CN114354266A - 一种钢水自动取样系统和自动取样方法 - Google Patents
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Abstract
本发明通过设置取样器切除装置，将取样枪与取样器进行分离，并利用带有钢水样的取样器的重力作用和冷却水组件提供的动力，通过溜管组件，将取样器由高处自动滑落至低处，并借助取样器下落的冲击力，敲击敲击装置，实现了取样器与钢水样的分离，不仅省去人工去高处取样后，再去低处送检的过程，同时也无需进行人工敲击取样器对钢水样和取样器进行分离，避免了人工取样在地面敲击样品而导致的污染。进一步地，利用取样器与钢水样的重力差，对取样器和钢水样进行分拣，可实现连续性取样分离，进一步提升了生产效率。本发明的自动取样系统和方法实现了取样，分拣，送样过程的全自动，不仅节约能源，而且保障了作业人员在作业过程中的安全，保证了取样质量，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及冶金炼钢连铸技术领域，具体涉及钢水自动取样系统和自动取样方法。
背景技术
目前国内大部分炼钢厂中间罐取钢水样后，取样器的拆除和取样工作主要由人工完成。工人在连铸平台进行人工取钢水样后，需将球拍状的钢水样敲出，用铁铲将钢水样从三楼或者二楼的浇铸平台走路输送至一楼平台风动送样口，路程远，劳动强度大，由于钢水样品温度高达1000度，作业人员烫伤事故时有发生。同时取钢水样常常依靠作业人员的经验来判断，且人工取样需要在就地敲击分离钢水样和取样器，导致样品污染，因此取样不合格再多次取样的情况也时常发生，这样就会导致取钢水样频繁，员工劳动强度大，因为多次会造成取样合格率不高，连铸产品质量控制难度加大，严重影响快节奏连铸生产。
基于以上问题，需研发用于替代人工取样，进行自动切除取样器并回收的装置。
发明内容
本发明提供了钢水自动取样系统及方法，解决了取样和送样过程中，因路途较远而带来的人工取样的劳动强度大，安全隐患大以及取样合格率低的问题，实现了高处取样低处收集并优选及时检验的全自动化，保证了连铸产品质量，提高了连铸生产效率，保障了作业人员的人身安全。
一方面，本发明提供钢水自动取样系统，用于从取样枪端部的取样器中取出钢水样，所述取样器头部含钢水样，包括：
安装架；
取样器切除装置，其包括刀具组件，所述刀具组件安装在所述安装架上，用于切割所述取样器头部；
溜管组件，其设置在所述取样器切除装置下方，以供切除后的所述取样器头部落入所述溜管组件；
敲击装置，其设置在所述溜管组件的尾部，用于敲击所述取样器头部，使取样器头部中的钢水样分离；
收集箱，其设置在所述溜管组件末端下方，用于收集钢水样和取样器头部。
优选地，所述收集箱包括：
钢水样收集箱；
取样器收集箱，其设在所述钢水样收集箱外；
分离装置，其设置在所述钢水样收集箱上部，用于分离刚水样和取样器头部，并使得钢水样进入所述钢水样收集箱，使得取样器头部进入所述取样器收集箱。
优选地，所述分离装置包括：
分离平台，其中部设有圆形孔，且该圆形孔位于所述溜管组件出口位置下方；
弹性部件，其设置在所述圆形孔内壁，且沿所述圆形孔内壁圆周方向分布，并在所述圆形孔中部留有供钢水样下落的口，用于使钢水样至少在其自身重力作用下从所述口处下落，同时阻挡取样器头部下落；
水阀，设置于所述分离平台右侧，用于将取样器头部冲入所述取样器收集箱。
优选地，所述圆形孔直径大于所述溜管组件的直径。
优选地，所述圆形孔直径为160-200mm。
所述弹性部件包括四个分离弹簧，所述四个分离弹簧沿所述圆形孔内壁圆周方向间隔地均匀分布，且所述分离弹簧沿所述圆形孔的直径方向延伸设置。
优选地，所述分离弹簧的一端连接在所述圆形孔内壁上，另一端为自由端。
进一步优选地，所述分离弹簧所承受的重量小于所切除掉的钢水样的质量。
所述溜管组件包括由上至下依次设置的溜管A，溜管B，溜管C以及溜管D；所述溜管A和所述溜管C倾斜设置，所述溜管B和溜管D竖直设置；所述溜管D内壁上设置所述敲击装置。
优选地，所述溜管A、溜管B，溜管C和溜管D的直径各自独立地为140-180mm。
优选地，所述溜管A与溜管B、所述溜管B与溜管C以及所述溜管C与溜管D之间的角度不小于120°。
所述自动取样系统还包括：化验室连通管，其与所述钢水样收集箱底部连通，用于将分拣后的钢水样送入化验室；优选地，所述钢水样收集箱底部呈角度倾斜设置，所述角度为30-60°。
优选地，所述自动取样系统还包括：机械手，用于通过取样枪对钢水进行取样。
所述自动取样系统还包括：冷却水组件，所述冷却水组件设于溜管A尾部，且设置在所述溜管A的右侧内壁，用于喷淋冷却钢水样。
优选地，所述收集箱上设有溢流口，用于使冷却水溢满时流出。
所述刀具组件包括：
安装板；
上刀具，其安装在所述安装板上；
下刀具，其安装在所述安装板上，且位于所述上刀具下方，所述上刀具和下刀具之间留有供取样器放置的空间；
驱动机构，其与所述上刀具连接，用于驱动所述上刀具向所述下刀具的方向移动，以进行取样器头部的切除。
优选地，所述刀具组件还包括缓冲机构，其安装在所述驱动机构的下部，且设置在所述上刀具的侧面，用于缓冲切除时的振动。
更优选地，所述缓冲机构包括：
弹簧，其沿所述上刀具的轴向延伸设置，且安装在所述驱动机构的下部；
导杆，其安装在所述弹簧下方，且沿所述弹簧的轴向向下延伸；且，所述下刀具侧面设有导向槽，用于在切除时与所述导杆适配以防止切割偏斜。
优选地，所述取样器切除装置还包括：传感器，其设置在所述驱动机构上，用于接收所述刀具组件是否进行切除的信号。
所述敲击装置包括：敲击钩，摆锤；
所述敲击钩与所述摆锤连接且以杠杆式铰接于所述溜管组件的内壁上；用于使得，在所述取样器头部下落时敲击所述敲击钩，所述摆锤弹起敲击所述取样器头部，从而使得所述取样器头部与其内的钢水样分离。
优选地，所述敲击钩与所述摆锤的铰接角度α为110-120°。
优选地，所述敲击钩的重量为所述摆锤的1.5-2.5倍，完成一次敲击过程后，所述敲击装置复原待命。
另一方面，本发明提供一种连铸中间罐钢水自动取样方法，所述自动取样方法采用上述自动取样系统对中间罐钢水进行取样，取样方法步骤如下：
S1：控制取样器进行取样作业，使得取样器头部含钢水样；
S2：通过刀具组件切除所述取样器头部，所述取样器头部落入溜管组件；
S3：控制所述刀具组件收回复位；
S4：切除后的所述取样器头部在重力和可选的冷却水的作用下，顺着所述溜管组件下落，敲击所述敲击装置，使得所述取样器头部与钢水样分离；
S5：通过收集箱收集钢水样和取样器头部。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：
本发明通过设置取样器切除装置，将取样枪与取样器进行分离，并利用带有钢水样的取样器的重力作用和冷却水组件提供的动力，通过溜管组件，将取样器由高处自动滑落至低处，并借助取样器下落的冲击力，敲击敲击装置，实现了取样器与钢水样的分离，不仅省去人工去高处取样后，再去低处送检的过程，同时也无需进行人工敲击取样器对钢水样和取样器进行分离，避免了人工取样在地面敲击样品而导致的污染。进一步地，利用取样器与钢水样的重力差，对取样器和钢水样进行分拣，可实现连续性取样分离，进一步提升了生产效率。本发明的自动取样系统和方法实现了取样，分拣，送样过程的全自动，不仅节约能源，而且保障了作业人员在作业过程中的安全，保证了取样质量，提高了生产效率。
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做简单地介绍，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为本发明整体示意图。
图2为图1中A的局部放大图。
图3为本发明取样器切除装置剖视图。
图4为本发明刀具剖视图。
图5为本发明摆锤和敲击钩与溜管组件C配合的局部图。
图中：1、取样枪，2、取样器切除装置，2.1、气缸保护罩，2.2、气缸，2.3、刀具组件，2.3.1、安装板，2.3.2、弹簧，2.3.3、上刀具，2.3.4、导杆，2.4、安装架，2.5、下刀具，2.6、导向槽，3、溜管A，4、冷却水组件，5、溜管固定支架，6、溜管C，7、敲击装置，7.1、敲击钩，7.2、摆锤，8、溜管B，9、取样器，10、分离平台，11、钢水样收集箱，12、圆形孔，13、分离弹簧，14、取样器收集箱，15、连通管，16、水阀，17、溜管D。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“水平”、“竖直”、“内”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1-5，本发明涉及钢水自动取样系统，用于从取样枪1端部的取样器9中取出钢水样，所述取样器9头部含钢水样，所述自动取样系统包括安装架2.4。
任一长度的取样器均可以用于本发明。优选地，所述取样器9的长度为110-130mm。
所述自动取样系统包括取样器切除装置2，其包括刀具组件2.3，所述刀具组件2.3安装在所述安装架2.4上，用于切割所述取样器9头部。
进一步地，所述刀具组件2.3包括：
安装板2.3.1；
上刀具2.3.3，其安装在所述安装板2.3.1上；
下刀具2.5，其安装在所述安装板2.3.1上，且位于所述上刀具2.3.3下方，所述上刀具2.3.3和下刀具2.5之间留有供取样器9放置的空间；
驱动机构，其与所述上刀具2.3.3连接，用于驱动所述上刀具2.3.3向所述下刀具2.5的方向移动，以进行取样器9切除；示例性的，所述驱动机构为气缸2.2。
优选地，所述刀具组件2.3还包括缓冲机构，其安装在所述驱动机构的下部，且设置在所述上刀具2.3.3的侧面，用于缓冲切除时的振动。
更优选地，所述缓冲机构包括：
弹簧2.3.2，其沿所述上刀具2.3.3的轴向延伸设置，且安装在所述驱动机构的下部；
导杆2.3.4，其安装在所述弹簧2.3.2下方，且沿所述上刀具2.3.3向下延伸；且，所述下刀具2.5侧面设有导向槽2.6，用于在切除时与所述导杆2.3.4适配。
优选地，所述取样器切除装置还包括：传感器，其设置在所述驱动机构上，用于接收所述刀具组件是否进行切除的信号。
为了保障设备安全性，本领域技术人员可以在所述驱动机构外部设有保护罩。
详细地，本实施例通过下刀具2.5固定，上刀具2.3.3运作的方式对取样器9进行切除。上刀具2.3.3的运作由气缸2.2控制，气缸2.2由0.6MPa压缩空气推动，当气缸2.2接收到启动信号后，随即向下移动气缸2.2的活塞杆，进而推动上刀具2.3向下运动，直至导杆2.3.4插入下刀具2.5侧面的导向槽2.6后，完成取样器9的切除。
导杆2.3.4与导向槽2.6相互配合，不仅能避免上刀具2.3.3在对取样器9进行切除过程中发生偏斜，保障了取样质量，同时，当导杆2.3.4插到导向槽2.6底部后，传感器会发出取样器9完成切除工作的信号。该完成切除的信号首先控制气缸2.2的活塞杆向上运动，使上刀具2.3.3复位。然后，启动冷却水组件4。
进一步地，所述上刀具2.3.3和下刀具2.5均采用油脂碳素钢由机床切削支座，经过调制热处理，而后经高温碱性发黑表面处理。
进一步地，在气缸2.2活塞杆向下运动时，由于气缸2.2本身的运作性能，会有一定的冲击性，为了避免气缸活塞杆控制上刀具2.3.3进行取样器9切割过程中的冲击，而造成刀片的损伤以及降低取样质量，通过设置弹簧2.3.2，使气缸控制上刀具2.3.3在取样器9切割过程中获得缓冲，保证刀片安全的同时，保障取样的质量。
进一步地，气缸保护罩2.1在气缸2.2外部，不仅保护了气缸2.2在高温环境下工作的安全，起到隔热防护的作用，此外，在气缸2.2运动的过程中起到减震防护的作用，保证了装置的正产运行，提高生产效率。
溜管组件，其设置在所述取样器切除装置2下方，以供切除后的所述取样器9头部落入所述溜管组件；
所述溜管组件包括一段或多段溜管。
优选地，所述溜管组件包括由上至下依次设置的溜管A 3，溜管B 8，溜管C 6以及溜管D17；所述溜管A 3和所述溜管C 6倾斜设置，所述溜管B 8和溜管D17竖直设置，所述溜管D17内壁上设置所述敲击装置7。
优选地，所述溜管A 3、溜管B 8，溜管C 6和溜管D17的直径各自独立地为140-180mm；所述溜管A 3与溜管B8、所述溜管B 8与溜管C 6以及所述溜管C 6与溜管D17之间的角度不小于120°。
优选地，溜管的直径为150-160mm；
溜管通过溜管固定支架5进行固定。
所述溜管组件提供取样器9和冷却水的流动通道，为了保证取样器9能在溜管内顺利的下落，其溜管的直径大于样品的直径，通常情况下，样品的直径在110-130mm，将溜管设为140-180mm，可避免取样器9在溜管内滑落过程中发生卡阻。
进一步地，所述溜管组件通常使用碳钢管，不锈钢管等耐冲击，耐腐蚀的材料。
多段溜管之间活动连接，可根据不同使用场景进行角度的变换，由于溜管组件在取样器9下落过程中为取样器9提供压力和摩擦力，当溜管组件的角度过小，取样器9下落过程中的摩擦力过大，会导致取样器9卡死在溜管组件内，为了避免取样器9在溜管组件内的卡阻，控制两相邻的溜管组件之间的角度不小于120°。
进一步地，自动取样器还包括敲击装置7，其设置在所述溜管组件的尾部，用于敲击所述取样器9头部，使取样器9头部中的钢水样分离；
进一步地，所述敲击装置7包括：敲击钩7.1，摆锤7.2；
所述敲击钩7.1与所述摆锤7.2连接且以杠杆式铰接于所述溜管组件的内壁上；用于使得，在所述取样器9头部下落时敲击所述敲击钩7.1，所述摆锤7.2弹起敲击所述取样器9头部，从而使得所述取样器9头部与其内的钢水样分离；
所述敲击钩7.1与所述摆锤7.2的铰接角度α为110-120°，所述敲击钩7.1的重量为所述摆锤7.2的1.5-2.5倍，完成一次敲击过程后，所述敲击装置7自动复原待命。
详细地，取样器9取样后，需要经过敲击将取样器9和钢水样进行分离，通过设置杠杆式的敲击锤和摆锤7.2，利用取样器9从高处下落的重力势能，来碰撞敲击钩7.1，在杠杆的作用下，摆锤7.2敲击取样器9的底部，实现取样器9和钢水样的分离，减少了取样后还需要人工敲击分离样品的作业负担，同时，也避免了人工取样需要在地面进行敲击分离过程中，对钢水样造成的污染。
进一步地，冷却水在钢水样下落的过程中，对钢水样进行冷却降温，经过冷却的钢水样会收缩，仅与取样器9有些许粘连，经过摆锤7.2的敲击，可实现钢水样和取样器9的完全分离。
进一步地，敲击钩7.1与摆锤7.2呈角度地，杠杆式的连接，由于敲击钩7.1的重量为摆锤7.2的两倍，当取样器9碰撞敲击钩7.1后，在重力作用下，敲击钩7.1会带动摆锤7.2复位至初始位置，保证下一取样器9到来时，能准确敲打至敲击钩7.1上，实现连续取样。
进一步地，自动取样器还包括收集箱，其设置在所述溜管组件末端下方，用于收集钢水样和取样器9头部。
进一步地，所述收集箱包括：
钢水样收集箱11；
取样器收集箱14，其设在所述钢水样收集箱11外；
分离装置，其设置在所述钢水样收集箱11上部，用于分离刚水样和取样器9头部，并使得钢水样进入所述钢水样收集箱11，使得取样器9头部进入所述取样器收集箱14。
进一步地，所述自动取样系统还包括：化验室连通管15，其与所述钢水样收集箱11底部连通，用于将分拣后的钢水样送入化验室。
优选地，所述钢水样收集箱11底部呈角度倾斜设置，所述角度为30-60°。
优选地，所述自动取样系统还包括：机械手，机械手用于通过取样枪1对钢水进行取样。
进一步地，所述分离装置包括：
分离平台10，其中部设有圆形孔12，且该圆形孔12位于所述溜管组件出口位置下方；
弹性部件，其设置在所述圆形孔12内壁，且沿所述圆形孔12内壁圆周方向分布，并在所述圆形孔12中部留有供钢水样下落的口，用于使钢水样至少在其自身重力作用下从所述口处下落，同时阻挡取样器9头部下落；
优选地，所述圆形孔12直径大于所述溜管组件的直径；
优选地，所述圆形孔12直径为160-200mm。
进一步地，所述弹性部件包括四个分离弹簧13，所述四个分离弹簧13沿所述圆形孔12内壁圆周方向间隔地均匀分布，且所述分离弹簧13沿所述圆形孔12的直径方向延伸设置；
更优选地，所述分离弹簧13的一端连接在所述圆形孔12内壁上，另一端为自由端；
进一步优选地，所述分离弹簧13所承受的重量小于所切除掉的钢水样的质量。
进一步地，自动取样装置还包括：冷却水组件4，所述冷却水组件4设于溜管A3尾部，且设置在所述溜管A3的右侧内壁，用于喷淋冷却钢水样。
优选地，所述收集箱上设有溢流口，用于使冷却水溢满时流出。
通常，取样器9的质量为30g，而钢水样的质量为500g，两者由于存在着较大的质量差异，则利用质量差对取样器9和钢水样进行分拣，当分离弹簧13承受的质量小于钢水样的质量时，分离后的钢水样通过溜管组件C落入分离平台10的圆形孔12，由于钢水样的质量较大，压弯分离弹簧13后，落入钢水样收集箱11内，而取样器9由于质量较小，且其为高温棉制作的一次性用品，经过冷却水的浸润后，高温棉底部会有部分溶解，高温棉的溶解会加大高温棉在溜管组件内的摩擦力，因此，取样器9会比钢水样后落入分离平台10，由于其质量较小，无法压弯分离弹簧13，而被隔绝在钢水样收集箱11外部，通过设置与所述分离平台10右侧的水阀16，取样器9冲入所述取样器收集箱14，经过水流冲击，落入取样器收集箱14，从而实现取样器9和钢水样的分拣。
进一步地，由于溜管装置角度大于120°，也避免了取样器9下落时角度过小，摩擦力过小，而向下的加速度过大而使取样器9冲过弹性部件进入钢水样收集箱11。
进一步地，冷却水最后流入收集箱内，避免收集箱内的积水过多，在收集箱上部设有溢流口，最终溢流至废水收集处，进行集中水处理车间净化，冷却水可循环利用。
进一步地，所述钢水样收集箱11底部呈角度设置，所述角度为30-60°；
优选地，所述角度为45°。
所述钢水样收集箱11底部设有连通管15，将分拣后的钢水样送入化验室；
为了进一步实现全自动化，将落入钢水样收集箱11内的钢水样，直接送入化验室进行检测。为了进一步使用水流的作用，将钢水样收集箱11底部以45°角度倾斜设置，钢水样随水流经连通管15流动，送入化验室，减少了人工参与分拣和送样过程，且可实现连续作业，提高生产效率，保证取样质量。
进一步地，在取样器9切割完成的同时，冷却水组件4启动。此时，带有钢水样的取样器9也在自身重力的作用下，顺着溜管组件向下运动。冷却水组件4启动后，冷却水以喷洒的方式向下喷洒水雾。所述冷却水组件4安装于溜管A3的尾部，由于溜管A3为倾斜设置，若当冷却水组件4设于溜管A3的头部，冷却水向下喷洒后，会在拐弯处形成成股的水流，顺着溜管壁向下滑落，无法形成喷溅和冷却钢水样的作用。冷却水组件4设于倾斜溜管A3的尾部，向下喷洒，能使冷却水不聚集，与钢水样保持较大的接触面积，达到最佳的冷却效果。
实施例1：
一种钢水自动取样系统，包括：机械手；安装架2.4；取样器切除装置2，其包括刀具组件2.3，所述刀具组件2.3安装在所述安装架2.4上，用于切割所述取样器9头部；
进一步地，所述刀具组件2.3包括：安装板2.3.1；上刀具2.3.3，其安装在所述安装板2.3.1上；下刀具2.5，其安装在所述安装板2.3.1上，且位于所述上刀具2.3.3下方，所述上刀具2.3.3和下刀具2.5之间留有供取样器9放置的空间；驱动机构，其与所述上刀具2.3.3连接，用于驱动所述上刀具2.3.3向所述下刀具2.5的方向移动，以进行取样器9切除；
所述刀具组件2.3还包括缓冲机构，其安装在所述驱动机构的下部，且设置在所述上刀具2.3.3的侧面，用于缓冲切除时的振动；
所述缓冲机构包括：弹簧2.3.2，其沿所述上刀具2.3.3的轴向延伸设置，且安装在所述驱动机构的下部；导杆2.3.4，其安装在所述弹簧2.3.2下方，且沿所述上刀具2.3.3向下延伸；且，所述下刀具2.5侧面设有导向槽2.6，用于在切除时与所述导杆2.3.4适配以防止切割偏斜。
自动取样系统还包括溜管组件，其设置在所述取样器切除装置2下方，以供切除后的所述取样器9头部落入所述溜管组件；
进一步地，所述溜管组件包括由上至下依次设置的溜管A3，溜管B8，溜管C6以及溜管D17；所述溜管A3和所述溜管C6倾斜设置，所述溜管B8和溜管D17竖直设置；
优选地，所述溜管A3、溜管B8，溜管C6和溜管D17的直径各自独立地为160mm；所述溜管A3与溜管B8、所述溜管B8与溜管C6以及所述溜管C6与溜管D17之间的角度为120°；
自动取样系统还包括敲击装置7，其设置在所述溜管组件的尾部，用于敲击所述取样器9头部，使取样器9头部中的钢水样分离；所述敲击装置7包括：敲击钩7.1，摆锤7.2；
所述敲击钩7.1与所述摆锤7.2连接且以杠杆式铰接于所述溜管组件的内壁上；用于使得，在所述取样器9头部下落时敲击所述敲击钩7.1，所述摆锤7.2弹起敲击所述取样器9头部，从而使得所述取样器9头部与其内的钢水样分离；
所述敲击钩7.1与所述摆锤7.2的角度为115°，所述敲击钩7.1的重量为所述摆锤7.2的2倍，完成一次敲击过程后，所述敲击装置7自动复原待命。
自动取样系统还包括收集箱，其设置在所述溜管组件末端下方，用于收集钢水样和取样器9头部。进一步地，所述收集箱包括：钢水样收集箱11；取样器收集箱14，其设在所述钢水样收集箱11外；
分离装置，其设置在所述钢水样收集箱11上部，用于分离刚水样和取样器9头部，并使得钢水样进入所述钢水样收集箱11，使得取样器9头部进入所述取样器收集箱14。进一步地，所述分离装置包括：分离平台10，其中部设有圆形孔12，且该圆形孔12位于所述溜管组件出口位置下方；
弹性部件，其设置在所述圆形孔12内壁，且沿所述圆形孔12内壁圆周方向分布，并在所述圆形孔12中部留有供钢水样下落的口，用于使钢水样至少在其自身重力作用下从所述口处下落，同时阻挡取样器9头部下落；
优选地，所述圆形孔12直径为180mm。
进一步地，所述弹性部件包括四个分离弹簧13，所述四个分离弹簧13沿所述圆形孔12内壁圆周方向间隔地均匀分布，且所述分离弹簧13沿所述圆形孔12的直径方向延伸设置；
更优选地，所述分离弹簧13的一端连接在所述圆形孔12内壁上，另一端为自由端；
进一步优选地，所述分离弹簧13所承受的重量小于所切除掉的钢水样的质量。
进一步地，所述自动取样系统还包括：化验室连通管15，其与所述钢水样收集箱11底部连通，用于将分拣后的钢水样送入化验室；
水阀16，设置于所述分离平台10右侧，用于将取样器9冲入所述取样器收集箱14；
优选地，所述钢水样收集箱11底部呈角度倾斜设置，所述角度为45°；
进一步地，自动取样系统还包括：冷却水组件4，所述冷却水组件4设于溜管A 3尾部，且设置在所述溜管A 3的右侧内壁，用于喷淋冷却钢水样。
优选地，所述收集箱上设有溢流口，用于使冷却水溢满时流出。
本实施例还涉及一种钢水自动取样方法，所述自动取样方法采用上述自动取样系统对钢水进行取样，取样方法步骤如下：
S1：控制取样器9进行取样作业，使得取样器头部含钢水样；
S2：通过刀具组件2.3切除所述取样器头部，所述取样器头部落入溜管组件；
S3：控制所述刀具组件2.3收回复位；
S4：切除后的所述取样器头部在重力和可选的冷却水的作用下，顺着所述溜管组件下落，敲击所述敲击装置，使得所述取样器头部与钢水样分离；
S5：通过收集箱收集钢水样和取样器头部。
本实施例通过取样器切除装置2对取样器9进行精准切除，实现全自动取样，将被刀具组件2.3切除后的取样器9利用自身重力作用，经过溜管组件从高处滑落至低处，实现长距离高势能的运输，避免了人工运输过程中的安全隐患。利用高势能的优势，采用杠杆，对取样器9底部进行敲击，巧妙分离钢水样和取样器9，进一步利用钢水样和取样器9两者之间的重力差，将其分拣入各自的收集箱，实现了从取样到样品分离和分拣送检的全自动，使用样品的地点的自身特质进行运输和分离。本实施例不仅能有效的实现精准取样分离以及远距离、高势能差的运输，而且装置简单，节约能源，安全系数高，保障了作业人员的人身安全，提高了生产效率，保证了取样合格率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种钢水自动取样系统，用于从取样枪端部的取样器中取出钢水样，所述取样器头部含钢水样，其特征在于，包括：
安装架；
取样器切除装置，其包括刀具组件，所述刀具组件安装在所述安装架上，用于切割所述取样器头部；
溜管组件，其设置在所述取样器切除装置下方，以供切除后的所述取样器头部落入所述溜管组件；
敲击装置，其设置在所述溜管组件的尾部，用于敲击所述取样器头部，使取样器头部中的钢水样分离；
收集箱，其设置在所述溜管组件末端下方，用于收集钢水样和取样器头部。
2.根据权利要求1所述的自动取样系统，其特征在于，所述收集箱包括：
钢水样收集箱；
取样器收集箱，其设在所述钢水样收集箱外；
分离装置，其设置在所述钢水样收集箱上部，用于分离刚水样和取样器头部，并使得钢水样进入所述钢水样收集箱，使得取样器头部进入所述取样器收集箱。
3.根据权利要求2所述的自动取样系统，其特征在于，所述分离装置包括：
分离平台，其中部设有圆形孔，且该圆形孔位于所述溜管组件出口位置下方；
弹性部件，其设置在所述圆形孔内壁，且沿所述圆形孔内壁圆周方向分布，并在所述圆形孔中部留有供钢水样下落的口，用于使钢水样至少在其自身重力作用下从所述口处下落，同时阻挡取样器头部下落；
水阀，设置于所述分离平台右侧，用于将取样器头部冲入所述取样器收集箱；
优选地，所述圆形孔直径大于所述溜管组件的直径；
优选地，所述圆形孔直径为160-200mm。
4.根据权利要求3所述的自动取样系统，其特征在于，所述弹性部件包括四个分离弹簧，所述四个分离弹簧沿所述圆形孔内壁圆周方向间隔地均匀分布，且所述分离弹簧沿所述圆形孔的直径方向延伸设置；
优选地，所述分离弹簧的一端连接在所述圆形孔内壁上，另一端为自由端；
进一步优选地，所述分离弹簧所承受的重量小于所切除掉的钢水样的质量。
5.根据权利要求1所述的自动取样系统，其特征在于，所述溜管组件包括由上至下依次设置的溜管A，溜管B，溜管C以及溜管D；所述溜管A和所述溜管C倾斜设置，所述溜管B和溜管D竖直设置；所述溜管D内壁上设置所述敲击装置；
优选地，所述溜管A、溜管B，溜管C和溜管D的直径各自独立地为140-180mm；
和/或，所述溜管A与溜管B、所述溜管B与溜管C以及所述溜管C与溜管D之间的角度不小于120°。
6.根据权利要求5所述的自动取样系统，其特征在于，
所述自动取样系统还包括：化验室连通管，其与所述钢水样收集箱底部连通，用于将分拣后的钢水样送入化验室；优选地，所述钢水样收集箱底部呈角度倾斜设置，所述角度为30-60°；
和/或，所述自动取样系统还包括：机械手，用于通过取样枪对钢水进行取样。
7.根据权利要求5所述的自动取样系统，其特征在于，所述自动取样系统还包括：冷却水组件，所述冷却水组件设于溜管A尾部，且设置在所述溜管A的右侧内壁，用于喷淋冷却钢水样；
优选地，所述收集箱上设有溢流口，用于使冷却水溢满时流出。
8.根据权利要求1所述的自动取样系统，其特征在于，所述刀具组件包括：
安装板；
上刀具，其安装在所述安装板上；
下刀具，其安装在所述安装板上，且位于所述上刀具下方，所述上刀具和下刀具之间留有供取样器放置的空间；
驱动机构，其与所述上刀具连接，用于驱动所述上刀具向所述下刀具的方向移动，以进行取样器头部的切除；
优选地，所述刀具组件还包括缓冲机构，其安装在所述驱动机构的下部，且设置在所述上刀具的侧面，用于缓冲切除时的振动；
更优选地，所述缓冲机构包括：
弹簧，其沿所述上刀具的轴向延伸设置，且安装在所述驱动机构的下部；
导杆，其安装在所述弹簧下方，且沿所述弹簧的轴向向下延伸；且，所述下刀具侧面设有导向槽，用于在切除时与所述导杆适配以防止切割偏斜；
优选地，所述取样器切除装置还包括：传感器，其设置在所述驱动机构上，用于接收所述刀具组件是否进行切除的信号。
9.根据权利要求1所述的自动取样系统，其特征在于，所述敲击装置包括：敲击钩，摆锤；
所述敲击钩与所述摆锤连接且以杠杆式铰接于所述溜管组件的内壁上；用于使得，在所述取样器头部下落时敲击所述敲击钩，所述摆锤弹起敲击所述取样器头部，从而使得所述取样器头部与其内的钢水样分离；
优选地，所述敲击钩与所述摆锤的铰接角度α为110-120°；
和/或，所述敲击钩的重量为所述摆锤的1.5-2.5倍，完成一次敲击过程后，所述敲击装置复原待命。
10.一种钢水自动取样方法，其采用权利要求1-9中任一项所述的自动取样系统对钢水进行取样，取样方法步骤如下：
S1：控制取样器进行取样作业，使得取样器头部含钢水样；
S2：通过刀具组件切除所述取样器头部，所述取样器头部落入溜管组件；
S3：控制所述刀具组件收回复位；
S4：切除后的所述取样器头部在重力和可选的冷却水的作用下，顺着所述溜管组件下落，敲击所述敲击装置，使得所述取样器头部与钢水样分离；
S5：通过收集箱收集钢水样和取样器头部。
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- 2022-01-13 CN CN202210038247.7A patent/CN114354266A/zh active Pending
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