液体金属取样方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于在容器不同部位准确提取金属液体样本的方法及装置。该方法是在取样系统里设有取样气路、取样室和过滤装置，取样气路下端与过滤装置和取样室连接，上端与惰性气体及真空系统连接，该取样方法是先在取样气路内通入惰性气体，使取样室产生微压力；然后通过切换取样气路内的压力为负压，将指定部位的取样液体吸入取样室；取样室撤离取样液体到达仪器分析口后，再次在取样气路的另一端往气路内通入惰性气体，使取样液体在压力下流出。该方法和装置最大限度地减少了金属氧化以及取样器械的进入对液体的干扰，使得采样快速、简便、准确地得以完成，而且，本取样装置结构简单易制，便于推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种液体金属取样方法及其应用装置，更具体地说是一种适用于在容器不同部位准确提取液体金属样本的方法及其应用装置。
技术介绍
在科学研究和实际生产中，常常需要从盛有液体金属的坩锅等容器内的不同深度或部位提取样品进行成分、夹杂物或气体含量分析。通常的做法是用勺子或其它取样器伸到坩锅里，直接在该部分取样。由于这种做法的缺点是在舀取过程中，氧气由勺子或其它取样器直接带入到坩锅，造成金属氧化，也可能使得其他部分的液体与勺子中的液体混合，不能保证所舀取的样品就是该部位的样品，另外，由于液体金属在熔化后上下层的密度不同，采用取样勺或其它取样器取样易导致样品的信息失真。中国专利公开了一些取样装置，如申请(专利)号93228454.X，该文献只是提出设计了一种由取样勺、试样杯、薄片盖和柄杆组成的取样器，并不能解决取样金属的氧化和取样器对分析样品的干扰问题。其它专利及科技文献虽然也介绍了一些取样方法，但是也未见有能够解决取样金属的氧化和取样器对分析样品的干扰问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种简单准确提取容器内所需部位液体样品而又能保证样品信息不失真的方法以及应用该方法的一种装置。为解决上述技术问题，本专利技术液体金属取样方法采用的技术方案为液体金属取样方法，是在取样系统里设有取样气路、取样室和过滤装置，取样气路下端与过滤装置和取样室连接，上端与惰性气体及真空系统连接，取样过程包括如下步骤1)在取样气路内通入惰性气体，使取样室内产生微压力，目的是防止取样室到达设定取样位置之前，空气和液体金属进入取样室内，惰性气体的压力不能过大，否则会使液体沸腾，一般流量5-30ml/min即可，具体还要根据溶液量以及取样管的大小确定。2)在取样时，关闭惰性气体，切换取样气路与真空系统连接，将取样液体吸入取样室，保持负压，使得取样室内液体金属不会流下，负压也不能过大，一般在-10Kpa以下，具体也要根据溶液量以及取样管的大小确定；3)取样室撤离取样液体容器，到达分析点后，再次切换取样气路，往气路内通入惰性气体，使取样液体在压力下流出，就可以进行分析了。以上所述的液体金属取样方法，惰性气体为氮气、氩气、氦气或二氧化碳气体，惰性气体的作用主要是防止取样过程将氧气带入系统将液体金属氧化。以上所述的过滤装置，为多孔介质填充的柱体，多孔介质可以是石英砂、多孔陶瓷、氧化铝、镁砂或其它耐高温的不容易与金属反应的无机材料，一般情况下允许气体透过而隔绝液体通过。本专利技术方法的所述的液体金属取样方法所需要的液体金属取样装置，包括取样管3和三通，取样管3的一端通向过滤装置2，过滤装置2的下方为取样室1，取样室1底部为取样口，取样管3的另一端连接三通，三通的两端分别接惰性气体阀门4和真空阀门5。以上所述的液体金属取样装置，三通可以是普通的三通，也可以是两位三通阀，或者别的同功能的阀门。液体金属取样装置的操作过程是首先加热过滤装置和取样室1，使其接近待取样金属液体的温度，然后在取样管路3内通入惰性气体，使取样室1下端的取样口产生微压力；当取样口插入取样的液体时，由于在取样口内有微压力，液体不会进入到取样室1内；当取样口插入到所需取样的部位时，切换取样气路到真空系统，则所需的液体金属样品随之被吸入到取样室1，由于在取样室1上方安装有过滤装置2，允许气体透过而隔绝液体，所以液体金属不会被吸到上方的取样管中，液体金属被吸入到取样室1后，取出取样室1，再次在气路的另一端往取样管内通入惰性气体，取样室1内的液体随即流出以用于进行各种分析测试。显然，上述方法和装置不仅适用于高温的液体金属取样，也适用于常温或高温下其他液体的取样，例如化学水溶液、有机溶液或者有毒有害的液体介质。本专利技术的突出的实质性特点和显著的进步是1、从以上技术方案可知，本取样方法通过切换取样管内的压力的方式进行取样，解决了其他取样方法容易携入氧气、造成金属氧化和对金属产生干扰的问题，最大限度的减少了样品的失真。使得取样快速、简便、准确地得以完成。2、该方法和装置可以在设定的任何位置取样，在取样室到达设定取样位置之前，不会进入空气和液体金属，从而保证了所取样品就是设定位置的样品，取样准确度高。3、在取样室上方安装有过滤装置，允许气体透过而隔绝液体，所以液体金属不会被吸到上方的取样管中。4、本取样装置结构简单易制，也便于推广。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术所指的液体取样装置的一种实施结构示意图。图2是本专利技术所指的液体取样装置的另一种实施结构示意图，三通换为两位三通阀。1-取样室；2-过滤装置；3-取样管；4-惰性气体阀门；5-真空阀门；6-两位三通阀。具体实施例方式如图1，取样管3的一端通向过滤装置2，过滤装置2的下方为取样室1，取样管3的另一端连接三通，三通的两端分别接惰性气体阀门4和真空阀门5。取样操作过程是在将取样室1插入到液体之前，打开惰性气体阀门4，惰性气体通过过滤装置2进入到取样室1内。这样，当取样室1插入液体时，由于在取样室1内有微压力，液体不会进入到取样室1内。当取样室1插入到设定的部位时，关闭惰性气体阀门4，开启真空阀5，在真空作用下，液体金属被吸入到取样室1内。取出取样室1，关闭真空阀5，打开惰性气体阀门4，液体流出即可用于进行各种分析测试。本过滤装置是多孔介质填充的柱体，多孔介质可以是石英砂、氧化铝、镁砂或其它耐高温的不容易与液体金属反应的无机材料。图2中，除了三通换为两位三通阀以外，其余部件结构基本相同。以下给出具体实施案例1坩锅内液体铝合金的取样。铁在铸造铝合金中为杂质，为了搞清楚铁在坩锅深度方向的含量，需要在坩锅不同的深度取样。本例中，坩锅内液体铝合金深度800mm，合金成分为Si7％，Mg0.3％，其余为Al。希望测定在730℃保温10个小时后，铁沿深度方向的含量(重量百分数)。取样按以下步骤进行(参照图1)1、将取样室1加热至750℃。(原因为使取样室浸入坩锅后不至于对液体铝合金造成影响。)2、打开惰性气体阀门4并调整流量使取样室出口有少量氮气吹出(气体流量10-30ml/min)；3、将取样室1伸到液面以下700mm处；4、关闭惰性气体阀门4，打开真空阀5，设定负压为-10Kpa以下，将液体铝合金吸入取样室1。5、移出取样室1，打开惰性气体阀门4，关闭真空阀5，将液体铝合金注入到测试设备内。6、重复以上过程，测取不同深度的样品。结果如下表1所示。表1 10小时后铝合金含铁量沿深度方向的变化 由此可以看出，铁含量随着坩锅深度增加而增加。本技术方案是有效的。实施案例2精密铸造用涂料密度分布的取样。精密铸造用涂料是由粉状耐火材料、硅溶胶溶液和微量消泡剂混合而成。配置好的涂料，应该密度均匀。但在使用过程中，不可避免的要产生粉体沉降，于是容器上部分的涂料较稀，密度较小；而容器下部分的涂料较稠，密度较大。因此导致工艺不稳定，影响产品质量。为了控制工艺，需要了解容器各个部位涂料密度随时间的变化情况，需要抽取样品进行测试。涂料的配方如下(重量百分数)硅溶胶22％；锆英粉78％润湿剂和消泡剂根据情况外加少量。取样按以下步骤进行(参照图2)1、打开两位三通阀6并调整流量使取样器口有少量氮气吹出(气体流量5-30ml/min). 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体金属取样方法，其特征在于：在取样系统里设有取样气路、取样室和过滤装置，取样气路下端与过滤装置和取样室连接，上端与惰性气体及真空系统连接，取样过程包括如下步骤：１）在取样气路内通入惰性气体，使取样室内产生微压力；２）在取样时，关闭惰性气体，切换取样气路与真空系统连接，将取样液体吸入取样室，保持负压；３）取样室撤离取样液体容器，到达分析点后，再次切换取样气路，往气路内通入惰性气体，使取样液体在压力下流出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾建民，顾平，顾红，邹勇志，许征兵，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]