CN112033742A - 一种金属液自动取样设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种金属液自动取样设备，涉及冶金、熔炼设备技术领域。金属液自动取样设备设置在安装平台上，安装平台下方预设有装载金属液的水包通行的空间，其包括支撑立柱、采样装置及驱动装置；支撑立柱安装在安装平台上；采样装置设置在支撑立柱上，采样装置用于对水包内的金属液进行测温和取样；驱动装置设置在支撑立柱上，驱动装置包括第一驱动机构、第二驱动机构及升降机构，第一驱动机构和第二驱动机构均可通过升降机构驱动采样装置向靠近或远离水包的直线方向运动。本发明相比传动的人工取样方式，方便快捷，安全高效，避免人工取样作假，保证取样质量，有效的避免了采样装置与水包的碰撞，确保人身和设备安全。

Description

一种金属液自动取样设备

技术领域

本发明涉及冶金、熔炼设备技术领域，尤其涉及一种金属液自动取样设备。

背景技术

在冶金、熔炼的过程中，为了保证钢材成型后的质量，一般在浇铸前需要分析钢水、铁水的成分以及温度，通过精准控制钢水、铁水的成分和温度，从而保证浇铸的钢材质量。

现有技术中，对钢水、铁水的取样，主要是采用人工手持采样杆取样的方式，人工取样的方式存在取样困难、取样的效率低，人工取样存在作假，导致取样质量无法保证的问题。虽然，现有技术中也提供了多种取样设备，但是大多采用摆动式进行采用，如果采样设备出现故障，摆动时有可能对取样头和测温头造成碰撞，严重的会打翻钢水、铁水，存在极大地安全隐患。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本申请提供一种金属液自动取样设备，取样方便，安全高效，取样质量有保证，有效的避免了金属液自动取样设备与水包的碰撞。

为达上述目的，本申请提供的一种金属液自动取样设备，所述金属液自动取样设备设置在安装平台上，所述安装平台下方预设有装载金属液的水包通行的空间，所述金属液自动取样设备包括支撑立柱、采样装置及驱动装置；

所述支撑立柱安装在所述安装平台上；

所述采样装置设置在所述支撑立柱上，所述采样装置用于对所述水包内的金属液进行测温和取样；

所述驱动装置设置在所述支撑立柱上，所述驱动装置包括第一驱动机构、第二驱动机构及升降机构，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均可通过所述升降机构驱动所述采样装置向靠近或远离所述水包的直线方向运动。

在一种可能的实施方式中，所述第一驱动机构包括电动驱动组件，所述第二驱动机构包括手动驱动组件，所述电动驱动组件和所述手动驱动组件均连接所述升降机构，所述电动驱动组件和所述手动驱动组件均通过所述升降机构驱动所述采样装置动作。

在一种可能的实施方式中，所述驱动装置还包括缓冲机构，所述缓冲机构设置在所述支撑立柱上，所述缓冲机构沿所述采样装置运动方向设置，用于所述采样装置的限位。

在一种可能的实施方式中，所述升降机构包括两组链轮组件及移动载板，两组所述链轮组件均包括链条及两传动轮；

两所述传动轮均沿所述支撑立柱的高度方向布置，所述驱动装置用于驱动其中一个所述传动轮转动；

所述链条为开环结构，所述链条依次穿绕过两所述传动轮布置，所述链条的两开环端均连接所述移动载板，所述链条用于带动所述移动载板运动；

所述移动载板用于安装所述采样装置。

在一种可能的实施方式中，两组所述链轮组件均还包括至少一张紧单元，所述张紧单元包括张紧调节座及链条张紧调节杆，所述张紧调节座安装在所述移动载板上，所述张紧调节杆与所述张紧调节座螺纹配合，所述张紧调节杆的一端连接所述链条的一个开环端。

在一种可能的实施方式中，所述采样装置包括采样器，所述采样器通过采样杆安装在所述移动载板上，所述采样器用于对所述金属液进行测温和取样。

在一种可能的实施方式中，所述支撑立柱包括立柱单元及取样安装架，所述立柱单元竖直设置在所述安装平台上，所述取样安装架安装在所述立柱单元的一侧，所述取样安装架用于安装所述采样装置和所述驱动装置。

在一种可能的实施方式中，所述立柱单元沿高度方向设置有悬臂架，所述取样安装架通过安装轴卡装在所述悬臂架上。

在一种可能的实施方式中，所述取样安装架沿竖直方向布置有滑轨，对应的所述移动载板上安装有预定数量的滚轮，所述滚轮与所述滑轨滑动配合。

在一种可能的实施方式中，所述支撑立柱还包括用于攀爬的直梯平台，所述直梯平台安装在所述立柱单元远离所述取样安装架的一侧。

相比现有技术，本申请的有益效果：

本申请提供的一种金属液自动取样设备，设置在安装平台上，安装平台下方预设有装载金属液的水包通行的空间，金属液自动取样设备包括支撑立柱、采样装置及驱动装置；支撑立柱安装在安装平台上；采样装置设置在支撑立柱上，采样装置用于对水包内的金属液进行测温和取样；驱动装置设置在支撑立柱上，驱动装置包括第一驱动机构、第二驱动机构及升降机构，第一驱动机构和第二驱动机构均可通过升降机构驱动采样装置向靠近或远离水包的直线方向运动。本申请提供的金属液自动取样设备，相比传动的人工取样方式，方便快捷，安全高效，避免人工取样作假，保证取样质量。

另外，本申请采用立式的测温取样方式，如果第一驱动机构出现故障，采样装置无法动作，可通过第二驱动机构驱动采样装置向远离水包的方向运动，保证水包的正常通行，进而有效的避免了采样装置与水包的碰撞，确保人身和设备安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的一种金属液自动取样设备的立体结构示意图；

图2示出了图1中A处的局部结构放大示意图；

图3示出了图1中B处的局部结构放大示意图；

图4示出了图3中D处的局部结构放大示意图；

图5示出了本申请实施例提供的金属液自动取样设备移动载板的结构示意图；

图6示出了图1中C处的局部结构放大示意图。

主要元件符号说明：

1-支撑立柱；10-取样安装架；100-滑轨；101-安装轴；102-固定卡板；11-立柱单元；110-悬臂架；12-直梯平台；120-安全护栏；

2-驱动装置；20-升降机构；200-传动轴；201-轴承座；202-链轮组件；2020-传动轮；2021a-开环端；2021-链条；2023-张紧单元；2023a-U形座；2023b-张紧调节座；2023c-张紧调节杆；203-移动载板；2030-滚轮；21-第一驱动机构；210-驱动电机；211-减速机；22-第二驱动机构；220-旋转手轮；23-缓冲机构；230-缓冲安装座；231-缓冲器；

3-采样装置；30-采样杆；31-采样器；

4-安装平台；

5-水包；5a-移动车。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供的一种金属液自动取样设备，用于金属液的测温取样作业，方便快捷，安全高效，对取样质量有保证。

在本实施例中，金属液自动取样设备设置在安装平台4上，其中，安装平台4与地面之间具有预定的空间，该空间可允许装载金属液的水包5通过。

在本实施例中，水包5是由移动车5a运输至金属液自动取样设备下方，再由金属液自动取样设备进行测温取样。可以理解的金属液包括钢水或铁水，水包5也可以称为钢包或铁包，是一种装载金属液的容器。

本实施例提供的金属液自动取样设备，包括支撑立柱1、采样装置3及驱动装置2，其中，支撑立柱1安装在安装平台4上，可以理解的，支撑立柱1呈竖直设置，采样装置3设置在支撑立柱1上。驱动装置2用于驱动采样装置3沿支撑立柱1的高度方向上下往复运动，采样装置3通过上下往复运动实现对水包5内的金属液进行测温和取样，换而言之，采样装置3具备测温和取样两个功能。

上述，支撑立柱1包括立柱单元11、取样安装架10及直梯平台12，立柱单元11与安装平台4通过螺栓或焊接固定连接，应该理解的，其中螺栓固定包括地脚螺栓固定。立柱单元11竖直设置在安装平台4上，取样安装架10设置在立柱单元11的一侧，直梯平台12设置在立柱单元11远离取样安装架10的一侧。其中，取样安装架10上安装有采样装置3和驱动装置2，直梯平台12用于工作人员攀爬上立柱单元11，实现对取样安装架10上的采样装置3和驱动装置2的检修和维护。

直梯平台12与立柱单元11通过螺栓连接或者焊接在一起，直梯平台12包括攀爬阶梯(图未示)及设置在攀爬阶梯***的安全护栏120，安全护栏120可以保护工作人员的生命安全，提高安全性。

请结合参阅图1和图6，取样安装架10的两侧均设置有一对安装轴101，安装轴101沿竖直方向设置，并向远离取样安装架10的方向延伸。其中，位于取样安装架10同一侧的两个安装轴101之间保持有预定的距离。对应的立柱单元11沿高度方向，也就是竖直方向设置有悬臂架110，悬臂架110与安装轴101的数量及位置一一对应设置，其中，悬臂架110向远离直梯平台12的方向延伸，悬臂架110远离立柱单元11的一端设置有U形卡槽，该U形卡槽的开口朝上设置，安装轴101卡装在悬臂架110的U形卡槽内，进行实现取样安装架10安装在立柱单元11上。

进一步的，安装轴101的端部设置固定卡板102，固定卡板102套设在安装轴101上，固定卡板102与悬臂架110固定连接，用以限制取样安装架10在竖直方向上的窜动。

请结合参阅图1、图2以及图3，上述，动力装置包括第二驱动机构22、第一驱动机构21以及升降机构20，第一驱动机构21和第二驱动机构22均连接升降机构20。第一驱动机构21通过升降机构20自动控制采样装置3向靠近或远离水包5的直线方向运动。第二驱动机构22也可控制采样装置3向靠近或远离水包5的直线方向运动。可以理解的，第一驱动机构21和第二驱动机构22在正常使用时，选择其一作为主动力件，本实施例中选用第一驱动机构21为主动力件，第二驱动机构22为辅助动力件，当第一驱动机构21故障时，再启用第二驱动机构22，保证采样工作顺利完成，避免发生意外情况，起到双重保障。

其中，升降机构20设置在取样安装架10内，升降机构20包括两组链轮组件202及移动载板203，两组链轮组件202均沿取样安装架10的宽度方向布置，且两组链轮组件202分别靠近取样安装架10的两侧设置，也就是说，设置在取样安装架10上的两组链轮组件202呈一左一右布置。

两组链轮组件202均包括链条2021及两传动轮2020，两传动轮2020均沿竖直方向设置在取样安装架10上，可以理解的，两传动轮2020分别靠近取样安装架10的两端设置，也就是说，两传动轮2020呈一上一下布置。

进一步的，两组链轮组件202中位于取样安装架10同一端的两个传动轮2020通过一根传动轴200转动安装在取样安装架10上，传动轴200的两端均通过轴承座201与取样安装架10转动配合。

请结合参阅图2和图3，在本实施例中，链条2021为开环结构，也就是说，链条2021为非封闭的环形。因此，本实施例提供的链条2021具有两开环端2021a，链条2021依次穿绕过上下设置的两传动轮2020布置，链条2021的两开环端2021a均连接移动载板203，链条2021可带动移动载板203同步运动。其中，移动载板203上用于安装采样装置3，在链条2021带动移动载板203同步运动时，采样装置3即实现上下往复运动。

请结合参阅图3和图4，在一些具体的实施例中，两组链轮组件202均还包括至少一张紧单元2023，张紧单元2023用于实现链条2021的张紧，避免链条2021出现松弛，进而保证链条2021带动采样装置3运动的更平稳。

在本实施例中，每组链轮组件202包括两个张紧单元2023，两个张紧单元2023分别连接链条2021的其中一个开环端2021a，即，一个张紧单元2023对应链条2021的一个开环端2021a。进一步的，以下对两个张紧单元2023择一进行描述，张紧单元2023包括张紧调节座2023b及链条2021张紧调节杆2023c，张紧调节座2023b安装在移动载板203上，张紧调节杆2023c与张紧调节座2023b螺纹配合，张紧调节杆2023c的一端通过U形座2023a连接链条2021的一个开环端2021a。

在一些具体的实施例中，张紧调节杆2023c可选用螺杆，利用螺杆与调节座的螺纹配合实现链条2021的张紧调节，减少加工成本。

可以理解的，当需要对链条2021进行张紧调节时，通过转动张紧调节杆2023c，张紧调节杆2023c会拉扯链条2021的开环端2021a，进而使链条2021张紧，保证采样装置3上下往复运动更平稳，进而避免采样装置3的损坏。

在一些具体的实施例中，链轮组件202可以用同步带替换，在此就不在详细赘述。

请结合参阅图3和图5，移动载板203的两侧均设置有预定数量的滚轮2030，本实施例中，移动载板203的两侧均设置有两个滚轮2030，即，移动载板203上共设置有四个滚轮2030，四个滚轮2030分布在移动载板203的四个角上。对应的，取样安装架10两侧均设置有滑轨100，滑轨100沿竖直方向布置。移动载板203两侧的滚轮2030分别与同侧的滑轨100滑动配合，实现移动载板203沿滑轨100上下移动，使移动载板203移动的更平稳，进而提高采样装置3上下往复运动时的稳定性。

进一步的，滚轮2030设置为V形的滚轮2030，对应的滑轨100为V形的滑轨100，V形的滚轮2030与V形的滑轨100滑动配合，可以限制移动载板203在滑轨100两侧的位移，提高移动载板203运动时的稳定性。

请结合参阅图3，在一些具体的实施例中，驱动装置2还包括缓冲机构23，缓冲机构23沿采样装置3的运动方向设置在取样安装架10的两端，缓冲机构23用于采样装置3在竖直方向的限位。

具体的，缓冲机构23包括缓冲安装座230和缓冲器231，缓冲安装座230设置在取样安装架10上，缓冲器231安装在缓冲安装座230上，缓冲器231与移动载板203触碰配合，可以理解的，当移动载板203触碰到缓冲器231时，驱动电机210停止动作，即，采样装置3停止运动，进而实现采样装置3在竖直方向的限位，缓冲机构23为采样装置3提供安全保障。

请结合参阅图1和图2，其中，第一驱动机构21和第二驱动机构22均连接升降机构20中的一根传动轴200，进一步的，第一驱动机构21和第二驱动机构22均连接位于取样安装架10下端的传动轴200，这样可以保证第一驱动机构21和第二驱动机构22更靠近安装平台4，后期的操作、维护和检修更方便，另外，提高安全性。

在本实施例中，第一驱动机构21包括电机驱动组件，电机驱动组件包括驱动电机210及减速机211，驱动电机210的输出端连接减速机211，减速机211连接传动轴200，减速机211将驱动电机210输出的动力通过减速增扭后传递给传动轴200，传动轴200再带动传动轮2020转动。

在一些具体的实施例中，驱动电机210可选用伺服电机或步进电机，以提高对传动精度的控制，可以理解的，可以更精准的控制采样装置3的竖直方向运动的精度。

在一些具体的实施例中，电动驱动组件还包括制动器(图未示)，制动器与减速机211连接同一根传动轴200，用于实现传动轴200的刹车，保证采样装置3的竖直方向运动的可靠性，当驱动电机210故障或无法输出动力时，及时通过刹车使采样装置3停止运动，保障人身及设备的安全。

进一步的，制动器为带手动释放的制动器，在遇到故障时可以通过手动进行释放，保证设备正常运行。

在本实施例中，第二驱动机构22包括手动驱动组件，手动驱动组件包括旋转手轮220，旋转手轮220安装在驱动电机210上，当然也可以设置在减速机211上，在驱动电机210故障时，可以通过旋转手轮220来驱动传动轮2020转动，确保采样装置3能够顺利移出水包5，保证水包5正常通行。另外，旋转手轮220还可以作为手动排除故障的机构使用。

请结合参阅图1和图2，采样装置3包括采样器31，采样器31通过采样杆30安装在移动载板203上，采样器31用于对金属液进行测温和取样。也就是说，采样器31具有测温和取样两个功能，换而言之，采样器31上设置有温度传感器，在采样器31向金属液下探的时后，温度传感即能够测得金属液的温度。当采样器伸入至金属液内后，金属液会注入采样器31内形成试样，当采样器31达到指定位置时，通过位置传感器将位置信号反馈至控制装置，控制装置控制驱动电机210反转，进而提升采样器31，使采样器31向远离水包5的方向运动。取出的试样待冷却后通过气力输送***发送至化验室进行化验。

其中，控制装置可以是PLC控制器，PLC控制器配合位置传感器实现自动精确定位控制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种金属液自动取样设备，其特征在于，所述金属液自动取样设备设置在安装平台上，所述安装平台下方预设有装载金属液的水包通行的空间，所述金属液自动取样设备包括支撑立柱、采样装置及驱动装置；

所述支撑立柱安装在所述安装平台上；

所述采样装置设置在所述支撑立柱上，所述采样装置用于对所述水包内的金属液进行测温和取样；

所述驱动装置设置在所述支撑立柱上，所述驱动装置包括第一驱动机构、第二驱动机构及升降机构，所述第一驱动机构和所述第二驱动机构均可通过所述升降机构驱动所述采样装置向靠近或远离所述水包的直线方向运动。

2.根据权利要求1所述的金属液自动取样设备，其特征在于，所述第一驱动机构包括电动驱动组件，所述第二驱动机构包括手动驱动组件，所述电动驱动组件和所述手动驱动组件均连接所述升降机构，所述电动驱动组件和所述手动驱动组件均通过所述升降机构驱动所述采样装置动作。

3.根据权利要求1所述的金属液自动取样设备，其特征在于，所述驱动装置还包括缓冲机构，所述缓冲机构设置在所述支撑立柱上，所述缓冲机构沿所述采样装置运动方向设置，用于所述采样装置的限位。

4.根据权利要求1所述的金属液自动取样设备，其特征在于，所述升降机构包括两组链轮组件及移动载板，两组所述链轮组件均包括链条及两传动轮；

两所述传动轮均沿所述支撑立柱的高度方向布置，所述驱动装置用于驱动其中一个所述传动轮转动；

所述链条为开环结构，所述链条依次穿绕过两所述传动轮布置，所述链条的两开环端均连接所述移动载板，所述链条用于带动所述移动载板运动；

所述移动载板用于安装所述采样装置。

5.根据权利要求4所述的金属液自动取样设备，其特征在于，两组所述链轮组件均还包括至少一张紧单元，所述张紧单元包括张紧调节座及链条张紧调节杆，所述张紧调节座安装在所述移动载板上，所述张紧调节杆与所述张紧调节座螺纹配合，所述张紧调节杆的一端连接所述链条的一个开环端。

6.根据权利要求4所述的金属液自动取样设备，其特征在于，所述采样装置包括采样器，所述采样器通过采样杆安装在所述移动载板上，所述采样器用于对所述金属液进行测温和取样。

7.根据权利要求4所述的金属液自动取样设备，其特征在于，所述支撑立柱包括立柱单元及取样安装架，所述立柱单元竖直设置在所述安装平台上，所述取样安装架安装在所述立柱单元的一侧，所述取样安装架用于安装所述采样装置和所述驱动装置。

8.根据权利要求7所述的金属液自动取样设备，其特征在于，所述立柱单元沿高度方向设置有悬臂架，所述取样安装架通过安装轴卡装在所述悬臂架上。

9.根据权利要求7所述的金属液自动取样设备，其特征在于，所述取样安装架沿竖直方向布置有滑轨，对应的所述移动载板上安装有预定数量的滚轮，所述滚轮与所述滑轨滑动配合。

10.根据权利要求7-9中任意一项所述的金属液自动取样设备，其特征在于，所述支撑立柱还包括用于攀爬的直梯平台，所述直梯平台安装在所述立柱单元远离所述取样安装架的一侧。

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