УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЗАКАЛОЧНОЙ СРЕДЫ Российский патент 2016 года по МПК C21D11/00 G01N25/20 

Установка для определения охлаждающей способности закалочной среды.

Изобретение относится к области термической обработки стали и сплавов с целью повышения их механических свойств и может быть применено для построения реестра жидкостей по их охлаждающей способности.

Известно устройство для определения параметров охлаждающей способности закалочных жидкостей, содержащее нагреватель и датчик теплового потока с термопарой, соединенной с измерительным прибором. Датчик теплового потока, выполненный с полостью для протока жидкости неподвижно, укреплен в нагревателе, при этом термопара расположена внутри датчика (А.с. СССР №1057557, C21D 1/56, G01N 25/00, 30.11.1983).

Указанное устройство имеет ряд недостатков:

1) при смене закалочных жидкостей все емкости и трубопроводы необходимо вычищать, прокачивая через них, например, растворитель;

2) после ряда опытов с внутренней поверхности датчика теплового потока необходимо убрать нагар;

3) не соблюдаются условия подобия по тепломассообмену в натурных и опытных процессах;

4) громоздкость и переусложненность устройства.

Известно устройство для определения параметров охлаждающей способности закалочных жидкостей, в котором датчик теплового потока расположен неподвижно, подвижные нагреватель и емкость с закалочной средой перемещают одновременно и обеспечивают прохождение через них датчика теплового потока, снабженного термопарой, подсоединенной к измерительному прибору (патент Франции №2080270, G01N 25/00, 12.11.1971).

Недостатком аналога является необходимость для обеспечения надежного контакта спая термопары с датчиком теплового потока дополнительных приспособлений, искажающих температурное поле датчика и вызывающих систематическую погрешность. Кроме того, необходимость движения нагревателя и емкости приводит к громоздкости и сложности конструкции.

Известно устройство для определения охлаждающей способности закалочной среды, содержащее основание, шток, закрепленный на основании, емкость с закалочной средой, над которой установлен нагреватель, датчик теплового потока, в котором закреплен спай термопары, термоэлектроды которой через трубчатую ножку соединены с приборами измерения и регистрации температуры, систему пневматического перемещения датчика теплового потока (В. Люты. Закалочные среды. Справочник. Металлургия. Челябинск. 1990. 190 с. С. 48-50).

Недостатком устройства является громоздкость конструкции и переусложненность схемы. Схема может работать лишь при наличии центральной пневмосистемы или компрессора с сопутствующими аппаратами и приборами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является установка для контроля охлаждающей способности закалочной среды, содержащая основание с вертикальной стойкой, трубчатую печь, емкость с закалочной средой, нагреватель закалочной среды, систему автоматического контроля и управления, механизм переноса датчика теплового потока из трубчатой печи в емкость с закалочной средой, выполненный в виде тройного шарнирного параллелограмма, первый диск которого неподвижно закреплен в верхней части вертикальной стойки, а ко второму диску прикреплен датчик теплового потока с возможностью движения его в вертикальном положении по траектории в виде дуги окружности, крайние точки которой располагают в центре зоны нагрева трубчатой печи и в центре объема закалочной среды, при этом одна из осей первого диска механизма тройного шарнирного параллелограмма соединена с рычагом противовеса, который используют в качестве привода механизма переноса датчика (патент РФ №2279490, C21D 11/00, G01N 25/20, 10.07.2006).

Недостатком установки является сложность конструкции, выполненной в виде тройного шарнирного параллелограмма, с противовесом в качестве привода механизма переноса, что обуславливает большое количество шарниров и подвижных частей и, как следствие, снижает жесткость системы, долговечность и точность позиционирования.

Задача изобретения - уменьшение массогабаритных показателей, упрощение конструкции за счет применения плоскопараллельного переноса.

Технический результат - повышение точности позиционирования.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается установкой для определения охлаждающей способности закалочной среды, содержащей основание с вертикальной стойкой, трубчатую печь, емкость с закалочной средой и с нагревателем закалочной среды, датчик теплового потока, связанный с компьютером, установленный на вертикальной стойке механизм переноса упомянутого датчика из трубчатой печи в емкость с закалочной средой и систему управления, согласно изобретению она снабжена подвижным столом, установленным на основании, механизм переноса датчика теплового потока выполнен в виде захвата, установленного на упомянутой стойке с возможностью вертикального перемещения по ней, при этом трубчатая печь и емкость с закалочной средой расположены на упомянутом столе с возможностью поочередного размещения под упомянутым захватом с датчиком теплового потока при продольном перемещении упомянутого стола по основанию относительно вертикальной стойки.

Плоскопараллельные движения путем передвижения в вертикальной плоскости по стойке механизма переноса датчика теплового потока, выполненного в виде захвата, и продольным перемещением подвижного стола, обеспечивают в автоматическом режиме перенос датчика теплового потока из нагревающей печи в емкость с закалочной средой за строго определенный промежуток времени.

Существо изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема установки.

Установка для определения охлаждающей способности закалочной среды содержит подвижный стол 1, на котором расположены трубчатая печь 2 и емкость с закалочной средой 3, совмещенная с нагревателем закалочной среды, систему управления 4, механизм переноса датчика теплового потока, выполненный в виде захвата 5, в котором закреплен датчик теплового потока 6, с возможностью перемещения по вертикальной стойке 7. Датчик теплового потока 6 связан с персональным компьютером 8. Подвижный стол 1 установлен на основании 9.

Установка для определения охлаждающей способности закалочной среды работает следующим образом. Датчик теплового потока 6, выполненный в виде цилиндрического образца из никелевого сплава, имеющего термопару в геометрическом центре, нагревается в трубчатой печи 2 до определенной температуры, затем по команде с системы управления 4 переносится путем плоскопараллельных перемещений механизмом переноса датчика теплового потока, выполненным в виде захвата 5, по вертикальной стойке 7 и продольного движения подвижного стола 1, чтобы на месте трубчатой печи 2 оказалась емкость с закалочной средой 3, в которую погрузится датчик теплового потока 6. Персональный компьютер 8 регистрирует, обрабатывает параметры охлаждения датчика теплового потока 6 и выводит на дисплей монитора информацию: графики «температура-время» и «температура-скорость», максимальную скорость охлаждения, температуру при максимальной скорости охлаждения, скорость охлаждения при 300°C, время охлаждения до 600°C, 400°C, 200°C.

Итак, применение плоскопараллельного переноса, позволяет уменьшить массогабаритные показатели и упростить конструкцию и повысить точность позиционирования установки для контроля охлаждающей способности закалочной среды.

Изобретение относится к области термической обработки стали и сплавов и может быть использовано в конструкции устройств для определения охлаждающей способности закалочных сред. Установка содержит основание с вертикальной стойкой, трубчатую печь, емкость с закалочной средой и с нагревателем закалочной среды, датчик теплового потока, связанный с компьютером, установленный на вертикальной стойке механизм переноса упомянутого датчика из трубчатой печи в емкость с закалочной средой и систему управления. При этом установка снабжена подвижным столом, установленным на основании, а механизм переноса датчика теплового потока выполнен в виде захвата, установленного на упомянутой стойке с возможностью вертикального перемещения по ней. Трубчатая печь и емкость с закалочной средой расположены на упомянутом столе с возможностью поочередного размещения под захватом с датчиком теплового потока при продольном перемещении стола по основанию относительно вертикальной стойки. Использование изобретения позволяет упростить конструкцию установки за счет применения плоскопараллельного переноса датчика теплового потока и одновременно повысить точность его позиционирования. 1 ил.

Установка для определения охлаждающей способности закалочной среды, содержащая основание с вертикальной стойкой, трубчатую печь, емкость с закалочной средой и с нагревателем закалочной среды, датчик теплового потока, связанный с компьютером, установленный на вертикальной стойке механизм переноса упомянутого датчика из трубчатой печи в емкость с закалочной средой и систему управления, отличающаяся тем, что она снабжена подвижным столом, установленным на основании, механизм переноса датчика теплового потока выполнен в виде захвата, установленного на упомянутой стойке с возможностью вертикального перемещения по ней, при этом трубчатая печь и емкость с закалочной средой расположены на упомянутом столе с возможностью поочередного размещения под упомянутым захватом с датчиком теплового потока при продольном перемещении упомянутого стола по основанию относительно вертикальной стойки.