CN217819496U - 一种铁水自动取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铁水自动取样装置，包括电动葫芦、取样器、激光测距仪、摄像机和控制器，电动葫芦的吊钩与取样器之间设有平衡配重，激光测距仪和摄像机均位于取样器的侧上方且用于观测取样器下方区域，控制器连接激光测距仪和摄像机，由摄像机图像识别跟踪铁水包、取样点并将图像信息传输至控制器，铁水包到达取样器下方的取样位置时控制器发出铁水包到位信号，提示驾铁水包驶员停止铁水车，并由激光测距仪检测到铁水包铁水液面的距离，以便准确控制下探深度，控制电动葫芦执行升降动作带动取样器升降自动取样，实用性强，解决了人眼观察取样时无法准确控制下探深度、存在高温铁水喷溅的安全风险且劳动效率低的问题。

Description

一种铁水自动取样装置

技术领域

本实用新型属于炼铁高炉铁水取样技术领域，具体涉及一种铁水自动取样装置。

背景技术

高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节，将含铁原料及其他辅料装入高炉，使原料、燃料随着炉内熔炼等过程发生传热、还原、融化、脱炭作用而生成铁，铁矿石原料中的杂质与炉内熔剂结合成渣，炼出的铁水从铁口放出至铁水包，由铁水车运送铁水包实现铁水在脱硫跨、加料跨等之间的转移，需要通过取样检测铁水成分控制冶炼质量。现有技术中取样时采用当铁水包铁水放满包后，通知驾驶员将铁水车上的铁水包移至取样器下方，炉前工通过人眼观察铁水包位置进行取样，由于铁水量差异导致每包铁水液面高度不同，无法准确控制下探深度，存在高温铁水喷溅的安全风险且劳动效率低，而现有采用机械臂自动取样结构设备成本较高、空间占用率较大，无法满足使用需求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一，本实用新型提供一种铁水自动取样装置，由摄像机图像识别、激光测距仪检测到铁水液面的距离，控制电动葫芦带动取样器升降自动取样，显著改善了炉前工安全风险，提高了工作效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种铁水自动取样装置，包括电动葫芦、取样器、激光测距仪、摄像机和控制器，所述电动葫芦的吊钩与取样器之间设有平衡配重，所述激光测距仪和摄像机均位于取样器的侧上方且用于观测取样器下方区域，所述控制器连接激光测距仪和摄像机，控制器用于控制电动葫芦执行升降动作。

上述铁水自动取样装置，进一步地，所述电动葫芦连接有滑轮，所述滑轮配合有滑轨。

上述铁水自动取样装置，进一步地，所述平衡配重包括中心柱和配重块，所述中心柱与取样器相连，中心柱顶部顶部设有连接件，所述连接件上设有与电动葫芦的吊钩配合的吊环，所述配重块至少有两个且对称连接在中心柱两侧。

进一步地，所述配重块与中心柱之间连接有多个U形支架。

进一步地，所述连接件包括垂直相连的第一连板和第二连板，所述第一连板与中心柱相连，所述吊环与第二连板相连。

进一步地，所述吊环呈U形结构且位于第二连板外侧，吊环两侧设有安装环，所述安装环内设有穿过第二连板的螺栓，所述螺栓端部与安装环外部限位。

上述铁水自动取样装置，进一步地，所述取样器包括取样杆和取样头，所述取样杆与平衡配重和取样头相连，所述取样头内设有至少一个取样腔，取样头上设有多个与对应取样腔连通的取样孔。

上述铁水自动取样装置，进一步地，所述取样器与平衡配重可拆卸式连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)当铁水车从铁水车库驶出时，由摄像机图像识别跟踪铁水包、取样点并将图像信息传输至控制器，铁水包到达取样器下方的取样位置时控制器发出铁水包到位信号，提示驾铁水包驶员停止铁水车，并由激光测距仪检测到铁水包铁水液面的距离，以便准确控制下探深度，提高劳动效率。

(2)控制器控制电动葫芦带动取样器在平衡配重的平衡下执行升降动作，取样器下降时取样头浸没在铁水包的铁水中，铁水由取样孔进入取样腔并随取样器上升实现自动取样，较机械臂自动取样结构设备成本更低，不占用铁水车移动空间。

综上，本设计实用性强，解决了人眼观察取样时无法准确控制下探深度、存在高温铁水喷溅的安全风险且劳动效率低的问题，显著改善了炉前工安全风险，提高了炉前工的工作效率。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型一实施方式的初始状态示意图；

图2是本实用新型一实施方式的取样状态示意图；

图3是本实用新型一实施方式的电动葫芦与取样器连接结构图；

图4是本实用新型一实施方式的电动葫芦的滑轮与滑轨配合结构图；

图5是本实用新型一实施方式的平衡配重立体图；

图6是本实用新型一实施方式的平衡配重侧视图。

图中标记：电动葫芦1，吊钩101，吊绳102，滑轮103，取样器2，取样杆201，取样头202，取样腔2031，取样孔2032，激光测距仪3，摄像机4，控制器5，平衡配重6，中心柱601，挂孔6011，配重块602，连接件603，第一连板6031，第二连板6032，吊环604，安装环6041，螺栓605，U形支架606，铁水包7，铁水车8，滑轨9。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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。

如图1-3所示，为本实用新型所述一种铁水自动取样装置的一种较佳实施方式，所述铁水自动取样装置包括电动葫芦1、取样器2、激光测距仪3、摄像机4和控制器5，所述电动葫芦1的吊钩101与取样器2之间设有平衡配重6，所述激光测距仪3和摄像机4均位于取样器2的侧上方且用于观测取样器2下方区域，所述控制器5连接激光测距仪3和摄像机4，控制器5用于控制电动葫芦1执行升降动作。

进一步地，将激光测距仪3、摄像机4通过支架固定安装在取样器2侧上方，使待取样的铁水包7在铁水车8的运送下位于取样器2下方、激光测距仪3和摄像机4的观测区域；激光测距仪3利用调制激光的参数实现对目标距离的测量；摄像机4优选自动跟踪摄像机4，能自动识别图像信息，图像移动时跟着移动捕捉图像，定位识别监控范围内物体运动；控制器5可以采用PLC，PLC连接显示屏或蜂鸣器等向铁水车8驾驶员发出铁水包7到位信号。

如图3-4所示，上述铁水自动取样装置，进一步地，所述电动葫芦1连接有滑轮103，所述滑轮103配合有滑轨9；优选地，滑轨9采用工字型结构，电动葫芦1的滑轮103位于滑轨9两侧滑动配合，用于支撑电动葫芦1，同时可以调节电动葫芦1在滑轨9上的位置，使取样器2位于适当位置。

如图5所示，上述铁水自动取样装置，进一步地，所述平衡配重6包括中心柱601和配重块602，所述中心柱601与取样器2相连，中心柱601顶部顶部设有连接件603，所述连接件603上设有与电动葫芦1的吊钩101配合的吊环604，所述配重块602至少有两个且对称连接在中心柱601两侧。

进一步地，所述配重块602与中心柱601之间连接有多个U形支架606，使多个配重块602通过U形支架606与中心柱601连接使重心稳定。

进一步地，所述连接件603包括垂直相连的第一连板6031和第二连板6032，所述第一连板6031与中心柱601通过螺钉相连，所述吊环604与第二连板6032相连，将吊环604挂在电动葫芦1的吊钩101上，使取样器2在平衡配重6的作用下保持位置稳定，避免取样器2底部下探到铁水中时上浮影响下探深度的准确性。

进一步地，所述吊环604呈U形结构且位于第二连板6032外侧，吊环604两侧设有安装环6041，所述安装环6041内设有穿过第二连板6032的螺栓605，所述螺栓605端部与安装环6041外部限位，将吊环604安装在第二连板6032外部后，将螺栓605从吊环604一侧的安装环6041穿过第二连板6032、吊环604另一侧的安装环6041并以螺母与安装环6041限位，实现吊环604与第二连板6032的连接。

如图3所示，上述铁水自动取样装置，进一步地，所述取样器2包括取样杆201和取样头202，所述取样杆201与配重和取样头202相连，所述取样头202内设有至少一个取样腔2031，取样头202上设有多个与对应取样腔2031连通的取样孔2032，以便同时多点取样。

上述铁水自动取样装置，进一步地，所述取样器2与配重可拆卸式连接，可以采用取样杆201与中心柱601螺纹配合可拆卸连接，也可以如图6所示，所述中心柱601两侧设有挂孔6011，两个取样器2的取样杆201顶部分别弯折、插入对应挂孔6011内并固定实现可拆卸连接，方便取下取样器2进行铁水检测。

上述铁水自动取样装置的工作原理为：

如图1所示，初始状态下，电动葫芦1的吊绳102收卷，使取样器2靠上，炼铁高炉炉前平台外铁水车8上方安装摄像机4和激光测距仪3，当铁水车8从铁水车8库驶出时，摄像机4图像识别跟踪铁水包7并将图像信息传输至控制器5，铁水包7随铁水车8到达取样器2下方的取样位置时，控制器5的发出铁水包7到位信号，提示驾驶员停止铁水车8。

如图2所示，摄像机4图像识别铁水包7取样点并将图像信息传输至控制器5，由激光测距仪3检测到铁水包7铁水液面的距离h1并传输至控制器5，设定铁水包7取样深度h2，控制器5根据铁水包7取样深度和到铁水包7铁水液面的距离计算得到取样器2的下探深度h3，控制器5控制电动葫芦1放吊绳102，使取样器2在平衡配重6的平衡下执行下降动作，至取样器2浸没在铁水包7的铁水中，铁水由取样孔2032进入取样头202内部的取样腔2031，控制器5控制电动葫芦1的吊绳102收卷执行取样器2的上升动作，回复至初始状态，实现铁水自动取样，炼铁高炉炉前平台上的工作人员可以通过取下取样器2将取样头202内的提水倒出进行检测，将空的取样器2连接在平衡配重6上，以便再次自动取样。

本设计效果采用摄像机4图像识别跟踪铁水包7取样点，并由激光测距仪3检测到铁水包7铁水液面的距离得到取样器2的下探深度，控制电动葫芦1带动取样器2在平衡配重6的平衡下执行升降动作，实现自动取样，解决肉眼观察时由于铁水量差异导致每包铁水液面高度不同，无法准确控制下探深度，存在高温铁水喷溅的安全风险且劳动效率低的问题，且较机械臂自动取样结构设备成本更低，不占用铁水车8移动空间，实用性强，显著改善了炉前工安全风险，提高了炉前工的工作效率。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施例的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施例或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铁水自动取样装置，其特征在于，包括电动葫芦(1)、取样器(2)、激光测距仪(3)、摄像机(4)和控制器(5)，所述电动葫芦(1)的吊钩(101)与取样器(2)之间设有平衡配重(6)，所述激光测距仪(3)和摄像机(4)均位于取样器(2)的侧上方且用于观测取样器(2)下方区域，所述控制器(5)连接激光测距仪(3)和摄像机(4)，控制器(5)用于控制电动葫芦(1)执行升降动作。

2.根据权利要求1所述的一种铁水自动取样装置，其特征在于，所述电动葫芦(1)连接有滑轮(103)，所述滑轮(103)配合有滑轨(9)。

3.根据权利要求1所述的一种铁水自动取样装置，其特征在于，所述平衡配重(6)包括中心柱(601)和配重块(602)，所述中心柱(601)与取样器(2)相连，中心柱(601)顶部顶部设有连接件(603)，所述连接件(603)上设有与电动葫芦(1)的吊钩(101)配合的吊环(604)，所述配重块(602)至少有两个且对称连接在中心柱(601)两侧。

4.根据权利要求3所述的一种铁水自动取样装置，其特征在于，所述配重块(602)与中心柱(601)之间连接有多个U形支架(606)。

5.根据权利要求3所述的一种铁水自动取样装置，其特征在于，所述连接件(603)包括垂直相连的第一连板(6031)和第二连板(6032)，所述第一连板(6031)与中心柱(601)相连，所述吊环(604)与第二连板(6032)相连。

6.根据权利要求5所述的一种铁水自动取样装置，其特征在于，所述吊环(604)呈U形结构且位于第二连板(6032)外侧，吊环(604)两侧设有安装环(6041)，所述安装环(6041)内设有穿过第二连板(6032)的螺栓(605)，所述螺栓(605)端部与安装环(6041)外部限位。

7.根据权利要求1所述的一种铁水自动取样装置，其特征在于，所述取样器(2)包括取样杆(201)和取样头(202)，所述取样杆(201)与平衡配重(6)和取样头(202)相连，所述取样头(202)内设有至少一个取样腔(2031)，取样头(202)上设有多个与对应取样腔(2031)连通的取样孔(2032)。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的一种铁水自动取样装置，其特征在于，所述取样器(2)与平衡配重(6)可拆卸式连接。

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