一种高通量且连续快速制备合金样品的装置及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109211655A(43)申请公布日2019.01.15(21)申请号201811033074.X(22)申请日2018.09.05(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人李静媛祁明凡陈雨来洪慧平谢建新(74)专利代理机构北京金智普华知识产权代理有限公司11401代理人皋吉甫(51)Int.Cl.G01N1/40(2006.01)G01N1/44(2006.01)G01N1/04(2006.01)G01N21/84(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图4页(54)发明名称一种高通量且连续快速制备合金样品的装置及方法(57)摘要本发明一种高通量且连续快速制备合金样品的装置及方法，该装置包括转动系统、配料系统、加热熔化系统、凝固冷却系统、取样系统、PLC控制系统；配料区、加热熔化区、凝固冷却区、取样区位于转动台上。置于配料区上方的存料器由PLC控制按照预先设定合金成分配比给转动到该区的坩埚进行配料；分别置于加热熔化区和冷却凝固区上方的熔化腔体和冷却装置分别用于熔化和凝固坩埚内合金；置于取样区下方的样品顶出装置用于取出坩埚内凝固样品，从而在转动台上形成配料-加热熔化-冷却凝固-取样循环式一体化合金样品制备。本发明装置结构紧凑、自动化程度高，缩短了材料从原料配比、多炉熔炼和制备的时间进程，可高通量且连续快速制备合金样品。CN109211655ACN109211655A权利要求书1/3页1.一种高通量且连续快速制备合金样品的装置，其特征在于，该装置包括转动系统、自动配料系统、加热熔化系统、冷却凝固系统、取样系统、PLC控制系统；其中，所述转动系统，用于控制坩埚按照需求依次循环经过不同功能区域，所述功能区域包括配料区、加热熔化区、冷却凝固区和取样区；所述自动配料系统，用于将配料系统通过PLC控制按照预先设定的合金成分配比在线完成给转动到该功能区的坩埚进行配料；所述加热熔化系统，用于将坩埚的合金原料熔化，进行融合；所述冷却凝固系统，用于将融合后的合金冷却凝固；所述取样系统，用于将凝固的合金，进行取样分析；所述PLC控制系统，用于控制所述的配料系统、熔化系统、冷却凝固系统及取样系统协同完成配料-熔化-凝固-取样循环式一体化合金样品快速制备。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转动系统包括转动台（5）、驱动电机（1）、驱动轴（33）和联轴器（2）；其中，所述驱动电机（1）与所述驱动轴（33）一端固接，所述驱动轴（33）的另一端与所述联轴器（2）固接，所述联轴器（2）与所述转动台（5）的底部传动连接；所述转动台（5）分为4个区域，每个区域内均设置有坩埚（6）；所述转动台（5）分为4个区域依次与所述功能区相对应，所述驱动电机（1）与所述PLC控制系统控制连接。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的配料系统包括三轴机械手、存料器（13）和支撑台（14）；其中，所述三轴机械手包括基座（7）、X轴导轨（8）、Y轴导轨（9）、齿轮（10）、Z轴导轨（11）和伺服电机（12）；所述X轴导轨（8）安装在所述基座（7）的顶部，所述Y轴导轨（9）通过连接件活动连接在所述X轴导轨（8）上，且所述X轴导轨（8）与所述Y轴导轨（9）水平夹角为90度，所述齿轮（10）设置在所述Y轴导轨（9）上，所述Z轴导轨（11）垂直设置在所述Y轴导轨（9）一侧，并与所述齿轮（10）固接，所述X轴导轨（8）、Y轴导轨（9）和Z轴导轨（11）均设置有提供动力的伺服电机（12）；所述的支撑台（14）设置在所述Z轴导轨（11）的底部，所述支撑台（14）上设有至少一个所述存料器（13），所述存料器（13）位于所述坩埚（6）上方；所述X轴导轨（8）、Y轴导轨（9）和Z轴导轨（11）的伺服电机（12）均与所述PLC控制系统控制连接。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热熔化系统包括加热线圈（18）、熔化腔体（17）、热电偶（20）、升降机构、气体保护机构和连接柱（16）；其中，所述熔化腔体（17）上分别设置有进气口（21）和出气口（19），所述加热线圈（18）和热电偶（20）均设置在所述熔化腔体（17）的外侧壁上，所述熔化腔体（17）通过是所述连接柱（16）安装在所述升降机构上，所述气体保护机构与所述进气口（21）连接，所述熔化腔体（17）位于所述坩埚（6）的正上方，所述升降机构和气体保护机构均与所述PLC控制系统控制连接。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的冷却凝固系统包括冷风喷吹装置（22）和托板（15），所述冷风喷吹装置（22）通过连接柱（16）与托板（15）连接，所述冷风喷吹2CN109211655A权利要求书2/3页装置