Устройство для измерения химическогопОТЕНциАлА АКТиВНОгО элЕМЕНТА АТМОСфЕРы Советский патент 1981 года по МПК C23C11/10 

Изобретение относится к химикотермической обработке металлов специальными атмосферами, содержащими активные элементы для поверхностного насыщения металлических изделий. По основному авт.св. №.554311 известно устройство для измерения активного элемента в виде углерода . науглероживающей или обезуглероживающей атмосферы. Это устройство содержит диффузионно-проницаемую трубку, установленную .в рабочем простран стве печи для цементации или обезугл роживания., газоанализаторы и контрол но-измерительные приборы, причем трубка и газоанализаторы образуют замкнутый контур непрерывной циркут ляции вспомогательного газа (например смеси д, Н, , СО, С02), к которому последовательно подключены гидрозатвор и ресивер, а параллельно газоанализатору СО присоединены анализаторы всех углеродсодержащих компонентов 1. Недостаток данного устройства заключается в том, что оно применимо только для измерения потенциала углерода в процессах науглероживания или обезуглероживания стальных изделий. Цель изобретения - расширение области применения устройства на процессы газового борирования и измерение химического потенциала бора. Эта цель достигается тем, что устройство снабжено соединенным с замкнутым контуром резервуаром со стабилизатором температуры, причем трассы контура вне печи теплоизолированы, а выходы газоанализаторов на НяИ НС 1 соединены с блоком вычисления отношения объемных концентраций Нд/НС На чертеже дана схема устройства. В рабочем пространстве печи I с борируемыми изделиями 2 устанавливается диффузионно проницаемая трубка 3 из кислотно-жароупорного сплава. В замкнутый контур трубки вне печи включены насос 4 и блок 5 газоанализаторов на Н,, НС1 и BUIg, соединен ных между собой параллельно. К замкнутому контуру постоянно присоединены резервуар 6 с концентрированной соляной кислотой, снабженный стабилизатором температуры 7, и сигнальный манометр 8. Выходы газоанализаторов на НС1 подключены к блоку 9 вычисления отношения объемных концентраций Цй,/НС1, выход которого соединен с вторичным показывающим самопишущим и peгyлиpyющIiм прибором 10. Все трассы замкнутого контура вне печи покрыты слоем тепловой изоляции 11 для предотвращения конденса ции паров. Концентриванная соляная кислота вьщеляет пары НС1, заполняющие внутреннее пространство замкнутого конту ра и соверщаю1Щ1е по нему непрерывную циркуляцию под действием насоса. Стабилизатор температуры соляной кис лоты (например на уровне +5Q С ), обеспечивает постоянное парциальное давление HCI в замкнутом контуре, . Выделяющийся из технологического газа бор насыщает поверхностный слой находящихся в рабочем пространстве печи борируемых изделий 2, Вместе с ними насьщается бором материал диф фузионно-проницаемой трубки 3. Для обеспечения надлежащей стойкости ее в условиях процесса газового борирования эта трубка изготовляется из кислотно-жароупорных сплавов, например типа ОЗХН28ЩТ или 06ХН28НЦТ. Га 3, циркулирующий по замкнут ому контуру, вступает с бором материала трубки 3 в обратимое химическое взаимодействиеВ + 3HCI В результате многократной циркуляции газа по замкнутому контуру достигается термодинамическое равновесие системы. В состоянии.равновесия мерой хими ческого потенциала бора атмосферы в 44 рабочем пространстве печи является непосредственно измеряемое газоанализатором содержание паров BClg(например по поглощению злектромагнитного излучения) или отношение объемных концентраций , численно равное отношению соответствующих парциальных давлений в системе. Дня вычисления указанного отношения между выходами газоанализаторов на Hg HCI и входом вторичного прибора В1шючен блок вычисле1шя отношения, например на ферродинамических преобразователях. Давление газа внутри замкнутого контура контролируется манометром 8, сигнализирующим о потере герметичности контура в аварийных ситуациях. Эффективность предлагаемого устройства заключается в том, что оно позволяет организовать автоматический контроль химического потенциала бора в процессах газового борирования, обеспечить условия формирования стабильного борированного слоя-и тем самым повысить качество процесса термообработки, т.е. долговечность борируемых изделий. Формула изобретения Устройство для измерения химического потенциала активного элемента атмосферы по авт.св. № 554311, отличающееся тем, что, с целью измерения химического потенциала бора, оно снабжено соединенным с замкнутым контуром резервуаром со стабилизатором температуры, причем трассы контура вне печи теплоизолированы, а выходы газоанализаторов на Н НС1 соединены с блоком вычисления отношения объемных концентраций Hj/HCl . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 554311, кл. С 23 С 11/10, 1977.

/i:

/

.