Устройство для исследования газовыделения из расплава при вакуумировании Советский патент 1989 года по МПК B22D18/00 G01N7/14 

сл

ют камеру 1 и обе ветви дифманомет- ра 11 с ресивером 5 и насосом 6. Затем закрывают кран k, открывают краны 7 и 8, снимают крышку камеры и устанавливают тигель 13 с расплавленным металлом. Закрывают крышку 2 и кран 7, открывают кран и создают в камере заданное разрежение, после чего кран k перекрывают. Затем краном 10 соединяют кратковременно обе ветви дифманометра с камерой и тут we перекрывают правую ветвь, оставляя левую подсоединенной к камере,. По изменению уровня жид-

кости в левом колене дифманометра 11 фиксируют кинетику изменения давления, вызываемого газовыделением из расплава. Для определения количества выделяемого газа проводят тарировку, соединяя калиброванный объем 9, в котором находится воздух или газ под атмосферным давлением, с камерой 1. По величине изменения ления в дифманометре 11 определяют коэффициент, по которому пересчитывают измеренное давление в объем газа, выделившегося из расплава. 1 з,п, ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изучения газонасыщенности и кинетики газовыделения из расплавов. Целью изобретения является определение кинетики газовыделения. Перед началом исследования осуществляют предварительное вакуумирование жидкостного дифманометра 11, для чего закрывают крышку 2 камеры 1 и, открывая кран 4, соединяют камеру 1 и обе ветви дифманометра 11 с ресивером 5 и насосом 6. Затем закрывают кран 4, открывают краны 7 и 8, снимают крышку камеры и устанавливают тигель 13 с расплавленным металлом. Закрывают крышку 2 и кран 7, открывают кран 4 и создают в камере заданное разрежение, после чего кран 4 перекрывают, затем краном 10 соединяют кратковременно обе ветви дифманометра с камерой и тут же перекрывают правую ветвь, оставляя левую подсоединенной к камере. По изменению уровня жидкости в левом колене дифманометра 11 фиксируют кинетику изменения давления, вызываемого газовыделением из расплава. Для определения количества выделяемого газа проводят тарировку, соединяя калиброванный объем 9, в котором находится воздух или газ под атмосферным давлением, с камерой 1. По величине изменения давления в дифманометре 11 определяют коэффициент, по которому пересчитывают измеренное давление в объем газа, выделившегося из расплава. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изучения газонасыщенности и кинетики газовыделения из расплавов.

Цель изобретения - определение.кинетики газовыделения.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг, 2 - результаты определени кинетики газовыделения из сплава А1 + 12 Si,

Устройство состоит из герметичной камеры 1 с крышкой 2, в которой ус- тановлен вакуумметр 3, Через кран k камера сообщается с ресивером 5 (стандартный газовый баллон) и насосом 6 (РВН-20), Между кранами 7 и 8 размещена мерная емкость 9 калиброван- ного объема, Трехладовой кран 10 сообщает камеру с дифманрметром 11, заполненным вакуумным маслом. Показания дифманометра снимаются с помощью линейки 12, Для регулирова- ния интенсивности охлаждения тигля 13 с расплавом в камеру установлены экраны И. Герметизация камеры с крышкой осуществляется через рези- новую прокладку 15,

Устройство работает следующим образом ,

В исходном положении насос работает, Q ресивере вакуум, краны и 7 закрыты, кран 8 открыт, кран 10 со- общает обе ветви дифманометра с ка- мерой, которая открыта. Перед началом эксперимента закрывают герметично камеру и, открывая кран +, создают заданное разрежение, .после чего кран i закрывают, а краном 10 отсекают дифманометр от камеры,Затем открывают кран 7, создавая в камере атмосферное давление„

Предварительное вакуумирование жидкостного дифференциального манометра способствует уменьшению колебаний жидкости в нем, возникающих в начальный момент соединения с ним камеры, в которой создается рабочее разрежение Если рабочее разрежение создавать в камере и дифференциальном жидкостном манометре одновременно, без его предварительного ваку- умирования, то возникающие в нем колебания жидкости затрудняют съем данных,что снижает точность измерений

После проведения предварительного вакуумирования жидкостного дифференциального манометра начинают собственно исследование. Для этого кран 7 закрывают, снимают крышку 2, устанавливают в камеру тигелек с расплавом 13 (250-300 г) и герметично закрывают ее крышкой через прокладку 15. Открывают кран А и со скоростью не менее 200 мм рт,ст в 1 с создают в камере заданное разрежение, после чего кран k перекрывают, отсоединяя камеру 1 от вакуумной системы.

Таким образом, в камере 1 собирается весь выделившийся из расплава газ, что дает возможность проводить исследование при заданном разрежении. Краном 10 кратковременно (примерно на 1 с) сообщают обе ветви дифманометра 11 с камерой и тут же перекрывают правую ветвь, оставляя левую подсоединенной к камере, С этого момента начинается регистрация ро ста давления.

Рост давления в камере 1 фиксируется вакуумметром 3., а при необходимости более точных измерений - по опусканию уровня жидкости в ле

51

BOM колене жидкостного дифференциального манометра 11. В правом колене жидкость, благодаря наличию уши- рения, поднимается незначительно, и повышение давления в правом колене, вызванное подъемом в нем жидкости, практически не снижает точности измерения.

Величина снижения уровня жидкости в левом колене жидкостного дифференциального манометра 11, измеряемая линейкой 12, пропорциональна количеству выделившегося в камере 1 газа. Для определения объема выделившегося газа производят операцию Тарировка, заключающуюся в напуске калиброванного объема газа из мерной емкости 9. С этой целью закрывают кран 8, открывают кран 7, напуская из атмосферы или из специального баллона при атмосферном давлении 2 см газ в мерную емкость 9. Затем закрывают кран 7 и открывают кран 8, выпуская этот газ в камеру и сообщающиеся с ней сосуды, фиксируя при этом падение уровня жидкости, В условиях эксперимента при использовании в качестве жидкости дифманомет- ра вакуумного масла оно составляет 35 мм, т.е. каждому миллиметру падения уровня жидкости соответствует выделение из расплава 2:35 0,05 нормальных смЗ газа.

Стрелка вакуумметра 3 марки ВО модели 11201 отклоняется на 1,3 - 1,4 деления, что составляет 1,8 мм, т.е. точность измерения давления дифманометром 11 по сравнению с вавакуумметром 3 выше в 35:1,8 20 раз Регистрируя понижение уровня жидкости, вызванное выделением газа из расплава в камере 1, и умножая его на 0,0177 смЗ, определяют объем выделившегося газа. Полученные с использованием предлагаемого устройства результаты исследования кинетики газовыделения из сплава А1 + 12% Si представлены на фиг.2, где кривая Л получена для исходного материала; Б - для расплава, обработанного в течение 3 мин влажным асбестом и выдержанного в течение 5 мин В - обработка та же, выдержка 50 мин Температура обработки и выдержки расплава , величина заданного разрежения 99,88 кПа.

Пример построения точки Г на кривой Б.

0

5

0

5

6

0

5

0

5

0

5

136

Через 6 мин вакуумирования сплава уровень жидкости в жидкостном дифференциальном манометре снижается на kk мм. Умножая величину снижения уровня на 0,057, получают 2,5 см. Таким образом, через 6 мин после начала вакуумирования из всего объема расплава вьщеляется 2,5 см газа. Зная вес расплава (259 г) и разделив общее количество выделившегося га- за на количество сотен граммов расплава (2,59), получают количество выделившегося за 6 мин газа из каждых 100 г расплава - 0,93 см. Аналогичным образом построены кривые Л и В.

Таким образом, устройство позволя- ei исследовать кинетику газовыделения из жидкого и кристаллизующегося металла при заданном разрежении. Кроме того, выдержка расплава при малом остаточном давлении (1-5 мм рт.ст.) и при низкой интенсивности охлаждения (за счет экранов или специальных нагревательных приспособлений) позволяет использовать данное устройство для определения общего количества газа в расплаве. Преимуществом устройства является также простота конструкции и обслуживания.

Формула изобретения

ч

g

2 V 68 Врем/if мин

Фие.2

Редактор И.Касарда

Составитель В.Майоров

Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Малец

Заказ УЗЭб/Т

Тираж 711

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Ю 12

Подписное