УЛУЧШЕННАЯ КАМЕРА ДЛЯ ПРОБЫ ДЛЯ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА Российский патент 2025 года по МПК G01N1/12 

Область техники

Изобретение относится к камере для пробы, предназначенной для отбора проб из ванны с расплавленным металлом, в частности из ванны с расплавленной сталью. Изобретение также относится к пробоотборнику, содержащему камеру для пробы в соответствии с изобретением, и несущую трубку, выполненную с возможностью вмещать по меньшей мере части камеры для пробы.

Уровень техники

При обработке металлов в их расплавленном состоянии необходимо получать характерную пробу расплавленного металла на различных стадиях процесса, например, для анализа или оценки либо химического состава, либо металлографической структуры пробы. В данной области техники известны различные способы анализа расплавленных металлов во время получения и дальнейшей обработки.

Исторически сложилось, что состав пробы затвердевшего металла часто определяют с помощью оборудования дуговой искровой оптической эмиссионной спектроскопии, искровой ОЭС. Системы искровой ОЭС, как правило, являются наиболее эффективными системами для определения химического состава пробы металла и для контроля обработки расплавленных металлов благодаря быстрому анализу и присущей им точности. Таким образом, анализ методом искровой ОЭС обычно используют во время процессов плавки металла для контроля за ходом получения расплавленного металла.

Искровая ОЭС подразумевает возбуждение атомов целевой пробы, для которой требуется узнать состав, и исследование длины волны фотонов, излучаемых атомами при переходе из возбужденного состояния в более низкое энергетическое состояние. Каждый элемент периодической таблицы излучает характерный набор дискретных длин волн, когда его атомы возвращаются из возбужденного состояния в более низкое энергетическое состояние. Путем обнаружения и анализа этих длин волн может быть определен элементный состав пробы в соответствии с калибровочной кривой, тем самым показывая взаимосвязь между соотношением спектральной интенсивности (т.е. абсолютной мощностью излучения элемента/абсолютной мощностью излучения основного металла) и концентрацией элемента в стандартной пробе.

Спектральное свечение может быть получено путем облучения электромагнитным излучением, таким как лазер или рентгеновские лучи, но обычно для искровой ОЭС его получают с помощью короткой искры, создаваемой генератором искры и падающей на мишень, для которой требуется узнать элементный состав. В данном случае мишенью является проба металла. Генераторы искры, их интенсивность и импульсный режим меняются в зависимости от конкретного оборудования искровой ОЭС. Независимо от энергии, подаваемой для получения искры, точность и надежность таких эмиссионных спектрометров, как известно, зависит от точности и качества детектора и оптики, используемых для приема излучения, испускаемого пробой, и однородности самой пробы металла.

В общих чертах, процедуру анализа искровой ОЭС начинают с того, что пробу проводящего металла с обращенной вниз поверхностью, предназначенной для анализа, располагают на заданной области предметного столика прибора искровой ОЭС, а именно оптико-эмиссионного спектрометра. Более конкретно, пробу располагают таким образом, чтобы она охватывала и закрывала предназначенное для анализа отверстие спектрометра, а анод почти примыкал к предназначенной для анализа поверхности пробы. При обеспечении требуемого положения пробы и близости поверхности анода и предназначенной для анализа поверхности возникает искровой разряд между анодом и проводящей пробой металла, электрически соединенной с предметным столиком спектрометра. Это соединение в большинстве случаев создается силой гравитации в сочетании с небольшой нагрузкой. Предназначенное для анализа отверстие на оптико-эмиссионном спектрометре обычно имеет ширину около 12 мм. Это расстояние позволяет избежать возникновения искровых дуг между анодом и корпусом прибора. Оптический детектор принимает излучаемый свет от извлеченного материала поверхности пробы. Искроуловительную камеру, частично образованную пространством между анодом и пробой металла, непрерывно продувают аргоном или другим инертным газом, чтобы избежать попадания воздуха, что может привести к ошибочным значениям анализа.

Для ровного расположения пробы металла на предназначенном для анализа отверстии спектрометра на ней не должно быть выступающих частей, а предназначенная для анализа поверхность пробы металла должна быть гладкой. Ни на самой пробе, ни на корпусе пробы не должно быть частей, которые могли бы повредить плоскость предназначенной для анализа поверхности. Проба должна охватывать предназначенное для анализа отверстие спектрометра и иметь достаточную плоскостность для облегчения продувки инертным газом искроуловительной камеры и представлять собой прилегающую к аноду поверхность пробы.

Процедуры и способы получения репрезентативного анализа металлов хорошо известны в данной области техники, как описано в In Dulski, T.R. A Manual for the Chemical Analysis of Metals, ASTM International, 1996.

Известны обычные устройства для отбора проб, которые обеспечивают пробный образец или диск из твердого металла для использования при спектрографическом анализе. Геометрическая форма и размеры затвердевших металлических пробных образцов, полученных с помощью таких устройств для отбора проб, иногда будут зависеть от типа металла или металлографических потребностей. Общей категорией проб, которые получают с помощью погружных устройств для искрового анализа ОЭС, являются пробы, имеющие дисковую или овальную форму и диаметр или длину от 28 до 40 мм. Чаще всего такие пробы имеют диаметр или длину около 32 мм и толщину от 4 до 12 мм. Некоторые пробоотборники, обычно известные как пробоотборники в виде «леденца на палочке», могут производить пробы различной формы, от круглой до овальной или более длинной, в соответствии с требованиями пользователя, но большинство проб по-прежнему имеют диаметр или длину около 32 мм. Другие пробоотборники, широко известные как пробоотборники с двойной толщиной, сочетают две толщины в одной и той же пробе.

Типичные пробоотборные устройства, выполненные с возможностью получения проб расплавленного металла для анализа искровой ОЭС, включают камеру для пробы или полость формы, выполненную с возможностью заполнения расплавленным металлом при погружении пробоотборного устройства в ванну с расплавленным металлом. Формы, которые определяют полость формы или пробоотборную камеру, обычно представляют собой двухкомпонентную створчатую конструкцию типа раковины или кольцо, покрытое на своей верхней и нижней сторонах плоскими пластинами. После затвердения пробы металла снимают пресс-формы и охлаждают пробу, затем отправляют в лабораторию, шлифуют предназначенную для анализа поверхность, затем передают на стадию охлаждения, на которой пробу передают в искровую ОЭС для анализа.

В патенте США № 3646816 A описан данный тип погружного пробоотборника одноразового использования, в котором обе плоские поверхности дискообразной пробы образованы охлаждающими пластинами для достижения более быстрого затвердения и парой более гладких поверхностей, которые требуют меньшей очистки перед анализом. Другие патенты предшествующего уровня техники, такие как патент США № 4211117 A, относятся к аналогичной концепции, в то время как в патентах США № 4401389 A и № 5415052 A приведены примеры объединения данной металлургической пробы с другими датчиками, одним из которых может быть датчик измерения температуры.

Пробы, полученные с помощью обычных пробоотборных устройств, имеют диаметр около 32 мм в направлении, параллельном отверстию спектрометра, и толщину от 4 до 12 мм в направлении, перпендикулярном отверстию спектрометра. Было обнаружено, что для затвердевшей пробы обычной толщины требуется шлифование поверхности от 0,8 до 5 мм литой поверхности для получения поверхности для анализа, свободной от расслоения металла и неметалла. Для обычных проб можно достичь этого состояния поверхности только после процессов подготовки с получением геометрии, которая обычно имеет диаметр по меньшей мере 28 мм в направлении, параллельном отверстию спектрометра, и имеет толщину, которая обычно составляет менее 12 мм в направлении, перпендикулярном отверстию. Данную геометрию, полученную после подготовки, часто обрабатывают посредством оборудования для подготовки к предварительному анализу, с помощью которого механическим способом шлифуют поверхность пробы и которое удобно использовать для обработки с помощью роботизированных манипуляторов, которые перемещают пробу со стадии подготовки и на протяжении анализа, а затем удаляют ее до ожидания следующей пробы.

Устранение необходимости подготовки поверхности сокращает время анализа и является экономически выгодным для производителя металла. Различные решения этой проблемы описаны в европейских заявках на патент №№ 3336511 A1, 3336512 A1, 3336513 A1, 3336514 A1, 3581913 A1 и 3581914 A1. Данные документы относятся к пробоотборникам прямого анализа (ПА), которые представляют собой тип погружного пробоотборника расплавленного металла, который производит пробы ПА. Пробы ПА не требуют какой-либо подготовки поверхности перед анализом и, следовательно, могут привести к значительной экономической эффективности, как с точки зрения наличия своевременных результатов химического анализа, так и экономии лабораторного времени за счет использования метода анализа искровой ОЕС.

Вышеупомянутый предшествующий уровень техники описывает геометрию камеры для пробы с различными сегментами, обеспечивающими однородное распределение пробы расплавленного металла и его быстрое охлаждение. В частности, камеры для пробы содержат две зоны разной толщины, которые образуют поверхность, которая впоследствии позиционируется на спектрометре во время анализа, то есть поверхности для анализа полученной пробы.

Однако данные камеры для пробы и полученные пробы ПА, отобранные с помощью вышеупомянутых пробоотборников ПА предшествующего уровня техники, все еще имеют недостатки, такие как плохая фиксация проб в камере для пробы, неплоские поверхности для анализа и/или неконтролируемое или частичное заполнение. Из-за сегментированной поверхности для анализа с довольно «тонкой» зоной не обеспечивается полное заполнение поверхности для анализа при любых обстоятельствах, например, для применений с более низкой температурой. Такие сегменты, которые не полностью заполнены, приводят к фракционированию поверхностей, что может вызвать осложнения при следующем анализе. В частности, затрудняется герметизация спектрометром, и части полученной пробы могут отсоединяться и загрязнять спектрометр. Кроме того, обработка таких пробоотборников требует высокой точности и нескольких стадий процесса.

Следовательно, изобретение направлено на обеспечение улучшенной камеры для пробы ПА и, следовательно, улучшение качества соответственно полученных проб ПА. Кроме того, целью настоящего изобретения было создание пробоотборника для использования с такой камерой для пробы.

Изложение сущности изобретения

В изобретении предложена камера для пробы для отбора проб из ванны с расплавленным металлом, в частности ванны с расплавленной сталью, содержащая плоскую крышку и корпус,

- причем плоская крышка и корпус выполнены с возможностью сборки вместе вдоль плоскости анализа (analysis plane; AP) с образованием полости для пробы,

- причем корпус содержит погружную поверхность и противоположную торцевую поверхность, верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, при этом верхняя поверхность и нижняя поверхность проходят между погружной поверхностью и противоположной торцевой поверхностью,

- причем корпус содержит первое отверстие на погружной поверхности и второе отверстие на другой поверхности,

- причем верхняя поверхность имеет по меньшей мере одно углубление,

- причем углубление содержит сегмент распределения, сегмент вентиляции и сегмент анализа, и при этом сегмент анализа ограничен плоскостью анализа AP,

- причем сегмент распределения, сегмент анализа и сегмент вентиляции сообщаются по потоку друг с другом и с первым и вторым отверстием корпуса,

отличающаяся тем, что

- сегмент распределения и сегмент вентиляции расположены ниже сегмента анализа в направлении от верхней поверхности к нижней поверхности,

- максимальная и минимальная площадь поперечного сечения сегмента анализа, перпендикулярного центральной продольной оси X корпуса, не отклоняются друг от друга более чем на 20%.

Предпочтительно конфигурация полости для пробы, в частности ограниченное отклонение площади поперечного сечения сегмента анализа вдоль длины корпуса и двух смежных сегментов, полностью расположенных под этим сегментом, позволяет получить пробу, которая полностью заполняет плоскость пробы в зоне анализа. Таким образом, проба будет оптимально подходить для анализа без риска отсоединения частей, которые могут попасть в спектрометр, или недостаточной герметизации между пробой и спектрометром. Кроме того, образование жидкостных линий, которые затвердевают в плоскости анализа, может быть сведено к минимуму, что дополнительно повышает точность анализа. Кроме того, результирующая поверхность для анализа является очень гладкой, что дополнительно улучшает качество получаемых данных. Геометрия спектрометров ОЭС, применяемых для анализа такого рода проб, требует точных расстояний между плоскостью пробы и оптическими компонентами спектрометра; волнистые поверхности проб, таким образом, оказывают значительное негативное влияние на получаемые данные.

Дополнительным преимуществом этой конструкции камеры для пробы является ее механическая стабильность и простота изготовления. Конфигурация сегмента распределения и сегмента вентиляции позволяет выполнять сверление данных сегментов; фрезерование, как в предыдущих конструкциях, может быть опущено.

Изобретение относится к камере для пробы для отбора проб из ванны с расплавленным металлом для прямого анализа (ПА) методом оптико-эмиссионной спектроскопии (ОЭС).

В контексте настоящего документа термин «ванна с расплавленным металлом» применяется для описания расплава в печи, в частности в резервуаре. Альтернативным термином для «ванны с расплавленным металлом», известным специалисту в данной области, является «расплав металла». Расплавленный металл в ванне с расплавленным металлом не имеет конкретных ограничений. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления ванна с расплавленным металлом представляет собой ванну с расплавленной сталью.

Температура расплавов металлов отличается и обычно зависит от состава металла и стадии процесса плавки. В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления температура ванны с расплавленным металлом находится в диапазоне 1500–1800°C и более предпочтительно в диапазоне 1500–1700°C.

Камера для пробы содержит плоскую крышку и корпус, выполненные с возможностью сборки вместе с образованием полости для пробы. Другими словами, плоская крышка закрывает полый объем корпуса с образованием полости для пробы камеры для пробы. Полость для пробы выполнена с возможностью приема расплавленного металла и должна пониматься как объем, в который вводится расплавленный металл во время отбора проб.

Плоская крышка и корпус выполнены с возможностью сборки вместе вдоль плоскости анализа AP. Другими словами, анализируемая поверхность полученной пробы, когда камера для пробы заполнена расплавленным металлом, будет находиться в плоскости анализа AP.

Под «плоской» крышкой следует понимать по существу плоскую, то есть без углублений или выемок, которая обеспечивала бы полый объем для пробы при сборке камеры для пробы. Специалисту в данной области будет понятно, что плоская крышка может по-прежнему содержать детали, которые могут, например, быть необходимыми для сборки, такие как обод, выступ или углубление.

Плоская крышка может быть или может не быть изготовлена из того же материала, что и корпус. Например, плоская крышка может быть выполнена из плавленого диоксида кремния или огнеупорного керамического материала. Предпочтительно плоская крышка выполнена из того же материала, что и корпус.

Корпус предпочтительно выполнен из одного или более материалов, которые являются хорошими тепловыми и электрическими проводниками, такими как, но не ограничиваясь ими, алюминий, медь и другие металлы, имеющие аналогичные свойства теплопроводности и электропроводности. Предпочтительно корпус выполнен из алюминия.

Масса плоской крышки предпочтительно составляет от 10 до 20% от общей массы камеры для пробы.

Плоская крышка имеет первую сторону или поверхность и противоположную вторую сторону или поверхность. Плоская крышка предпочтительно имеет толщину от 1 мм до 5 мм, проходящую от первой поверхности ко второй поверхности. Первая поверхность плоской крышки выполнена с возможностью быть обращенной к корпусу и, более конкретно, к верхней поверхности корпуса в собранной конфигурации камеры для пробы.

Предпочтительно плоская крышка имеет приблизительно такую же ширину и длину, что и корпус. Однако следует понимать, что плоская крышка не ограничена такими размерами и может иметь ширину и длину, большую или меньшую, чем ширина и длина корпуса.

Камера для пробы в соответствии с настоящим изобретением содержит корпус. Корпус также может называться основной частью камеры для пробы. Следует понимать, что корпус не является плоским, как плоская крышка, а содержит основную часть определенной высоты, вмещающую полый объем.

Корпус содержит погружную поверхность и противоположную торцевую поверхность. Специалистам в данной области будет понятно, что фраза «погружная поверхность» относится к поверхности или стороне на конце корпуса, которая во время операции первой погружается в расплавленный металл в направлении погружения. Погружная поверхность и противоположная торцевая фаза могут быть параллельны друг другу.

Корпус также содержит верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, проходящую между погружной поверхностью и противоположной торцевой поверхностью. Верхняя поверхность также может называться верхней стороной корпуса. Нижнюю поверхность следует понимать как противоположную верхней поверхности. Предпочтительно нижняя поверхность параллельна верхней поверхности. Следует понимать, что верхняя поверхность и нижняя поверхность не расположены параллельно погружной поверхности и/или противоположной торцевой поверхности. Другими словами, ось, перпендикулярная центральной продольной оси X корпуса, пересекающаяся с погружной поверхностью или противоположной торцевой поверхностью, не может быть параллельной погружной поверхности и/или противоположной торцевой поверхности.

Верхняя поверхность может пересекаться с погружной поверхностью под углом от 90 до 140°, предпочтительно под углом 90°. В последнем случае погружная поверхность и верхняя поверхность расположены перпендикулярно.

Верхняя поверхность может пересекаться с противоположной торцевой поверхностью под углом от 90 до 140°, предпочтительно под углом 90°. В последнем случае погружная поверхность и противоположная торцевая поверхность расположены перпендикулярно.

Предпочтительно верхняя поверхность представляет собой поверхность для анализа, что означает, что она является геометрической стороной корпуса, которая выполнена с возможностью расположения во время анализа на предметном столике оптико-эмиссионного спектрографа лицевой стороной вниз.

Как правило, корпус выполнен в кубической форме. Такой корпус может быть выполнен из цельной заготовки материала.

Предпочтительно корпус имеет длину от 30 до 70 мм. Корпус может иметь ширину от 20 до 70 мм. Под длиной следует понимать длину от погружной поверхности до противоположной торцевой поверхности, а под шириной следует понимать перпендикуляр к длине.

На протяжении всей данной заявки длина определяется как размер, параллельный центральной продольной оси X в направлении от погружной поверхности к противоположной торцевой поверхности корпуса. Ширина определяется как размер, перпендикулярный продольной оси X и параллельный верхней поверхности, то есть плоскости анализа AP. Глубина или толщина определяется как размер, перпендикулярный продольной оси X и перпендикулярный верхней поверхности, то есть в направлении от верхней поверхности к нижней поверхности корпуса. Более конкретно, глубина измеряется от точки в плоскости анализа AP до нижнего конца или границы каждого из сегментов, которые будут указаны ниже. Размер площади поперечного сечения, как описано в данном документе, равен размеру ширины, умноженному на размер глубины.

Корпус содержит первое отверстие в погружной поверхности и второе отверстие в другой поверхности. Другая поверхность может быть любой другой поверхностью корпуса, предусмотренной для верхней поверхности. Полость для пробы проходит от первого отверстия до второго отверстия камеры для пробы. Следует понимать, что направление потока расплавленного металла находится в направлении от погружной поверхности к другой поверхности, когда камеру для пробы используют для отбора пробы из расплавленного металла.

Предпочтительно, собранная камера для пробы содержит только два отверстия, то есть первое и второе отверстие.

Предпочтительно, первое отверстие выполнено с возможностью приема впускного канала. Впускной патрубок обеспечивает поток расплавленного металла из ванны с расплавленным металлом в камеру для пробы, в частности в полость для пробы.

В предпочтительных вариантах осуществления второе отверстие выполнено с возможностью приема газового соединителя. На поверхности корпуса, содержащей второе отверстие, может быть предусмотрено отверстие для прохода газа, которое предпочтительно полностью вмещается внутри корпуса.

Первое и второе отверстия находятся на расстоянии от верхней поверхности, т.е. расположены и разнесены от плоскости анализа АР. Таким образом, для проб может быть получена однородная поверхность для анализа.

Верхняя поверхность корпуса содержит углубление, при этом углубление также может называться выемкой. Другими словами, часть верхней поверхности выполнена полой. Следует понимать, что углубление верхней поверхности образует по меньшей мере часть полого объема корпуса, который содержит различные сегменты. Данные сегменты в совокупности образуют полость для пробы. В частности, углубление содержит сегмент распределения, сегмент анализа и сегмент вентиляции. Другими словами, корпус содержит полый объем, который конструктивно разделен по меньшей мере на три сегмента. Сегмент распределения, сегмент анализа и сегмент вентиляции последовательно расположены в прямоточной связи в направлении потока расплавленного металла. Полый объем корпуса может содержать дополнительные сегменты, которые не являются частью углубления в верхней поверхности.

Сегмент распределения и сегмент вентиляции расположены ниже сегмента анализа в направлении от верхней поверхности к нижней поверхности корпуса, в частности, ниже нижней плоскости BP сегмента анализа. Другими словами, сегмент вентиляции и сегмент распределения не соединены с верхней поверхностью. Таким образом, может быть обеспечено превосходное и полное заполнение камеры для пробы в области сегмента анализа.

Предпочтительно верхняя поверхность содержит одно углубление.

В одном варианте осуществления длина углубления составляет от 20 до 50 мм, предпочтительно от 25 до 40 мм.

Следует понимать, что площадь поверхности корпуса, ограничивающая углубление, образует физические границы полых частей корпуса, лежащих под плоскостью верхней поверхности, т.е. плоскостью анализа AP. Данная площадь поверхности будет далее называться углубленной поверхностью корпуса. Выступ углубленной поверхности, параллельный плоскости анализа AP, обычно содержит множество областей, находящихся на разных расстояниях от плоскости верхней поверхности.

Сегмент распределения является первым сегментом углубления в направлении потока расплавленного металла во время операции. В частности, распределительный сегмент расположен ниже по потоку от первого отверстия. Сегмент распределения не соединен с верхней поверхностью.

Объем сегмента распределения с одной стороны ограничен сегментом анализа. Следует понимать, что между сегментом анализа и сегментом распределения нет физического разграничения. Однако они считаются отдельными сегментами для практической реализации изобретения. Границы сегмента распределения определяются первой частью углубленной поверхности на нижней стороне и на противоположной стороне нижней плоскостью BP сегмента анализа. Границу на противоположной стороне следует понимать как мнимую границу вдоль продолжения ко второй части углубленной поверхности. Следует понимать, что вторая часть углубленной поверхности расположена на меньшем расстоянии от плоскости анализа, чем первая часть углубленной поверхности.

Предпочтительно центральная ось сегмента распределения расположена под углом от 45 до 90° к центральной продольной оси X.

Сегмент распределения дополнительно ограничен боковыми стенками. В предпочтительном варианте осуществления одна из боковых стенок сегмента распределения пересекается со второй частью углубленной поверхности под углом от 40 до 90°, предпочтительно под углом от 50 до 80°. Особенно предпочтительно, чтобы одна из боковых стенок сегмента распределения пересекалась со второй частью углубленной поверхности под углом 60°.

Площадь поперечного сечения сегмента распределения, параллельная плоскости анализа AP, может иметь любую геометрию. Однако может быть предпочтительным, чтобы площадь поперечного сечения имела многоугольную или круглую форму. В частности, площадь поперечного сечения круглой формы позволяет легко и точно обрабатывать корпус, поскольку он может быть получен посредством этапа сверления.

Площадь поперечного сечения сегмента распределения может расширяться в направлении потока металла, то есть площадь поперечного сечения сегмента распределения увеличивается в направлении от первого отверстия к сегменту анализа. Площадь поперечного сечения сегмента распределения, параллельного продольной оси X, может составлять от 8 до 20 мм², предпочтительно от 10 до 15 мм².

Глубина сегмента распределения может составлять от 1 до 8 мм, предпочтительно от 2 до 6 мм.

Углубление верхней поверхности корпуса дополнительно содержит сегмент анализа ниже по потоку от сегмента распределения и находится в прямоточной связи с сегментом вентиляции. Предпочтительно сегмент анализа расположен над центральной продольной осью X корпуса.

Сегмент анализа ограничен плоскостью анализа AP на верхней стороне. Другими словами, сегмент анализа с одной стороны ограничен плоской крышкой, когда камера для пробы собрана, а полость для пробы закрыта.

Следует понимать, что геометрия сегмента анализа в плоскости анализа AP определяется углублением, образованным в верхней поверхности корпуса, т.е. контур сегмента анализа определяется контуром углубления. Таким образом, сегмент анализа имеет открытый конец на верхней поверхности и противоположную нижнюю плоскость BP. Более конкретно, нижняя плоскость BP сегмента анализа частично определена второй частью углубленной поверхности корпуса и частично воображаемым удлинением второй части углубленной поверхности.

Максимальная и минимальная площадь поперечного сечения сегмента анализа, перпендикулярного центральной продольной оси X корпуса, не отклоняются друг от друга более чем на 20%. Эта конфигурация обеспечивает полное заполнение плоскости анализа AP отобранным расплавленным металлом во время операции.

Под площадью поперечного сечения сегмента анализа следует понимать площадь поперечного сечения, перпендикулярную центральной продольной оси X корпуса и перпендикулярную плоскости анализа AP. В предпочтительном варианте осуществления максимальная и минимальная площадь поперечного сечения сегмента анализа не отклоняются друг от друга более чем на 10%, более предпочтительно не более чем на 5%.

В предпочтительном варианте осуществления площадь поперечного сечения сегмента анализа не уменьшается на расстоянии от 50% длины сегмента анализа, более предпочтительно от 70% длины. Направление длины в данном контексте следует понимать как направление от сегмента распределения к сегменту вентиляции.

Предпочтительно, чтобы максимальная и минимальная площадь поперечного сечения сегмента анализа не отличались друг от друга.

Предпочтительно, площадь поперечного сечения сегмента анализа от 2,5 до 10 раз превышает площадь поперечного сечения зоны вентиляции, параллельной плоскости анализа AP.

Предпочтительно площадь поперечного сечения сегмента анализа составляет от 5 до 30 мм², более предпочтительно от 10 до 25 мм².

Сегмент анализа может иметь максимальную глубину от 0,5 до 4 мм, предпочтительно от 1 до 3 мм. Предпочтительно, чтобы сегмент анализа имел одинаковую максимальную глубину. Под «максимальной глубиной» следует понимать центральную глубину сегмента анализа.

Глубина сегмента анализа может быть одинаковой или сужающейся по направлению к краям. Другими словами, профиль поперечного сечения нижней плоскости BP сегмента анализа, перпендикулярной продольной оси X, может иметь любую форму, т.е. может иметь плоскую, треугольную или вогнутую форму.

Предпочтительно ширина сегмента анализа является постоянной в направлении центральной продольной оси X корпуса. В частности, сегмент анализа может иметь ширину от 6 до 14 мм, предпочтительно от 8 до 12 мм.

В предпочтительном варианте осуществления сегмент анализа имеет длину от 20 до 50 мм, предпочтительно от 25 до 35 мм.

Сегмент вентиляции является последним сегментом углубления в направлении потока расплавленного металла. Он соединен по текучей среде со вторым отверстием. Однако корпус может содержать дополнительные сегменты, расположенные между сегментом вентиляции и вторым отверстием.

Объем сегмента вентиляции с одной стороны ограничен сегментом анализа. Следует понимать, что между сегментом анализа и сегментом вентиляции нет физического разграничения. Граница сегмента вентиляции находится с одной стороны, определяемой нижней плоскостью BP сегмента анализа. Эту границу следует понимать как мнимую границу вдоль удлинения ко второй части углубленной поверхности.

В некоторых вариантах осуществления сегмент вентиляции может быть дополнительно ограничен третьей частью углубленной поверхности на нижней стороне. В таких конфигурациях третья часть углубленной поверхности расположена на большем расстоянии от плоскости анализа, чем вторая часть углубленной поверхности. Предпочтительно, чтобы первая и вторая часть углубленной поверхности имели одинаковое расстояние до плоскости анализа AP.

Сегмент вентиляции дополнительно ограничен боковыми стенками. Площадь поперечного сечения сегмента распределения, параллельного плоскости анализа, то есть площадь поперечного сечения, окруженная боковыми стенками, может иметь любую геометрию. Однако может быть предпочтительным, чтобы площадь поперечного сечения имела многоугольную или круглую форму. В частности, площадь поперечного сечения круглой формы позволяет легко и точно обрабатывать корпус, поскольку он может быть получен на этапе сверления.

Предпочтительно центральная ось сегмента вентиляции расположена под углом от 45 до 90° к центральной продольной оси X. Следует понимать, что сегмент вентиляции не соединен с верхней поверхностью, то есть он расположен под сегментом анализа. Неожиданно было обнаружено, что данная конфигурация сегмента вентиляции по отношению к сегменту анализа значительно улучшает качество получаемых проб и соответствующий результат анализа, уменьшая влияние захваченного газа и пустот на поверхности анализа.

В некоторых вариантах осуществления центральная ось сегмента распределения и центральная ось сегмента вентиляции расположены под углом от 45 до 90° к центральной продольной оси X, в предпочтительных вариантах реализации обе центральные оси расположены под углом 90° к центральной продольной оси X.

Сегмент вентиляции может иметь удлиненную форму в направлении, перпендикулярном верхней поверхности.

Предпочтительно, сегмент вентиляции расположен на расстоянии менее 20% длины сегмента анализа от конца сегмента анализа, более предпочтительно на расстоянии менее 10%. Данная конфигурация позволяет полностью заполнить сегмент анализа до затвердевания пробы расплавленного металла. Конец сегмента следует понимать как сторону сегмента анализа, которая находится наиболее близко к противоположной торцевой поверхности, чем к погружной поверхности, т.е. сторону корпуса, противоположную погружной поверхности.

Площадь поперечного сечения сегмента вентиляции может сужаться в направлении потока металла, т.е. площадь поперечного сечения сегмента вентиляции может уменьшаться в направлении от сегмента анализа ко второму отверстию. Площадь поперечного сечения сегмента вентиляции, параллельного продольной оси X, может составлять от 0,2 до 5,0 мм², предпочтительно от 0,5 до 3,0 мм².

Глубина сегмента вентиляции может составлять от 1 до 8 мм, предпочтительно от 2 до 6 мм.

Предпочтительно площадь поперечного сечения сегмента распределения, параллельного плоскости анализа AP, составляет от 0,5 до 2 площади поперечного сечения сегмента анализа. Если площадь поперечного сечения сегмента распределения слишком мала, поступающий расплавленный металл не будет замедляться в достаточной степени для уменьшения турбулентного потока, что приведет к неоднородному заполнению плоскости анализа AP.

Предпочтительно длина сегмента анализа в направлении центральной продольной оси X корпуса выше, чем глубина сегмента распределения и сегмента вентиляции, перпендикулярного центральной продольной оси X.

В предпочтительном варианте осуществления ширина сегмента анализа больше ширины сегмента вентиляции, в частности, по меньшей мере в 3 раза больше ширины сегмента вентиляции.

Предпочтительно ширина сегмента анализа, перпендикулярного центральной продольной оси X корпуса, больше длины сегмента распределения и/или длины сегмента вентиляции вдоль центральной продольной оси X.

Полый объем корпуса может также содержать сегмент впуска, выполненный с возможностью приема расплавленного металла и/или впускного патрубка, расположенного перед сегментом распределения в направлении потока расплавленного металла и находящегося в прямоточной связи с первым отверстием. Предпочтительно центральная ось сегмента распределения расположена под углом от 45 до 90° к центральной оси сегмента впуска.

Предпочтительно, площадь поперечного сечения сегмента впуска, перпендикулярного центральной продольной оси X, зависит от площади поперечного сечения сегмента анализа, перпендикулярного центральной продольной оси X и/или площади поперечного сечения сегмента распределения, параллельного плоскости анализа AP. Предпочтительно площадь поперечного сечения сегмента впуска составляет от 0,5 до 2 площади поперечного сечения сегмента анализа. В предпочтительном варианте осуществления площадь поперечного сечения сегмента впуска составляет от 0,2 до 0,7 наибольшей площади поперечного сечения сегмента распределения и, таким образом, снижает скорость на впускном патрубке, необходимую для смешивания металлов. Если площадь поперечного сечения сегмента впуска слишком мала, замедления поступающего расплавленного металла недостаточно для уменьшения турбулентного потока, что приведет к плохому заполнению полости пробы.

Полый объем корпуса также может содержать сегмент соединителя, расположенный после сегмента вентиляции в направлении потока расплавленного металла и находящийся в прямоточной связи со вторым отверстием. Предпочтительно, сегмент соединителя выполнен с возможностью приема газового соединителя. Предпочтительно центральная ось сегмента вентиляции расположена под углом от 45 до 90° к центральной оси сегмента соединителя.

Верхняя поверхность корпуса может содержать выступающее из нее ребро и окружающее углубление. Предпочтительно плоская крышка расположена на одном уровне с ребром корпуса вдоль верхней поверхности, когда камера для пробы собрана.

В предпочтительном варианте осуществления на первой поверхности плоской крышки предусмотрен уплотнительный элемент, выполненный с возможностью размещения между корпусом и плоской крышкой в собранной конфигурации камеры для пробы. Предпочтительно, уплотнительный элемент предотвращает прилипание к крышке или корпусу грязи, которая может загрязнить поверхность спектрометра и повлиять на текущий анализ и даже на последующие анализы.

Уплотнительный элемент предпочтительно представляет собой газонепроницаемый уплотнительный элемент. Более конкретно, уплотнительный элемент может представлять собой прокладку. Прокладка может иметь любую форму.

Предпочтительно уплотнительный элемент состоит по существу из незагрязняющего материала для проб в камере для проб. В одном варианте осуществления уплотнительный элемент выполнен из силикона или любого аналогичного полимера, бумаги или картона. Специалистам в данной области техники будет понятно, что уплотнительный элемент может быть выполнен из любого материала, который обеспечит газонепроницаемое уплотнение между плоской крышкой и корпусом. Специалистам в данной области техники будет понятно, что уплотнительный элемент альтернативно может быть выполнен в виде уплотнительного кольца.

Камера для пробы, в частности плоская крышка и корпус, могут удерживаться вместе с помощью закрывающих средств. Предпочтительно закрывающее средство представляет собой зажим или фиксатор.

Предпочтительно, при использовании зажима или фиксатора для удержания камеры для пробы вместе, две части удерживаются вместе с помощью усилий сжатия, прикладываемых смыкающими средствами, причем для указанного смыкания не используются клеи или цементы.

В предпочтительном варианте осуществления смыкающее средство выполнено из металла. Однако специалистам в данной области будет понятно, что смыкающие средства могут быть изготовлены из другого подходящего материала, который способен выдерживать погружение в горячий металл, и обеспечивает требуемое усилие сжатия.

Предпочтительно, чтобы корпус содержал первое соединительное средство, а смыкающие средства содержали вторые соединительные средства, причем первые соединительные средства и вторые соединительные средства выполнены с возможностью взаимодействия друг с другом. Соединительные средства корпуса могут быть выполнены в виде по меньшей мере одного углубления, предпочтительно двух углублений, в корпусе. Предпочтительно, по меньшей мере одно углубление расположено на поверхности корпуса, которая расположена перпендикулярно верхней поверхности.

В предпочтительном варианте осуществления смыкающие средства выполнены с возможностью приложения усилия в направлении, перпендикулярном продольной оси X корпуса.

Предпочтительно, чтобы камера для пробы содержала идентификационные средства. В частности, такие идентификационные средства могут содержать неразрушимую маркировку или этикетку, например, такие идентификационные средства могут представлять собой штрих-код или QR-код.

Кроме того, камера для пробы может содержать впускной патрубок, выполненный с возможностью приема с помощью первого отверстия корпуса. Впускной патрубок предпочтительно выполнен из кварцевого материала, более предпочтительно из расплавленного кварцевого материала. Однако следует понимать, что впускной патрубок может быть изготовлен из любого другого подходящего материала, включая, но не ограничиваясь этим, керамический материал.

Камера для пробы также может содержать газовый соединитель, выполненный с возможностью приема с помощью второго отверстия. Таким образом, камера для пробы может быть продута потоком газа.

Изобретение также относится к пробоотборнику, содержащему камеру для пробы в соответствии с изобретением, и несущую трубку, выполненную с возможностью вмещать по меньшей мере части камеры для пробы.

Камера для пробы может дополнительно содержать измерительную головку, выполненную с возможностью вмещать по меньшей мере части камеры для пробы, поддерживаемую на несущей трубке. Под измерительной головкой следует понимать часть, которая вмещает части, погружаемые в расплавленный металл, для получения измерений и которая впоследствии будет извлечена. Другими словами, измерительная головка обеспечивает одноразовую платформу для погружных деталей.

В одном варианте осуществления пробоотборник содержит защитный колпачок, прикрепленный к первому концу впускного патрубка.

Краткое описание графических материалов

На следующих схематических графических материалах показаны аспекты изобретения для улучшения понимания изобретения в связи с некоторыми примерными иллюстрациями, на которых:

на фиг. 1 показан пробоотборник для отбора проб из ванны с расплавленным металлом;

на фиг. 2 показан корпус и крышка камеры для пробы, удерживаемые вместе зажимом;

на фиг. 3 показан корпус в различных видах;

на фиг. 4 показаны виды сбоку собранной камеры для пробы;

на фиг. 5 более подробно показаны углубленные части корпуса камеры для пробы;

на фиг. 6 показана камера для пробы с различными возможными геометриями поперечного сечения сегмента анализа на виде спереди корпуса.

На фиг. 1 показан пробоотборник 1 для отбора проб из ванны с расплавленным металлом. Пробоотборник 1 подходит для погружения в расплавленный металл и отбора проб. Показанный пробоотборник 1 содержит измерительную головку 2, которая может быть выполнена из склеенного синтетической смолой кварцевого песка. Измерительная головка 2 поддерживается на несущей трубке 3, которая может быть бумажной несущей трубкой. При использовании держатель зонда или фурму (не показана) предпочтительно вставляют во внутренний объем несущей трубки 3 для обеспечения механического воздействия, необходимого для погружения измерительной головки 2 под поверхность ванны с расплавленным металлом в направлении I погружения.

Измерительная головка 2 содержит камеру 20 для пробы для сбора и извлечения пробы расплавленного металла. Как показано, камера 20 для пробы состоит из корпуса 22 и плоской крышки 23, как более подробно проиллюстрировано на фиг. 2 с точки зрения вида спереди.

Измерительная головка 2 имеет первый конец и противоположный второй конец. Первый конец измерительной головки 2 соответствует погружному концу измерительной головки 4. Второй конец измерительной головки выполнен с возможностью столкновения с фурмой или держателем зонда. Кроме того, корпус 22 камеры 20 для пробы имеет первый конец 30 и противоположный второй конец 31. Первый конец корпуса 30 соответствует погружной поверхности камеры 20 для пробы. Специалистам в данной области будет понятно, что фраза «погружной конец» означает конец узла, соответствующий пробоотборнику, который первым погружают в расплавленный металл. На первом конце корпуса 30 прикреплен впускной патрубок 5, который размещается в первом отверстии 34. Впускной патрубок 5 обеспечивает поток расплавленного металла из ванны с расплавленным металлом в полость 21 для пробы (не видна на показанном виде на фиг. 1).

При использовании измерительную головку 2 погружают в направлении I погружения в горячую металлическую ванну. Таким образом, направление притока расплавленного металла при введении в камеру 20 для пробы и ее полость 21 находится в направлении, противоположном направлению I погружения, параллельном продольной оси X полости 21 для пробы.

Впускной патрубок 5 закрыт первым защитным колпачком 6. Первый защитный колпачок 6 предпочтительно выполнен из металла и более предпочтительно из стали. Второй защитный колпачок 7, в свою очередь, закрывает (и более конкретно охватывает) первый защитный колпачок 6. Второй защитный колпачок 7 прикреплен к измерительной головке 2. Предпочтительно, второй защитный колпачок 7 выполнен из металла и более предпочтительно из стали.

Камеру 20 для пробы можно продувать и герметизировать инертным газом, который подается через соединитель (не показан), соединенный со вторым отверстием в корпусе по направлению к впускному патрубку 5. Специалисту в данной области будет понятно, что продувка инертным газом необходима только для определенных применений. После того, как измерительная головка 2 погружена ниже поверхности ванны с горячим металлом, второй защитный колпачок 7 плавится из-за тепла горячего металла, тем самым подвергая первый защитный колпачок 6 воздействию горячего металла. Впоследствии первый защитный колпачок 6 также плавится, тем самым помещая камеру 20 для пробы в гидравлическое сообщение с ванной с горячим металлом. Затем горячий металл поступает в камеру для пробы, в частности, через первое отверстие 34 от погружного конца 30 ко второму концу 31, в то время как газ выводится из полости 21 камеры для пробы через второе отверстие 35.

Когда расплавленный металл затвердевает в полости 21 для пробы, проба затвердевшего металла формируется неотделимо от корпуса 22. Измерительная головка 2 легко разрушается, что позволяет извлечь пробоотборную камеру 20 из несущей трубки 3. При наличии зажим 8, удерживающий вместе камеру 20 для пробы, удаляют. В отличие от обычных пробоотборных устройств, проба остается прикрепленной к корпусу 22 пробы. Следовательно, термин «проба», когда он относится к металлическому пробному образцу, доставляемому в ОЭС, относится к неотделимой комбинации извлеченной затвердевшей пробы и корпуса 22 пробы.

Корпус 22 и крышка 23 камеры 20 для проб могут удерживаться вместе зажимом или фиксатором 8, как также показано на фиг. 2, с усилием сжатия, достаточным для противодействия склонности к разделению двух частей из-за усилия расплавленного металла, поступающего в полость 21 для проб и заполняющего ее, и усилия во время фазы продувки перед заполнением пробой. Зажим 8 предпочтительно может быть выполнен из металла. На фиг. 2 показан вид спереди камеры для пробы, т.е. погружной поверхности 30 и первого отверстия 34 корпуса 22. В конфигурации, показанной на фиг. 2A, зажим 8 расположен главным образом на крышке 23. Корпус 22 содержит углубления 10, с которыми может взаимодействовать зажим. Зажим 8 также может быть расположен сбоку, как показано на фиг. 2 B.

Для практических целей сборки плоская крышка 23 может иметь приблизительно такую же ширину и длину, что и корпус 22. Первая поверхность крышки 9 выполнена с возможностью столкновения с корпусом 22. Уплотнительный элемент (теперь показан) может быть предусмотрен на первой поверхности крышки 9 таким образом, чтобы быть расположенным между корпусом 22 и крышкой 23 в собранной конфигурации камеры 20 для пробы.

На фиг. 3 показан корпус 22 в соответствии с вариантами осуществления изобретения на различных видах. В частности, на фиг. 3A показан частичный вид с вырезом, а на фиг. 3B показан вид сверху на верхней поверхности 32 корпуса 22 с углублением 40. Сегменты, расположенные ниже верхней поверхности и, следовательно, не видимые на представленном виде, обозначены серыми линиями. Показанная на фигурах верхняя поверхность 32 представляет собой поверхность для анализа, что означает, что она является геометрической стороной корпуса 22, на которой собирают пробу и которая выполнена с возможностью расположения во время анализа на предметном столике оптико-эмиссионного спектрометра лицевой стороной вниз. Во время анализа инертный газ продувается в искровую камеру спектрометра, поскольку такие утечки между анализируемой пробой и предметным столиком спектрометра недопустимы. Кроме того, поверхность для анализа пробы затвердевшего металла, которая примыкает к крышке, помогает закрыть отверстие ОЭС. Поэтому для полного закрытия отверстия спектрометра требуется полное заполнение данной поверхности. В частности, передняя часть расплавленного металла, поступающего в полость для пробы, до затвердевания должна, по меньшей мере, достигать сегмента вентиляции.

Верхняя поверхность 32 содержит углубление 40, которое образует по меньшей мере часть полости 21 для пробы камеры 20 для пробы. Как проиллюстрировано, верхняя поверхность 32 проходит между погружным концом или поверхностью 30 и противоположным концом или поверхностью корпуса 31. На фиг. 3A и B показано, что верхняя поверхность 32 выполнена полой с образованием различных сегментов полости 21 для пробы для приема расплавленного металла, сбора пробы расплавленного металла и вентиляции полости. Углубление 40 определяется удлиненной формой.

На фиг. 3B также показано, где находятся продольная ось X корпуса и ширина W и длина L углубления 40. Также видна углубленная поверхность корпуса 41, содержащая еще два углубления ниже плоскости верхней поверхности. В показанном варианте осуществления углубленная часть корпуса 22 содержит два дополнительных сегмента, а именно сегмент 43 распределения и сегмент 46 соединителя. Следует отметить, что оба сегмента 43 и 46 не видны в части корпуса, показанной на фиг. 3А. Как проиллюстрировано, углубленная поверхность 41 содержит все части корпуса внутри углубления 40, как видно на показанном виде. В проиллюстрированном варианте осуществления противоположные концы углубления 40 (т.е. передний конец и задний конец с точки зрения направления I погружения) закруглены для удобства обработки. Однако специалистам в данной области будет понятно, что концы могут иметь любую форму. В варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3, верхняя поверхность корпуса 32 содержит обод 11. Такой обод может усиливать уплотнение с крышкой, особенно в случаях, когда дополнительный уплотнительный элемент также является частью узла камеры для пробы.

На фиг. 4 показаны виды сбоку собранной камеры для проб в соответствии с вариантами осуществления изобретения. На фиг. 4A камера 20 для проб показана в собранной конфигурации с впускным патрубком 5. Крышка 23 расположена на верхней поверхности 32 корпуса 22 вдоль плоскости анализа AP, закрывая полые части корпуса, тем самым создавая полость 21 для пробы. В показанной конфигурации впускной патрубок 5 сообщается с сегментом 42 впуска полости 21 для пробы. На фиг. 4B показан альтернативный вариант осуществления изобретения с раскисляющим элементом 12, расположенным внутри впускного патрубка 5.

На фиг. 5 более подробно показаны различные конфигурации полого объема, то есть полости для пробы, корпуса 22, иллюстрирующие конфигурации различных сегментов полости 21 для пробы относительно друг друга для некоторых вариантов осуществления. Верхняя часть углубления, ограниченная плоскостью анализа AP, образует сегмент 44 анализа. Сегмент 44 анализа полностью перекрывает сегмент 43 распределения и сегмент 45 вентиляции. Вышеупомянутые три сегмента образуют u-образное углубление, которое соединено по текучей среде с первым отверстием 34, необязательно через сегмент 42 впуска. Сегмент 44 анализа, как показано, имеет одинаковую глубину в направлении центральной продольной оси X. Сегмент 45 вентиляции может быть дополнительно соединен с сегментом 46 соединителя, расположенным на противоположной стороне корпуса, как показано на фиг. 5A. На фиг. 5B показана альтернативная конфигурация, в которой сегмент 45 вентиляции непосредственно соединен со вторым отверстием 35 в поверхности корпуса, противоположной верхней поверхности 32, то есть нижней поверхности 33. В обоих вариантах осуществления сегмент 45 вентиляции расположен на одном уровне с концом сегмента 47 анализа.

Сегмент 44 анализа ограничен плоскостью анализа AP с одной стороны и нижней плоскостью BP с противоположной стороны, обе плоскости показаны пунктирными линиями на фиг. 5. Нижняя плоскость BP частично представляет собой воображаемую плоскость, проходящую через плоскость углубленной поверхности через сегмент 43 распределения и сегмент 45 вентиляции вдоль центральной продольной оси X. Центральная ось сегмента D распределения, а также центральная ось сегмента V вентиляции расположены перпендикулярно к центральной продольной оси X и плоскости анализа AP в обоих показанных вариантах осуществления.

Углубленная поверхность корпуса 22 содержит несколько частей, как также показано на фигурах. Первая часть HF_D, которая образует нижнюю границу сегмента 43 распределения, вторая часть HF_A, которая образует нижнюю границу сегмента 44 анализа, и третья часть HF_V, которая образует нижнюю границу сегмента 45 вентиляции. В проиллюстрированной конфигурации на фиг. 5B углубленная поверхность содержит только два сегмента.

Предпочтительно, когда отбирают пробу, расплавленный металл полностью заполняет сегмент 44 анализа и затвердевает в нем напротив крышки 23, в частности, вдоль плоскости анализа AP. Показанная конфигурация сегментов углубленных частей корпуса обеспечивает выполнение данных требований. Минимальное отклонение поперечного сечения сегмента анализа по его длине вместе с расположением сегмента вентиляции полностью ниже данного сегмента обеспечивает полное заполнение до того, как фронт расплавленного металла, поступающий в камеру для пробы, начнет затвердевать.

На фиг. 6 показаны варианты осуществления камеры для пробы с различными возможными геометриями поперечного сечения сегмента анализа на виде спереди корпуса 22, т.е. в направлении вдоль продольной оси X, и соответствующие параметры, используемые для описания сегмента анализа. Также показана крышка 23. Следует отметить, что показанные размеры не обязательно нарисованы в масштабе. На фиг. 6A поперечное сечение сегмента 44 анализа имеет прямоугольную форму. С верхней стороны он окружен крышкой 23, которая также определяет плоскость анализа AP. С противоположной стороны сегмент ограничен нижней плоскостью BP. Специалисту в данной области будет понятно, что площадь поперечного сечения определяется шириной W и глубиной D сегмента. На фиг. 6В показан сегмент 44 анализа с нижней плоскостью треугольной формы, тогда как на фиг. 6С показано поперечное сечение сегмента 44 анализа выпуклой формы.

Признаки, раскрытые в формуле изобретения, описании и чертежах, могут быть существенными для различных вариантов осуществления заявленного изобретения, как по отдельности, так и в любой комбинации друг с другом.

Ссылочные позиции

1 Пробоотборник 2 Измерительная головка 3 Несущая трубка 4 Погружной конец измерительной головки 5 Впускной патрубок 6 Первый защитный колпачок 7 Второй защитный колпачок 8 Зажим 9 Первая поверхность крышки 10 Углубления 11 Обод 12 Раскисляющий элемент 20 Камера для пробы 21 Полость для пробы 22 Корпус 23 Крышка 30 Погружной конец/поверхность корпуса 31 Противоположный конец/поверхность корпуса 32 Верхняя поверхность корпуса 33 Нижняя поверхность корпуса 34 Первое отверстие корпуса 35 Второе отверстие корпуса 40 Углубление на верхней поверхности 41 Углубленная поверхность 42 Сегмент впуска 43 Сегмент распределения 44 Сегмент анализа 45 Сегмент вентиляции 46 Сегмент соединителя 47 Сегмент окончания анализа I Направление погружения X Центральная продольная ось AP Плоскость анализа D Центральная ось сегмента распределения V Центральная ось сегмента вентиляции HF_D Первая часть углубленной поверхности HF_A Вторая часть углубленной поверхности HF_V Третья часть углубленной поверхности

Группа изобретений относится к отбору проб из ванны с расплавленным металлом. Раскрыта камера (20) для пробы для отбора проб из ванны с расплавленным металлом, содержащая плоскую крышку (23) и корпус (22), при этом сегмент (43) распределения и сегмент (45) вентиляции расположены ниже сегмента (44) анализа в направлении от верхней поверхности (32) к нижней поверхности (33) и сегмент (45) вентиляции и сегмент (43) распределения не соединены с верхней поверхностью (32), а максимальная и минимальная площадь поперечного сечения сегмента (44) анализа, перпендикулярного центральной продольной оси X корпуса (22), не отклоняются друг от друга более чем на 20%. Также раскрыт пробоотборник, содержащий камеру (20). Группа изобретений обеспечивает однородное и полное заполнение пробой сегмента анализа. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Камера (20) для пробы для отбора проб из ванны с расплавленным металлом, содержащая плоскую крышку (23) и корпус (22),

причем плоская крышка (23) и корпус (22) выполнены с возможностью сборки вместе вдоль плоскости анализа (АР) с образованием полости для пробы, так что плоская крышка (23) закрывает полый объем корпуса (22),

причем корпус (22) содержит погружную поверхность (30) и противоположную торцевую поверхность (31), верхнюю поверхность (32) и нижнюю поверхность (33), при этом верхняя поверхность (32) и нижняя поверхность (33) проходят между погружной поверхностью (30) и противоположной торцевой поверхностью (31),

причем корпус (22) содержит первое отверстие (34) на погружной поверхности (30) и второе отверстие (35) на другой поверхности,

причем верхняя поверхность (32) имеет по меньшей мере одно углубление (40), которое образует по меньшей мере часть полого объема корпуса (22),

причем углубление содержит сегмент (43) распределения, сегмент (45) вентиляции и сегмент (44) анализа, и при этом сегмент (44) анализа ограничен плоскостью анализа АР,

причем сегмент (43) распределения, сегмент (44) анализа и сегмент (45) вентиляции сообщаются по потоку друг с другом и с первым и вторым отверстием (34, 35) корпуса (22),

отличающаяся тем, что

сегмент (43) распределения и сегмент (45) вентиляции расположены ниже сегмента (44) анализа в направлении от верхней поверхности (32) к нижней поверхности (33) и сегмент (45) вентиляции и сегмент (43) распределения не соединены с верхней поверхностью (32),

максимальная и минимальная площадь поперечного сечения сегмента (44) анализа, перпендикулярного центральной продольной оси X корпуса (22), не отклоняются друг от друга более чем на 20%.

2. Камера (20) для пробы по п. 1, в которой центральная ось сегмента (43) распределения расположена под углом от 45 до 90° к центральной продольной оси X корпуса (22).

3. Камера (20) для пробы по п. 1 или 2, в которой центральная ось сегмента (45) вентиляции расположена под углом от 45 до 90° к центральной продольной оси X корпуса (22).

4. Камера (20) для пробы по любому из предшествующих пунктов, в которой площадь поперечного сечения сегмента (44) анализа не уменьшается на расстоянии от 50% длины сегмента (44) анализа.

5. Камера (20) для пробы по любому из предшествующих пунктов, в которой максимальная и минимальная площадь поперечного сечения сегмента (44) анализа не отличаются друг от друга.

6. Камера (20) для пробы по любому из предшествующих пунктов, в которой ширина сегмента (44) анализа является постоянной в направлении центральной продольной оси X корпуса (22).

7. Камера (20) для пробы по любому из предшествующих пунктов, в которой сегмент (44) анализа имеет длину от 20 до 50 мм.

8. Камера (20) для пробы по любому из предшествующих пунктов, в которой сегмент (45) вентиляции расположен на расстоянии менее 20% длины сегмента (44) анализа от конца сегмента (44) анализа.

9. Камера (20) для пробы по любому из предшествующих пунктов, в которой ширина сегмента (44) анализа больше ширины сегмента (45) вентиляции.

10. Камера (20) для пробы по любому из предшествующих пунктов, в которой верхняя поверхность (32) содержит одно углубление (40).

11. Камера (20) для пробы по любому из предшествующих пунктов, в которой собранная камера для пробы содержит только два отверстия (34, 35).

12. Камера (20) для пробы по любому из предшествующих пунктов, предназначенная для отбора проб из ванны с расплавленной сталью.

13. Пробоотборник (1), содержащий камеру (20) для пробы по любому из предшествующих пунктов и несущую трубку (3), выполненную с возможностью размещения по меньшей мере частей камеры (20) для пробы.