Пристрій для вимірювання параметрів або для відбирання проб розплавів заліза або сталі

Реферат: Винахід належить до пристрою для вимірювання параметрів або для відбирання проб розплавів заліза або сталі, а також для відбирання проб шлаку, що знаходиться на розплаві заліза або сталі, за допомогою несучої трубки із заглибним кінцем і обводовою бічною поверхнею, на заглибному кінці якої встановлена вимірювальна головка із заглибним кінцем і обводовою бічною поверхнею, причому на заглибному кінці вимірювальної головки розташовані щонайменше один датчик або вхідний отвір для камери для проб, що знаходиться всередині пристрою, при цьому на обводовій бічній поверхні несучої трубки або вимірювальної головки розташований вхідний отвір, що веде через вхідний канал в передкамеру, розташовану всередині несучої трубки або вимірювальної головки, причому передкамера має на своєму кінці, протилежному заглибному кінцю вимірювальної головки, вхідний отвір, що веде в камеру для відбирання проб шлаку, розташовану всередині пристрою з боку передкамери, протилежної заглибному кінцю. UA 105954 C2 (12) UA 105954 C2 UA 105954 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується пристрою для вимірювання параметрів або для відбирання проб розплавів заліза або сталі, а також для відбирання проб шлаку, що знаходиться на розплаві заліза або сталі, за допомогою несучої трубки з заглибним кінцем і обводовою бічною поверхнею, на заглибному кінці якої встановлена вимірювальна головка з заглибним кінцем і обводовою бічною поверхнею, причому на заглибному кінці вимірювальної головки розташовані щонайменше один датчик або отвір для камери для проб, що знаходиться всередині пристрою. Такі пристрої відомі, наприклад, з DE 19758595 В4. У даній заявці описані пристрої, на торці яких розташовані як термоелемент, так і вхідний отвір камери для проб. Камера для проб призначена для відбирання проб шлаку. Крім того, на торці цього пристрою є ще один впускний отвір для камери для проб, призначеної для відбирання проб розплаву металу. Пристрій, відомий з цієї публікації, містить пробовідбірник з двома бічними вхідними отворами. Схожі пробовідбірники відомі з DE 19752743 С5. Крім того, з ЕР 1183513 В1 відомі пробовідбірники для проб шлаку. Останні в основному відповідають пробовідбірникам, відомим з DE 19758595 В4. Пробовідбірники для розплавів металу, на яких осаджуються шлак й інші неметалічні включення з рідкого металу, відомі, наприклад, з DE 4129930 А1 або з US 5415052 або з US 5515739. У даній заявці у відповідній передкамері, розташованій перед камерою для проб розплавів металу, збирається домішка, яка при подачі розплаву металу в камеру для проб для поліпшення якості проб металу повинна відділятися від розплаву металу. Задачею даного винаходу є удосконалення пробовідбірників, зокрема, для відбирання проб шлаку, і одержання високоякісних проб, що забезпечують точний аналіз. Задача вирішується за допомогою ознак пункту 1 формули винаходу. Переважні варіанти виконання наведені в залежних пунктах формули винаходу. Зокрема, винахід характеризується тим, що на обводовій бічній поверхні несучої грубки або вимірювальної головки розташований вхідний отвір, що веде через вхідний канал в передкамеру, розташовану всередині несучої трубки або вимірювальної головки, і при цьому передкамера має на своєму кінці, протилежному заглибному кінцю вимірювальної головки, вхідний отвір, що веде в камеру для відбирання проб шлаку, розташовану всередині пристрою з боку передкамери, протилежної заглибному кінцю. Завдяки цьому, з одного боку, можливі вимірювання або відбирання проб з торця пристрою, що глибоко занурюється в розплав сталі, а також відбирання проб з вище розташованого місця, яке знаходиться в області шару шлаку, що знаходиться на поверхні розплаву сталі. У цьому випадку шлак спочатку прямує в передкамеру, а потім в камеру для проб, причому шлак, оскільки він легший розплаву сталі, підіймається, а важчі складові розплаву металу, що можливо проникають в передкамеру разом з шлаком, залишаються в передкамері. Завдяки цьому можуть бути одержані високоякісні проби. Оскільки глибина занурення, з одного боку, і товщина шару шлаку, що знаходиться на поверхні розплаву сталі, з іншого боку, відома відносно точно, забезпечується керування з високим ступенем точності глибиною занурення пристрою таким чином, щоб торець розташовувався в розплаві металу, в той час як бічний вхідний отвір розташовувався в шарі шлаку. Вимірювальна головка заглибних зондів, що описуються в загальному випадку є окремим встановленим на заглибному кінці несучої трубки конструктивним елементом, на або в якому встановлені датчики або камери для проб. Такі вимірювальні головки в більшості випадків в основному виконані з металу, зокрема, зі сталі або з ливарного піску, або з цементу. Несучі трубки в загальному випадку виконані з картону і насаджуються на так звані фурми, які обслуговуються автоматично або вручну і з якими несучі трубки з вимірювальною головкою занурюються в розплав. Фурми придатні для багаторазового використання, в той час як несучі трубки з вимірювальною головкою після вимірювання приходять в непридатність і повинні замінюватися. Зокрема, переважно, щоб на обводовій бічній поверхні несучої трубки розташовувався напилений захисний металевий шар. Напилений захисний шар, переважно, може бути виконаний трубчастим, причому до зовнішньої стінки несучої трубки він прилягає по окружності. Доцільно, щоб напилений захисний шар, міг оточувати вхідний отвір, розташований на обводовій бічній поверхні несучої трубки, причому сам отвір він, однак, не закриває, або не перекриває. Напилений захисний шар, зокрема, може мати протилежну несучій трубці, тобто повернуту радіально назовні поверхню щонайменше в 250 квадратних сантиметрів. Це переважно, наприклад, для звичайних несучих трубок з діаметром близько 80 міліметрів. Напилений захисний шар захищає матеріал несучої трубки в безпосередньому оточенні вхідного отвору і тим самим при зануренні несучої трубки в шар шлаку перешкоджає потраплянню частин несучої трубки або продуктів їх згоряння в передкамеру, а потім і в камеру 1 UA 105954 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 для проб і перешкоджає спотворенню проби. Тим самим якість проби поліпшується. Переважно, напилений захисний шар оточує несучу трубку, починаючи з її заглибного кінця до вхідного отвору, розташованого на бічній обводовій поверхні несучої трубки, заходячи вище нього. Напилений захисний шар може бути виконаний відносно тонким, наприклад, товщиною близько 0,5 міліметра. Це переважно для того, щоб напилений захисний шар під час занурення пристрою в шар шлаку захищав несучу трубку, так щоб було забезпечене високоякісне заповнення камери для проб шлаком. Після цього доцільно, щоб напилений захисний шар міг розчинятися, щоб після витягування пристрою з розплаву можна було, простіше вилучати з пристрою камеру для проб, що містить пробу. Переважно, щоб відстань між заглибним кінцем вимірювальної головки і вхідним отвором, розташованим на обводовій бічній поверхні несучої трубки або вимірювальної головки, була меншою 50 сантиметрів. Крім того, переважно, щоб ця відстань була більшою 15 сантиметрів. В результаті здійснюється дуже надійне розміщення вхідного отвору, розташованого збоку, в шарі шлаку при одночасно достатній глибині занурення заглибного кінця вимірювальної головки в розплав заліза або сталі. Доцільно, щоб об'єм передкамери був більшим об'єму камери для проб шлаку, так щоб в достатній мірі забезпечити відділення шлаку від усього матеріалу, який надходить і оптимальну якість проби шлаку в камері для проб. При цьому може бути переважно, щоб передкамера була приблизно вдвічі більшою камери для проб. Крім того, переважно, щоб діаметр вхідного отвору в передкамеру, розташованого на обводовій бічній стороні несучої трубки, був більшим діаметра вхідного отвору, ведучого в камеру для проб шлаку. Переважно, щоб вхідний отвір, розташований на обводовій бічній поверхні, міг закриватися горючим матеріалом, зокрема, папером або картоном. Крім того, переважно, щоб камера для проб шлаку зі свого кінця, поверненого до передкамери, і зі свого кінця, протилежного передкамері, була обмежена металевими пластинами, оскільки це, з одного боку, сприяє процесу охолоджування проби, а з іншого, надає пробі гладкої поверхні, яка може бути використана для аналізу. Крім того, переважно, щоб камера для проб шлаку між її кінцем, поверненим до передкамери, і її кінцем, протилежним передкамері, була обмежена конічною стінкою, оскільки це забезпечує легше відбирання проби з камери для проб. Нижче винахід більш детально пояснюється на прикладі з посиланням на креслення, на яких показано: Фіг. 1 - заглибний кінець пристрою згідно з винаходом, Фіг. 2 - інший варіант виконання пристрою згідно з винаходом, Фіг. 3 - заглибний кінець пристрою згідно з винаходом в розрізі. У варіанті виконання винаходу, зображеному на Фіг. 1, для фіксації вимірювальної головки 2 передбачена несуча трубка 1 з картону. Вимірювальна головка 2 встановлена на заглибному кінці несучої трубки 1. Вона виконана з ливарного піску або з цементу. її заглибний кінець забезпечений захисним ковпачком 3, що захищає датчики або камери для проб, встановлені на вимірювальній головці 2, при транспортуванні і зануренні в шар шлаку. Захисний ковпачок 3 виконаний зі сталі. Вище вимірювальної головки 2 на відстані близько 20-25 сантиметрів від заглибного кінця (захисного ковпачка 3) збоку в несучій трубці 1 розташований вхідний отвір 4. Заглибний кінець несучої трубки 1, починаючи з вимірювальної головки 2 і закінчуючи декільком сантиметрами вище вхідного отвору 4, оточений напиленим захисним шаром 5 товщиною близько 0,5 міліметра. Напилений захисний шар 5 може бути виконаний зі сталі. Вхідний отвір 4 зі своєї зовнішньої сторони закритий шаром з картону. На Фіг. 2 зображений аналогічний пристрій, причому напилений захисний шар 5' починається в цьому випадку не на заглибному кінці несучої трубки 1, тобто не безпосередньо на вимірювальній головці 2, а лише декількома сантиметрами нижче, тобто в напрямку занурення перед вхідним отвором 4, і простягається з кінця, протилежного заглибному кінцю, на декілька сантиметрів нижче вхідного отвору 4. На Фіг. 3 зображені деталі варіанта виконання пристрою згідно з винаходом. На вимірювальній головці 2 встановлений датчик 6 кисню, закритий захисним ковпачком. Датчик 6 кисню є електрохімічним датчиком. Відповідний контакт 7 для розплаву як протилежний електрод також встановлений на вимірювальній головці 2. Крім того, вимірювальна головка 2 містить термоелемент у вигляді температурного датчика 8, також захищеного ковпачком. Доцільно, щоб на заглибному кінці вимірювальної головки 2 розташовувався вхідний отвір 9 для камери 10 для проб розплаву металу. Бічний вхідний отвір 4 утворений кварцовою трубкою 11, що фіксується в несучій трубці 1 цементом 12. Кварцова трубка 11 веде в передкамеру 13 для відбирання проб шлаку і 2 UA 105954 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фіксується там металевим тримачем 14. На своєму кінці, протилежному заглибному кінцю, передкамера 13 має вхідний отвір 15 для камери 16 для проб шлаку. Вхідний отвір 4 має приблизно в три рази більший діаметр, ніж вхідний отвір 15. Вхідний отвір 4 закритий шаром 17 картону, що закриває передкамеру 13 і камеру 16 для проб шлаку до відбирання проби і перешкоджаючим ненавмисному проникненню матеріалу в передкамеру 13 або в камеру 16 для проб шлаку. Камера 16 для проб шлаку зі свого заглибного кінця і зі свого кінця, протилежного заглибному кінцю, обмежена сталевими дисками 18; 18'. Її обводова бічна поверхня 19 також виконана зі сталі. Вона виконана дещо конічною, щоб затверділу пробу можна було легше витягнути. Діаметр передкамери 13, а також середній діаметр камери 16 для проб шлаку становить близько 35 міліметрів, передкамера 13 має приблизно вдвічі більший об'єм, ніж камера 16 для проб шлаку. Об'єм камери 16 для проб шлаку становить близько 40 кубічних сантиметрів, так що проба шлаку важить 80 грамів. Як правило, для аналізу шлаку необхідно щонайменше 40 грамів. Всередині несучої трубки 1 встановлені так звані внутрішні картонні трубки 20; 20', за допомогою яких фіксуються камера 16 для проб шлаку, передкамера 13, а також інші вбудовані елементи. Завдяки цьому можливі відносно просте виготовлення пристрою і точне юстирування окремих деталей. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Пристрій для вимірювання параметрів або для відбирання проб розплавів заліза або сталі, а також для відбирання проб шлаку, що знаходиться на розплаві заліза або сталі, за допомогою несучої трубки з заглибним кінцем і обводовою бічною поверхнею, на заглибному кінці якої встановлена вимірювальна головка з заглибним кінцем і обводовою бічною поверхнею, причому на заглибному кінці вимірювальної головки розташовані щонайменше один датчик або вхідний отвір для камери для проб, що знаходиться всередині пристрою, який відрізняється тим, що на обводовій бічній поверхні несучої трубки або вимірювальної головки розташований вхідний отвір, який веде через вхідний канал в передкамеру, розташовану всередині несучої трубки або вимірювальної головки, і при цьому передкамера має на своєму кінці, протилежному заглибному кінцю вимірювальної головки, вхідний отвір, що веде в камеру для відбирання проб шлаку, розташовану всередині пристрою з боку передкамери, протилежної заглибному кінцю. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що на обводовій бічній поверхні несучої трубки розташований напилений металевий захисний шар. 3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що напилений захисний шар виконаний трубчастим. 4. Пристрій за п. 2 або 3, який відрізняється тим, що напилений захисний шар оточує вхідний отвір, розташований на обводовій бічній стороні несучої трубки і переважно не закриває його. 5. Пристрій за будь-яким з пп. 2-4, який відрізняється тим, що напилений захисний шар має 2 поверхню, протилежну несучій трубці, щонайменше в 250 см . 6. Пристрій за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що відстань між заглибним кінцем вимірювальної головки і вхідним отвором, розташованим на обводовій бічній поверхні несучої трубки або вимірювальної головки, менша 50 см. 7. Пристрій за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що відстань між заглибним кінцем вимірювальної головки і вхідним отвором, розташованим на обводовій бічній поверхні несучої трубки або вимірювальної головки, більша 15 см. 8. Пристрій за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що об'єм передкамери більший об'єму камери для проб шлаку. 9. Пристрій за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що діаметр розташованої на обводовій бічній поверхні несучої трубки вхідного отвору в передкамеру більший діаметра вхідного отвору, що веде в камеру для проб шлаку. 10. Пристрій за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що вхідний отвір, розташований на обводовій бічній поверхні несучої трубки, закривається горючим матеріалом, зокрема, папером або картоном. 11. Пристрій за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що камера для проб шлаку зі свого кінця, повернутого до передкамери, і зі свого кінця, протилежного передкамері, обмежена металевими пластинами. 12. Пристрій за одним з пп. 1-11, який відрізняється тим, що камера для проб шлаку між її кінцем, повернутим до передкамери, і її кінцем, протилежним передкамері, обмежена конічною стінкою. 3 UA 105954 C2 4 UA 105954 C2 5 UA 105954 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6