RU64958U1 - DEVICE FOR DETERMINING GAS DISCHARGE PARAMETERS FROM FILLED INSULTS OF CASTING FORMS - Google Patents

DEVICE FOR DETERMINING GAS DISCHARGE PARAMETERS FROM FILLED INSULTS OF CASTING FORMS Download PDF

Info

Publication number
RU64958U1
RU64958U1 RU2007105990/22U RU2007105990U RU64958U1 RU 64958 U1 RU64958 U1 RU 64958U1 RU 2007105990/22 U RU2007105990/22 U RU 2007105990/22U RU 2007105990 U RU2007105990 U RU 2007105990U RU 64958 U1 RU64958 U1 RU 64958U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mold
sensor
gas
cavity
atmosphere
Prior art date
Application number
RU2007105990/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Мурадович Погосбекян
Михаил Юрьевич Погосбекян
Геннадий Яковлевич Герасимов
Александр Сергеевич Табачков
Лидия Петровна Гостева
Original Assignee
Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет) filed Critical Московский автомобильно-дорожный институт (Государственный технический университет)
Priority to RU2007105990/22U priority Critical patent/RU64958U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU64958U1 publication Critical patent/RU64958U1/en

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области литейного производства и предназначена для определения параметров газовыделения из залитых литейных форм с целью прогнозирования загазованности заливочных отделений литейных цехов. Устройство содержит верхнюю полуформу (1) с полостью (3) для заливки жидким металлом, нижнюю полуформу, в состав которой включены гильза (6) с теплоизоляционным цилиндром (7) и исследуемым образцом (8) смеси и герметично установленная крышка (10) с образованием свободной полостью (13). В устройстве предусмотрен источник (14) газа-носителя, подключенный линией связи (16) с датчиком (17) его расхода через отверстие (11) к свободной полости (3). Последняя через отверстие (12) связана линией связи (18) с атмосферой через датчик (19) определения концентраций токсичных компонентов. Согласно полезной модели устройство дополнительно снабжено системой (21) обработки экспериментальных данных, датчиком (23) определения влажности газов, блоком (24) датчиков (25-25''') температуры, распределенных в объеме исследуемого образца (8), при этом свободная полость (3) связана непосредственно с атмосферой через переключающее устройство (27), а датчик (23) определения влажности установлен в линии (18) связи. Причем все датчики (17, 19, 23 и 25-25''') в устройстве подключены к системе (21) обработки экспериментальных данных через плато (22) сбора данных, а теплоизоляционный цилиндр (7) выполнен керамическим с внутренней закрытой полостью (28), заполненной теплоизоляционным материалом. Устройство также предусматривает ряд вариантов его исполнения. 1 н.п.ф., 4 ил.The utility model relates to the field of foundry and is intended to determine the parameters of gas evolution from cast molds with the aim of predicting the gas contamination of casting departments of foundries. The device comprises an upper half-mold (1) with a cavity (3) for pouring with molten metal, a lower half-mold, which includes a sleeve (6) with a heat-insulating cylinder (7) and a test sample (8) of the mixture and a hermetically sealed cover (10) with the formation free cavity (13). The device provides a source (14) of carrier gas, connected by a communication line (16) with a sensor (17) of its flow rate through the hole (11) to a free cavity (3). The latter through the hole (12) is connected by a communication line (18) to the atmosphere through a sensor (19) for determining the concentrations of toxic components. According to a utility model, the device is additionally equipped with a system (21) for processing experimental data, a sensor (23) for determining the humidity of gases, a block (24) of sensors (25-25 '') of temperature distributed in the volume of the test sample (8), while there is a free cavity (3) is connected directly to the atmosphere through a switching device (27), and a humidity sensor (23) is installed in the communication line (18). Moreover, all sensors (17, 19, 23 and 25-25 '') in the device are connected to the system (21) for processing experimental data through a plateau (22) for data collection, and the heat-insulating cylinder (7) is made of ceramic with an internal closed cavity (28 ) filled with thermal insulation material. The device also provides a number of options for its execution. 1 n.p.f., 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области литейного производства и предназначена для определения параметров газовыделения из залитых литейных форм с целью прогнозирования загазованности заливочных отделений литейных цехов при различных условиях производства.The utility model relates to the field of foundry and is intended to determine the parameters of gas evolution from cast molds in order to predict the gas contamination of casting departments of foundries under various production conditions.

Известна конструкция устройства скорости для определения скорости газовыделения из формовочных и стержневых смесей, в которой имеется верхняя полуформа, а нижняя полуформа, в состав которой включены гильза с теплоизоляционным цилиндром и образец исследуемой смеси. Установка снабжена калиброванной шайбой и V-образным манометром [1].A known design of a speed device for determining the rate of gas evolution from molding and core mixtures, in which there is an upper half-form and a lower half-form, which includes a sleeve with a heat-insulating cylinder and a sample of the test mixture. The unit is equipped with a calibrated washer and a V-shaped pressure gauge [1].

Недостатком известной устройства является то, что для измерения скоростей газовыделения неразбавленных формовых газов из исследуемых смесей используется диафрагма, тарированная по воздуху. В то же время химический состав, влажность и вязкость неразбавленных формовых газов, выделяющихся из исследуемых смесей, значительно отличаются от свойств воздуха, что вносит существенную погрешность в измерение скоростей газовыделения из залитых металлом формовочных и стержневых смесей.A disadvantage of the known device is that for measuring the gas evolution rates of undiluted shaped gases from the studied mixtures, a diaphragm calibrated by air is used. At the same time, the chemical composition, humidity and viscosity of undiluted shaped gases released from the test mixtures differ significantly from the properties of air, which introduces a significant error in the measurement of gas release rates from metal-filled molding and core mixtures.

Кроме того, конструкция не позволяет учесть погрешности эксперимента, связанные с различием условий термодеструкции смесей, а также фильтрации газов на границе образца смеси и нижней полуформы и внутри исследуемого образца смеси.In addition, the design does not allow taking into account the experimental errors associated with the difference in the conditions of thermal decomposition of mixtures, as well as gas filtration at the boundary of the mixture sample and the lower half-mold and inside the mixture under study.

Известна конструкция устройства для определения скорости газовыделения из формовочных и стержневых смесей, принятая за прототип, состоящая из верхней полуформы, которая включает в себя опоку со смесью, а также полость для заливки расплавленным металлом, и нижней полуформы, включающей в себя металлическую полуформу, гильзу с теплоизоляционным цилиндром и исследуемым образцом. В состав устройства входят также крышка с двумя отверстиями, источник газа-носителя для продувки свободной полости между образцом и крышкой, а также пробоотборник для определения состава газовой смеси, связанный с атмосферой, и основание [2].A known design of a device for determining the rate of gas evolution from molding and core mixtures, adopted as a prototype, consisting of an upper mold half, which includes a flask with a mixture, as well as a cavity for pouring molten metal, and a lower mold half, including a metal mold, a sleeve with a heat-insulating cylinder and a test sample. The device also includes a cover with two holes, a carrier gas source for purging the free cavity between the sample and the cover, as well as a sampler for determining the composition of the gas mixture associated with the atmosphere, and the base [2].

Недостатком устройства-прототипа является то, что его конструкция не позволяет получать нужный объем информации о процессах газовыделения из исследуемых образцов, залитых жидким металлом литейных форм, а также трудоемкость проведения исследований. Кроме этого, известное устройство не обладает достаточной информативностью и точностью получения экспериментальных данных и их математической обработки, так как не предусматривает компьютеризацию при проведении исследований.The disadvantage of the prototype device is that its design does not allow to obtain the necessary amount of information about the processes of gas evolution from the studied samples filled with molten metal in casting molds, as well as the complexity of research. In addition, the known device does not have sufficient information and accuracy in obtaining experimental data and their mathematical processing, since it does not provide for computerization during research.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение информативности проведения исследований и точности измерений параметров газовыделения из исследуемых образцов залитых литейных форм при организации автоматического режима обработки экспериментальных данных и расчета параметров газовыделения из образцов.The technical problem to which the utility model is directed is to increase the information content of research and the accuracy of measuring the gas evolution from the studied samples of cast molds when organizing the automatic processing of experimental data and calculating gas evolution from the samples.

Дополнительной технической задачей является возможность снижения трудоемкости и материалоемкости проведения исследований.An additional technical task is the ability to reduce the complexity and material consumption of research.

Поставленная техническая задача решается тем, что устройство для определения параметров газовыделения из залитых жидким металлом образцов литейных форм, содержащее верхнюю полуформу с полостью для заливки жидким металлом и нижнюю полуформу, в состав которой включены гильза с теплоизоляционным цилиндром и исследуемым образцом, фиксируемым с помощью сетки, герметично установленная крышка с двумя отверстиями, и свободная полость, образованная между исследуемым образцом смеси и крышкой гильзы, источник газа-носителя с регулируемым элементом, подключенный через датчик расхода газа-носителя и одно из отверстий в крышке к свободной полости, которая через другое отверстие в крышке связана с атмосферой через датчик определения концентраций токсичных компонентов, и основание, согласно полезной модели устройство дополнительно снабжено системой The stated technical problem is solved in that a device for determining gas evolution from molten molds filled with liquid metal, comprising an upper half-mold with a cavity for pouring liquid metal and a lower half-mold, which includes a sleeve with a heat-insulating cylinder and a test sample fixed with a mesh, a hermetically sealed lid with two holes, and a free cavity formed between the test sample of the mixture and the sleeve cover, a carrier gas source with an adjustable element ntom connected via a carrier gas flow sensor and one of the holes in the lid to a free space, which through another hole in the lid is connected with the atmosphere through the sensor determining the concentration of toxic components, and a base, according to the utility model, the apparatus further provided with a system

обработки экспериментальных данных и подключенными к ней совместно с датчиком расхода газа-носителя через плато сбора данных датчиком определения влажности газов и блоком распределенных в объеме исследуемого образца датчиков температуры, установленным в выполненном дополнительно в крышке гильзы третьем отверстии, при этом свободная полость дополнительно связана непосредственно с атмосферой с помощью переключающего устройства, а датчик определения влажности газов установлен в линии связи свободной полости с атмосферой между отверстием в крышке и переключающим устройством, причем теплоизоляционный цилиндр выполнен керамическим с внутренней закрытой кольцевой полостью, заполненной теплоизоляционным материалом.processing of experimental data and connected to it together with a carrier gas flow sensor through a data collection plate, a gas humidity detection sensor and a block of temperature sensors distributed in the volume of the sample to be studied, installed in a third hole made in the sleeve cover additionally, while the free cavity is additionally directly connected to atmosphere using a switching device, and a gas humidity detection sensor is installed in the communication line between the free cavity and the atmosphere between the openings Thieme in the lid and the switching device, the insulating cylinder is provided with a ceramic inner closed annular cavity filled with insulation material.

Техническая задача решается тем, что согласно полезной модели верхняя полуформа выполнена одноразовой в виде опоки, заполненной формовочной смесью.The technical problem is solved in that, according to a utility model, the upper half-mold is made disposable in the form of a flask filled with molding sand.

Техническая задача решается также тем, что устройство дополнительно снабжено плавильной печью с графитовым тиглем для плавки металла, при этом плавильная печь снабжена трубкой с графитовым наконечником и датчиком температуры и закреплена на верхней полуформе, а датчик температуры подключен к системе обработки данных через плато сбора данных.The technical problem is also solved by the fact that the device is additionally equipped with a melting furnace with a graphite crucible for melting metal, while the melting furnace is equipped with a tube with a graphite tip and a temperature sensor and is mounted on the upper half-mold, and the temperature sensor is connected to the data processing system via a data acquisition plateau.

В частном случае согласно полезной модели для решения дополнительной задачи, а именно, возможности снижения трудоемкости и материалоемкости верхняя полуформа выполнена многоразовой из керамического огнеупорного материала.In a particular case, according to a utility model for solving an additional problem, namely, the possibility of reducing the complexity and material consumption, the upper half-mold is made of reusable ceramic refractory material.

Техническая задача решается также тем, что в частном случае согласно полезной модели устройство дополнительно снабжено датчиком расхода неразбавленных формовых газов, установленным в линии связи свободной полости с атмосферой между датчиком определения влажности газов и переключающим устройством.The technical problem is also solved by the fact that in the particular case according to the utility model, the device is additionally equipped with a flow sensor of undiluted shaped gases mounted in the communication line of the free cavity with the atmosphere between the gas moisture detection sensor and the switching device.

Решение поставленной технической задачи достигается благодаря тому, что устройство дополнительно снабжено системой обработки экспериментальных данных и подключенным к ней рядом датчиков совместно с датчиком расхода газа-носителя, а именно, датчиком определения влажности газов и блоком датчиков температуры, распределенных по объему исследуемого образца, и в частном случае - датчик расхода неразбавленных формовых газов, датчик температуры расплавленного металла в плавильной печи. При этом появляется возможность фиксировать сигналы со всех датчиков и обрабатывать их в экспресс-режиме с помощью компьютера с большой точностью.The solution of the technical problem is achieved due to the fact that the device is additionally equipped with an experimental data processing system and a number of sensors connected to it together with a carrier gas flow sensor, namely, a gas humidity detection sensor and a block of temperature sensors distributed over the volume of the test sample, and a particular case is a flow sensor of undiluted shaped gases, a temperature sensor of molten metal in a melting furnace. At the same time, it becomes possible to capture signals from all sensors and process them in express mode using a computer with great accuracy.

Кроме того, конструктивное выполнение теплоизоляционного цилиндра гильзы с внутренней закрытой кольцевой полостью, заполненной In addition, the structural design of the insulating cylinder liner with an inner closed annular cavity filled

теплоизоляционным материалом позволяет предотвратить нагрев боковых поверхностей исследуемого образца смеси, и, следовательно, достовернее оценить скорости газовыделения из исследуемого образца в результате процессов термодеструкции (пиролиза) вследствие нагрева образца через поверхность контакта "жидкий металл - исследуемый образец смеси".heat-insulating material allows to prevent the heating of the side surfaces of the test mixture sample, and, therefore, to more reliably estimate the rate of gas evolution from the test sample as a result of thermal destruction (pyrolysis) due to heating of the sample through the contact surface "liquid metal - test mixture sample".

Дополнительная техническая задача, а именно, возможность снижения трудоемкости и материаломкости, решается тем, что в частном случае верхняя полуформа выполнена многоразовой, позволяя получить экономию рабочего времени, а также и материалов.An additional technical problem, namely, the possibility of reducing the complexity and material intensity, is solved by the fact that in the particular case the upper half-mold is made reusable, allowing to save working time, as well as materials.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - то же в частном случае при использовании в составе устройства плавильной печи; на фиг.3. приведена схема устройства с использованием многоразовой верхней полуформы с плавильной печью в частном случае; на фиг.4 - дана схема устройства для определения параметров газовыделения в случае с неразбавленными формовыми газами.The essence of the utility model is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of the proposed device; figure 2 is the same in a particular case when used in the composition of the device of the melting furnace; figure 3. a diagram of a device using a reusable upper mold with a melting furnace in a particular case; figure 4 is a diagram of a device for determining the parameters of gas in the case of undiluted shaped gases.

На чертежах приняты следующие обозначения: δ - геометрический размер (толщина) полости для заливки жидким металлом, моделирующий преобладающую толщину стенки отливки; h - геометрический размер исследуемого образца смеси, моделирующий преобладающую толщину стенки литейной формы; Wфг - скорость выделения формовых газов из The following notation is used in the drawings: δ — geometric dimension (thickness) of the cavity for pouring with liquid metal, simulating the predominant wall thickness of the casting; h is the geometric size of the test mixture sample, simulating the prevailing wall thickness of the mold; Wfg - rate of formation gas formation from

исследуемого образца смеси вследствии процессов термодеструкции (пиролиза), которые имеют место при заливки образца жидким металлом.of the test sample mixture due to the processes of thermal destruction (pyrolysis) that occur when pouring the sample with liquid metal.

Кроме того, стрелками показано направление движения как газа-носителя, так и формовых газов.In addition, the arrows show the direction of motion of both the carrier gas and the shaped gases.

Устройство для определения параметров газовыделения из залитых жидким металлом образцов литейных форм (см. фиг.1) содержит верхнюю полуформу 1, в которой предусмотрены стояк 2 для заливки полости 3 жидким металлом между верхней полуформой 1 и нижней полуформой (на черт. не обозначена), а также венты 4 для удаления воздуха из полости 3. Верхняя полуформа 1 в виде опоки 5 со смесью и с полостью 3 фиксируется совместно с нижней. В состав нижней полуформы включены гильза 6 с теплоизоляционным цилиндром 7 и исследуемым образцом 8 смеси, закрепленным в гильзе 6 с помощью сетки 9, герметично установленная крышка 10 с двумя отверстиями 11 и 12 и свободная полость 13, образованная между исследуемым образцом 8 смеси и крышкой 10 гильзы 6. В состав устройства входит также источник 14 газа-носителя с регулирующим элементом 15 в виде, например, вентиля, подключенный линией связи 16 через датчик 17 расхода газа-носителя и одно из отверстий в крышке 10, а именно, отверстие 11, к свободной полости 13. Последняя через другое отверстие 12 в крышке 10 связана линией связи 18 с атмосферой через датчик 19 определения концентраций A device for determining the parameters of gas evolution from molded metal samples of casting molds (see Fig. 1) contains an upper half-mold 1, in which a riser 2 is provided for pouring a cavity 3 with liquid metal between the upper half-mold 1 and the lower half-mold (not indicated in the drawing), and also vents 4 for removing air from the cavity 3. The upper half-mold 1 in the form of a flask 5 with the mixture and with the cavity 3 is fixed together with the lower. The lower half-mold includes a sleeve 6 with a heat-insulating cylinder 7 and a test sample 8 of the mixture fixed in a sleeve 6 with a mesh 9, a hermetically sealed cover 10 with two holes 11 and 12, and a free cavity 13 formed between the test sample 8 of the mixture and the cover 10 sleeves 6. The device also includes a carrier gas source 14 with a regulating element 15 in the form of, for example, a valve connected by a communication line 16 through a carrier gas flow sensor 17 and one of the holes in the cover 10, namely, the hole 11, to free bands ty 13. The latter through another hole 12 in the cover 10 is connected by a communication line 18 with the atmosphere through the concentration sensor 19

токсичных компонентов. Вся конструкция устройства опирается на основание 20. Согласно полезной модели устройство дополнительно снабжено системой 21 обработки экспериментальных данных в виде компьютера, а также подключенными к ней совместно с датчиком 17 расхода газа-носителя через плато 22 сбора данных датчиком 23 определения влажности газов и блоком 24 датчиков 25, 25', 25'', 25''' температуры в виде набора термопар и терморезисторов. Блок 24 датчиков температуры установлен в третьем отверстии 26, дополнительно выполненном в крышке 10 гильзы 6.toxic components. The entire design of the device is based on the base 20. According to a useful model, the device is additionally equipped with a system 21 for processing experimental data in the form of a computer, as well as connected to it together with the sensor 17 of the carrier gas flow through the plateau 22 of the data collection by the sensor 23 for determining the humidity of gases and the block 24 of the sensors 25, 25 ', 25' ', 25' '' of temperature in the form of a set of thermocouples and thermistors. Block 24 of the temperature sensors is installed in the third hole 26, additionally made in the cover 10 of the sleeve 6.

Датчики температуры 25-25''' распределены в объеме исследуемого образца 8 смеси. При этом свободная полость 13 дополнительно связана непосредственно с атмосферой с помощью переключающего устройства 27 в виде, например, трехходового крана, а датчик 23 определения влажности газов установлен в линии 18 связи свободной полости 13 с атмосферой между отверстием 12 в крышке 10 и переключающим устройством 27. Причем теплоизоляционный цилиндр 7 выполнен керамическим огнеупорным с внутренней кольцевой полостью 28, заполненной теплоизоляционным материалом, например, каолиновой ватой. Предусмотрено, что внутренняя кольцевая полость 28 закрыта керамической огнеупорной крышкой 29.Temperature sensors 25-25 '' 'are distributed in the volume of the test sample 8 of the mixture. In this case, the free cavity 13 is additionally connected directly with the atmosphere using a switching device 27 in the form of, for example, a three-way valve, and a gas humidity detection sensor 23 is installed in the connection line 18 of the free cavity 13 with the atmosphere between the hole 12 in the cover 10 and the switching device 27. Moreover, the heat-insulating cylinder 7 is made of ceramic refractory with an inner annular cavity 28 filled with heat-insulating material, for example, kaolin wool. It is envisaged that the inner annular cavity 28 is closed by a ceramic refractory cap 29.

Размер свободной полости 13 по высоте определяется расстоянием The size of the free cavity 13 in height is determined by the distance

между исследуемым образцом 8 смеси, который изготавливается в теплоизоляционном цилиндре 7, и крышкой 10 и может быть задан с помощью керамической подставки 30.between the test sample 8 of the mixture, which is made in the heat-insulating cylinder 7, and the cover 10 and can be set using a ceramic stand 30.

В устройстве в частном случае верхняя полуформа 1 может быть выполнена, как частный случай, одноразовой в виде опоки 5, заполненной формовочной смесью (см. фиг.1).In the device in a particular case, the upper half-mold 1 can be made, as a special case, disposable in the form of a flask 5, filled with molding sand (see figure 1).

Кроме того, устройство может быть дополнительно снабжено плавильной печью 31 и огнеупорной крышкой 32 с графитовым тиглем 33 для плавки металла. При этом плавильная печь 31 снабжена трубкой 34 с графитовым наконечником 35 и датчиком 36 температуры, вмонтированным внутри трубки 34, для измерения температуры жидкого металла. Трубка 34 с закрепленным графитовым наконечником 35 служит для подачи жидкого металла в верхнюю полуформу 1 через литник 38, который соединяется со стояком 2 верхней полуформы 1. При этом центровочные штыри 39 служат для фиксации плавильной печи 31 на верней полуформе 1, а датчик 36 температуры в виде термопары подключен к системе 21 обработки экспериментальных данных через плато 22 сбора данных (см. фиг.2 и 3).In addition, the device may be further provided with a melting furnace 31 and a refractory lid 32 with a graphite crucible 33 for melting metal. In this case, the melting furnace 31 is provided with a tube 34 with a graphite tip 35 and a temperature sensor 36 mounted inside the tube 34 for measuring the temperature of the molten metal. A tube 34 with a fixed graphite tip 35 serves to supply molten metal to the upper half-mold 1 through the gate 38, which is connected to the riser 2 of the upper half-mold 1. In this case, the centering pins 39 serve to fix the melting furnace 31 on the upper half-mold 1, and the temperature sensor 36 a thermocouple is connected to the experimental data processing system 21 through the data collection plateau 22 (see FIGS. 2 and 3).

В устройстве в частном случае верхняя полуформа 1 может быть выполнена многоразовой из керамического огнеупорного материала (фиг.2 и 3). При этом верхняя полуформа 1 и нижняя фиксируются с помощью In the device in the particular case of the upper half-mold 1 can be made reusable of ceramic refractory material (figure 2 and 3). In this case, the upper half-mold 1 and the lower are fixed with

корпусного кольца 5'.case ring 5 '.

В основном случае и в каждом из частных случаев устройство может быть дополнительно снабжено датчиком 40 расхода неразбавленных формовых газов, установленным в линии 18 связи свободной полости 13 с атмосферой между датчиком 23 определения влажности газов и переключающим устройством 27 (см. фиг.4).In the main case and in each of the particular cases, the device can be additionally equipped with a sensor 40 for the flow of undiluted shaped gases installed in the communication line 18 of the free cavity 13 with the atmosphere between the gas humidity detection sensor 23 and the switching device 27 (see Fig. 4).

Устройство для определения параметров газовыделения из залитых литейных форм работает следующим образом.A device for determining the parameters of gas evolution from the cast molds works as follows.

После заливки полости 3 верхней полуформы 1 жидким металлом через литейный стояк 2 происходит вытеснение воздуха через венты 4 в атмосферу (см. фиг.1).After filling the cavity 3 of the upper mold half 1 with liquid metal through the casting tower 2, air is displaced through the vents 4 into the atmosphere (see figure 1).

Под влиянием высоких температур в исследуемом образце 8, изготовленном в теплоизоляционном керамическом цилиндре 7, помещенным в гильзу 6, происходят процессы газообразования, фильтрации и выделения формовых газов в свободную полость 13 между сеткой 9 и крышкой 10, в которой токсичные компоненты формовых газов смешиваются с газом-носителем, (например, аргоном), поступающим от источника 14 газа-носителя по линии 16 связи через регулирующий элемент 15 в виде вентиля и отверстие 11 в крышке 10. При этом датчик 17 расхода газа-носителя, предварительно тарированный по расходу выбранного газа-носителя, фиксирует расход газа-носителя, значения Under the influence of high temperatures in the test sample 8, made in a heat-insulating ceramic cylinder 7, placed in the sleeve 6, the processes of gas formation, filtration and release of molded gases in the free cavity 13 between the grid 9 and the cover 10, in which the toxic components of the molded gases are mixed with gas -carrier (for example, argon) coming from the carrier gas source 14 via the communication line 16 through the regulating element 15 in the form of a valve and the hole 11 in the cover 10. Moreover, the carrier gas flow sensor 17 ingly on the selected flow rate of the carrier gas, captures the carrier gas flow rate values

которого устанавливаются с помощью регулирующего элемента 15. Затем образованная в свободной полости 13 газовая смесь газа-носителя с формовыми газами, выделяющимися из образца 8 смеси, через отверстие 12 в крышке 10 по линии 18 связи поступает через переключающееся устройство 27 непосредственно в атмосферу, либо через датчик 19 определения концентраций i-го токсичного газа в различные моменты времени. Установленный в линии 18 связи датчик 23 определения влажности газов, фиксирует значения влажности смеси газа-носителя и формовых газов.which are installed with the help of the regulating element 15. Then, the carrier gas mixture formed in the free cavity 13 with the shaped gases released from the mixture sample 8 passes through the hole 12 in the lid 10 via the communication line 18 through the switching device 27 directly into the atmosphere, or through the sensor 19 determines the concentration of the i-th toxic gas at various points in time. Installed in the communication line 18, a sensor 23 for detecting gas humidity detects moisture values of a mixture of carrier gas and formed gases.

Зная расход газа-носителя Wгн и концентрацию токсичного газа Ki в газовой смеси, можно рассчитать массовую скорость Wi выделения i-го токсичного газа из образца 8 смеси, используя выражениеKnowing the carrier gas flow rate Wgn and the concentration of toxic gas Ki in the gas mixture, we can calculate the mass velocity Wi of the emission of the ith toxic gas from sample 8 of the mixture using the expression

Wi=0,001·Wгн·Ki, мг/мин,Wi = 0.001 · Wgn · Ki, mg / min,

где Wгн - скорость газа-носителя, л/мин; Ki - концентрация токсичного компонента в газовой смеси, мг/м3.where WGN is the velocity of the carrier gas, l / min; Ki is the concentration of the toxic component in the gas mixture, mg / m 3 .

Кроме этого, при исследовании устройство позволяет фиксировать изменение температуры как на границе "жидкий металл - образец смеси" и на границе "образец смеси - свободная полость", так и в различных точках объема образца 8 смеси посредством блока 24 соответствующих датчиков температуры, например, 25 и 25'; 25'' и 25''', установленного в отверстии 26 крышки 10.In addition, during the study, the device allows you to record the temperature change both at the boundary "liquid metal - sample mixture" and at the border "sample mixture - free cavity", and at various points in the volume of the sample 8 mixture through block 24 of the corresponding temperature sensors, for example, 25 and 25 '; 25 '' and 25 '' 'installed in the hole 26 of the cover 10.

Сигналы с датчиков 17, 23, 19 и 25-25''' поступают к системе 21 обработки экспериментальных данных в виде компьютера посредством плато 22 сбора данных, записываются в файл базы экспериментальных данных, а затем автоматически обрабатываются согласно программе.The signals from the sensors 17, 23, 19, and 25-25 ″ are fed to the experimental data processing system 21 in the form of a computer via the data collection plate 22, are recorded in the experimental data base file, and then automatically processed according to the program.

Применяемый в составе гильзы 6 керамический теплоизоляционный цилиндр 7, выполненный с керамической крышкой 29 и с внутренней закрытой кольцевой полостью 28, заполненной теплоизоляционным материалом, в частности, асбестовой крошкой или каолиновой ватой, позволяет предотвратить совместно с керамической подставкой 30 нагрев боковой поверхности образца 8 смеси со стороны гильзы 6. Последняя воспринимает тепло элементов верхней полуформы 1.The ceramic heat-insulating cylinder 7 used in the sleeve 6, made with a ceramic lid 29 and with an inner closed annular cavity 28 filled with heat-insulating material, in particular asbestos chips or kaolin wool, can prevent, together with the ceramic stand 30, heating of the side surface of the sample 8 of the mixture with side of the sleeve 6. The latter perceives the heat of the elements of the upper half-mold 1.

Организованная таким образом работа устройства позволяет более точно и информативно определять параметры газовыделения из залитых жидким металлом образцов литейных форм, так как предусмотрена автоматическая запись и обработка сигналов с датчиков в экспресс-режиме.Organized in this way, the operation of the device allows you to more accurately and informatively determine the parameters of gas evolution from molten molds flooded with liquid metal, as automatic recording and processing of signals from sensors in express mode is provided.

Верхняя полуформа 1, как частный случай, может быть выполнена одноразовой в виде опоки 5, заполненной формовочной смесью (см. фиг.1), что дает возможность проще моделировать тепловой режим залитой жидким металлом литейной формы, особенно в цеховых условиях.The upper half-mold 1, as a special case, can be made disposable in the form of a flask 5, filled with a molding sand (see Fig. 1), which makes it easier to simulate the thermal regime of a molded mold filled with liquid metal, especially in workshop conditions.

В частном случае, когда устройство дополнительно снабжено In the particular case when the device is additionally equipped

плавильной печью 31 с графитовым тиглем 33, трубкой 34 с графитовым наконечником 35, установленным на трубке 34 совместно с датчиком 36 температуры и закрывающим и открывающим отверстие для подачи жидкого металла в верхнюю полуформу 1 через литник 38. При этом заливка верхней полуформы 1 жидким металлом 37 требуемой температуры происходит практически без потерь. Сигналы с датчика 36 температуры также направляются через плато 22 сбора данных в систему 21 обработки экспериментальных данных и записываются в файл базы экспериментальных данных наряду с сигналами с других датчиков. То есть, в данном случае помимо повышения информативности одновременно появляется возможность повысить точность проведения исследований процесса газовыделения из образцов 8 смеси (см. фиг.2 и 3).a melting furnace 31 with a graphite crucible 33, a tube 34 with a graphite tip 35 mounted on the tube 34 together with the temperature sensor 36 and closing and opening the hole for supplying liquid metal to the upper mold 1 through the gate 38. In this case, the filling of the upper mold 1 with liquid metal 37 the required temperature occurs almost without loss. The signals from the temperature sensor 36 are also sent through the data collection plateau 22 to the experimental data processing system 21 and are recorded in the experimental data base file along with the signals from other sensors. That is, in this case, in addition to increasing information content, it is simultaneously possible to increase the accuracy of studies of the process of gas evolution from samples 8 of the mixture (see figure 2 and 3).

Согласно полезной модели, в частном случае, когда верхняя полуформа 1 может быть выполнена многоразовой из керамического огнеупорного материала (см. фиг.3), появляется возможность дополнительно снизить трудоемкость при проведении исследований, так как при таком подходе один комплект верхней полуформы 1 используется при многократно проводимых исследованиях. При этом снижается в целом и материалоемкость устройства. В этом случае верхняя полуформа 1 может быть выполнена, например, из шамотного кирпича или шамотно-волокнистых плит. В лабораторных условиях именно такое устройство будет предпочтительнее. При дополнительном снабжении устройства According to the utility model, in the particular case when the upper half-mold 1 can be made of reusable ceramic refractory material (see Fig. 3), it becomes possible to further reduce the laboriousness when conducting research, since with this approach one set of the upper half-mold 1 is used repeatedly ongoing research. This reduces the overall material consumption of the device. In this case, the upper half-mold 1 can be made, for example, of fireclay bricks or fireclay-fiber boards. In laboratory conditions, such a device will be preferable. With additional supply of the device

будет предпочтительнее. При дополнительном снабжении устройства датчиком 40 расхода неразбавленных формовых газов (см. фиг.4) данная конструкция позволяет проводить исследования по определению параметров газовыделения без использования газа-носителя. При этом в линии связи 16 с помощью регулирующего элемента 15 перекрывается подача газа-носителя от источника 14 в свободную полость 13, а датчик 17 расхода газа-носителя отключается от системы 21 обработки экспериментальных данных. Такая схема проведения исследований по определению параметров газовыделения целесообразна как для прогнозирования загазованности промышленных помещений литейных цехов [3] и загрязнения окружающей среды промышленными выбросами литейных цехов [4], так и для оценки вероятности газовых дефектов в отливках. Параметры газовыделения рассчитываются по известной методике [5].would be preferable. With an additional supply of the device with a sensor 40 for the flow of undiluted shaped gases (see Fig. 4), this design allows studies to determine the parameters of gas evolution without using a carrier gas. At the same time, in the communication line 16, with the help of the regulating element 15, the carrier gas supply from the source 14 to the free cavity 13 is blocked, and the carrier gas flow sensor 17 is disconnected from the experimental data processing system 21. Such a scheme for conducting studies to determine the parameters of gas evolution is expedient both for predicting the gas contamination of industrial premises of foundries [3] and environmental pollution by industrial emissions of foundries [4], and for assessing the likelihood of gas defects in castings. The parameters of gas evolution are calculated by a known method [5].

Таким образом, предлагаемая полезная модель повышает в целом информативность процесса исследований газовыделения и точность измерения параметров газовыделения из исследуемых образцов залитых литейных форм, причем в режиме автоматической обработки экспериментальных данных и расчета газовыделения из образцов.Thus, the proposed utility model generally increases the information content of the gas evolution research process and the accuracy of measuring the gas evolution parameters from the studied samples of cast molds, moreover, in automatic processing of experimental data and calculation of gas evolution from the samples.

Источники информацииInformation sources

1. А.С. СССР №193131, М кл. В22С 9/00, публ. 1967. (аналог)1. A.S. USSR No. 193131, M class. B22C 9/00, publ. 1967. (analog)

2. Патент РФ №2247624,, 7 МПК В22С 9/00, публ. 2005 (прототип).2. RF patent №2247624 ,, 7 IPC V22C 9/00, publ. 2005 (prototype).

3. Погосбекян Ю.М., Паповян М.Н., Успенский М.Д. Газовыделение в литейных цехах и прогнозирование загазованности производственных помещений // Известия Вузов. Черная металлургия, №1, 2005. С..52-56.3. Pogosbekyan Yu.M., Papovyan M.N., Uspensky M.D. Gas evolution in foundries and forecasting gas contamination of industrial premises // News of Universities. Ferrous metallurgy, No. 1, 2005. S. 52-56.

4. Погосбекян Ю.М. К вопросу рассеяния промышленных выбросов металлургических заводов в окружающей среде // Известия Вузов. Черная металлургия №3, 1992. С.82-85.4. Pogosbekyan Yu.M. On the issue of dispersion of industrial emissions of metallurgical plants in the environment // News of Universities. Ferrous metallurgy No. 3, 1992. P.82-85.

5. Медведев Я.И., Погосбекян Ю.М. Определение скорости газовыделения из литейных форм // Известия Вузов. Черная металлургия, №7. 1977. С.152-154.5. Medvedev Y.I., Pogosbekyan Yu.M. Determination of the rate of gas evolution from foundry molds. Izvestiya Vuzov. Ferrous metallurgy, No. 7. 1977. S.152-154.

Claims (5)

1. Устройство для определения параметров газовыделения из залитых жидким металлом образцов литейных форм, содержащее верхнюю полуформу с полостью для заливки жидким металлом, нижнюю полуформу, в состав которой включены гильза с теплоизоляционным цилиндром и исследуемым образцом смеси, фиксируемым с помощью сетки, герметично установленная крышка с двумя отверстиями и свободная полость, образованная между исследуемым образцом смеси и крышкой гильзы, источник газа-носителя с регулирующим элементом, подключенный через датчик расхода газа-носителя и одно из отверстий в крышке к свободной полости, которая через другое отверстие в крышке связана с атмосферой через датчик определения концентраций токсичных компонентов, и основание, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено системой обработки экспериментальных данных и подключенными к ней совместно с датчиком расхода газа-носителя через плато сбора данных датчиком определения влажности газов и блоком распределенных в объеме исследуемого образца датчиков температуры, установленным в выполненном дополнительно в крышке гильзы третьем отверстии, при этом свободная полость дополнительно связана непосредственно с атмосферой с помощью переключающего устройства, а датчик определения влажности газов установлен в линии связи свободной полости с атмосферой между отверстием в крышке и переключающим устройством, причем теплоизоляционный цилиндр выполнен керамическим с внутренней закрытой кольцевой полостью, заполненной теплоизоляционным материалом.1. A device for determining the parameters of gas evolution from molten molds filled with liquid metal, containing an upper half-mold with a cavity for pouring liquid metal, a lower half-mold, which includes a sleeve with a heat-insulating cylinder and a test sample mixture fixed by a mesh, a hermetically sealed lid with two holes and a free cavity formed between the test sample of the mixture and the sleeve cover, a carrier gas source with a control element connected through a gas flow sensor -carrier and one of the openings in the lid to a free cavity, which through another opening in the lid is connected to the atmosphere through a sensor for determining the concentrations of toxic components, and a base, characterized in that the device is additionally equipped with an experimental data processing system and connected to it together with a flow sensor carrier gas through the data collection plateau with a gas humidity detection sensor and a block of temperature sensors distributed in the volume of the sample under study, installed in an additional it is located in the sleeve cover of the third hole, while the free cavity is additionally connected directly to the atmosphere using a switching device, and a gas humidity detection sensor is installed in the communication line between the free cavity and the atmosphere between the hole in the cover and the switching device, the heat-insulating cylinder made of ceramic with an inner closed annular cavity filled with insulating material. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя полуформа выполнена одноразовой в виде опоки, заполненной формовочной смесью.2. The device according to claim 1, characterized in that the upper half-mold is made disposable in the form of a flask filled with molding sand. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено плавильной печью с графитовым тиглем для плавки металла, при этом плавильная печь снабжена трубкой с графитовым наконечником и датчиком температуры и закреплена на верхней полуформе, а датчик температуры подключен к системе обработки данных.3. The device according to claim 1, characterized in that the device is additionally equipped with a melting furnace with a graphite crucible for melting metal, while the melting furnace is equipped with a tube with a graphite tip and a temperature sensor and is mounted on the upper half-mold, and the temperature sensor is connected to the data processing system . 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхняя полуформа выполнена многоразовой из керамического огнеупорного материала.4. The device according to claim 1, characterized in that the upper half-mold is made of reusable ceramic refractory material. 5. Устройство по п.1 или 3, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено датчиком расхода неразбавленных формовых газов, установленным в линии связи свободной полости с атмосферой между датчиком определения влажности газов и переключающим устройством.
Figure 00000001
5. The device according to claim 1 or 3, characterized in that the device is additionally equipped with a flow sensor undiluted shaped gases mounted in the communication line of the free cavity with the atmosphere between the sensor for determining gas humidity and a switching device.
Figure 00000001
RU2007105990/22U 2007-02-19 2007-02-19 DEVICE FOR DETERMINING GAS DISCHARGE PARAMETERS FROM FILLED INSULTS OF CASTING FORMS RU64958U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007105990/22U RU64958U1 (en) 2007-02-19 2007-02-19 DEVICE FOR DETERMINING GAS DISCHARGE PARAMETERS FROM FILLED INSULTS OF CASTING FORMS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007105990/22U RU64958U1 (en) 2007-02-19 2007-02-19 DEVICE FOR DETERMINING GAS DISCHARGE PARAMETERS FROM FILLED INSULTS OF CASTING FORMS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU64958U1 true RU64958U1 (en) 2007-07-27

Family

ID=38432430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007105990/22U RU64958U1 (en) 2007-02-19 2007-02-19 DEVICE FOR DETERMINING GAS DISCHARGE PARAMETERS FROM FILLED INSULTS OF CASTING FORMS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU64958U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3559452A (en) Thermal analysis of molten steel
RU2198390C2 (en) Sampler for temperature analysis
CN112059127A (en) Continuous temperature measuring device for tundish molten steel
JP6574225B2 (en) Slag sampling equipment
CN103196786B (en) Method and device for quantitatively measuring content of gas inside aluminum alloy die casting
RU64958U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING GAS DISCHARGE PARAMETERS FROM FILLED INSULTS OF CASTING FORMS
CN102430725A (en) Pouring speed indicating method and device for steel die casting
US6370973B1 (en) Device for removing slag samples
CN106197027B (en) A kind of device and method for detecting dry type ramming refractory material sintering character
CN202837211U (en) Molten metal characteristic analysis sample cup
RU85108U1 (en) INSTALLATION FOR MODELING OF GAS DISCHARGE PROCESSES FROM A PRESSED INSIDE LIQUID METAL OF A CASTING FORM
EP3035050A1 (en) A sampling device for thermal analysis
CN104259408A (en) Steel die casting speed indication method and device
RU183559U1 (en) PORTABLE DEVICE FOR SAMPLE LIQUID METAL
KR20130077635A (en) Complex probe gathering sample of molten metal and slag simultaneously
IT202000014695A1 (en) EQUIPMENT FOR THE ANALYSIS OF NON FERROUS METALLIC ALLOYS AND PARTICULARLY FOR 'S.T.A.' TYPE ANALYSIS, SYSTEM FOR THE QUALITY CONTROL OF LIGHT ALLOYS INCLUDING SUCH EQUIPMENT AND OPERATING METHOD OF SUCH EQUIPMENT
Zych et al. Gas generation properties of materials used in the sand mould technology–modified research method
GB2289758A (en) Sampling vessel for thermal analysis
CN211503694U (en) Simulation test furnace for detecting real-time temperature in service process of steel ladle ventilating plug
RU120772U1 (en) LIQUID METAL SAMPLE
CN202438666U (en) Casting speed indicating device for steel die casting
CN113791108A (en) Method for measuring reflow dripping performance of iron-containing raw material
Diószegi et al. Defect formation of gray iron casting
CN112857959A (en) Preparation device and preparation method of coal ash slag sample
CN201417257Y (en) Quantitative sample cup with double chambers and thermocouples used for heat analysis of molten melts