Устройство для контроля процесса циркуляционного вакуумирования стали

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскнк

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 3107.78 (21) 2652513/22-02 (51)PA. Кл З

С 21 С 7/10 с присоединением заявки ИУ

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 071080.бюллетень 89 37

Дата опубликования описания 07,10ВО

М) НЖ 669.046..517(088.8) В.Н. Лебедев, Г.В. Алексенко, В.П. Чумаков, A.A Травин, В.Ф. Ситников, М.И. Кудрявцев, Ю.М. Крут и Ю.В., Лапинер (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССА

ЦИРКУЛЯЦИОННОГО ВАКУУИИРОВАНИЯ СТАЛИ

20

Изобретение относится к внепечной обработке стали, а именно к вакуумной обработке стали и сплавов.

Известен способ контроля процесса циркуляционного вакуумирования с помощью разработки устроиств для регистрации количества отходящих газов, состава отходящих газов, температуры, давления f1) .

Однако существенное влияние на процесс вакуумирования металла оказывает его количество и скорость течения через камеру.

Известен способ и соответствующее устройство, имеющее в разъемном корпусе, снабженном системой охлаждения, вертикальный упругий элемент в виде втулки, на которой закреплены иа слое клея тензорезисторы $2(.

Несмотря на все достоинства способа устройство для контроля обладает существенными недостатками.

Поскольку количество металла, находящегося в циркуляционной каме- 25 ре, составляет 5-10% от общей массы камеры, то упругий элемент, тензорезисторы и клей, иэ которых состоит тензодатчик, испытывают 90-95% бесполезной нагрузки. Кроме того, так как упругий элемент, тенэорезисторы и клей постоянно испытывают большую статическую нагрузку (90-95Ъ), то они подвергаются пластической деформации, что характеризуется изменениями в показаниях измерительных приборов во времени (уход нуля). При этом если упругий элемент, изготавливаемый обычно из стали, испытывает незначительные отклонения от закона

Гука при нагружении, то тензорезисторы и, особенно, клей испытывают значительные пластические деформации:

Например, если сталь, используемая для упругого элемента имеет ползучесть около 7 10 см/кг, то полэу4 честь клея на два порядка выше и составляет 3 ° 10 " см /кг, а для тензореэисторов 4 ° 10 см /кг. При длительных нагружениях и больших нагрузках ползучесть клея достигает 10-12%, причем с увеличением нагрузки величина ползучести возрастает.

Из приведенных цифр видно, что величина ползучести клеевых материалов, а также тензореэисторов сопоставима с вез.ичиной массы, измеряемой в камере, и, естественно, при длительных статических нагруженнях точ768826 ность измерения количества металла и тем более скорости циркуляции очень мала.

Целью изобретения является повы"шение точности контроля процесса вакуумной обработки.

Это достигается тем, что устройство, содержащее разъемный корпус с патрубками подвода и отвода охла дителя, вертикальный упругий элемент в виде втулки, на которой закрейлены тензорезисторы, снабжено дополнительным, установленным по оси втулки упругим элементом в ниде стержня с закрепленными на слое клея тензорезисторами и с площадью сечения, н 5-7 раз большей площади сечения основно- 15

ro упругого элемента. Верхний конец стержня имеет шаровидную головку с основанием в виде буртика, опертого на наружную поверхность верхней части корпуса, а нижний конец выполнен 20 с резьбой и гайкой, расположенной под основанием корпуса, при этом между корпусом и гайкой размещена шайба иэ биметалла. Кроме того, в дополнительном упругом элементе выполнены

25 продольные и поперечные канавки.

На чертеже схематично изображено устройство, разрез.

Устройство для контроля процесса циркуляционного вакуумирования имеет разъемный корпус 1, имеющий верхнюю крышку 2 и основание 3, которые закрыты трубой 4.

Корпус 1 снабжен патрубками 5 и 6 соответственно для ввода и вывода охлаждающей жидкости. По оси корпуса расположен вертикальный упругий элемент 7 в виде втулки. Втулка может быть выполнена из стали. На поверхности втулки на слое клея закреплены тензорезисторы 8. 40

По оси втулки проложен дополнительный упругий элемент 9 в виде стержня. Он также может быть выполнен из

-стали. Стержень 9 имеет шаровидную головку 10, в основании которой находится буртик 11. Головка 10 с буртиком 11 выведена наружу из корпуса

1 и опирается буртиком 11 на крышку

2. На противоположном от головки 10 конце стержня выполнена резьба 12.

Этот конец также выведен из корпуса и снабжен гайкой 13.

Между гайкой 13 и основанием 3 корпуса 1 установлена шайба 14, плот но поджатая к корпусу 1 гайкой 13.

Эта шайба может быть выполнена из биметалла, причем слоем металла 15, прилегающего к основанию 3 корпуса

1, может служить технически чистое железо, а контактирующим с гайкой 13 слоем 16 может служить закаленная ин- Щ струментальная сталь.

Основание 3 корпуса установлено. на опорной плите 17, в которую заглублен конец стержня- с гайкой. Головка 10 стержня 9 служит опорой для ко- gg

7-5 раз большим, чем сечение втулки. (0, 5- 0,20) Ьдол

Устройство работает следующим образом.

Перед установкой устройства основной упругий элемент 7 (втулка) сжат до нагрузки, равной массе циркуляционной камеры, при помощи гайки 13.

В это время наклеивают тензорезисторы на основной упругий элемент 7. Таким образом, при давлении камеры без металла тензорезисторы и клей втулки

7 не испытывают нагрузки. Для того, чтобы было возможно создать сжатие нтулки с помощью гайки, поперечное сечение стержня относительно сечения втулки (из расчета по допускаемым нагрузкам) должно быть в 5-7 раз большим.

Сигнал с тензорезисторов на стержне 9 показывает массу циркуляционной камеры без металла. Когда устройство установлено и камера давит косынкой

18, сигналы с тензорезисторов на стержне 9 и с тензорезисторов на втулке 7 равны нулю.

При заполнении камеры металлом и его движении (циркуляции) ее масса увеличивается на массу этого металла. При этом косынка начинает давить сильнее, что чувствуется головкой стержня 9, и через буртик 11 эта нагрузка передается крышке корпуса

1 и далее - на основной упругий элемент 7. При этом тензорезисторы со слоем клея, установленные на втулке 7, воспринимают только массу металла в камере.

Именно благодаря наличию дополнительного стержня создано такое устройство, с помощью которого с клея и тензорезисторов основного упругого элемента (втулки) 7 в процессе контроля массы металла в камере снято 95-100% общей нагрузки. Он выполняет тройную роль. Во-первых, сынки 18 циркуляционнои камеры Продольная и поперечная канавки 19 стержня 9 служат для вывода электрического кабеля 20.

Отношение площадей поперечных сечений основного (втулки 7) и дополнительного (стержня 9) упругих элементов составляет 1:5 — 1:7. Это необходимо, поскольку поджатие втулки осуществляется с помощью гайки, которая движется по резьбе. Из расчета прочности резьбовых креплений допускаемые нагрузки для резьбы составляют 0,15-0,20 доп (доп — допускаемая нагрузка материла при растяжении).

Допускаемая нагрузка для втулки равна 5 доп. Отсюда, для того чтобы создать напряженное состояние втулки с помощью стержня, его сече не должно быть в доп.

768826 служит элементом, который нагружает измерительный упругий элемент до наклейки на него тенэорезисторов, во-вторых, измеряет величину данной нагрузки с помощью своих тензорезисторов, и, в- третьих, позволяет в процессе контроля разгружать измерительный упругий элемент только до величины "скомпенсированной" нагурзки.

Кроме того, дополнительный упругий элемент может служить для замеров массы всей камеры, что также очень важно для выявления степени износа огнеупоров. Таким образом, при контроле процесса подобными устройством снижается влияние на измерения ползучести клея и тензорезисторов в

6-7 раз без изменения чувствительности, что говорит о существенном повышении точности измерений.

Формула изобретения

1.устройство для контроля процесса циркуляцйонного вакуумирования стали, состоящее из разъемного корпуса с патрубками подвода и отвода охладителя, вертикального упругого элемента в виде втулки, на которой закреплены тензорезисторы, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности контроля, устройство снабжено дополнительно, установленным по оси втулки упругим элементом в виде стержня с закрепленными на слое клея тензорезисторами и с площадью сечения, в 5-7 раз большей площади сечения основного упругого элемента, причем верхний конец стержня имеет шаровидную головку с основанием в виде буртика, опертого на наружную поверхность верхней части корпуса, а нижний конец выполнен с резьбой и гайкой, расположенной под основанием

15 корпуса, при этом между корпусом и гайкой размещена шайба из биметалла.

2. Устройство rio п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, в дополнительном упругом элементе выполнеЯ ны продольные и поперечные канавки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 345210, кл. С 21 С 7/10, 1969.

2. Авторское свидетельсво СССР

9 478875, кл. С 21 С 7/00, 1972.

768826

Составитель Г. Прусс

Техред И.Асталош, Корректор В. Бутяга

Редактор М. Рогова

Заказ 7310/63 Тираж 608

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4