Устройство для измерения поверхности натяжения расплавов
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН Nfl
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистимеских
Республик (11) 543850 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено17.03.75 (21) 2113630/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (ч) м к. (.= 01 И 13/02
Гасударственный комитет
Совета Министров СССР по делам иэооретений и открытий (43) Опубликованоэ5.01.77.Áþëëåòåíü № 3 (53) УДК 532.613.3 (088.8) (45) Дата опубликования описания 08.04.77
B С. Шумихин, B. A. Ефимов, Б. A. Буклан, B. И. Московка и Э. С. Бутыльский (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Институт проблем литья (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
РАС ПЛАВОВ
Изобретение относится к средствам и системам контроля параметров кинетики рас плавов металлов в литейном производстве.
Известно устройство для измерения поверхностного натяжения жидкости методом вдувания в жидкость пузырьков воздуха через капиллярную трубку, в котором нагревают эталонную жидкость с известным коэффициентом поверхностногэ натяжения и по величине ее температуры судят о значении поверх- >р ностного натяжения исследуемой жидкости (1).
Недостатком известных устройств является их непригодность в условиях замера поверхностного натяжения расплавов металлов при высоких температурах, высокая реакционная 15 способность воздуха в жидком металле и большая инерционность систем измерения.
Известно устройство для измерения поверхностного натяжения расплавэв, содержащее тигель с расплавом, капиллярную трубку,на- 20 текатель газа, дифференциальный тягэнапорэмер с преобразователем, демпфирующий клапан и автоматический потенциэметр (21.
Это устройство имеет достаточную точность определения, поскольку производят из- 25 мерение абсолютной величины давления газа в пузырьке, что дает сушественную погрешность из-за внесения неучтенных составляюшин при изменении диаметра капилляра, погруженного в жидкий расплав.
Пелью изобретения является повышение точности определения.
Поставленная цель достигается тем, что один вход дифференциального тягонапоромера подсоединен трубопроводом для подвода газа к натекателю газа выход преобразователя прибора подключен к автоматическому потенциометру регистрации давления газа в пузырьке, образуемoM на срезе капиллярной трубки, подсоединенной параллельно с наклонным манометром к натекателю, а второй вход тягонапоромера для подачи газа подсоединен к натекателю через автоматический демпфируюший клапан.
На фиг. 1 изображено чстрэйство; на фиг. 2диаграммы.
Плавильный агрегат 1 с угольным нагревателем 2 содержит тигель 3 с исследуемым расплавом„ В расплав погружены капилляр 4 и термэпара 5,закрепленные на подъем543850 ном столике 6 с нониусом для определения глубины погружения. Термопара подключена к автоматическому потенциометру 7, контактом дистанционного управления которого подключена схема автоматического управления режимом нагрева плавильного агрегата 8.
От натекателя 9 шланги для подачи газа подведены к капилляру 4 и к дифференциальному тягонапоромеру 10, один из входов которого подсоединен через демпфирующий клапан Х0
1 1 ° Выход преобразователя тягонапоромера подключен через преобразователь и схему сравнения 12 к автоматическому потенциометру 13, регистрирующему давление газа в пузырьке. На входе системы подачи ra- и за включен наклонный манометр 14. На капилляре укреплены проволочные контакты схемы 15 заданного уровня погружения капилляра.
Работа устройства происходит следующим 0 образом.
После расплавления навески заданного сплава (весом 400 г), загруженной в плавильный агрегат 1 в алундовом тигле 3 и достижения заданной температуры, контроли- 5 руемой термопарой 5, в расплав погружают капилляр 4 с помощью подъемного столика6, фиксируя заданный уровень погружения замыканием проволочных кон актов схемы 15 контроля уровня. Очищенный газ, например, гелий поступает в капилляр, образуя всплывающий из расплава пузырек, причем скорость образования пузырьков отрегулирована заранее натекателем 9 в пределах 1 0-1 5 пузырьков в минуту. Одновременно газ поступает к дифференциальному тягонапоромеру 10 так, что на один вход газ поступает непосредственно or натекателя, а на другой — через демпфирующий клапан 11. Сигнал, пропорциональный давлению газа в пузырьке, с выхода тягонапоромера поступает через преобразователь и схему сравнения 12 на автоматический потенциометр 13, регулирующий динамическую составляющую газа в пузырьке.
Вначале клапан 11 закрыт. Плотность
45 расплава без учета влияния газовой среды равна:
Р„- Р
1 (Ь„-Ъ 1д
2 Р > с®3g
50 где Р— P>- разность давлений, которую непосредственно получают на диаграмме записи автоматического потенциометра, проградуированного на шкале тягонапоромера.
На диаграмме I (см. фиг. 2) похазана форма записи давления в каждом из серии пузырьков, Р, P>, P> ..., полученных для различных глубин погружения.
Затем производят замеры давления в каждой из серии пузырьков при открытом демпфируюшем клапане ll. Как показано на диаграмме, с увеличением глубины погружения время образования каждого отдельно из серии пузырьков, T„, f<,... увеличивается. Йля каждого случая в отдельности поверхностное натяжение расплава соответственно равно:
Я(й -112)
Р— rl2 (*vale M 3j
1-Д ID где Р— измеренная по наклонному манометру величина давления на фиксированной глубине;
- ппотность расплава;
- поправка на изменение уровня металла за счет вытеснения его капилляром;
Д - диаметр капилляра; — диаметр зеркала металла.
Ф ормула изобретения
Устройство для измерения поверхностного натяжения расплавов, содержащее тигель с расплавом, капиллярную трубку, натекатель газа, дифференциальный тягонапоромер с преобразователем, демпфируюший клапан и автоматический потенциомегр, о г л и ч а— ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, один вход дифференциального тягонапоромера подсоединен трубопроводом для подвода газа к натекателю газа, выход преобразователя подключен к автоматическому потенциометру регистрации давления газа в пузырьке, образуемом на срезе капиллярной трубхи, подсоединенной параллельно с наклонным манометром к натекателю газа, а второй вход тягонапор мера для подачи газа подсоединен к натекателю через демпфирующий клапан.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Авторсхое. свидетельство СССР № 74415, М. кл . - 01 N 13/02, 1969.
2. Авторское свидетельство СССР № 154082, М. кл. g 01 N 13/02, 1963 (прототип), 543850,Яиогромма 1
Р ля Иг г
dznpuh
Д иогроммр
6з nazi Ил
T - солИ
Фиг. 2
Составитель Л. Жаркова
Редактор Е. Скляревская Техред О. Луговая
Корректор В. КУпРиЯнов
Заказ 1 03 1/60 Тираж 1098 Подписное
11НИЦПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35„Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Умя.ород, ул. Проектная, 4
