Устройство для индикации металла Советский патент 1983 года по МПК B21B38/00 

Изобретение относится к прокатному производству и предназначено для использования на станах горячей и холодной прокатки в качестве средства контроля наличия металла в фиксированной зоне. Известно устройство для индикации положения проката, содержащее трубу, подводящую электропроводную жидкость, и насадку-электрод, формирующую свободную струю с дополнительным электродом, выполненным в виде оголенного конца проводника с водостойкой изоляцией, который расположен коаксиально в свободной струе электропроводящей жидкости 1. Находясь в условиях интенсивного парообразования, при наличии брызг воды, пыли окалины, устройство обладает достаточно высокой надежностью. Однако наличие дополнительного электрода в струе возмущает поток жидкости, существенно сокращает длину компактной части струи. Применение устройства для индикации металла ограничено малой длиной компактной части струи и отказами в результате выхода миниатюрного электрода из зоны контакта со струей при случайных изгибах проводника. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля формы движущейся полосы проката, содержащее трубопровод с электропроводящей жидкостью, насадку для формирования свободной струи, выполненную из износостойкого материала, и схему измерения электрического сопротивления струи, в котором участок трубопровода непосредственно примыкающий к насадке, выполнен неэлектропроводящим 2. Устройство обеспечивает получение досдостаточно больщой длины компактной части струи, однако в условиях металлургического производства возможно появление ложной информации при нарушении стабильности изоляции насадки-электрода, установленной на опорных изоляторах, поверхность которых со временем теряет изоляционные свойства. Кроме того, резистор, выполненный в неэлектропроводящем трубопроводе, включенный параллельно измеряемому сопротивлению струи, должен в 8-10 раз превосходить измеряемое сопротивление, что увеличивает габариты устройства и требует тщательной изоляции трубопровода от заземленных конструкций агрегатов для исключения электических цепей утечек и как следствия, ложных срабатываний. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для индикации металла, содержащее заземленный магистральный трубопровод для подвода жидкости, насадку-электрод с соплом из износостойкого материала для формирования свободной струи,подсоединенную через входной- штуцер неэлектропроводящим трубопроводом к магистральному трубопроводу, источник питания и индикаторный прибор, дополнительно снабжено диэлектрической втулкой и дополнительным электродом, установленным совместно с втулкой в полость насадки-электрода, причем дополнительный электрод делит канал втулки на два участка, один из которых примыкает к входному щтуцеру, а другой - к соплу насадки электрода, один полюс источника питания подсоединен к насадке-электроду и через индикаторный прибор к дополнительному электроду, а другой полюс источника питания заземлен. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит магистральный трубопровод i с электропроводящей жидкостью, подсоединенный через фильтр-отстойник 2 и стабилизатор 3 давления, посредством диэлектрического трубопровода 4 к насадке-электроду 5 с износостойким соплом 6, через щтуцер 7. В полость насадкиэлектрода 5 установлена втулка 8 из диэлектрического материала, в канал которой помещен электрод 9, разделяющий канал втулки 8 и, следовательно, полость насадки-электрода 5 на два участка, расположенных вдоль оси канала. Источник 10 электрического питания подключен одним полюсом к индицируемо.му прокату 11 через заземленные конструкции рольганга 12, замыкая электрическую цепь на компактную струю 13. Прибор 14 для измерения электрического напряжения подключен к насадке-электроду 5 и дополнительному электроду 9 с помощью герметично установленных изолированных проводников. Насадка-электрод 5 установлена на опорном изоляторе (не показан), в промежутке между роликами транспортирующего рольганга 12 на фиксированном расстоянии от поверхности индицируемого проката 11. Устройство работает следующим образом. Электропроводная жидкость из магистрального трубопровода 1, через фильтротстойник 2 и стабилизатор 3 давления, снабженный регулятором, непрерывным потоком поступает к диэлектрическому трубопроводу 4, соединенному со штуцером 7 насадки-электрода 5. Электропроводная жидкость контактирует с насадкой-электродом 5 в зоне размещения штуцера 7, затем подается в канал втулки 8, которая установлена в полость насадки-электрода 5. В канале втулки 8, изготовленной из диэлектрического материала, установлен электрод 9, который также контактирует с потоком электропроводной жидкости, образуя два участка струи, расположенной вдоль-оси канала. Первый участок расположен .между входным штуцером 7 насадки-электрода 5 и электродом 9, а второй участок между электродом 9 и износостойким соплом 6 насадкиэлектрода 5. Таким образом, электропроводная жидкость, сформированная в струю 13, контактирует с насадкой-электродом 5 в двух зонах: в зоне входного штуцера 7 и в зоне выходного износостойкого сопла 6. Протяженность контактных зон существенно различна, протяженность контактной зоны у выходного сопла 6 составляет не более одной четвертой части диаметра канала втулки 8, а протяженность контактной зоны у входного штуцера 7 более двух диаметров канала втулки 8. Выливается электропроводная жидкость из износостойкого сопла 6 насадки-электрода 5 фонтанирующей компактной струей 13, которая направлена в зону индикации. Если контролируемый прокат 11 отсутствует в зоне индикации, то фонтанирующая струя 13, достигнув некоторой высоты, задаваемой стабилизатором 3 давления, снабженного регулятором гидростатического напора, опускается вниз, разделяясь на отдельные части. Электрический ток через фонтанирующую струю 13 не проходит и она остается под электрическим потенциалом источника 10 питания относительно заземленной конструкции рольганга 12. Потенциал электрода 9, установленного в канал втулки 8, совпадает с потенциалом насадки-электрода 5, поэтому прибор 14 для измерения электрического напряжения показывает нулевой сигнал, что свидетельствует об отсутствии проката 11 в зоне индикации. Конда индицируемый прокат 11 попадает в зону индикации, фонтанирующая струя 13 замыкается на его поверхность, создавая замкнутую электрическую цепь, в которую входит источник 10 электрического питания, подключенный одним полюсом к насадке-электроду 5, а другим полюсом к индицируемому прокату 11, через заземленные конструкции рольганга 12 и омический резистор, образованный струей 13. Так как удельное сопротивление используемой электророводной жидкости (воды) более, чем на шесть порядков (10) выше удельного сопротивления материала металлических электродов, а протяженность контакта струи 13 у выходного износостойкого сопла 6 насадки-электрода 5 незначительна (не более одной четвертой части диаметра канала втулки 8), то слои жидкости, расположенные на поверхности струи 13, замыкаются непосредственно на образующую цилиндрическую поверхность износостойкого сопла, а слои жидкости, расположенные ближе к оси струи, замыкаются через частицы жидкости, обладающие значительным удельным сопротивлением также на образующую цилиндрическую поверхность износостойкого сопла 6. Это приводит к тому, что в зоне выходного износостойкого сопла 6 струя 13 не замыкается полностью на насадку-электрод 5. Электрическое поле проникает в канал диэлектрической втулки 8 и основной электрический контакт струи 13 с насадкой-электродом 5 осуществляется в зоне входного штуцера 7, протяженность прокатной зоны которого более двух диаметров канала диэлектрической втулки 8. На некоторой глубине канала штуцера 7, в потоке электропроводной жидкости, образуется эквипотенциальная поверхность, потенциалы точек которой совпадают с потенциалом насадки-электрода 5. Проникающее электрическое поле в канал штуцера 7 приводит к тому, что электрод 9 оказывается под некоторым потенциалом относительно насадки-электрода 5. Этот сигнал поступает на вход прибора 14 для измерения наличия электрического напряжения. Прибор 14 представляет собой сочетание усилителя-ограничителя с контактнь1м или бесконтактным исполнительным устройством. Таким образом, когда прокат 11 входит в -зону индикации, происходи срабатывание исполнительного устройства, установленного в приборе 14. Протяженность участков струй,, размещенных в канале диэлектрической втулки 8 между входным штуцером 7 и электродом 9 и между износостойким соплом 6 насадки-электрода 5 и электродом 9 выбираются из условия получения достаточно надежного электрического сигнала. В процессе эксплуатации устройство обладает высокой надежностью даже в случаях, когда опорный изолятор, на котором установлена насадка-электрод 5, или неэлектропроводящий трубопровод 4 теряют со временем изоляционные свойства, покрываясь окалиной, брызгами воды, пылью, технологической смазкой, образуя резистор 15 с небольшой характеристикой (на чертеже изображен штриховой линией). В этом случае резистор 15 подключается непосредственно к источнику 10 электрического питания, обладающему низким значением внутреннего сопротивления, и не оказывают существенного влияния на величину выходного напряжения источника и, следовательно, не влияет на измерительную цепь. Кроме того, резистор, выполненный в неэлектропроводящем трубопроводе 4, может быть существенно уменьшен в габаритах, поскольку его сопротивление исключается из измерительной цепи и подключается непосредственно к источнику 10 электрического питания, не оказывая влияния на величину выходного напряжения, как и резистор 15. Устройство позволяет существенно уменьшить габариты датчика, не требует тщатель51020173

о

ной изоляции насадки-электрода, опорногоего в труднодоступные места. Сокращаются

изолятора и подводящего диэлектрическогозатраты на обслуживание и ремонт элементрубопровода от заземленных конструкций,тов автоматизации, снижаются простои агйсключает ложные срабатывания устройства,регата из-за вынужденного ремонта откапоскольку сигнал информации возникаетзавших датчиков, повышается время работолько в случае замыкания фонтанирующей ты агрегата в автоматическом режиме, увеструи на индицируемый прокат.личивается производительность прокатного

Предлагаемое устройство не требует час-стана. Ожидаемая экономическая эффектого обслуживания и позволяет монтироватьтивность составляет 80 тыс. руб.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ МЕТАЛЛА, содержащее закрепленный магистральный трубопровод для подвода жидкости, насадку-электрод с соплом из износостойкого материала для формирования свободной струи, подсоединенную через входной штуцер неэлектропроводящим трубопроводом к магистральному трубопроводу, источник питания и индикаторный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно дополнительно снабжено диэлектрической втулкой и дополнительным электродом, установленным совместно с втулкой в полость насадки-электрода, причем дополнительный электрод делит канал втулки на два участка, один из которых примыкает к входному штуцеру, а другой.- к соплу насадки электрода один полюс источника питания подсоединен к насадке-электроду и через индикаторный прибор к дополнительному электроду, а другой полюс источника питания заземлен. (Л 1C 00