CN214041029U - 金属液高温粘度的测量装置 - Google Patents

Abstract

一种金属液高温粘度的测量装置，包括：基座，座放在基座上的升降装置和加热炉，其中，升降装置设有：框架、相对设置在框架两侧的滑道，框架内安装有由第一电机驱动的丝杠；滑道内插入有放置粘度计的┛形支架，┛形支架在第一电机驱动下沿着滑道上、下移动；其下方设有高温支架，高温支架上安装有能够下至加热炉中的样品坩埚；并在测量开始前，将粘度计上转杆和转子下降，并浸入至金属液中，且能够测量和计算出金属液的粘度；加热炉设置在基座上，令加热炉在基座上移动。本实用新型不仅能够对冶金材料进行高温粘度测量，最高测量温度1700℃，提高了测量范围；而且，还能够自动进行数据收集、温度控制；提高了对金属液高温粘度的测量的稳定性。

Description

金属液高温粘度的测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量装置，尤其涉及一种金属液高温粘度的测量装置。属于机械制造领域。

背景技术

冶金材料的高温粘度直接体现了冶金材料在高温时的流动性及热力学特性等，因此，测量冶金材料在高温时的粘度非常重要；而且，其铸造冶金业应用非常广泛，其是提高产品质量的重要手段。

目前，对于冶金材料的高温粘度，一般采用高温粘度计来对冶金材料进行测量。高温粘度计的规格很多，高温粘度计主要包括；旋转式、落球式和毛细管式等形式。但是，由于测量冶金材料的现有高温粘度计，测试温度一般不超过500℃，而常用的金属，特别是汽车用的冶金材料，其熔点均很高，以耐热钢为例，其熔点一般在1300℃以上，因此，导致现有的粘度计，无法满足对于该类金属高温粘度测量的要求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种金属液高温粘度的测量装置，解决了熔点在500℃以上的冶金材料粘度测量的问题，大大提高了对于冶金材料的测量范围；而且，其还在测量过程中，能够自动进行数据收集、温度控制，大大提高了对于金属液高温粘度的测量的稳定性，降低了测量成本。

本实用新型的目的是由以下技术方案实现的：

一种金属液高温粘度的测量装置，包括：用于安放设备的基座，座放在基座上的升降装置和加热炉，其中，

升降装置垂直安装在基座的一侧位置，设有：竖立放置的框架、相对设置在框架内部两侧的滑道，其中，在框架内安装有由第一电机驱动的丝杠；滑道内插入一用于放置粘度计的┛形支架，┛形支架在第一电机驱动下沿着滑道上、下移动，且┛形支架的竖面嵌入在滑道内，┛形支架的下方设置有高温支架，该高温支架底端设置有数个卡爪，且连接在┛形支架的一端，高温支架的数个卡爪上安装有样品坩埚；该样品坩埚能够下至加热炉中；并在测量开始前，将粘度计上转杆和转子下降，并浸入至金属液中，令粘度计能够测量和计算出金属液的粘度；

加热炉水平设置在基座上，且通过调节安装在基座与加热炉之间的螺栓螺母对，令加热炉在基座上进行水平、垂直方向上移动。

所述基座为长方形框架结构。

所述框架为长方形结构；框架外面安装有控制器，控制器与第一电机相连，并通过控制器调节第一电机的正反转，以实现┛形支架和高温支架的升降操作；框架的中部安装有丝杠。

所述┛形支架的平面为铝制平台；高温支架为氧化铝材质。

所述粘度计由挂钩将主轴与转杆相连接；转子穿入转杆下端，并以铂铑丝固定；粘度计的内部设置有第二电机，调节该第二电机正反转，以实现转杆的升降操作和测试功能。

所述粘度计外侧设有保护罩，该保护罩为钢化塑料材质，且铝制平台设置在保护罩和加热炉之间；保护罩由螺杆和上下板锁紧，并安装铝制平台上，将粘度计罩在保护罩内部，并在铝制平台上安装有抽真空装置、水冷装置、惰性气体保护装置。

所述加热炉内设有数组加热单元硅钼棒，加热单元硅钼棒均匀分布在加热炉的耐火材料内，在加热炉中间部位安置气体保护管，且被数组加热单元硅钼棒包围；在数组加热单元硅钼棒旁设有控温热电偶；且加热炉和控温热电偶与相应控制器件电连接；且粘度计与电脑为电连接，用以实现软件控制与数据记录。

所述加热炉选用氧化铝基材的耐火材料进行高温加热；并采用双偶控制，加热炉内的两个温控表继电器输出串联，继电器的输出为常开或为常闭，当两个温控表通电启动时，常开的继电器取反闭合，两个温控表继电器输出联通，电流到达接触器吸铁开关，主电源给移相触发可控硅供电工作，如果任何一个表报警或者表坏掉，吸铁开关断电切断主电源，以保证加热炉安全。

所述样品坩埚固定在高温支架的数个卡爪上，高温支架设置在铝制平台的下方，样品坩埚的外壁设置有测量样品温度热电偶，当测量样品温度热电偶直接穿过铝制平台后，贴合在高温支架上，进而与样品坩埚贴合，用以测量样品坩埚外壁温度。

本实用新型的有益效果：本实用新型由于采用上述技术方案，其结构简单，操作便捷，不仅能够对于熔点在500℃以上的冶金材料进行高温粘度测量，测量过程直观，最高测量温度1700℃，大大提高了对于冶金材料的测量范围；而且，其还在测量过程中，能够自动进行数据收集、温度控制，实现了温度程序设定、运行、监控，粘度计测量程序设定，粘度数据收集等功能，大大提高了对于金属液高温粘度的测量的稳定性，降低了测量成本。

附图说明

图1为本实用新型整体结构侧视示意图；

图2为本实用新型整体立体结构示意图；

图3为本实用新型基座结构示意图；

图4为本实用新型升降装置结构示意图；

图5为本实用新型加热炉结构示意图。

图中主要标号说明：

1-基座、2-升降装置、3-加热炉、4-加热单元硅钼棒、5-气体保护管、6-样品坩埚、7-高温支架、8-抽真空装置、9-水冷装置、10-转杆、11-保护罩、12-粘度计、13-测量样品温度热电偶、14-控温热电偶、15-惰性气体保护装置、16-铝制平台、17-第一电机、18-转子、19-框架、20-滑道、21-控制器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1-图5所示，本实用新型包括：用于安放设备的基座1，座放在基座1上的升降装置2和加热炉3，其中，

如图3所示，基座1为长方形框架结构；加热炉3水平设置在基座1上，且通过调节安装在基座1与加热炉3之间的螺栓螺母对，令加热炉3在基座1上进行水平、垂直方向的移动；

如图4所示，升降装置2垂直安装在基座1的一侧位置，升降装置2设有：竖立放置的长方形的框架19、相对设置在长方形的框架19内部两侧的滑道20，其中，在框架19内安装有由第一电机17驱动的丝杠；滑道20内插入一用于放置粘度计12的┛形支架，┛形支架在第一电机17驱动下，可沿着滑道20上下移动；且┛形支架的竖面嵌入在滑道内，┛形支架的下方设置有高温支架，该高温支架底端设置有数个卡爪(本实施例为3个卡爪)，且连接在┛形支架的一端，高温支架上的数个卡爪上安装有样品坩埚6；该样品坩埚6能够下至加热炉中；并在测量开始前，将粘度计12上的转杆10和转子18下降，并浸入至金属液中，令其能够测量和计算出金属的液粘度；

上述┛形支架的平面为铝制平台16，铝制平台16的竖面嵌入在滑道20内，铝制平台16的下方设置有高温支架7，高温支架7底端设置有3个卡爪，且连接在┛形支架的一端，高温支架7上的卡爪上安装有样品坩埚6；高温支架7也为氧化铝材质。

上述长方形的框架19外面安装有控制器21，控制器21与第一电机17相连，并通过控制器21调节第一电机17的正反转，以实现铝制平台16升降操作；转杆10的上方与安装在粘度计12上的主转动轴由挂钩连接，转子18穿入转杆10下端，并以铂铑丝固定。第一电机17主要是用于控制铝制平台16升降。

上述粘度计12选用美国Brookfield公司生产的DV3TLVTJ0型粘度计。

粘度计12的内部设置有第二电机，调节该第二电机正反转，以实现转杆10的升降操作。在工作前，将转杆10和转子18直接下降至样品坩埚6中，粘度计12内部设置有第二电机和游丝，在工作时，第二电机带动游丝，游丝带动主转动轴转动，以实现粘度计12的测试功能。第二电机中的粘度计自带机构，用于控制转杆10升降和实现主轴转动。

如图5所示，加热炉3内设有数组(本实施例为6组)加热单元硅钼棒4，加热单元硅钼棒4均匀分布在加热炉3的耐火材料内，在加热炉3中间部位安置气体保护管5，其被6组加热单元硅钼棒4包围，在加热炉3工作时，对气体保护管5内的样品进行加热。在加热炉3中的6组加热单元硅钼棒4旁设有控温热电偶14；且加热炉3和控温热电偶14与相应控制器件电连接。

上述加热炉3选用氧化铝基材的耐火材料进行高温加热，且可以做到精准控温；本实施例的加热炉3采用Hatech ET 65-220V型电阻加热炉，且加热炉3为上海欢奥科技有限公司自制炉，其选用氧化铝基材的耐火材料，其加热温度可达1700℃。

上述加热炉3采用双偶控制，其内的两个温控表继电器输出串联，继电器的输出为常开或为常闭，当两个温控表通电启动时，常开的继电器取反闭合，两个温控表继电器输出联通，电流到达接触器吸铁开关，主电源给移相触发可控硅(SCR)供电工作，如果任何一个表报警或者表坏掉，吸铁开关断电切断主电源，以保证加热炉安全。

上述样品坩埚6固定在高温支架7的3个卡爪上，高温支架7设置在铝制平台16的下方，样品坩埚6的外壁设置有测量样品温度热电偶13，当测量样品温度热电偶13直接穿过铝制平台16后，贴合在高温支架7上，进而与样品坩埚6贴合，用以测量样品坩埚6外壁温度。

上述粘度计12外侧设有保护罩11，保护罩11为钢化塑料材质，保护罩11和加热炉3之间设有铝制平台16，保护罩11由螺杆和上下板锁紧，使其安装铝制平台16上，将粘度计12罩在保护罩11内部，并在铝制平台16上安装抽真空装置8、水冷装置9、惰性气体保护装置15。真空装置8将气体保护管中的空气抽出后，通惰性气体氩气对测试样件进行保护。

上述抽真空装置8采用德国莱宝D8C型真空泵。

上述水冷装置9采用北京众合BLK Ⅱ-5YF-B冷却循环水机。

上述惰性气体保护装置15使用气体为99.999％氩气，

上述粘度计12与电脑为电连接，用以实现软件控制与数据记录。其中，电脑采用联想TianYi510S-081KL台式电脑。连接方式为RS485转USB，采用modbus rts协议。程序控制及数据收集软件为上海欢奥科技有限公司独自研发。目前更新版本HaTherm 3.1。

上述控制器件采用英国欧陆EuroTherm 3216P1型控制器，其中控制元器件采用英国欧陆EuroTherm SCR EPACK-1PH 32Amp型移相触发可控硅。

在进行实施作业时，将本实用新型的测量样品坩埚6安置在高温支架7的卡爪上，并下至加热炉3中，当加热炉3开始加热至所需温度后进行保温。且通过控温热电偶14实现对加热炉3内的温度实时监测与调控，以保证测量过程中，加热炉3内温度恒定。测量开始前，将转杆10和转子18下降，并浸入至金属液中，通过测量转子旋转剪切力，计算金属液粘度。

本实用新型在原理不变的前提下，使用加热炉3，将测量温度提高至最高温度1700℃，并通过连接电脑实施数据自动记录。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

上述抽真空装置8、水冷装置9、惰性气体保护装置15为现有技术，未作说明的技术为现有技术，故不再赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种金属液高温粘度的测量装置，其特征在于：包括：用于安放设备的基座，座放在基座上的升降装置和加热炉，其中，

升降装置垂直安装在基座的一侧位置，设有：竖立放置的框架、相对设置在框架内部两侧的滑道，其中，在框架内安装有由第一电机驱动的丝杠；滑道内插入一用于放置粘度计的┛形支架，┛形支架在第一电机驱动下沿着滑道上、下移动，且┛形支架的竖面嵌入在滑道内，┛形支架的下方设置有高温支架，该高温支架底端设置有数个卡爪，且连接在┛形支架的一端，高温支架的数个卡爪上安装有样品坩埚；该样品坩埚能够下至加热炉中；并在测量开始前，将粘度计上转杆和转子下降，并浸入至金属液中，令粘度计能够测量和计算出金属液的粘度；

加热炉水平设置在基座上，且通过调节安装在基座与加热炉之间的螺栓螺母对，令加热炉在基座上进行水平、垂直方向上移动。

2.根据权利要求1所述的金属液高温粘度的测量装置，其特征在于：所述基座为长方形框架结构。

3.根据权利要求1所述的金属液高温粘度的测量装置，其特征在于：所述框架为长方形结构；框架外面安装有控制器，控制器与第一电机相连，并通过控制器调节第一电机的正反转，以实现┛形支架和高温支架的升降操作；框架的中部安装有丝杠。

4.根据权利要求1或3所述的金属液高温粘度的测量装置，其特征在于：所述┛形支架的平面为铝制平台；高温支架为氧化铝材质。

5.根据权利要求1所述的金属液高温粘度的测量装置，其特征在于：所述粘度计由挂钩将主轴与转杆相连接；转子穿入转杆下端，并以铂铑丝固定；粘度计的内部设置有第二电机，调节该第二电机正反转，以实现转杆的升降操作和测试功能。

6.根据权利要求1或5所述的金属液高温粘度的测量装置，其特征在于：所述粘度计外侧设有保护罩，该保护罩为钢化塑料材质，且铝制平台设置在保护罩和加热炉之间；保护罩由螺杆和上下板锁紧，并安装铝制平台上，将粘度计罩在保护罩内部，并在铝制平台上安装有抽真空装置、水冷装置、惰性气体保护装置。

7.根据权利要求1所述的金属液高温粘度的测量装置，其特征在于：所述加热炉内设有数组加热单元硅钼棒，加热单元硅钼棒均匀分布在加热炉的耐火材料内，在加热炉中间部位安置气体保护管，且被数组加热单元硅钼棒包围；在数组加热单元硅钼棒旁设有控温热电偶；且加热炉和控温热电偶与相应控制器件电连接；且粘度计与电脑为电连接，用以实现软件控制与数据记录。

8.根据权利要求1或7所述的金属液高温粘度的测量装置，其特征在于：所述加热炉选用氧化铝基材的耐火材料进行高温加热；并采用双偶控制，加热炉内的两个温控表继电器输出串联，继电器的输出为常开或为常闭，当两个温控表通电启动时，常开的继电器取反闭合，两个温控表继电器输出联通，电流到达接触器吸铁开关，主电源给移相触发可控硅供电工作，如果任何一个表报警或者表坏掉，吸铁开关断电切断主电源，以保证加热炉安全。

9.根据权利要求1所述的金属液高温粘度的测量装置，其特征在于：所述样品坩埚固定在高温支架的数个卡爪上，高温支架设置在铝制平台的下方，样品坩埚的外壁设置有测量样品温度热电偶，当测量样品温度热电偶直接穿过铝制平台后，贴合在高温支架上，进而与样品坩埚贴合，用以测量样品坩埚外壁温度。

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