CN218121536U - 一种用于分离钢中固溶稀土的成套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开用于分离钢中固溶稀土的成套装置，可用于分离钢中固溶稀土，为检测稀土的固溶量制备所需样品或试剂。本实用新型装置包括电解装置、超声震荡装置、真空抽滤三个独立的装置，按照试样电解、超声震荡分离、真空抽滤的操作顺序依次进行操作，本实用新型可有效分离钢中固溶稀土，装置可安全、可靠地辅助稀土固溶含量的测定，实验装置灵敏度高，操作安全、简便，实验设备及试剂大众化，可精确、便捷地分离钢中固溶稀土。

Description

一种用于分离钢中固溶稀土的成套装置

技术领域

本实用新型涉及钢铁冶金领域，具体涉及一组用于分离钢中固溶稀土，并检测稀土含量的一整套装置。

背景技术

随着钢中稀土固溶量的增加，钢的显微硬度呈线性增大的趋势。钢中固溶稀土含量的准确检测对钢性能的预判有着重要的意义。设计一套实验室专用的分离钢中固溶稀土的装置，对于节省操作人员的时间，提高工作效率，具有重要的意义。

实用新型内容

针对现有技术中对钢中固溶稀土进行分离的实施方案，本实用新型提供一种用于分离钢中固溶稀土的成套装置。本组装置由三套独立的实验装置组成，三套实验装置分别为：电解装置、超声震荡装置、真空抽滤装置；三套实验装置配合试用，按照电解、超声震荡分离、真空抽滤的操作顺序依次进行操作，可快速有效分离钢中固溶稀土，为测检测出钢中固溶稀土的含量提供装置支持。

为达到上述发明创造目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于分离钢中固溶稀土的成套装置，按照电解、超声震荡和真空抽滤流程分离钢中固溶稀土，所述装置包含电解装置、超声震荡装置、真空抽滤装置三套独立的装置，三个装置配合使用，组装成分离钢中固溶稀土的一整套装置系统。

本发明用于分离钢中固溶稀土的成套装置，包括如下部分：

第一部分：电解装置：主要由可控稳压电源、恒温槽、烧杯、腐刻液、阴极、阳极以及导线及开关电路组成，可控电源用于调节电压、电流大小。

第二部分：超声震荡装置：主要由水槽、网格篮、超声发射器和出水口组成，水槽主要用来装入清水，网格篮置入水槽内的清水中，并与清洗池底部保持一定距离，可用于放置烧杯容器。

第三部分：真空抽滤装置：主要由真空泵、软管、布氏漏斗、三通管和锥形瓶组成，真空泵主要用于抽气，与所述负压抽吸管连通；负压抽吸管的进口端伸入到导流管的外部突出接口；瓶体可拆卸连接在三通管的下方。

优选地，所述电解装置包括可控稳压电源、恒温槽、第一烧杯以及导线及开关电路，在底座上设置恒温槽，将直流的可控稳压电源作为装置的电解电源；第一烧杯作为腐刻槽放置于恒温槽内的恒温液内，烧杯内部放置腐刻液；第一烧杯放置于恒温槽中，恒温槽用于温度调控，进而控制第一烧杯内的腐刻液的温度；通过导线及开关电路连接可控稳压电源的正极、试样、腐刻液、不锈钢片、控稳压电源的负极，形成闭合的腐刻回路；通过金属夹具固定试样作为腐刻阳极，将试样置于腐刻槽中的腐刻液中，保证试样不触碰腐刻槽的壁面即第一烧杯的壁面；采用不锈钢片作为腐刻阴极，将不锈钢片部分置于腐刻液中，使不锈钢片部分裸露在腐刻液液面上方，使不锈钢片不触碰腐刻槽的壁面。

进一步优选地，作为腐刻阳极的所述试样的待腐刻面与作为腐刻阴极的不锈钢片的电极的间距为5～20mm。

进一步优选地，试样的下沿与不锈钢片的下沿水平平齐。

优选地，所述超声震荡装置包括水槽、网格篮、超声发射装置和出水口；超声装置包括水槽，在水槽内套有网格篮，网格篮底部设置有固定板，网格篮内部可放置第二烧杯，在第二烧杯内装入清洗溶剂形成清洗池，将在电解装置中经过腐刻处理的试样置入清洗池中，水槽底部设置两个超声发射装置，水槽外侧部设置有出水口，超声装置底部有至少4个滚轮。

进一步优选地，所述网格篮为上开口结构，且在网格篮的上开口边缘设置有挡板，挡板卡在清洗池的上开口处；网格篮侧壁上设置有若干卡槽，在网格篮外部侧面设置固定架，朝向网格篮所述的固定架的侧面设置有弹簧凸起，弹簧凸起与网格篮侧壁上卡槽相对应，进行配合连接形成紧固结构，防止在超声过程中容器的晃动。

进一步优选地，所述固定架为边框与边框间连接物组成，所述连接物为柔性连接物，且每条连接物连接相对的两个边框。

进一步优选地，将固定板的弹簧凸起卡在卡槽内，使得固定架固定网格篮，在弹簧凸起之间塞入柔性连接物，通过柔性连接物填充空隙，形成填充层，进行辅助固定。

优选地，所述真空抽滤装置真空泵、软管、砂芯坩埚或布氏漏斗、三通管和锥形瓶；砂芯坩埚或布氏漏斗、三通管和锥形瓶自上而下依次设置，形成砂芯坩埚或布氏漏斗下口、三通管的竖直管腔、锥形瓶上口依次连接的竖直管道；真空泵用于抽气，真空泵与所述软管一端连通；软管的另一端连接三通管的侧向口，三通管的上口与砂芯坩埚或布氏漏斗底部连接，三通管的下口与锥形瓶的上口连接；在砂芯坩埚或布氏漏斗底部设有滤膜，在砂芯坩埚或布氏漏斗和三通管连接软管处设有固定夹，对砂芯坩埚或布氏漏斗和三通管的连接管进行开启和封闭控制。

进一步优选地，三通管和锥形瓶具有可拆装连接部。

进一步优选地，三通管上口下部设置密封塞进行密封，砂芯坩埚或布氏漏斗下端插入密封塞，砂芯坩埚或布氏漏斗正下口朝向锥形瓶上口。

进一步优选地，上述导流管与所述过布氏漏斗和锥形瓶的三通管连接处设有密封圈，通过密封圈提高连接部位的密封性。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：

1.本实施例的三个装置结构紧凑，设计巧妙，缩减了实验前的组装工序，提高实验效率，可拆卸的连接方式便于清洗维护；

2.本实用新型电解装置用于对钢样进行电解，超声震荡装置用于对电解后的试样进行超声震荡处理；本实用新型提供的用于分离钢中固溶稀土的成套装置，适用于不同钢种样品中固溶稀土的分离；

3.本实用新型提供的电解装置、超声震荡装置以及真空抽滤装置，具有接触性好、稳定性高、电解效率高、安装简便的特点，能有效地克服试样在电解、震荡、过滤分离等过程中因操作复杂而导致的电解效率低、浪费时间及原材料成本的缺点。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的电解装置结构示意图。

图2为本实用新型优选实施例的超声装置结构示意图。

图3为本实用新型优选实施例的真空抽滤装置结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施例进一步说明本发明，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似方法及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。所述试剂和原料，如无特殊说明，均从商业途径获得。

本实用新型的优选实施例详述如下：

实施例一：

在本实施例中，一种用于分离钢中固溶稀土的成套装置，按照电解、超声震荡和真空抽滤流程分离钢中固溶稀土，所述装置包含电解装置、超声震荡装置、真空抽滤装置三套独立的装置，三个装置配合使用，组装成分离钢中固溶稀土的一整套装置系统。

本实施例的电解装置用于对钢样进行电解，超声震荡装置用于对电解后的试样进行超声震荡处理，真空抽滤装置应与过滤超声处理后的溶液和进行电解后的电解液；本实施例用于分离钢中固溶稀土，适用于不同钢种样品中固溶稀土的分离。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图1，所述电解装置包括可控稳压电源1、恒温槽2、第一烧杯3以及导线及开关电路7，在底座10上设置恒温槽2，将直流的可控稳压电源1作为装置的电解电源；第一烧杯3作为腐刻槽放置于恒温槽2内的恒温液内，烧杯内部放置腐刻液4；第一烧杯3放置于恒温槽2中，恒温槽2用于温度调控，进而控制第一烧杯3内的腐刻液4的温度；通过导线及开关电路7连接可控稳压电源1的正极6、试样8、腐刻液4、不锈钢片9、控稳压电源1的负极5，形成闭合的腐刻回路；通过金属夹具固定试样8作为腐刻阳极，将试样8置于腐刻槽中的腐刻液4中，保证试样8不触碰腐刻槽的壁面即第一烧杯3的壁面；采用不锈钢片9作为腐刻阴极，将不锈钢片9部分置于腐刻液4中，使不锈钢片9部分裸露在腐刻液4液面上方，使不锈钢片9不触碰腐刻槽的壁面。

上述可控稳压电源1连接时，试样8采用钢样，将钢样作为电解阳极，将阳极夹具的金属夹子连接并固定试样8，试样8和阳极夹具共同构成腐刻电路的阳极，置于电解液中，确保试样不触碰腐刻槽；将不锈钢片9作为电解阴极，腐刻阴极采用长条形不锈钢薄片，不锈钢片9部分置于腐刻液4中，本实施例装置连接的优势使得电解过程中的阴极材料对电解液污染较少，腐刻液始终保持澄清，有利于腐刻完毕后对试样表面夹杂物进行观察。

实施例三

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图1，作为腐刻阳极的所述试样8的待腐刻面与作为腐刻阴极的不锈钢片9的电极的间距为5～20mm。采用合适的电极间距，可以对试样8的待腐刻面进行有效电解，将钢中固溶稀土从所述试样8的待腐刻面溶出后进入腐刻液4，完成待分析目标溶液的制备。

实施例四

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图1，试样8的下沿与不锈钢片9的下沿水平平齐。使试样8的下沿与不锈钢片9的下沿水平平齐，有利于电极之间的离子输送，实现有效的电解，制备后续试验分析的试样和试剂。

实施例五

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图2，所述超声震荡装置包括水槽11、网格篮12、超声发射装置17和出水口18；超声装置包括水槽11，在水槽11内套有网格篮12，网格篮12底部设置有固定板13，网格篮12内部可放置第二烧杯14，在第二烧杯14内装入清洗溶剂15形成清洗池，将在电解装置中经过腐刻处理的试样8置入清洗池中，水槽11底部设置两个超声发射装置17，水槽11外侧部设置有出水口18，超声装置底部有至少4个滚轮19。接通电源即可开启工作模式。

本实施例超声波在传递过程中存在着的正负压强交变周期，在溶剂和样品之间产生声波空化作用，导致溶液内气泡的形成、增长和爆破压缩，从而使固体样品分散，增大样品与萃取溶剂之间的接触面积，提高目标物从固相转移到液相的传质速率。电极超声清洗的目的是将电极上残余的溶于电解液的固溶稀土分离出来。

实施例六

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图2，所述网格篮12为上开口结构，且在网格篮12的上开口边缘设置有挡板16，挡板16卡在清洗池的上开口处；网格篮12侧壁上设置有若干卡槽，在网格篮12外部侧面设置固定架20，朝向网格篮12所述的固定架20的侧面设置有弹簧凸起，弹簧凸起与网格篮12侧壁上卡槽相对应，进行配合连接形成紧固结构，防止在超声过程中容器的晃动，防止清洗剂污染。

实施例七

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图2，所述固定架20为边框与边框间连接物组成，所述连接物为柔性连接物，且每条连接物连接相对的两个边框。固定架采用边框与边框间连接物组成，可以减轻超声震荡装置重量，减少材料消耗，连接物为柔性连接物，可以有效减少震动冲击对环境的影响，并使设备工作更加稳定。

实施例八

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图2，将固定板的弹簧凸起卡在卡槽内，使得固定架20固定网格篮12，在弹簧凸起之间塞入柔性连接物，通过柔性连接物填充空隙，形成填充层，进行辅助固定。能有效减少震动冲击对环境的影响，并使设备工作更加稳定。

实施例九

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图2，所述真空抽滤装置真空泵21、软管22、砂芯坩埚或布氏漏斗23、三通管26和锥形瓶28；砂芯坩埚或布氏漏斗23、三通管26和锥形瓶28依次自上而下设置，形成砂芯坩埚或布氏漏斗23下口、三通管26的竖直管腔、锥形瓶28上口依次连接的竖直管道；真空泵21用于抽气，真空泵21与所述软管22一端连通；软管22的另一端连接三通管26的侧向口，三通管26的上口与砂芯坩埚或布氏漏斗23底部连接，三通管26的下口与锥形瓶28的上口连接；在砂芯坩埚或布氏漏斗23底部设有滤膜24，在砂芯坩埚或布氏漏斗23和三通管26连接软管处设有固定夹25，对砂芯坩埚或布氏漏斗23和三通管26的连接管进行开启和封闭控制。三通管26上口下部设置密封塞27进行密封，砂芯坩埚或布氏漏斗23下端插入密封塞27，砂芯坩埚或布氏漏斗23正下口朝向锥形瓶28上口。

上述真空抽滤装置的操作使用方法如下：当处理抽滤样品时，将软管22连接处三通管26上的三通阀；将盛装有经过超声清洗的试样8及其清洗液的砂芯坩埚或布氏漏斗23插入抽滤瓶上的垫圈；启动真空泵21，进行真空抽滤。当某一试样8完成抽滤时，转动其相对应的三通阀至保持水平方向的通气、与锥形瓶28连接的方向保持密封，撤去完成抽滤的试样8。若还有新的待处理的试样8，可盛装有试样8及其清洗液的砂芯坩埚或布氏漏斗23插入三通管上的密封塞27，防止漏气。转动其相对应的三通阀至三通道均通气，无需关停真空泵即可完成样品的抽滤。所述的真空抽滤装置布氏漏斗内有滤膜24，滤膜24的具体孔径根据实验样品及要求确定。所述的该真空抽滤装置三通管26处用固定夹25夹住，防止漏气。

将固液混合物转移到砂芯坩埚或布氏漏斗23的滤膜24上，打开真空泵21开关，并持续缓慢地倒入固液混合物，进行抽滤，实现固液分离。

上述实施例装置可用于分离钢中固溶稀土，为检测稀土的固溶量制备所需样品或试剂。上述实施例装置包括电解装置、超声震荡装置、真空抽滤三个独立的装置，按照试样电解、超声震荡分离、真空抽滤的操作顺序依次进行操作，可有效分离钢中固溶稀土。本装置可安全、可靠地辅助稀土固溶含量的测定，实验装置灵敏度高，操作安全、简便，实验设备及试剂大众化，可精确、便捷地分离钢中固溶稀土。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。此外，本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于分离钢中固溶稀土的成套装置，按照电解、超声震荡和真空抽滤流程分离钢中固溶稀土，其特征在于：所述装置包含电解装置、超声震荡装置、真空抽滤装置三套独立的装置，三个装置配合使用，组装成分离钢中固溶稀土的一整套装置系统。

2.根据权利要求1所述用于分离钢中固溶稀土的成套装置，其特征在于：所述电解装置包括可控稳压电源(1)、恒温槽(2)、第一烧杯(3)以及导线及开关电路(7)，在底座(10)上设置恒温槽(2)，将直流的可控稳压电源(1)作为装置的电解电源；第一烧杯(3)作为腐刻槽放置于恒温槽(2)内的恒温液内，烧杯内部放置腐刻液(4)；第一烧杯(3)放置于恒温槽(2)中，恒温槽(2)用于温度调控，进而控制第一烧杯(3)内的腐刻液(4)的温度；通过导线及开关电路(7)连接可控稳压电源(1)的正极(6)、试样(8)、腐刻液(4)、不锈钢片(9)、控稳压电源(1)的负极(5)，形成闭合的腐刻回路；通过金属夹具固定试样(8)作为腐刻阳极，将试样(8)置于腐刻槽中的腐刻液(4)中，保证试样(8)不触碰腐刻槽的壁面即第一烧杯(3)的壁面；采用不锈钢片(9)作为腐刻阴极，将不锈钢片(9)部分置于腐刻液(4)中，使不锈钢片(9)部分裸露在腐刻液(4)液面上方，使不锈钢片(9)不触碰腐刻槽的壁面。

3.根据权利要求2所述用于分离钢中固溶稀土的成套装置，其特征在于：作为腐刻阳极的所述试样(8)的待腐刻面与作为腐刻阴极的不锈钢片(9)的电极的间距为5～20mm。

4.根据权利要求2所述用于分离钢中固溶稀土的装置，其特征在于：试样(8)的下沿与不锈钢片(9)的下沿水平平齐。

5.根据权利要求1所述用于分离钢中固溶稀土的成套装置，其特征在于：所述超声震荡装置包括水槽(11)、网格篮(12)、超声发射装置(17)和出水口(18)；超声装置包括水槽(11)，在水槽(11)内套有网格篮(12)，网格篮(12)底部设置有固定板(13)，网格篮(12)内部可放置第二烧杯(14)，在第二烧杯(14)内装入清洗溶剂(15)形成清洗池，将在电解装置中经过腐刻处理的试样(8)置入清洗池中，水槽(11)底部设置两个超声发射装置(17)，水槽(11)外侧部设置有出水口(18)，超声装置底部有至少4个滚轮(19)。

6.根据权利要求5所述用于分离钢中固溶稀土的成套装置，其特征在于：所述网格篮(12)为上开口结构，且在网格篮(12)的上开口边缘设置有挡板(16)，挡板(16)卡在清洗池的上开口处；网格篮(12)侧壁上设置有若干卡槽，在网格篮(12)外部侧面设置固定架(20)，朝向网格篮(12)所述的固定架(20)的侧面设置有弹簧凸起，弹簧凸起与网格篮(12)侧壁上卡槽相对应，进行配合连接形成紧固结构，防止在超声过程中容器的晃动。

7.根据权利要求6所述用于分离钢中固溶稀土的成套装置，其特征在于：所述固定架(20)为边框与边框间连接物组成，所述连接物为柔性连接物，且每条连接物连接相对的两个边框。

8.根据权利要求6所述用于分离钢中固溶稀土的成套装置，其特征在于：将固定板的弹簧凸起卡在卡槽内，使得固定架(20)固定网格篮(12)，在弹簧凸起之间塞入柔性连接物，通过柔性连接物填充空隙，形成填充层，进行辅助固定。

9.根据权利要求1所述用于分离钢中固溶稀土的成套装置，其特征在于：所述真空抽滤装置真空泵(21)、软管(22)、砂芯坩埚或布氏漏斗(23)、三通管(26)和锥形瓶(28)；砂芯坩埚或布氏漏斗(23)、三通管(26)和锥形瓶(28)依次自上而下设置，形成砂芯坩埚或布氏漏斗(23)下口、三通管(26)的竖直管腔、锥形瓶(28)上口依次连接的竖直管道；真空泵(21)用于抽气，真空泵(21)与所述软管(22)一端连通；软管(22)的另一端连接三通管(26)的侧向口，三通管(26)的上口与砂芯坩埚或布氏漏斗(23)底部连接，三通管(26)的下口与锥形瓶(28)的上口连接；在砂芯坩埚或布氏漏斗(23)底部设有滤膜(24)，在砂芯坩埚或布氏漏斗(23)和三通管(26)连接软管处设有固定夹(25)，对砂芯坩埚或布氏漏斗(23)和三通管(26)的连接管进行开启和封闭控制。

10.根据权利要求9所述用于分离钢中固溶稀土的成套装置，其特征在于：三通管(26)上口下部设置密封塞(27)进行密封，砂芯坩埚或布氏漏斗(23)下端插入密封塞(27)，砂芯坩埚或布氏漏斗(23)正下口朝向锥形瓶(28)上口。

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