Установка для сортировки легированных сталей методом спектрального анализа Советский патент 1935 года по МПК G01J3/14 G01J3/02 

Применение спектральных наблюдений для качественного и количественноги анализа, в частности для контроля сырья, известно уже давно и в последнее время начинает применяться в заграничной технике. Наряду с применением обычных универсальных спектральнйх аппаратов, спектрографов, спектроскопов применяются для указанной цели и аппараты специальной конструкции. В астности. применительно к потребностям металлургии фирмой A.Hilger в Англии выпущен под именем стилоскопа спектроскоп, предназначенный Д.1Я грубо-количественного анализа легированных сталей, с целью определения в них тех или иных легирующих примесей.I

Пользование этим прибором, однако, неудобно по следующим причинам: при ,анализе сталей в виде штанг и т. д. различных профилей и диаметров, а также вследствие перемещения электрической дуги по поверхности образца дуга может сходить с оптической оси прибора, что ведет к затруднениям в измерениях.

Предлагаемая установка свободна от этих недостатков. Она состоит из спектроскопа особой конструкции, подвижного конденсора и штатива для постоянного электрода, также специально сконструированн лх для этой ц,ели.

Указанная установка привинчиваетсш непосредственно к столу, что, благодаря особой стабильности каждого из аппаратов, делает установку чрезвычайнонадежной для работы в самых тяжелых: условиях и работу ее продуктивной. Установка предназначена для анализасортировки по маркам легированных сталей, как в виде сырья-штанг, слитков,. болванок и т. д., так и в виде - готовых изделий-деталей машин, инструмента и т. д. с минимальным повреждением поверхности их. Установка может работатькак в лаборатории, так и непосредственно в цеху, материальном складе и т. д. Установка позволяет производить качественный и грубо-количественный анализ легированных сталей по следующим элементам Сг, Ni,,W, V, Мп, Со, Мо (число химических элементов, по которым производится анализ, может быть в случае надобности расширено). Конструкция всех приборов позволяет произвести апализ по всем этим элементам в течение одной-двух минут. Обслуживающий персонал не должен обладать никаким,, специальным образованием. Установка обеспечивает выполнение сортировки легированных сталей,, которая по быстроте и простоте работы, надежности результатов, отсутствию необходимости взятия проб и связанных с этим повреждений образца,.

производительности и дешевизне экспло-атации 5 представляет исключительные преимущества перед существующими -способами химического анализа. Эти качества позволяют применять установку для полного, а не выборочного обсле„дования партий материалов, поступающих впроизводство, что особенно важно :в условиях .работы металлообрабатывающих заводов, которые нередко получают, от - заводов-поставщиков плохо рассортированный материал.

На чертеже фиг. I изображает схему спектрального аппарата; фиг. 2 и 3 детали спе ктрального-аппарата; фиг. 4 - конденсор; фиг. 5 и 6-штатив для постоянного электрода; фиг. 7- распог ложение приборов.

Спектральный anhapat (фиг. 1) представляет собою спектроскоп специальиой конструкции, рассчитанной на то чтобы обеспечить аппарату необходимую дисперсию и возможность быстрой :31 резкой находки на любую необходимую спе1 тра«ьную. лицяю, сохраняя в то же время, полную гарантию от про.никновения в, прибор пыли, прочность и стабильность, обеспечивающую неизменность юстировки прибора даже при работе в о.чень тяжелых заводских условиях (цех материальный склад и т. д.). Аппарат состоит из массивной чугунной плиты (станина), коллиматорной со щелью и коллиматорной линзой, ка:меры с четырьмя призмами,и окулярной части, содержащей вторую линзу и оку-ляр со значительным увеличением, перемещающийся на специальных салазгках.

Станина а - чугунная литая плита -специальной формы, приспособленной для удобного размещения всех оптических, частей. Она обеспечивает прибору необходимую стабильность, позволяющую применять его в тяжелых заводских условиях. Для удобства первоначальной установки станина снабжена тремя установочными винтами Ь.

Коллиматор сострит из двух труб, точно входящих одна в другую. . Одна из этих труб несет на себе щель d, другая-коллиь аторную линзу е. Передвижение трубок делает возможным первоначальную установку на параллельность пучка лучей. Щель асимметричная, с косой подачей; полный оборот подающего винта меняет ширину щели на 0,5 мм головка винта разделена ria 25 частей, высота щели может изменяться при помощи . клинообразной заДвижки. Щель закрыта эбонитовой крыщкой со сте,| лянным окощком /, так что во время работы прибор остается герметически закрытым и предохраненным ОТ: проникновения пыли.

Комплект призм состоит из трех диспергирующ;их призм g, h, г с прелрмляющим углом в 60° из тяжелого флйнГй (С П), обеспечивающих необходимую дисперсию И разрешайщую силу аппарата. Из призмы полного внутреннего отражения А из кроигласра, позволяющей, пол у чить удобный д; работы угол :,6сйми кбл гйматорной и окул рноЙ части прибора. Призмы прочно закреплены на-шЛифованной металлической плите у, привинченной к станине, и закрываются ; камерой, герметически соединяющейся (какс этой плитой, так и с коллиматорной и окулярной трубал и,-надежно предохраняя -от проникновения в него nbMijtJ . Юкулярная часть состоит из коробки в .виде- усеченной четьгрехгранной пирамиды X,-узкий конец которой соединен с. трубой, герметически входяш ей в камеру для призм и содержащей- линзу- /, могущую передвигаться внутрь . Грубая фокусировка прибора производится перемещением этой .линзьг. На щироком конце пирамидальной коробки укреплена окулярная гОловка т, состоящая из щин -р. По которым перемещаются салазки г, несущие окуляр п больщого увеличения, снабженный нри-способлением для плавной фокусировки (с помощью спиральной нарезки о). Длина салазок подобрана так, чтобы они при крайних положениях окуляра не высовывались за край головки, во избежание случайных царапин на них, попадания -пыли и т. д., что могло бы затруднить плавное перемещение их по щинам р. К салазкам прикреплен защитный экран 5; предохраняющий аппарат от попадания в него пыли при крайних положениях салазок с окуляром. Для полной защиты аппарата от пыли головка снабжена еще крышками и а. На крыщке головки укреплена пластинка.

jaa которой выгравированы ряски и химические символы элементов Gir, У;Мп, Со, №, W, Мо, а окуляр снабжен указателем -гг. При совпадении указателя с риской какого-либо элемента в поле зрения окуляра идны наиболее характерные линии данного, элемента. Число химических элементов, подлежащих определению при помощи этого прибора, может бытьв случае надобности расширено. ЧСОнструкхргй .конденсора; (фиг. ,4) обеспечивает быстрое и плавное перемещение конХёнсорной л инз.ы в двух взаиМно - перпендикулярных направлениях; Это; делает возможным при закрепленном спектральном анпарате, с одной стороны, выводить изображение дуги на септическую ось аппарата при закладке каждого новото o6pa3itaj а с другой,-позволяет и непрерывно держать изображение дуги на оптической оси, несмотря на перемещение электрической дуги по поверхности образца во время работы.

Конденсо р состоит из основной массивной чугунной треноги а, обеспечивающей достаточнук) устойчивость прибора, привинченной к треноге массивной колонны &, оканчивающейся вверху вилкой с, в которую входят цапфы ci трубы е с могущим передвигаться в ней патрубком /, несущим оправу с конденсорной -линзой g. Перемещение конденсорной линзы В: вертикальном направлении достигается путем поворота всей трубы i вокруг оси цапфпри помощи Бинта А, прикрепленного с одной стороны niapOBbiM шарниром z К концу трубы и другим своим Концом ввинчивающимся в гайку А, прикрепленную на шарнире к основной колонке. Перемещение конденсорной линзы в горизонтальном направлении достигается перемещением патрубка по трубе при помощи винта I, снабженного для ускорения перемещения линзы правой и левой резьбой.

Винты, перемещающие линзу в вертикальном и горизонтальном направлениях, снабжены удобными ручками. Ход винтов и плечи трубы, несущей патрубок с линзой,подобраны так, что небольшим поворотам обеих ручек соответствук)т уже значительные плавные -иеремеш;ения линзы.

Конструкция штатива т для постоянного электрода (фиг. 5 и 6) оберпечи-. вает удобную и быструю, с минимальным количеством необходимых движе НИИ, смену постоянного электрода, которую необходимо производить перед началом анализа каждого образца. Токонесущие части штатива п элностью изолированы так, что прикосновение к ним во время работы невозможно. Кроме того, при помощи спецр ального приспособления цепь тока автоматически размыкается при смене электрода, что предОхраняет работника от соприкосновения с частями, находящимися под на- пряжением, в том случае, если основной рубильник, включающий ток, остался по окончании анализа при смене электрода почему-либо, не выключенным. Штатив состоит из основной мзссивной колонки а. Монтированной на чугунной треноге Ъ, обеспечивающей достаточную устойчивость штатива. Колонка изолирована от треноги слюдяными прокладками и эбонитовой втулкой г. У верхнего конца, колонки сделано пятиугольное сквозное отверстие d, в которое вставляется электрод /-цилиндр из углеродистой стали длиной 200-ЗОО ш, диаметром 7- мм, и прорез, в котором движется губка /, зажимающая электрод. Губка перемещается при цомощи винта g, снабженного, для ускорения перемещения, правой и левой резьбой и укрепленного сверху колонки. Колонка заключена в пертинаксовый, футляр А. Оба конца электрода, выходящие из основной колонки, также окружены пертинаксовыми трубами ivik. Пертинаксовая труба i, защищающая конец электрода, обращенный к дуге, неподвижно прикреплена непосредственно к пертинаксовому футляру основной колонки, вторая же труба k может, при помощи специального рычага е, снабженного ручкой, откидываться. Ось рычага проходит в особой вилке т, прикрепленной при помощи второй колонки л к основной треноге. К оси рычага прикреплен нож о, входящий в пружины S, прикрепленные к вилке. Нож при помощи скользящего винта р соединен с основной колонкой, пружины S соединены с зажимом t, к которому подается ток. При смене электрода рычаг поворачйвается зй ручку, пертйнаксовая труба, окружающая конец электрода, откиДь вается, осйобожд доступ к этой части электрода. При этом нож вырубается из пружинок, и цепь выключается. Выключательное приспособление (нож, и пружины) Также защищены эбонитовым футляром и.,

Взаимное расположение приборов указано на фиг. 7. В некоторых слу«Гаях оказывается более удобным .помещать постоянный электрод вертикально. И сСледуем лнг образец ста.яи в виде Штанги, ,слйтка, готового изделия и т.д. з жи мается в специальное приспособлен ие (в зависимости от вида образца, Hanp.i для длинных штанг-рольганг со спецнальны|((и тнсками, для небольщих образцов,- электромагнит и т. д.) так, Чтобы какай-. грань его находилась jfpOTHB конца - постоянного электрода. Иосто нный электрод зажимается так, чтобы между обойми электродами оставался зазор в 3 мм. К исследуемому образцу прйклк Чается (через реостат и айпермётр) отрицательный полюс цепи постоянного тока (напряжение 150 - 220 V), :к штативу с постоянным электродом - положительный полюс. Прикасаясь угольной палочкой одновременно к электродам, зажигают между ними э.чёктрнческую дугу.

Перемещая окуляр в положение, соответствующее различным элементам Сг, N.i, W, V и т. д., наблюдают по разработанному методу, имеется ли данный элемент в исследуемом образце, и, сравнивая интенсивности характерных линий его с интенсивностями соответствующих линий железа, определяют

его примерййё п р013 ентй1|)е содерйкдниё. По ссгвойупнрств анализов по веем элементам определяется марка стали.

Предмет изо бретенйя.

1.Установка для сортировки легированных старей методом спектрального анализа, состоящая: из спектрального аппарата, конденсора и штатива для постояйного электрода, отявтающая|1ря тем, что спектральный аппарат для плавного перемещения его окуляра снабжён головкой т, состоящей из; щин. j, по которым перемещаются са.лазки г, несущие окуляр п (фиг. 1 и 3).

2.В установке по п. I применение в головке защитного экрана s и крищек t и и с целью защиты спектрального аппарата,от попадания пыли внутрь его (фиг. 1 и 3).

3.В установке по п. 1 применение в штативе, поддерживающем конденсОрную лпнзу g-, /, снабженного правой и левой нарезкой, с целью б ыстрога и плавного перемещения линаы в горизонтальном йаправлении, и винта Л, снабженного щарниром /, действующим на короткое плечо трубы е с целью быстрого и плавного перемещения линзы gв вертикальном направлении (фиг. 4).

4.В установке по п. 1 применение на штативе для постоянного электрода включающего приспособления, рычаг которого скреплен с трубкой k из изолирующего материала, охватывающей электрод / при включенном токе, с целью защиты электрода / от прикосновен иЯ к нему при нахождении его под напряжением, а также футляров ft и J из. изолирующего материала (фиг. 5 и 6).

к авторскому свидетельству С. Л. Мандельштама, В. В. Цейден, Г. С. Ландсберга и С. В. Тулянкина № 42715

Фиг.Б.