SU1003998A1 - Устройство дл определени длительности твердени смесей - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ТВЕРДЕНИЯ СМЕСЕЙ

1

Изобретение относитс  к отрасли литейного производства и может быть использовано в лаборатори х литейных цехов дл  экспресс-анализа скорости твердени  стержневых смесей, отверждающихс  при продувке газообразными реагентами.

Известно устройство дл  определени  длительности твердени  смесей, отверждаемых газообразным катализатором, состо щее из корпуса, в который помещают исследуемый образец смеси, измерительных электродов , расположенных внутри корпуса, и подключенной к электродам схемы измерени  электрической проводимости. Газ-отвердитель подаетс  в корпус через щланг от баллона и выходит затем сквозь исследуемый образец, отвержда  его 1.

Однако известное устройство не позвол ет использовать дл  отверждени  смеси токсичные катализаторы, так как не обеспечивает необходимой безопасности обслуживающего персонала. Кроме того, оно не позвол ет примен ть катализаторы, отверждающие смеси в парообразном состо нии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагае .адому  вл етс  устройство дл  определени  длительности твердени  смесей, состо щее из корпуса, измерительного устройства, регистрирующего прибора, направл ющего щтатива, установленной в корпусе нагрева5 тельной печи, снабженной столом дл  установки гильзы с испытываемой смесью, крышки , жестко св занной со столом и имеющей возможность перемещени  в вертикальном направлении вдоль направл ющего щтатива,

Q в центральном отверстии которой установлены электрически соединенные с измерительным устройством цилиндрические электроды, коаксиально расположенные один внутри другого и герметично соединенные между собой , причем наружный электрод снабжен

15 щтуцером дл  подачи газообразного катализатора в межэлектродное пространство, емкости дл  катализатора и размещенного внутри направл ющего щтатива дозирующего приспособлени , состо щего из дозирующего цилиндра с поршнем и щтоком, св занных

20 с микрометрическим винтом и микрометрической головкой. Дозирующий цилиндр сообщаетс  с емкостью дл  катализатора и с межэлектродным пространством через обратные клапаны 2.

Однако наличие неподвижного направл ющего штатива, относительно которого в вертикальном направлении перемещаютс  емкость с исследуемым образцом, столика, прикрепленного к крышке и электродов, значительно усложн ет конструкцию и снижает удобство эксплуатации. Кроме того, наличие обратных клапанов снижает надежность дозирующего приспособлени  и также усложн ет конструкцию.

Цель изобретени  - упрощение конструкции и повыщение удобства эксплуатации и надежности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  определени  длительности твердени  смесей, содержащем корпус, измерите ,:1ьное устройство, регистрирующий прибор , направл ющий щтатив, установленную в корпусе нагревательную печь, снабженную столом дл  установки гильзы с испытываемой смесью, крышкой, жестко св занной со столом п имеющей возможность перемещени  в вертикальном направлении, в центральном отверстии которой установлены электрически соединенные с измерительны.м устройством цилиндрические электроды,коаксиально расположенные один внутри другого и ерметично соединенные между собой, причем паружный электрод снабжен штуцером дл  подачи газообразного катализатора в межэлектродное пространство, емкость дл  катализатора и размещенное внутри направл ющего штатива дозирующее приспособление , состо щее из дозирующего цилиндра с порщнем и щтоком св занных с микрометрическим винтом и микрометрической головкой , направл ющий щтатив размещен с возможностью перемещени  в осевом направлении в жестко св занной с печью направл ющей втулке, имеющей фиксатор, один конец которого закреплен в корпусе, а другой размещен в выполненном в стенке штатива пазу, причем к днищу штатива прикреплен противовес, с которьЕМ через блочную систему св зан щтатив.

Кроме того, с целью повышени  точности дозировани , дозирующий цилиндр жестко св зан с гильзой, электродами, столом и крышкой печи, котора  через кронщтейн св зана с направл ющим штативом и имеет фиксатор, расположенный в выполненном в стенке штатива кольцевом пазу, а в стенке дозирующего цилиндра выполнен канал, соедин ющий его внутреннюю полость попеременно то с емкостью дл  катализатора, то с межэлектродным пространством.

На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - дозирующее устройство, установленное в направл ющем щтативе, разрез.

Устройство дл  определени  длительности твердени  смесей состоит из корпуса 1, в котором установлена нагревательна  печь 2, состо ща  из кожуха 3, внутри которого расположена труба 4, выполн юща  роль

шахты печи. Труба фиксируетс  относительно кожуха 3 днищем 5 и опорой 6, изготавливаемыми из термоизол ционного материала, например асбоцемента. Снаружи трубы 4 расположен нагревательный элемент 7.Между кожухом 3 и нагревательным элементом 7 расположена термоизол ци  8. В днище 5 и кожухе 3 имеетс  отверстие, в котором закреплен штуцер 9, который шлангом 10 св зан с системой выт жной вентил ции (не

Q показана).

Сверху печь 2 закрываетс  крыщкой 11 печи 2 из термоизол ционного материала, прикрепленной к кронштейну 12. Снизу к крыщке 11 печи 2 при помощи двух стоек 13 прикреплен столик 14. На столике 14 установлепа цилиндрическа  гильза 15 с исследуемым образцом 16. Гильза 15 имеет съемное днище 17, в котором выполнены отверсти  дл  выхода газа запределы гильзы 15. Сверху гильза 15 закрыта крышкой 18,

j котора  имеет охватывающий снаружи гильзу 15 буртик и расположенный внутри гильзы 15 кольцевой выступ,в отверстии которого расположен наружный измерительный электрод 19, фиксируемый относительно крышки 18, винтом 20. Внутри электрода 19

5 расположен второй из.мерительный электрод 21. Электроды 19 и 21 соединены держателем 22, имеющем ручку 23. На наружном измерительном электроде 19 расположен ограничитель 24 глубины погружени , имеюQ щий возможность осевого перемещени  относительно электрода 19 и фиксации (фиксатор не показан).

В наружном измерительном электроде 19  .меетс  штуцер 25 дл  подачи катализатора

5 в межэлектродное пространство. К щтуцеру 25 подсоединен щланг 26. Электроды 19 и 21 соедин ютс  с измерительной схемой (не показана) при помощи провода 27 и штекера 28. Кронштейн 12 крепитс  к направл ющему штативу 29, состо щему из цилиндрического пустотелого корпуса 30 (фиг. 2), в котором расположено дозирующее устройство, состо щее из дозирующего цилиндра 31, внутри которого расположен поршень 32 со штоком 33. На штоке 33

5 имеетс  упор 34.

Дозирующий цилиндр 31 ввинчен в руко тку 35, соединенную с кронштейном 12. Сверху в руко тку 35 ввинчена гильза 36, в которой расположен микрометрический винт 37 и микрометрическа  головка 38. На верхнем торце штока 33 имеетс  резьба и две гайки 39.

На наружной поверхности корпуса 30 имеетс  кольцева  канавка, по которой перемещаетс  фиксатор 40. Длина канавки сос5 тавл ет половину длины окружности корпуса 30, благодар  чему обеспечиваетс  поворот руко тки 35 вместе с микрометрическим винтом 37, микрометрической головкой 38, дозирующим цилиндром 31, кронштейном 12,

крышкой 11 печи, стойками 13, столиком 14, гильзой 15 с крышкой 18 и днищем 17, исследуемым образцом 16 и электродами 19 и 21 относительио корпуса 30 штатива 29. В крайних положени х подвижна  система, состо ща  из указанных элементов, фиксируетс  от перемещени  фиксатором 40. Поворот подвижной системы осуществл етс  в горизонтальной плоскости на 180.

Нижн   часть дозирующего цилиндра 31 имеет коническую форму и опираетс  на днище 41 дозирующего устройства. В стенке дозирующего цилиндра выполнен канал 42, который сообщаетс  с каналом в днище 41, соединенным с трубопроводом 43 дл  подачи катализатора. Снизу к трубопроводу 43 подсоединен шланг 44, сообщающийс  с емкостью 45 дл  катализатора (фиг. 1).

Канал 46, выполненный в днище 41, предназначен дл  соединени  внутренней полости дозирующего цилиндра 31 (при его повороте на 180°) с углублением 47, выполненном в днище 41. Под углублением 47 расположен нагревательный элемент 48.

В углублении 47 расположена также Г-образна  труба 49, соединенна  шлангом 50 с электромагнитным клапаном 51 (фиг. 1) дл  подачи газа-носител .

Крепление дозирующего цилиндра 31 относительно днища 41 осуществл етс  при помощи щайбы 52, пружины 53, шайбы 54 и двух гаек 55, расположенных на хвостовике 56, которым заканчиваетс  дозирующий цилиндр 31.

Благодар  такой конструкции предотвращаетс  осевое перемещение дозирующего цилиндра 31 и обеспечиваетс  вращение его относительно днища 41.

Сверху к днищу 41 креп тс  стойки 57, на которые опираетс  крышка 58 дозирующего устройства, котора  фиксируетс  гайкой 59. Герметизаци  внутренней полости 60 дозирующего устройства осуществл етс  при помощи прокладок 61-63.

В крышке 58 установлен штуцер 64, сообщающийс  с внутренней полостью 60 дозирующего устройства, который щлангом 65 подсоединен к штуцеру 66 и шлангу 26.

Сквозь днище 41, внутреннюю полость 60 и крышку 58 проходит труба 67, внутри которой расположен провод 68, подсоединенный к гнезду 69 штекера 28 (на фиг. 2 не показан).

Шланг 65 и верхний конец провода 68 расположены в кольцевой полости 70, выполненной в руко тке 35, благодар  чему обеспечиваетс  возможность поворота руко тки 35 вместе со штуцером 66 и гнездом 69 относительно неподвижной крышки 58.

Направл ющий штатив 29 (фиг. 1) расположен с возможностью осевого перемещени  и фиксации во втулке 71, прикрепленной к корпусу 1. Фиксаци  направл ющего щтатива 29 относительно втулки 71 осуществл етс  при помощи фиксатора 72, торец которого расположен в продольном пазу 73, выполненном в корпусе 30 направл ющего штатива 29. В верхнем и нижнем концах паза 73 имеютс  сферические углублени  74, которые обеспечивают фиксацию направл юшего штатива 29 фиксатором 72 в крайних верхнем и нижнем положени х. Кроме это го, фиксатор 72 в случае необходимости может обеспечить фиксацию направл ющего щтатива в любом промежуточном положении.

Благодар  фиксатору 72 и пазу 73 предотвращаетс  возможность вращени  корпуса 30 направл ющего штатива при повороте руко тки 35.

На боковой стенке корпуса I прикреплен кронщтейн 75 с блоком 76, через который переброщен тросик 77, присоединенный к днищу штатива 29 и соединенный с противовесом 78. Вес противовеса 78 выбираетс  таким образом, чтобы уравновесить вес всей подвижной системы.

На днище корпуса 1 непосредственно под днищем направл ющего штатива 29 расположен рычаг 79, закрепленный в опоре 80 с возможностью поворота относительно нее.

Под рычагом 79 расположен микропереключатель 81, к которому подсоединен провод 68. Пружина 82 удерживает рычаг 79 в горизонтальном положении и при этом контакты микропереключател  81 разомкнуты. Микропереключатель 81 подсоединен к схеме измерени  электрофизических параметров - ЭДС или электропроводности (не показана), котора  размещена внутри корпуса 1. Управление схемой осуществл етс  при помощи руко ток и переключателей, расположенных

на передней панели корпуса 1 (не показаны). Устройство работает следующим образом. Включают нагревательную печь 2 и ожидают установлени  в ней заданной температуры . В случае необходимости определени  длительности твердени  смеси при комнатной температуре нагревательную печь 2 не включают. Затем направл ющий штатив 29 за руко тку 35 перемещают вверх до упора. Фиксатор 72 фиксирует его от перемещени  в вертикальной плоскости. Вместе со щтативом 29 вверх перемещаетс  кронштейн 12 и прикрепленные к нему крышка 11 печи, стойки 13, столик 14, гильза 15 с крышкой 18, днищем 17 и измерительные электроды 19 и 21, т.е. вс  подвижна  система . При этом противовес 78 опускаетс ,

уравновешива  вес подвижной системы.

Электроды 19 и 21 вместе с держателем 22 за ручку 23 извлекают из крышк 18 гильзы 15 и крышки 11 печи 2, предварительно отсоединив шланг 26 от штуцера 66 и вынув штекер 28 из гнезда 69.

Затем гильзу 15 вместе с днищем 17 и крышкой 18 снимают со столика 14, после чего отвод т в сторону фиксатор 72 и направл ющий штатив 29 перемещают вниз до

упора и фиксации его фиксатором 72 в нижнем положении. При этом ГЕОршень 32 дознрук)1це1Ч) устройства упираетс  в дниui ,e дозирующего цилиндра 31.

После этого микрометрической головкой 38 устанавливают дозу испар емого жидкого катализатора. Дл  этого микрометрическую головку 38 вращают вокруг своей оси и микрометрический винт 37 неремещаетс  вверх относительно гильзы 36.

При расположении направл ющего щтатива 29 в нижнем положении и размещении столика 14 в щахте печи 2 канал 42 дозирующего цилиндра 31 оказываетс  совмеHj ,eHHbiM с каналом в днище 41, который сообщаетс  с трубопроводом 43, соединенным щлангом 44 с емкостью 45 дл  катализатора. При этом уровень катализатора в емкости 45 выще расположени  канала 42.

При перемещении гаек 39 вместе со щтоком 33 и поршнем 32 вверх происходит заполнение внутреннего объема дозирующего цилиндра 31 катализатором через канал 42. Высота подъема порщн  32, а, следовательно , и объем дозы катализатора, определ етс  положением нижнего торца микрометрического винта 37, в который упираетс  упор 34 штока 33.

После подъема гаек 39 и заполнени  дозирующего цилиндра 31 катализатором, которое происходит за счет создаваемого порщнем 32 разрежени , фиксатор 72 отвод т в сторону и направл ющий щтатив 29 перемещает вверх до упора, в результате чего происходит его фиксации в крайнем верхнем положении.

Затем отвод т в сторону фиксатор 40 и зй руко тку 35 подвижную систему поворачивают вокруг оси направл ющего штатина па 180° до упора и фиксации в этом положении . При этом происходит поворот дозирующего цилиндра 31 и канал 42 сообП1астс  с каналом 46.

Па столик 14 устанавливают гильзу 15, предварительно заполненную исследуемой смесью и накрытую крышкой 18. Сквозь отверстие в крышке И пропускают электроды 19 и 21, которые фиксируют относительно крышки 18 гильзы 15 винтом 20. Затем за руко тку 23 держатель 22 вместе с электродами 19 и 21 и крышкой 18 перемещают вниз до упора. При этом кольцевой выступ KpijHHKH 18 осуществл ет уплотнение смеси в гильзе 15.

После уплотнени  смеси освобождают винт 20 и электроды 19 и 21 вновь перемещают вниз до упора, в результате чего происходит доуплотнение смеси в межэлектродном пространстве. Глубина погружени  электродов 19 и 21 в исследуемый образец смеси определ етс  положением предварительно установленного ограничител  24 глубины погружени . После установки электродов 19 и 21 штекер 28 вставл ют в гнездо 69, а шланг 26 подсоединен к штуцеру 66.

Затем осуществл етс  ввод испар емого катализатора, дл  чего гайки 39 перемешают вниз до упора. При этом поршень 32

вытесн ет катализатор из дозирующего цилиндра 31 через сообщающиес  каналы 42 и 46 в углубление 47. В случае необходимости интенсивного испарени  катализатора предварительно включают нагревательный элемент 48, расположенный в днище 41.

После введени  дозы катализатора включают измерительную схему и, отвед  фиксатор 40 в сторону, вращают руко тку 35 в обратном направлении до упора. В результате чего подвижна  система располагаетс  таким образом, что столик 14 находитс  над шахтой печи 2, а канал 42 дозирующего цилиндра 31 вновь сообщаетс  с трубопроводом 43.

Затем направл юший штатив 29 вместе с подвижной системой перемещают вниз до

упора и фиксации. При этом крышка 11 закрывает сверху печь 2, а днише направл ющего штатива 29 нажимает на рычаг 79 и контакты микропереключател  81 замыкаютс . При этом происходит следующее:

открываетс  электромагнитный клапан 51 и газ-носитель (например воздух) поступает по щлангу 50 и трубопроводу 49 во внутреннюю полость 60 дозирующего устройства. Поисходит интенсивное испарение катализатора и распределение его по всему объему полости 60 и затем пары катализатора газом-носителем через штуцер 64, шланг 65, щтуцер 66, щланг 26 и штуцер 25 подаютс  в межэлектродное пространство электродов 19 и 21 и проход  сквозь расположенную там смесь, вызывают ее твердение.

Включение микропереключател  81 вызывает одновре.менное включение измерительной схемы и на ленте регистрирующего прибора осуществл етс  регистраци  изменени  электрофизических параметров (ЭДС

или электропроводности), которые достигают своего минимального значени  при полном затвердевании св зующего материала. Газообразный (или парообразный) катализатор , проход  сквозь днище 17 с отверсти ми , поступает в полость щахты печи 2, откуда удал етс  в систему выт жной вентил ции но щлангу 10. Длительность твердени  смеси определ етс  диапазоном времени от .момента включени  измерительной схе.мы до момента достижени  .миниму.ма

электрофизического параметра.

После завершени  процесса твердени  при помощи микрометрической головки 38 вновь устанавливают необходимую дозу, затем заполн ют полость дозирующего цилиндра 31 катализатором и после этого отвод т фиксатор 72 в сторону, включают измерительную схему и перемещают направл ющий штатив 29 вверх, после чего удал ют электроды 19 и 21 и гильзу 15 с затвердевшей смесью. После этого устройство вновь готово к работе.

Предлагаемое устройство может быть использовано дл  определени  длительности твердени  смесей, отверждаемых газообразными катализаторами, например, по СОгпроцессу .

В этом случае дозирующее устройство не используетс , а газ-к-атализатор подаетс  из баллона через клапан 51, шланг 50, трубопровод 49, штуцер 64, шланг 65, штуцер 66, шланг 26 и штуцер 25 непосредственно в межэлектродное пространство электродов 19 и 21. Все остальне операции при работе с устройством выполн ютс  в указанной последовательности (за исключением дозировани  катализатора).

Предлагаемое устройство может быть использовано и дл  исследовани  холоднотвердеюших смесей и смесей, отверждаемых в нагреваемой оснастке. В этом случае все операции выполн ютс  в указанной последовательности , но электромагнитный клапан 51 отключаетс .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   I. Устройство дл  определени  длительности твердени  смесей, используемых при изготовлении литейных стержней и форм, отверждаемых продувкой газообразным катализатором , содержашее корпус, измерительное устройство, регистрирующий прибор , направл ющий штатив, установленную в корпусе нагревательную печь, снабженную столом дл  установки гильзы с испытуемой смесью, крышкой, жестко св занной со столом и имеющей возможность перемещени  в вертикальном направлении, в центральном отверстии которой утановлены электрически соединенные с измерительным устройством цилиндрические электроды, коаксиально расположенные один внутри другого и герметично соединенные между собой, причем наружный электрод снабжен штуцером дл  подачи газообразного катализатора в межэлектродное пространство, емкость дл  катализатора и размещенное внутри направл ющего щтатива дозирующее приспособление , состо щее из дозирующего цилиндра с поршнем и штоком, которые св заны с микрометрическим винтом и микрометрической головкой, отличающеес  тем, то, с целью повышени  удобства эксплуатации и надежности , направл ющий штатив размещен с возможностью перемещени  в осевом направлении в жестко св занной с печью направл ющей втулке, имеющей фиксатор, один конец которого укреплен в корпусе, а другой размещен в выполненном в стенке штатива пазу, причем к днищу штатива прикреплен противовес, с которым через блочную систему св зан штатив.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности дозировани , дозирующий цилиндр жестко св зан с гильзой, электродами, столом и крышкой печи, котора  через кронштейн св зана с направл ющим штативом и имеет фиксатор, расположенный в выполненном в стенке штатива кольцевом пазу, а в стенке дозируюшего цилиндра выполнен канал, соедин юший его внутреннюю полость попеременно то с емкостью дл  катализатора, то с межэлектродным пространством.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Fiala А. and oth. Control of the CO2. Process by a Potentiometric Technique, Fondry Trade L., 1978, 144, № 3128.

   35

   2. Авторское свидетельство СССР по за вке № 2979351/22-02, кл. В 22 С 9/12, 1980. I / I 79 8 82, 8f Фиг.1