PL82873B3 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: USS Engineers and Consultants, lnc.# Pittsburgh (Stany Zjednoczone Ameryki) Czujnik temperatury urzadzenia do wskazywania poziomu cieklego metalu Przedmiotem wynalazku jest czujnik temperatury urzadzenia do wskazywania poziomu cieklego metalu w formie do odlewania ciaglego.Znany jest z patentu glównego nr 76 636 czujnik temperatury urzadzenia do wskazywania poziomu gora¬ cego plynu w formie odlewniczej za pomoca sygnalu napieciowego. Czujnik ten zawiera sonde wykonana z in¬ nego metalu anizeli scianka wewnetrzna formy, usytuowana w sciankach formy z plynnym metalem i polaczona przewodami z ukladem pomiarowym.Znane formy do odlewania ciaglego posiadaja scianki zewnetrzne i wewnetrzne umieszczone w pewnej odleglosci od siebie. Plynny metal doprowadzony jest do wnetrza formy ograniczonego wewnetrznymi scian¬ kami. Przestrzen pomiedzy sciankami wewnetrznymi i zewnetrznymi tworzy kanal, przez który przeplywa woda chlodzaca scianki wewnetrzne i powodujaca krzepniecie metalu w postaci naskórka pojawiajacego sie na odlewie przed usunieciem go z formy. Ta forma do ciaglego odlewania wyposazona jest w urzadzenie do wskazywania poziomu plynnego metalu, zaopatrzone w czujniki temperatury. W sklad urzadzenia wchodzi szereg pionowo rozstawionych termopar zamontowanych w wewnetrznej sciance formy oraz uklad pomiarowy, z którym pola¬ czone sa termopary i który sluzy do wskazywania temperatury kazdej termopary, podajac przez to przebieg temperatury wzdluz wysokosci formy. Scianka formy powyzej poziomu plynu jest chlodniejsza niz bezposred¬ nio ponizej tego poziomu. Wysokosc, na której przebieg temperatury wykazuje gwaltowny skok, odpowiada poziomowi plynu w formie. Korzystne jest utrzymywanie stalego poziomu plynu. Wskazywanie tego poziomu umozliwia przeprowadzenie odpowiedniej jego regulacji.W urzadzeniu do wskazywania poziomu cieklego metalu stosuje sie znane termopary, umozliwiajace uzys¬ kanie dokladnego pomiaru temperatury, lecz trudnego do zainstalowania w formie chlodzonej woda. Aby unik¬ nac blednych wskazan temperatury, zlacza termopar osadzone sa w sciance wewnetrznej formy i musza byc zabezpieczone przed chlodzeniem woda przeplywajaca przez kanal, a wprowadzania termopar musza byc calko¬ wicie odizolowane elektrycznie. W rozwiazaniu tym, zastosowano sondy, z których kazda umieszczona jest w ru¬ rowej obudowie wodoszczelnie zamontowanej w sciance zewnetrznej formy tak, ze przechodzi przez wode chlodzaca forme. Sonda odizolowana od scianki zewnetrznej jest wykonana z metalu innego niz scianka we-2 82 873 wnetrzna i zawiera ostrze utrzymywane w stalym kontakcie z ta scianka pod naciskiem sprezyny umieszczonej w rurowej obudowie. W punkcie styku ze scianka zewnetrzna powstaje napiecie, które mierzone w dolaczonym do niej ukladzie pomiarowym wskazuje temperature plynnego metalu stykajacego sie ze scisnka wewnetrzna.Termopary zostaly wiec zastapione przez sondy, które musza byc jedynie wykonane z metalu innego niz scianka wewnetrzna. Ostrza sondy tworza termopary z materialem scianki wewnetrznej. Sondy poddane sa bezposred¬ niemu dzialaniu wody chlodzacej forme. Za pomoca sond nie dokonuje sie pomiaru rzeczywistej temperatury scianki formy ale temperatury wzglednej, co jest jednak wystarczajace do okreslenia poziomu plynnego metalu.Sprezyna dzialajaca na sonde kompensuje efekt rozszerzalnosci termicznej i zabezpiecza staly kontakt ostrza sondy ze scianka wewnetrzna formy. Korzystne jest, gdy sonda poddana jest bezposredniemu dzialaniu wody chlodzacej, jednakze woda dostepna w odlewniach zawiera czesto osad, który moze utrudniac jej przesuw, badz spowodowac zakleszczanie sprezyny. Ponadto rózne wystepujace w wodzie zanieczyszczenia takie jak np. sole wapnia, moga wytracac sie na sondzie i uniemozliwiac wlasciwy jej kontakt ze scianka wewnetrzna.Celem wynalazku jest opracowanie konstrukcji czujnika temperatury, która umozliwialaby szczelne osadze¬ nie sondy czujnika w sciankach naczynia oraz izolowanie sprezyny i ostrza sondy przed osadzaniem sie zanie¬ czyszczen, pochodzacych z wody chlodzacej, na ostrzu sondy lub sprezynie dociskajacej ostrze sondy do scianki formy.Cel ten osiagniety zostal przez to, ze sonda jest uszczelniona w miejscu pomiedzy sprezyna, a plaszczem wodnym formy oraz w miejscu pomiedzy punktem styku ostrza sondy ze scianka wewnetrzna formy a plasz¬ czem wodnym formy.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia forme do odlewania ciaglego zaopatrzona w czujniki temperatury w przekroju pionowym, fig. 2 — czujnik temperatury umieszczony w sciankach formy, w przekroju wzdluznym.Forma do odlewania ciaglego pokazana na fig. 1 zawiera umieszczone w pewnej od siebie odleglosci scian¬ ke wewnetrzna 10 i scianke zewnetrzna 12. Scianka wewnetrzna 10 wykonana jest z metalu o dobrej przewod¬ nosci cieplnej na przyklad z miedzi. Scianka zewnetrzna 12 wykonana jest korzystnie ze stali. Scianka wewnetrz¬ na obejmuje plynny metal M, którym forma jest napelniona do poziomu L i który czesciowo krzepnie w dolnej czesci C. Przestrzen pomiedzy sciankami 10 i 12 tworzy kanal 13, przez który przeplywa woda chlodzaca scianke wewnetrzna w celu przyspieszenia krzepniecia odlewu. Forma jest wyposazona w szereg rozstawionych wzdluz jej wysokosci czujników temperatury 14. Z czujnikami tymi przez przewody 16 jest polaczony uklad pomiarowy 15, który jest polaczony z forma przewodem 17. Uklad ten pokazano jedynie blokowo, gdyz moze to byc dowolny znany uklad.Na fig. 2 pokazano szczególowo jeden czujnik temperatury 14. Korzystnie, pozostale sa do niego podobne.Czujnik ma rurowa obudowe 19 korzystnie metalowa, wkrecona w gwintowany otwór 20 w sciance zewnetrznej 12. Zewnetrzny koniec obudowy 19 zaopatrzony jest * w kolnierz 21 trwale z nim polaczony. W obudowie wykonany jest otwór przelotowy 22, otwór 23 i rozwiercenie 24. Poprzez otwór przelotowy 22, otwór 23 i rozwiercenia 24 przechodzi podluzna sonda 25. Koniec sondy zaopatrzony jest w ostrze 26, które styka sie z powierzchnia scianki wewnetrznej 10 wewnatrz zaglebienia 27. Wokól sondy w bezposrednim sasiedztwie scianki wewnetrznej, korzystnie umieszczona jest tuleja izolujaca 28 uniemozliwiajaca stykanie sie sondy ze scianka wewnetrzna w wiecej niz jednym punkcie. Sonda wykonana jest z metalu innego niz scianka wewnetrzna.Przykladowo, jesli scianka wewnetrzna jest wykonana z miedzi, sonda moze byc wykonana ze stopu nikiel-miedz lub z konstantanu.Innymi metalami, mozliwymi do zastosowania w przypadku miedzianej scianki wewnetrznej sa stal, platyna i stopy takie jak alumel. Jednym warunkiem jest aby oba metale (scianki i sondy) tworzyly termopare zdolna do nadawania sygnalu napieciowego w zakresie wystepujacych temperatur. Sonda korzystnie ma srednice w przy¬ blizeniu kilka mm ze wzgledu na konieczna wytrzymarosc mechaniczna i aby nie utrudniala przeplywu wody w kanale 13.Na odcinku sondy znajdujacym sie w otworze 23 usytuowany jest kolnierz oporowy 31 i dwie slizgowo osadzone w okreslonym od siebie odstepie tulejki 32 i 33. Na sonde, wewnatrz otworu 23, nalozona jest sciskana sprezyna 34 opierajaca sie swymi koncami o kolnierze tulejek 32 i 33. W otworze 23 i rozwierceniu 24 umiesz- czone sa pierscienie uszczelniajace 35 i 36, poprzez które przechodzi sonda. Pierscien uszczelniajacy 36 zamoco¬ wany jest pomiedzy podkladka 37 i tulejka oporowa 38 osadzona w rozwierceniu 24. Sonda przechodzi nastep¬ nie przez tulejke izolacyjna 39 umieszczona w otworze przelotowym 22, izolujaca elektrycznie sonde do kontak¬ tu z zewnetrzna scianka 12. Jesli rurowa obudowa 19 wykonana jest ze stali lub innego metalu, tulejki 32 i 33, podkladka 37 tulejka oporowa 38 wykonane sa równiez z materialu izolacyjnego. Korzystnie, pomiedzy kolnie¬ rzem 21 a zewnetrzna scianka 12 umieszczony jest dodatkowy pierscien uszczelniajacy 40. \828?o 3 Sciskana sprezyna 34 naciska swym koncem za posrednictwem tulejki 32 na kolnierz oporowy 31 utrzy¬ mujac ostrze 26 w ciaglym styku ze scianka wewnetrzna 10 pomimo zmian wymiarów czesci wywolanych rozszerzalnoscia cieplna. Srodkowa czesc sondy 25 narazona jest na dzialanie wody przeplywajacej kanalem 13, lecz sprezyna jest calkowicie zamknieta w otworze 23 przez zastosowanie pierscienia uszczelniajacego 36, dzieki czemu zapobiega sie zakleszczaniu sprezyny przez osad.Zaglebienie 27 wypelnione jest uszczelniaczem 41 w postaci smaru, który zabezpiecza przed przedosta¬ niem sie znajdujacych sie w wodzie zanieczyszczen na sonde 25 w bezposrednim sasiedztwie ostrza 26. Uszczel¬ niacz 41 powinien byc elastyczny, izolujacy elektrycznie, latwy do zalozenia i usuniecia, odporny na dzialanie temperatury otoczenia i nie przepuszczalny dla wody. Gestosc uszczelniacza 41 nie powinna przekraczac 350 mm wedlug skali ASTM D-217, a jego najnizsza temperatura kropienia wynosic powinna 120°C. Na przy¬ klad jako uszczelniacze moga byc zastosowane rózne znane materialy silikonowe.Jak wynika z opisu czujnik temperatury wedlug wynalazku rozwiazuje problem zastosowania czujników w formie chlodzonej zanieczyszczona i tworzaca osad woda, stosowana zazwyczaj w odlewniach. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Czujnik temperatury urzadzenia do wskazywania poziomu cieklego metalu w formie do ciaglego odlewa¬ nia zawierajacy sonde posiadajaca izolacyjna obudowe zamocowana rozlacznie w sciance zewnetrznej formy, element sprezysty utrzymujacy ostrze sondy w ciaglym styku z wewnetrzna scianka formy, przy czym sonda usytuowana jest suwliwie w obudowie izolacyjnej, która z kolei osadzona jest nieruchomo w sciance zewnetrznej naczynia, wedlug patentu nr 76 636, znamienny tym, ze sonda (25) jest uszczelniona w miejscu pomie¬ dzy elementem sprezystym (34) a plaszczem wodnym (13) oraz w miejscu pomiedzy stykiem ostrza sondy (25) ze scianka wewnetrzna (10) formy a plaszczem wodnym (13).
2. 2. Czujnik wedlug zastrz. 1, znamienny t y m, ze uszczelnienie sondy (25) pomiedzy elementem sprezystym (34) a plaszczem wodnym (13) zawiera tulejke (38) umieszczona w otworze, (24) obudowy (19), w której to tulejce (38) osadzony jest pierscien uszczelniajacy (36) typu ,,0".
3. 3. Czujnik wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze uszczelnienie pomiedzy stykiem ostrza (26) sondy (25) ze scianka wewnetrzna (10), a plaszczem wodnym (13) stanowi uszczelniacz (41) w postaci smaru umiesz¬ czonego w zaglebieniu (27) w sciance wewnetrznej (10) formy.82 873 4l ?* r3' S3? ?3\ ; V36 J7 V9 J Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 10 zl PL