42的凸起外延接触到外筒43内壁的台阶限位后，实现活塞在注射器筒内的固定抽吸距离，以保证每次抽吸定量的金属熔体样品。

[0049] 通过吸管装置4抽吸取样完毕后，将整个取样玻璃管通过取样通道内抽出到加热炉外部，金属熔体一般被抽吸存储在取样玻璃管35内部，取样玻璃管35外壁的吸附凹槽内积聚一定的炉渣样品，将取样玻璃管35从吸管装置4上取下，从取样玻璃管上取出样品即可进行分析。

[0050] 上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。