Устройство для определения углеродного потенциала Советский патент 1984 года по МПК G01N25/02 

со

05 Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано в агрегатах химико-термической об работки для определения углеродного потенциала науглероживающих атмосфер Известно устройство для контроля и автоматического регулирования углеродного потенциала, содержащее датчик для определения углеродного потенциала, например датчик точки росы, и установленный в рабочем пространстве печи фотоэлектрический датчик концентрации сажистого углерода. В известном устройстве углеродньй потенциал измеряется косвенным методом по точке росы печной атмосферы Для подачи атмосферы в датчик точки росы ее замораживают - резко понижают температуру с целью устранения протекания тепловых реакций. Датчик концентрации сажистого углерода вы дает сигнал при наличии углеродного осадка в камере печи Cl3. . Недостатком этого устройства является то, что сигнал от датчика концентрации сажистого углерода появляется только после образования углеродного осадка (сажи) в рабочей камере печи, образование которого в агрегатах химико-термической обработки недопустимо, так как Приводит к ухудшению технико-экономических показателей технологического процесс (перерасход электроэнергии, преждевременньй выход из строя нагревател ных элементов, необходимость периоди ческой остановки печей для выжигания сажи, удлинение циклов химико-терми ческой обработки). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является . устройство для определения углеродн го потенциала печной атмосферы, содержащее печь, канал охлаждения про бы, расположенный в стенке печи и обращенньй одним концом к рабочей камере печи, канал отвода пробы, об зуемый стенкой печи и внешней поверхностью подвижного элемента крив шипного механизма, неподвижно установленный в канале охлаждения холодильник, датчик, чувствительный к отложению углеродного осадка, с дат чиком его .температуры,, установленны на подвижном элементе кривошипного механизма внутри канала охлаждения пробы, регулятор связанный с датчи ком, чувствительным к отложению угл 6 с приводом кривопшпного мерода, и ханизма, регистрирующий прибор, связанный с датчиком температуры чувствительного элемента, и датчик температуры рабочей камеры печи. Замкнутая система регулирования в известном устройстве, в которую входят регулятор, привод с кривошипньм механизмом и датчик, чувствительный к отложению углерода, поддерживает на датчике, чувствительном к отложению углерода, постоянный уровень осадка за счет перемещения датчика в область высокой или низкой температуры по каналу охлаждения пробы. Температура датчика,, чувствительного к отложению углерода, измеряется при помощи датчика температуры. По температуре датчика, чувствительного к отложению углерода, при наличии заданного уровня осадка углерода и температуре рабочего пространства печи, используя известную зависимость, определяют углеродный потенциал печной атмосферы. Применение известного устройства исключает образование углеродного осадка в рабочей камере печи и тем самым способствует повьш1ению технико-экономических показателей агрегатов химико-термической обработки деталей . Однако известное устройство является недостаточно надежным вследствие того, что в канапе отвода пробы постоянно происходит выделение твердого углерода, образующегося за счет протекания тепловых реакций при медленном уменьшении температуры пробы. От.гложившийся осадок углерода- может вызвать закупорку, канала отвода пробы, что, в свою .очередь, приводит к нарушению работоспособности устройства. Для восстановления работоспособности устройства перед чисткой необходима его разборка. , Целью изобретения является повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, , что в устройстве для определения углеродного потенциала печной атмосферы, содержащем печь каналохлаждения пробы, расположенный в стенке печи и обращенньй одним концом к рабочей камере нечи, канал отвода пробы, холодильник, расположенный внутри канала охлаждения, датчик, чувствительньй к отложению углерода, с датчиком его температуры, закреп3ленные Hat подвижном элементе кривошипного механизма внутри канала охлаждения, регулятор, связанный с датчиком, чувствительным к отложению углерода, и с приводом криво,шипного механизма, и измерительный прибор, связанный с датчиком температуры, канал отвода расположен внутри холодильника, причем холодильник установлен на подвижном элементе кривошипного механизма. На чертеже изображена схема пред лагаемого устройства. Устройство содержит канал 1 охлаждения пробы, расположенньй в сте ке 2 печи и обращенный одним концом к рабочему пространству печи 3, под вижньй элемент 4, являющийся частью кривошипного механизма 5 и располож ньй внутри канала 1 охлаждения пробы. На конце подвижного элемента 4 расположен датчик 6, чувствительный к отложению твердого углерода, с да чиком 7 его температуры, состоящий, например, из двух электродов,электр чески не связанных между собой при отсутствии на них углеродного осадка. Устройство также содержит установленный на подвижном элементе 4 холодильник 8, внутри которого расположен канал 9 отвода пробы (не ме нее одного), Между холодильником 8 и каналом 1 охлаждения пробы устано лен теплоизолятор 10. Кроме того, устройство содержит регулятор 11, вход которого подключен к датчику 6, чувствительному к отложению угле рода, а выход - к приводу 12 кривошипного механизма 5, измерительны прибор 13, подключенный к датчику 7 температуры, трубку 14 отвода про бы, пробки 15, которые расположены наодной оси с каналом 9 отвода про бы и датчик температуры рабочей камеры печи (на чертеже не показан). Р Датчик 6, чувствительный к отложению углерода, регулятор 11 и привод 12 с кривошипным механизмом 5 образуют замкнутую-систему автоматического регулирования поддержания заданного уровня углеродного осадка на датчике 6. Устройство работает следующим об разом. Проба атмосферы непрерывно перемещается из камеры печи 3 в канал 1 охлаждения.и .далее через канал 9 (или каналы) отвода пробы и трубку 14 выводится для сжигания. За счет 6Л отвода тепла через стенку 2 печи происходит медленное изменениетемпературы пробы в канале 1 охлаждения. В случае отсутствия-выделяющегося из атмосферы осадка углерода в канале 1 охлаждения, датчик 6, чувствительный к отложению углерода, выдает сигнал на регулятор 11, которьй вызывает вращение привода 12, перемещающего подвижньй элемент 4 с датчиком 6, чувствительным к отложению осадка углерода, в область более низкой температуры, где возможно вьщеление осадка. При появлении заданного уровня осадка на электродах датчика .6 сигнал на его выходе из.меняется и регулятор 11 изменяет направление вращения привода 12. Подвижный элемент 4 с датчиками 6 и 7 перемещается в область более высокой температуры, уровень углеродного осадка на электродах датчика 6 уменьшается и регулятор 11 изменяет направление вращения привода. Таким образом, замкнутая система автоматического регулирования поддерживает заданный уровень осадка на электродах датчика 6, чувствительного к отложению углерода, и стабилизирует этот уровень. Температура датчика 6, чувствительного к отложению углерода, в процессе работы регистрируется прибором 13. По температуре выделения углерода и температуре в рабочей печи определяют по известной зависимости значение углеродного потенциала печной атмосферы. Проба атмосферы после контакта с датчиком 6, чувствительным к отложениюуглерода, из канала 1 охлаждения попадает в канал 9 отвода пробы, где происходит ее замораживание, т.е. резкое снижение температуры, исключающее протекание тепловых реакций и, следо вательно, не происходит осаждение углерода в канале 9 отвода пробы. Затем проба через трубку 14 отводится для сжигания. Через пробки 15 производится профилактический осмотр и при необходимости чистка канала 9 отвода пробы. Размещение канала отвода пробы в холодильникеj установленном на подвижном элементе позволяет повысить надежность устройства за счет резкого уменьшения температуры пробы

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО ПОТЕН1ЩАЛА печной атмосферы, содержащее печь, канал охлаждения пробы, расположенный в стенке печи и обращенный одним концом к рабочей камере печи, канал отвода пробы, холодильник, расположенный внутри канала охлаждения, датчик, чувствительный к отложению углерода, с датчиком его температуры, закрепленные на подвижном элементе кривошипного механизма внутри канала охлаждения, регулятор, связанный с датчиком, чувствительным к отложению углерода, и с приводом кривошипного механизма, и измерительный прибор, связанный с датчиком температуры, отличающееся, тем, что, с целью повышения его надежности, канал отвода пробы расположен внутри холодильника, причем холодильник установлен i на подвижном элементе кривошипного механизма. (Л