SU506333A3 - Устройство дл определени содержани кислорода - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

КИСЛОРОДА

Изобретение относитс  к устройству дл  определени  содержани  кислорода или активности текучих сред при повышенных температурах и может быть использовано дл  измерени  количества кислорода в жидкой стали в печи или контейнере без отбора пробы, а также дл  определени  кислорода и в других текучих средах при температурах выше 700°С, например в жидкой меди или газовых печах.

Известно устройство дл  определени  содержани  кислорода в текучих средах при высоких температурах, содержан1;ее корпус с размещенными в нем внешней и внутренней трубками, электролитическую заглушку, установленную в нижнем торце внешней трубки, термопару, расположенг1ую во внутренней трубке, и электрический проводник, соединенные с регистрирующим прибором.

Иедостаткамн такого устройства  вл ютс  одноразовость его действи  и низка  точность.

С целью устранени  указанных недостатков в предлагаемом устройстве внутренн   трубка выполнена из электропроводного материала, нижн   часть ее заполнена материалом сравнени , а верхн   - окисью материала сравнени .

Между внешней и внутренними трубками может быть размещена запдитна , например.

кварцева  трубка, а термопара снабжена электроизол ционной втулкой.

Кроме того, корпус выше уровн  среды может быть снабжен жаростойкой защитной гильзой.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство (первый вариант выполнени ), продольный разрез; на фиг. 2 - то же (второй вариант ), с частичными разрезами.

Устройство дл  определени  кислорода включает внутреннюю трубку 1, изготовленную из электропроводного материала, например из окиси металла, нижний торец которой закрыт электролитической заглушкой 2, выполненной,

например, из окиси циркони  ZrOj и содержапл ,ей 3-10% окиси кальци .

Верхний торец трубки 1 закрыт молибденовой крышкой 3. Нижн   часть этой трубки заполнена материалом 4 сравнени , который

соприкасаетс  с заглушкой 2. Материал сравнени  должен быть нелетучим при рабочей температуре, например, хром или сплав хрома с никелем. Однако могут быть использованы молибден, тантал и т. п. и и.х сплавы. Трубка

1 выполнена из окиси металла сравнени  и не должна плавитьс  при рабочей температуре , например она может быть изготовлена из окиси хрома СгдОз. Через крышку 3 в трубку

1 пропущена термопара 5, котора  может быть стандартной, пр мого типа, две проволоки которой проход т через огнеупорный изол тор. Молибденова  проволока 6 с жаростойкой изол цией проходит через крышку 3 в трубку 1 и фиксируетс  установочным винтом 7. Эта трубка окружена защитной трубкой 8, например , из кварца, котора  герметично соединена с заглушкой 2, не выход щей за край этой трубки. В верхней части трубки 8 выполнен радиальный фланец 9. Между трубками 1 и 6 необходим небольшой зазор, например

1мм, чтобы избежать растрескивани  трубки 8 за счет термического расширени . Трубку 8 окружает наружна  металлокерамическа  трубка 10 с коническим концом, в котором выполнено отверстие, обеспечивающее доступ исследуемой текучей среды к заглушке 2.

Трубка 10 имеет радикальный фланец И, к которому прилагает фланец 9, должна быть изготовлена из электропроводного материала и не должна расплавл тьс  при рабочей температуре . Ее металлическа  фаза должна быть такой же, как у крышки 3 и проволоки 6, поскольку в противном случае понадобитс  еще дополнительна  термоэлектрическа  корректировка результатов измерений. В этом случае желательно использовать смесь алунда и молибдена. Втулка 12 с внутренней резьбой окружает фланцы 9 и 11, а нижний ее фланец 13 поджимает фланец И. Дл  креплени  собранных частей во втулку 12 ввинчиваетс  пробка 14 с резьбовой частью 15. В этой пробке выполнены отверсти  16, через которые проход т изолированные проволоки термопары 5 и проволока 6. К пробке 14 с помощью винта 17 креп т проволоку 18 предпочтительно из молибдена. Втулка 12 и пробка 14 должны быть электропроводными и изготовлены из того же металла, что и металлическа  часть трубки 10, но если эти части эксплуатируютс  при достаточно равномерной температуре, то при их выполнении и из нержавеющей стали ошибка будет незначительной. Проволоки термопары 5, проволоки 6 и 18 подсоединены к потенциометру 19. Если устройство помещают в ванну 20 с металлом, то открытую часть трубки 10 зан1,ищают огнеупорной гильзой 21 из материала, устойчивого к действию температур выше 700°С и окислению, например из окисей алюмини  или магни , но могут быть использованы и другие огнеупорные окиси или их,сочетани . Кроме того, если датчик во врем  погружени  проходит через Н1ламовый слой, то дл  защиты электролита на конец датчика надевают металлическую чашку 22.

Эта чашка должна быть выполнена из материала , который будет плавитьс  при контактировании с расплавленным металлом. При измерении содержани  кислорода в стали обычно примен ют стальную зашитную чашку. Дл  обеспечени  хорошей подгонки заглушки

2к трубке 8 последн   может быть нагрета так, что будет обтекать заглушку 2. Кроме того, другим способом  вл етс  точна  шлифовка заглушки, так чтобы она была xoponio пригнана к внутренней стороне трубки 8. В любом случае конец трубки 8 не должен выходить за заглушку и в случае необходимости должен быть подрезан.

При эксплуатации датчик может быть или частично погружен (на половину его длины) в ванну с металлом, или вставлен в боковую стенку или дно огнеупорного контейнера, например ковша дл  разливки стали. Расплавленный металл, содержащий неизвестное количество растворенного кислорода, контактирует с незащищенным концом циркониевой заглущки 2, а также с открытым концом трубкп 10, котора   вл етс  электрическим проводником . Таким образом, выполн етс  электрическое соединение заглушки 2 через трубку 10, втулку 12, пробку 14 и проволоку 18 с потеициометром 19. Также имеетс  электрическое соединение заглушки 2 через материал 4, трубку 1, крышку 3 и проволоку 6 с другой клеммой потенциометра 19. Измер емое значение э.д. с. в сочетании с температурой может быть математически преобразовано в

значение содержани  кислорода по известиым формулам.

По второму варианту выполнени  предлагаемое устройство включает зонд 23, а вместо трубки 10 используют отдельный стержень

24, выполненный из того же материала, что и трубка. Один конец этого стержн  помещают в текучую среду, а другой соедин ют проводником 25 с потенциометром 19. Части зонда 23, размещенные в кварцевой трубке 26, такие же, как и в первом варианте выполнени  устройства. Трубка 26 отличаетс  от трубки 8 тем, что у первой нет фланца 9. Вместо гильзы 21 трубка 26 окружена защитной гильзой 27 из окиси алюмини  и св зана с ней

огнеупорным цементом. Гильза 27 в верхней части снабжена фланцем 28. У нижнего конца трубки 26 предусмотрена защитна  чашка 22.

Второй вариант выполнени  устройства дешевле первого, поскольку стержень 24 стоит значительно меньше, чем трубка 10, а работает oir так же, как и эта трубка.

Форм у л а изо б р е т е п и  

Claims (3)

1. Устройство дл  оиределени  содержани  кислорода в текучих средах при высоких температурах , например в расплавленной стали

при температуре больше 700° С, содержащее корпус с размен1,енными внем внешней и внутренней трубками, электролитическую заглушку , установленную в нижнем торце внешней трубки, термопару, расположенную во внутренней трубке, и электрический проводник, соединенные с регистрирующим прибором, отличающеес  тем, что, с целью многократного использовани  и повышени  точности, виутренн   трубка выполнена из электропроводного материала, нижн   часть ее заполнена

материалом сравнени , а верхн   - окисью материала сравнени .

2. Устройство по п. 1,

отличающеес  тем, что между внешней и внутренней трубKfiMH размещена защитна , нанример, кварце15

ва  трубка, а термопара снабжена электроизол ционной втулкой.

3. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что корпус выще уровн  среды снабжен жаростойкой защитной гильзой.

25.

22 Фиг 2