CN111397970B - 一种液态金属取样器和液态金属取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液态金属取样器，包括外管、内管、升降杆、凹型压盖和密封头。外管套装于内管的外部，外管侧壁和内管侧壁均设置有排气孔，内管和外管之间有空隙，凹型压盖位于外管上端，凹型压盖顶部中心设有通孔，升降杆的下端穿过通孔，升降杆的下端与内管的上部连接，密封头设置于外管的底部，密封头与外管之间设置有多个进液孔。内管在升降杆的带动下，在外管内上下运动，内管向下运动时可与密封头紧密接触。本发明解决了液态金属自由面上杂质对样品的干扰，确保取样过程的准确性，具有操作简单方便的特点。

Description

一种液态金属取样器和液态金属取样方法

技术领域

本发明涉及液体取样领域，具体涉及一种液态金属取样器和液态金属取样方法。

背景技术

在科学研究和实际生产中，为准确掌握液态金属的成分，了解液态金属物性，经常需要从盛有液态金属的容器内提取样品进行成分分析。为获得具有代表性的液态金属样品，在取样过程中，必须避免液态金属自由面上杂质对样品的影响。

目前公开的液态金属取样器的专利技术如中国专利（授权号：CN205317520U）、中国专利（授权号：CN2168247Y）不能完全解决金属自由面上杂质对样品的干扰问题，中国专利（授权号：CN101017121B）提出切换气路的思路来避免液态金属自由面上杂质对样品的影响，但在移取过程中，抽真空的力度控制不当会导致液态金属自由面上杂质吸入取样室内，从而导致样品的信息失真。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是使用现有技术液态金属取样仪器和方法时，由于取样仪器不合适或者操作不当的原因，造成取样样本混入了杂质。本发明目的在于提供一种液态金属取样器和液态金属取样方法，解决了取样操作和避免杂质影响取样样本的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种液态金属取样器，包括外管、内管、升降杆和密封头，所述外管套装于所述内管的外部，所述外管侧壁和所述内管侧壁均设置有排气孔，所述内管和所述外管之间有空隙，所述升降杆的下部与所述内管的上部连接，所述密封头设置于所述外管的底部，所述密封头与所述外管之间设置有多个进液孔；所述内管在所述升降杆的带动下，在所述外管内上下运动，所述内管向下运动时可与所述密封头紧密接触。

升降杆与内管连接，拉动升降杆可以带动内管在外管的内部上下运动。取样前，内管在升降杆的带动下，往下运动，并与密封头紧密接触在一起，使内管底部达到密封的效果。将本发明液态金属取样器插入液态金属中，由于外管侧壁设置有排气孔，液态金属在外界大气压力作用下，从密封头和外管之间的多个进液孔进入外管和内管间的空隙里。然后内管在升降杆的带动下，往上运动，使得内管与密封头分离，由于内管侧壁设置有排气孔，液态金属在外界大气压力作用下，液态金属从外管和内管间的空隙经过内管底端进入内管内。接着内管在升降杆的带动下，往下运动，并与密封头紧密接触在一起，使进入内管的液体金属取样保持在内管中，不受外界杂质干扰。最后将本发明液态金属取样器从液态金属中取出，完成取样。采样过程中，即液态金属样本从外管和内管之间的空隙，通过内管底部进入内管的过程中，由于排气孔和大气压力的自然作用，含有杂质的液态金属表面始终高于取样口（即内管底部），保障了液体金属表面的杂质不会进入内管，也就不会污染采样样本。

进一步的，所述内管绕内管轴线的旋转被限位。内管限制在外管内，只能上下运动，不能旋转，保障了稳定性。

进一步的，所述外管的排气孔和所述内管的排气孔设有的销钉，所述销钉贯穿所述外管和所述内管，所述排气孔为腰型孔。排气孔不仅可以用于平衡大气压力，还可以用来插入销钉。通过销钉插入排气孔的方式，限制了内管不能绕内管轴线的旋转。腰型的排气孔保障了内管可以上下运动。

进一步的，所述外管的排气孔和所述内管的排气孔均位于同一水平位置。有利于本发明取样器排气，避免采样的样本中存在气孔。

进一步的，所述升降杆的下端与所述内管的上部螺纹连接。通过旋转升降杆来带动内管的上下运动。

进一步的，所述外管上端设置有凹型压盖，所述外管和所述凹型压盖之间有活动腔，所述凹型压盖顶部中心设有通孔，所述升降杆的上部穿过所述通孔，所述升降杆中部设置实心圆盘，所述实心圆盘位于所述外管和所述凹型压盖之间，所述实心圆盘位于所述活动腔内。内管和升降杆上下运动的同时，带动实心圆盘在活动腔内上下运动。

进一步的，所述密封头为半球形，所述密封头的球面位于靠近所述内管的一侧。内管与密封头采用颊线与弧面接触密封形式，依靠接触面的高精度和高光洁度，达到良好的密封效果。

进一步的，所述多个进液孔对称分布。使得液态金属均匀进入外管和内管间的空隙。

进一步的，包括以下步骤：

步骤一：带动所述升降杆，使所述内管与所述密封头紧密接触；

步骤二：将所述液态金属取样器插入液态金属中，液态金属从所述进液孔进入所述内管和所述外管之间的空隙；

步骤三：带动所述升降杆，使所述内管与所述密封头分离，液态金属从所述内管和所述外管之间的空隙进入所述内管内；

步骤四：带动所述升降杆，使所述内管与所述密封头紧密接触；

步骤五：将所述液态金属取样器从液态金属中取出，完成取样。

进一步的，所述步骤二中，液态金属的自由液面低于所述排气孔位置。确保杂质不会从排气孔进入内管和外管。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明通过控制升降杆实现内管上升和下降，从而完成取样，取样便捷，操作性强；

2、本发明能避免液态金属自由面上的杂质进入内管中，确保取样过程的准确性；

3、本发明结构精巧简洁，加工制作方便，便于拆卸。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明液态金属取样器剖视图；

图2为本发明液态金属取样流程图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-外管，2-内管，3-凹型压盖，4-升降杆，5-密封头。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

一种液态金属取样器，包括套在一起的外管1和内管2，外管1套在内管2的外部并且内管2和外管1之间有空隙，内管2的底部设置有密封头5，密封头5与外管1之间设置有多个进液孔。本实施例液态金属取样器取样时，液态金属从进液孔进入外管1里面。内管2的上部连接有升降杆4，升降杆4可以带动内管2在外管1的内部上下运动。当升降杆4带动内管2往下运动时，内管2可与密封头紧密接触。另外，外管1侧壁和内管2侧壁均设置有排气孔。

取样前，内管2在升降杆4的带动下，内管2往下运动，内管2并与密封头5紧密接触在一起，使内管2底部达到密封的效果。将实施例的液态金属取样器插入液态金属中，由于外管1侧壁设置有排气孔，液态金属在外界大气压力作用下，从密封头和外管之间的多个进液孔进入外管1和内管2之间的空隙里，直到外管1的内外液态金属处于同一水平面。操作时应当注意，外管1和内管2的排气孔应当始终高于液态金属的水平面，避免液态金属从通气孔中进入外管1的内部。然后拉动升降杆4，带动内管2往上运动，使得内管2与密封头5分离开，由于内管2的侧壁上也设置有排气孔，液态金属在外界大气压力作用下，可以从外管1和内管2间的空隙经过内管2底端进入内管2内。接着拉动升降杆4，带动内管2往下运动，让内管2的底部与密封头5紧密接触在一起，使得进入内管2的液体金属取样保持在内管中，不受外界杂质干扰。最后将本实施例液态金属取样器从液态金属中取出，完成取样。采样过程中，即液态金属样本从外管1和内管2之间的空隙，通过内管2底部进入内管2的过程中，由于排气孔和大气压力的自然作用，含有杂质的液态金属表面始终高于取样口（即内管底部），保障了液体金属表面的杂质不会进入内管，也就不会污染液体金属采样样本，保障了采样的精确性。

实施例2

本实施例2在实施例1的基础上，进一步改进。一种液态金属取样器，包括套在一起的外管1和内管2，外管1套在内管2的外部并且内管2和外管1之间有空隙，内管2的底部设置有密封头5，密封头5与外管1之间设置有多个进液孔。本实施例液态金属取样器取样时，液态金属从进液孔进入外管1里面。内管2的上部连接有升降杆4，升降杆4可以带动内管2在外管1的内部上下运动。当升降杆4带动内管2往下运动时，内管2可与密封头紧密接触。另外，外管1侧壁和内管2侧壁均设置有排气孔，外管1侧壁上的排气孔和内管2侧壁上的排气孔位于同一水平位置，避免了采样的样本中出现气孔。将外管1的排气孔和内管2的排气孔设计成竖向的腰型孔，腰型孔中间贯穿一根销钉，让内管2只能相对于外管2上下运动，而不能旋转。

实施例3

本实施例3在实施例2的基础上，进一步改进。如图1所示的一种液态金属取样器，由外管1、内管2、凹型压盖3、升降杆4和密封头5组成，外管1上端设置外螺纹和排气孔，内管2上端设置内螺纹和排气孔，外管1上端排气孔与内管2上端排气孔位于同一水平位置，有利于取样器排气，避免样品中存在气孔，排气孔可以为腰型孔，排气孔内插有销钉，使得内管只能上下活动而不能旋转。凹型压盖3设置内螺纹，顶部中心开孔，孔径直径大于升降杆4上端外径，便于升降杆4能穿过中心孔，升降杆4下端设置外螺纹，中部为实心圆盘，实心圆盘位于外管1和内管2上端，密封头5为半球形，密封头5与外管1之间设置进液孔，进液孔对称分布。

使用本实施例3的液态金属取样器进行取样的过程如下：

1、取样前，顺时针方向旋转升降杆4，使内管2与密封头5紧密接触；

2、将本实施例3的液态金属取样器垂直插入盛有液态金属的容器内，液态金属自由液面应低于外管1排气孔位置和内管2排气孔位置；

3、在大气压力作用下，液态金属从进液孔进入外管1和内管2之间的空隙里；

4、逆时针方向旋转升降杆4，使内管2与密封头5分离，液态金属从外管1和内管2之间的空隙进入内管2内；

5、顺时针方向旋转升降杆4，使内管2与密封头5紧密接触，然后将取样器从盛有液态金属的容器内提出，完成取样。

实施例4

如图2所示，一种液态金属采样的方法，包括以下步骤：

1、带动升降杆，使内管与密封头紧密接触；

2、将液态金属取样器插入液态金属中，液态金属从进液孔进入内管和外管之间的空隙；

3、带动升降杆，使内管与密封头分离，液态金属从内管和外管之间的空隙进入内管内；

4、带动升降杆，使内管与密封头紧密接触；

5、将液态金属取样器从液态金属中取出，完成取样。

在采样过程中，应当让排气孔位置始终高于液态金属的自由液面，确保杂质不会从排气孔进入内管和外管。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种液态金属取样器，其特征在于，包括外管（1）、内管（2）、升降杆（4）和密封头（5），所述外管（1）套装于所述内管（2）的外部，所述外管（1）侧壁和所述内管（2）侧壁均设置有排气孔，所述内管（2）和所述外管（1）之间有空隙，所述升降杆（4）的下部与所述内管（2）的上部连接，所述密封头（5）设置于所述外管（1）的底部，所述密封头（5）与所述外管（1）之间设置有多个进液孔；

所述内管（2）在所述升降杆（4）的带动下，在所述外管（1）内上下运动，所述内管（2）向下运动时可与所述密封头（5）紧密接触；

其中，所述密封头（5）的直径大于所述内管（2）的直径；

所述密封头（5）为半球形，所述密封头（5）的球面位于靠近所述内管（2）的一侧。

2.根据权利要求1所述的液态金属取样器，其特征在于，所述内管（2）绕内管轴线的旋转被限位。

3.根据权利要求2所述的液态金属取样器，其特征在于，所述外管（1）的排气孔和所述内管（2）的排气孔设有销钉，所述销钉贯穿所述外管（1）和所述内管（2），所述排气孔为腰型孔。

4.根据权利要求3所述的液态金属取样器，其特征在于，所述外管（1）的排气孔和所述内管（2）的排气孔均位于同一水平位置。

5.根据权利要求2所述的液态金属取样器，其特征在于，所述升降杆（4）的下端与所述内管（2）的上部螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的液态金属取样器，其特征在于，所述外管（1）上端设置有凹型压盖（3），所述外管（1）和所述凹型压盖（3）之间有活动腔，所述凹型压盖（3）顶部中心设有通孔，所述升降杆（4）的上部穿过所述通孔，所述升降杆（4）中部设置实心圆盘，所述实心圆盘位于所述活动腔内。

7.根据权利要求1所述的液态金属取样器，其特征在于，所述多个进液孔对称分布。

8.一种使用权利要求1-7任一所述液态金属取样器的液态金属取样方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：带动所述升降杆（4），使所述内管（2）与所述密封头（5）紧密接触；

步骤二：将所述液态金属取样器插入液态金属中，液态金属从所述进液孔进入所述内管（2）和所述外管（1）之间的空隙；

步骤三：带动所述升降杆（4），使所述内管（2）与所述密封头（5）分离，液态金属从所述内管（2）和所述外管（1）之间的空隙进入所述内管（2）内；

步骤四：带动所述升降杆（4），使所述内管（2）与所述密封头（5）紧密接触；

步骤五：将所述液态金属取样器从液态金属中取出，完成取样。

9.根据权利要求8所述的液态金属取样方法，其特征在于，所述步骤二中，液态金属的自由液面低于所述排气孔位置。

Images