ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ЗОНД Российский патент 2009 года по МПК G01N27/411 

Изобретение относится к измерительному зонду для осуществления измерений в расплавах металла или шлака, содержащему расположенную на погружаемом конце несущей трубки измерительную головку, на которой установлен, по меньшей мере, один чувствительный элемент для определения компонента расплава металла и элемент, контактирующий с расплавом, причем элемент, контактирующий с расплавом, имеет переднюю, если смотреть в направлении погружения, область контакта с расплавом с соответственно двумя расположенными перпендикулярно направлению погружения и напротив друг друга участками поверхности.

Такие измерительные зонды широко известны. Так, например, из документов DE 3541806 С1 или в DE 8317643 U1 известны измерительные зонды, на стороне погружения которых расположен элемент, контактирующий с расплавом. Элемент, контактирующий с расплавом, соединен с электрохимической измерительной ячейкой. Он выполнен в виде металлического стержня. Из документов DE 2954228 C2 и DE 7925016 U1 известно, что они образованы в форме трубки и включают в себя соответственно штырь чувствительного элемента. Элемент, контактирующий с расплавом, наряду с взаимодействием с электрохимическим элементом, также используется для измерения высоты уровня расплава, например, таким образом, что при погружении элемента, контактирующего с расплавом, в расплаве металла замыкается электрическая цепь и по положению элемента, контактирующего с расплавом, определяют высоту уровня расплава металла. Элемент, контактирующий с расплавом, как правило, выполнен из стали и через короткий промежуток времени разрушается внутри расплава металла.

Задачей настоящего изобретения является усовершенствование известных измерительных зондов и, в частности, применяемых при этом систем элементов, контактирующих с расплавом, и, таким образом, повышение надежности измерительных зондов.

Задача решается согласно изобретению с помощью признаков п.1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Благодаря тому что на противоположных участках поверхности передней области элемента, контактирующего с расплавом, расположен устойчивый в расплаве железа или стали материал и что на задней части элемента, контактирующего с расплавом, лишь на одном участке поверхности расположен устойчивый в расплаве железа или стали материал, причем расположенный напротив участок поверхности задней области элемента, контактирующего с расплавом, свободен от этого материала, обеспечивается то, что передняя область элемента, контактирующего с расплавом, лучше защищена от расплава металла (например, расплава стали), чем задняя область элемента, контактирующего с расплавом. Вследствие этого задняя область разрушается в первую очередь. При этом образуется расположенная с наклоном относительно поперечного сечения структура поверхности, причем передняя область элемента, контактирующего с расплавом, расположена у верхнего переднего в направлении погружения уровня, и поверхность в направлении к краю наклоняется в противоположном направлению погружения направлении. Благодаря этому пузырьки газа, которые образуются при погружении на передней стороне элемента, контактирующего с расплавом, не собираются там, а отводятся по бокам назад, так что контакт между расплавом металла и элементом, контактирующим с расплавом, не нарушается.

Предпочтительно элемент, контактирующий с расплавом, проходит в направлении погружения перед измерительной головкой. Размещение с обеих сторон устойчивого материала целесообразно простирается от передней области элемента, контактирующего с расплавом, до измерительной головки. Далее является целесообразным, чтобы задняя область элемента, контактирующего с расплавом, и передняя область элемента, контактирующего с расплавом, располагались рядом друг с другом в расположенной перпендикулярно направлению погружения плоскости проекции. Передняя область элемента, контактирующего с расплавом, расположена предпочтительно в направлении погружения, по меньшей мере, в 3 мм перед задней областью элемента, контактирующего с расплавом, чтобы лучше отводить газы, т.к. при этом минимальном расстоянии достаточно велик скос/наклон. Элемент, контактирующий с расплавом, может быть также выполнен из листа. Он может состоять также из металлического стержня, например, как описано в указанном выше уровне техники, причем в этом случае устойчивый материал расположен асимметрично вокруг металлического стержня. Благодаря этому, таким образом, образуется также задняя и передняя области элемента, контактирующего с расплавом. Важным для задней области элемента, контактирующего с расплавом, является то, что сам элемент, контактирующий с расплавом, там не так хорошо защищен от расплава металла, как передняя область элемента, контактирующего с расплавом, так что он в задней области быстрее растворяется с образованием описанной неровной структуры.

Предпочтительно далее, чтобы образованный, в частности, из листа элемент, контактирующий с расплавом, был изогнут вокруг проходящей примерно параллельно направлению погружения оси, чтобы часть листа располагалась внутри образованного изгибом контура. Устойчивый материал предпочтительно заполняет контур и оставляет части элемента, контактирующего с расплавом, свободными по наружному периметру. В качестве устойчивого материала используется предпочтительно литейный песок или цемент.

Далее примеры выполнения изобретения поясняются на основе чертежей, на которых показывают:

Фиг.1 - измерительную головку зонда с пробоотбором, имеющего элемент, контактирующий с расплавом,

Фиг.2 - измерительную головку с другим вариантом выполнения элемента, контактирующего с расплавом,

Фиг.3 - измерительную головку с дальнейшим вариантом выполнения элемента, контактирующего с расплавом и

Фиг.4 - различные элементы, контактирующие с расплавом (Фиг.4a, 4b, 4c).

Фиг.1 показывает измерительную головку 1 пробоотборника. На его погружаемом конце расположены чувствительные элементы 2, а также входная труба 3 расположенной на заднем конце измерительной головки 1 камеры 4 для проб. Камера 4 для проб является обычной состоящей из двух частей камерой для проб, которые на конце соединяются с помощью скоб 5. На заднем конце измерительной головки 1 установлена не показанная на чертеже несущая трубка. Можно видеть на измерительной головке 1 выемки 6 для контактирования расположенных с задней стороны подсоединений чувствительных элементов 2. Дополнительно на погружаемом конце измерительной головки 1 расположен элемент 7, контактирующий с расплавом. Элемент 7, контактирующий с расплавом, в примере выполнения согласно Фиг.1 имеет форму примерно плоского листа. Он залит огнеупорным цементом 8 в своей передней области 9 элемента, контактирующего с расплавом (примерно в центре), с обеих сторон окружен цементом 8 до своей передней торцевой кромки. Задняя область 10 элемента, контактирующего с расплавом, подвергается воздействию расплава при погружении, и, будучи относительно незащищенной, она оплавляется. Показанная на Фиг.1 конусная структура расположения цемента 8 обеспечивает отвод газов из области торцевой стороны элемента 7, контактирующего с расплавом, так что является возможным хорошее контактирование с расплавом стали. Элемент 7, контактирующий с расплавом, чувствительные элементы 2 и входная труба 3 закрыты защитными колпаками 11.

На Фиг.2 представлена аналогичная измерительная головка 1. В противоположность примеру выполнения согласно Фиг.1 представленный на Фиг.2 элемент 7, контактирующий с расплавом, образован в форме меандра с передней областью элемента 7, контактирующего с расплавом, примерно в центре элемента 7, контактирующего с расплавом, и задней областью элемента, контактирующего с расплавом, на наружной окружной поверхности. Такой элемент, контактирующий с расплавом, представлен на Фиг.4с. Через отверстие в измерительной головке 1 с помощью контакта 12 в выемке 6 он соединяется с направляющей контакта.

Фиг.3 представляет другой вариант выполнения элемента, контактирующего с расплавом при одинаковом в остальном выполнении измерительной головки 1. Элемент, контактирующий с расплавом, выполнен в виде изогнутого в форме круга листа, один конец 13 которого загнут вовнутрь в круг (ср. с Фиг.4b). Контактирование осуществляется при всех показанных примерах выполнения одинаковым образом. Передняя область 9 элемента, контактирующего с расплавом, находится примерно в центре образованного элементом 7, контактирующим с расплавом, круга. Круг внутри полностью или почти полностью заполнен формовочной смесью или цементом.

Фиг.4а показывает пример выполнения элемента 7, контактирующего с расплавом. Здесь, в противоположность представленному на Фиг.4b варианту выполнения, загнута вовнутрь круга не только плоская поверхность, а лист выполнен в форме спиральной пружины.

Изобретение относится к измерительному зонду для осуществления измерений в расплавах металла с расположенной на погружаемом конце несущей трубки измерительной головкой, на которой установлен, по меньшей мере, один чувствительный элемент для определения компонента расплава металла и элемент, контактирующий с расплавом, причем элемент, контактирующий с расплавом, если смотреть в направлении погружения, имеет переднюю область элемента, контактирующего с расплавом, с соответственно двумя расположенными перпендикулярно направлению погружения напротив друг друга участками поверхности. На расположенных напротив друг друга участках поверхности передней области элемента, контактирующего с расплавом, расположен устойчивый в расплаве железа или стали материал, и при этом на задней области элемента, контактирующего с расплавом, максимум на одном участке поверхности расположен устойчивый в расплаве железа или стали материал, причем расположенный напротив участок поверхности задней области элемента, контактирующего с расплавом, свободен от этого материала. Изобретение позволяет повысить надежность измерительных зондов. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Измерительный зонд для осуществления измерений в расплавах металла, содержащий расположенную на погружаемом конце несущей трубки измерительную головку, на которой установлен, по меньшей мере, один чувствительный элемент для определения компонента расплава металла и элемент, контактирующий с расплавом, причем элемент, контактирующий с расплавом, имеет переднюю, если смотреть в направлении погружения, область контакта с расплавом с соответственно двумя расположенными перпендикулярно направлению погружения и напротив друг друга участками поверхности, отличающийся тем, что на расположенных напротив друг друга участках поверхности передней области элемента, контактирующего с расплавом, расположен устойчивый в расплаве железа или стали материал, и при этом на задней области элемента, контактирующего с расплавом максимум на одном участке поверхности, расположен устойчивый в расплаве железа или стали материал, причем расположенный напротив участок поверхности задней области элемента, контактирующего с расплавом, свободен от этого материала.

2. Измерительный зонд по п.1, отличающийся тем, что элемент, контактирующий с расплавом, проходит в направлении погружения перед наружной поверхностью измерительной головки.

3. Измерительный зонд по п.1 или 2, отличающийся тем, что устойчивый материал расположен по обе стороны от передней области элемента, контактирующего с расплавом, вплоть до измерительной головки.

4. Измерительный зонд по п.1 или 2, отличающийся тем, что задняя область элемента, контактирующего с расплавом, и передняя область элемента, контактирующего с расплавом, расположены рядом друг с другом в плоскости проекции, лежащей перпендикулярно направлению погружения.

5. Измерительный зонд по п.1 или 2, отличающийся тем, что передняя область элемента, контактирующего с расплавом, расположена в направлении погружения, по меньшей мере, в 3 мм перед задней областью элемента, контактирующего с расплавом.

6. Измерительный зонд по п.1 или 2, отличающийся тем, что элемент, контактирующий с расплавом, выполнен в виде листа.

7. Измерительный зонд по п.6, отличающийся тем, что элемент, контактирующий с расплавом, изогнут вокруг проходящей примерно параллельно направлению погружения оси, причем часть листа расположена внутри контура, образованного изгибом.

8. Измерительный зонд по п.7, отличающийся тем, что контур заполняет устойчивый материал.

9. Измерительный зонд по п.1 или 2, отличающийся тем, что устойчивым материалом является формовочная смесь или цемент.