UA120125C2 - Пробовідбирач проби для прямого аналізу з тепловідведенням - Google Patents
Пробовідбирач проби для прямого аналізу з тепловідведенням Download PDFInfo
- Publication number
- UA120125C2 UA120125C2 UAA201712293A UAA201712293A UA120125C2 UA 120125 C2 UA120125 C2 UA 120125C2 UA A201712293 A UAA201712293 A UA A201712293A UA A201712293 A UAA201712293 A UA A201712293A UA 120125 C2 UA120125 C2 UA 120125C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- sampling chamber
- sample
- analysis
- sampling
- housing
- Prior art date
Links
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims abstract description 186
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 251
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 193
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 193
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 41
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 13
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 9
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000006732 Torreya nucifera Nutrition 0.000 claims 1
- 244000111306 Torreya nucifera Species 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 200
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 54
- 238000001636 atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 48
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 36
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 14
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 13
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 13
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 10
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 10
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 3
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 3
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 2
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 description 1
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- -1 copper Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000011214 refractory ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000000368 spark atomic emission spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
- G01N1/20—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
- G01N1/14—Suction devices, e.g. pumps; Ejector devices
- G01N1/1409—Suction devices, e.g. pumps; Ejector devices adapted for sampling molten metals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
- G01N1/12—Dippers; Dredgers
- G01N1/125—Dippers; Dredgers adapted for sampling molten metals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
- G01N21/67—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence using electric arcs or discharges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
- G01N21/69—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence specially adapted for fluids, e.g. molten metal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/202—Constituents thereof
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/20—Metals
- G01N33/205—Metals in liquid state, e.g. molten metals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
- G01N2001/1031—Sampling from special places
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
- G01N2001/1062—Sampling under constant temperature, pressure, or the like
- G01N2001/1068—Cooling sample below melting point
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N2021/0193—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation the sample being taken from a stream or flow to the measurement cell
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/66—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence
- G01N21/69—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light electrically excited, e.g. electroluminescence specially adapted for fluids, e.g. molten metal
- G01N2021/695—Molten metals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Вузол пробовідбірної камери для розплавленого металу містить закриваючу пластину і корпус. Перша поверхня корпусу має заглиблення у безпосередньому зв'язку по текучому середовищу з першим отвором, утвореним на заглибному кінці корпусу. Закриваюча пластина і корпус збираються разом уздовж першої площини для утворення пробовідбірної порожнини, що включає в себе заглиблення. Поверхня для аналізу затверділої проби металу лежить у першій площині. Пробовідбірна порожнина і перший отвір вирівняні уздовж загальної поздовжньої осі. Перший отвір рознесений від першої площини. Відношення температуропровідностей затверділої проби металу і матеріалу корпусу становить від 0,1 до 0,5. Корпус невіддільний від затверділої проби металу. Ділянка корпусу безпосередньо суміжна затверділій пробі металу і лежить у першій площині.
Description
Винахід належить до затверділої проби розплавленого металу з малою масою і малим об'ємом, зокрема розплавленої сталі або розплавленого чавуну, яка може бути безпосередньо проаналізована на оптичному емісійному спектрометрі. Винахід також належить до фізичної конструкції заглибного пробовідбірного пристрою для розплавленого металу для вилучення розплавленої проби, здатної швидко охолоджуватися, для одержання зразка металу без тріщин, який може бути негайно проаналізований на оптичному емісійному спектрометрі без підготовки поверхні. Винахід додатково належить до проби металу з малою масою і малим об'ємом, що не нагрівається при самому процесі аналізу, що приводить до більш високої точності результатів аналізу.
При обробці металів у розплавленому стані необхідно одержувати репрезентативну пробу розплавленого металу на різних етапах процесу, наприклад, для аналізу або оцінки або хімічного складу, або металографічної структури проби металу. У рівні техніки відомі різні способи аналізу розплавлених металів при виготовленні та подальшій обробці.
Історично склад затверділої проби металу часто визначається з використанням устаткування для дугової іскрової оптичної емісійної спектроскопії ((ОЕС") Системи ОЕС загалом є найбільш ефективними системами для визначення хімічного складу металевої проби і для керування обробкою розплавлених металів за рахунок швидкого часу аналізу і властивої їм точності. Таким чином, аналіз ОЕС звичайно використовується під час обробки розплавленого металу для керування ходом виробництва розплавленого металу.
ОЕС включає в себе захоплення атомів цільової проби, знання складу якої бажано, і вивчення довжини хвилі фотонів, випромінюваних атомами під час переходу зі збудженого стану в більш низькоенергетичний стан. Кожен елемент у періодичній таблиці випромінює характерний набір дискретних довжин хвиль, коли його атоми повертаються зі збудженого стану в більш низькоенергетичний стан. Шляхом виявлення і аналізу цих довжин хвиль може бути визначений елементний склад проби відповідно до каліброваної кривої, таким чином, показуючи співвідношення між відношенням спектральної інтенсивності (тобто абсолютна потужність випромінювання елемента/"абсолютна потужність випромінювання основного металу) і концентрацією елемента в стандартній пробі.
Спектральне світло може бути вироблене шляхом опромінення електромагнітним
Зо випромінюванням, таким як лазерні або рентгенівські промені, але звичайно виробляється для
ОЕС короткою іскрою, виробленою іскровим генератором, що потрапляє на мішень, знання елементного складу якої бажано. У цьому випадку мішень являє собою пробу металу. Іскрові генератори, їх інтенсивність і їх імпульсний режим змінюються залежно від конкретного устаткування ОЕС. Незалежно від введення енергії іскри відомо, що точність і надійність таких емісійних спектрометрів залежить від точності і якості датчика і оптики, використовуваних для прийому випромінювання, випромінюваного від проби, і від однорідності самої проби металу.
Загалом, процедура аналізу ОЕС починається з розміщення проби провідного металу своєю поверхнею для аналізу вниз у заданій ділянці ступеня приладу ОЕС, а саме оптичного емісійного спектрометра. Конкретніше, проба розміщається так, щоб охоплювати і закривати отвір для аналізу спектрометра, і щоб анод майже впирався в поверхню для аналізу проби.
Після досягнення бажаного позиціювання проби і близькості анода і поверхні для аналізу проходить іскра між анодом і пробою провідного металу, яка електрично з'єднана із ступенем спектрометра. Це з'єднання в більшості випадків виробляється силою тяжіння в сукупності з невеликим навантаженням. Отвір для аналізу на оптичному емісійному спектрометрі звичайно становить близько 12 мм завширшки. Ця відстань дозволяє уникнути виникнення іскрових дуг між анодом і корпусом приладу. Оптичний датчик приймає випромінюване світло від вийнятого матеріалу поверхні проби. Іскрова камера, частково утворена простором між анодом і пробою металу, безперервно продувається аргоном або іншим інертним газом, щоб уникнути потрапляння повітря, що може призвести до помилкових значень аналізу.
Для рівного розміщення на отворі для аналізу спектрометра проба металу не повинна мати ніяких розширень, і поверхня для аналізу проби металу повинна бути гладкою. Не повинно бути ніякої частини проби або пробовідбірного корпусу, яка порушить площину поверхні для аналізу.
Проба повинна охоплювати отвір для аналізу спектрометра і повинна бути досить плоскою для полегшення продування інертним газом іскрової камери та подачі суміжної поверхні проби в напрямку анода.
Процедури і процеси для одержання типового аналізу металів добре відомі в рівні техніки, як описано в Юиїі5Кі, Т.А. А Мапиаї! г те Спетіса! Апаїузів ої Меїаі5, АЗТМ Іпіегпайопаї, 1996 рік. Доти, доки не було відомо, звичайно вважалося, що проба металу і вимірювальна апаратура, використовувана для її аналізу, незалежні одна від одної і у зв'язку з цим не 60 впливають одна на одну.
Відомі звичайні пробовідбірні пристрої, які забезпечують зразок або диск твердого металу для використання в спектрографічному аналізі. Геометрична форма і розміри затверділих зразків металу, одержуваних за допомогою таких пробовідбірних пристроїв, іноді будуть залежати від типу металу або металографічних потреб. Загальною категорією проб, які отримуються за допомогою заглибних пристроїв для аналізу ОЕС, є проби, що мають дископодібну або овальну форму і діаметр або найбільшу довжину 28-40 мм. Найчастіше такі проби мають діаметр або найбільшу довжину близько 32 мм і товщину 4-12 мм. Деякі пробовідбирачі, широко відомі як кулясті пробовідбирачі, можуть виробляти проби різної форми від круглої до овальної або довгастої відповідно до вимог користувача, але більшість проб все ж таки мають діаметр або найбільшу довжину близько 32 мм. Інші пробовідбирачі, широко відомі як пробовідбирачі подвійної товщини, поєднують дві товщини в межах однієї проби.
Типові пробовідбірні пристрої, виконані з можливістю одержання проб розплавленого металу для аналізу за допомогою ОЕС, включають у себе пробовідбірну камеру або порожнину форми, виконану з можливістю наповнення розплавленим металом після занурення пробовідбірного пристрою у ванну розплавленого металу. Форми, які окреслюють порожнину форми або пробовідбірної камери, звичайно являють собою або конструкцію, що складається з двох частин, двостулкового типу, або кільце, закрите на його верхній і нижній сторонах плоскими пластинами. Як тільки проба металу твердне, форми відкидаються, і проба переноситься в ОЕС для аналізу.
Патент США Мо 3,646,816 описує цей тип одноразового заглибного пробовідбирача, у якому обидві плоскі поверхні дископодібної проби утворені охолодними пластинами для досягнення більш швидкого застигання і парою більш гладких поверхонь, які перед аналізом вимагають меншого очищення. Інші патенти відомого рівня техніки, такі як патент США Мо 4,211,117, належать до подібної концепції, тоді як патенти США МоМо 4,401,389 і 5,415,052 забезпечують приклади цієї металургійної проби, поєднуваної з іншими датчиками, один із яких може являти собою датчик вимірювання температури.
Проби, одержувані за допомогою звичайних пробовідбірних пристроїв, мають діаметр близько 32 мм у напрямку, паралельному отвору спектрометра, і товщину 4-12 мм у напрямку, перпендикулярному отвору спектрометра. Було виявлено, що затверділа проба звичайної
Зо товщини вимагає шліфування поверхні від 0,8 до 5 мм литої поверхні, щоб досягати поверхні для аналізу, що вільна від металевої та неметалевої сегрегації. Звичайні проби можуть досягати цього стану поверхні тільки після підготовчих процесів для одержання геометрії, яка звичайно має щонайменше 28 мм у діаметрі в напрямку, паралельному отвору спектрометра, і має товщину, що звичайно менше 12 мм у напрямку, перпендикулярному отвору. Ця геометрія після підготовки може бути легко оброблена за допомогою устаткування для підготовки до попереднього аналізу, яке механічно шліфує поверхню проби, а також зручна для обробки роботизованими маніпуляторами, які просувають пробу від підготовки до аналізу і видалення чекаючи наступної проби.
Усунення необхідності в підготовці поверхні прискорює час аналізу і економічно вигідно для виробника металу. Однак це може бути досягнуто тільки шляхом рівномірного заповнення пробовідбірної порожнини і швидкого охолодження проби розплавленого металу, так що вся проба, представлена для аналізу, застигає рівномірно і без поверхневого окиснення. Тепловий вміст металу, що твердне, повинний бути вилучений, щоб довести метал, що відбирається, до температури, близької до кімнатної температури, до його видалення з форм пробовідбірної камери. Виставляння поверхні гарячого металу на повітря швидко утворить оксиди на його поверхні, які згодом повинні видалятися механічним шліфуванням для аналізу шляхом оптичної емісійної спектроскопії.
Непотрібні обмеження, що накладають на форму і розмір проби металу для ОЕС, обговорювані пізніше, приводять до того, що об'єм проби у відомому рівні техніки перевищує мінімальний об'єм металу, необхідний для досягнення мінімально необхідної аналізованої поверхні. Таким чином, непотрібні великі об'єми проб пристроїв відомого рівня техніки перешкоджають швидкому затвердінню проби розплавленого металу. У зв'язку із цим звичайні пристрої не можуть бути надійно проаналізовані за допомогою ОЕС без підготовки поверхні, і, таким чином, потенційна економічна вигода губиться.
Пробовідбирачі проби прямого аналізу (БА) являють собою недавно розроблений тип заглибного пробовідбирача розплавленого металу, що виробляє проби БА. Проби СА не вимагають якого-небудь виду підготовки поверхні перед аналізом, і, таким чином, можуть приводити до значної економічної вигоди як з погляду доступності своєчасних результатів хімічного аналізу, так і з погляду економії часу в лабораторії за рахунок використання способу бо аналізу ОЕС.
Патент США Мо 9,128,013 розкриває пробовідбірний пристрій для вилучення швидко охолоджуваної проби з конвертерного процесу для одержання сталі, що призначені для локального аналізу. Пробовідбірний пристрій включає у себе пробовідбірну камеру, утворену щонайменше двома частинами, де зазначене відношення маси розплаву, взятої в пробовідбірній порожнині, до маси вузла пробовідбірної камери забезпечує швидке охолодження розплаву, що заповнює пробовідбірну порожнину. Коли ця пробовідбірна камера видаляється з вимірювального зонда, тим самим, піддаючи поверхню проби дії атмосфери, розплав уже досить охолоджений, так що окиснення запобігається в максимально можливому ступені, і у зв'язку з цим наступна обробка поверхні проби не є необхідною. На додаток, швидке затвердіння і тонку пробу забезпечують рішення проблеми елементної сегрегації проб товщиною 12 мм у відомому рівні техніки, знову сприяючи усуненню шліфування поверхні перед аналізом.
Подібний пробовідбирач типу СА відомий з публікації заявки на патент США Мо 2014/318276.
Один кінець пробовідбірної порожнини цього пробовідбирача типу ЮА з'єднаний з ванною розплавленого металу під час занурення пробовідбирача через впускну трубку, у той час як протилежний кінець пробовідбірної порожнини перебуває у зв'язку зі сполучним пристроєм. Під час занурення, але перед заповненням пробовідбірної порожнини розплавленим металом пробовідбірна порожнина продувається інертним газом, щоб уникнути раннього заповнення і окиснення матеріалу, що відбирається. Цей пристрій, а також раніше описаний пробовідбірний пристрій мають геометрію, у якій впускна трубка розташована перпендикулярно плоскій поверхні пробовідбірної порожнини і, таким чином, перпендикулярно поверхні для аналізу. У той час як поверхня для аналізу вільна і легко доступна для іскрового джерела ОЕС, було виявлено, що проба є неоднорідною.
Винахід належить до швидко охолоджуваного пробовідбірника, що заповнюється розплавленим металом у напрямку занурення, паралельному поздовжній осі, який виробляє металургійну пробу, аналізовану на ОЕС без підготовки поверхні. Частина форми, що відповідає за найбільшу охолодну масу, невіддільна від самої проби. Відповідно, пробовідбірний корпус, а не сама проба виконана з можливістю забезпечення найбільшої користі на існуючих оптичних емісійних спектрографах, які в наш час вимагають аналізованої
Зо поверхні певних розмірів.
Таким чином, наступні варіанти виконання запропоновані як особливо переважні в обсязі охорони винаходу:
Варіант виконання 1: вузол пробовідбірної камери для розплавленого металу, причому вузол пробовідбірної камери містить: - закриваючу пластину і корпус, який відрізняється тим, що корпус включає у себе: - заглибний кінець, що має перший отвір для впускної трубки для розплавленого металу, і протилежний кінець; і - першу поверхню, що проходить між заглибним кінцем і протилежним кінцем, причому перша поверхня має заглиблення, що проходить від місця поблизу від заглибного кінця до протилежного кінця, заглиблення перебуває в безпосередньому зв'язку по текучому середовищу з першим отвором і виконане з можливістю прийому розплавленого металу із впускної трубки, - причому закриваюча пластина і корпус виконані з можливістю збирання разом уздовж першої площини для утворення пробовідбірної порожнини, що включає в себе заглиблення, так, що поверхня для аналізу затверділої проби металу, утвореної в пробовідбірній порожнині, лежить у першій площині, - причому пробовідбірна порожнина і перший отвір вирівняні уздовж загальної поздовжньої осі, - причому перший отвір рознесений від першої площини, - причому відношення температуропровідності затверділої проби металу до температуропровідності матеріалу, що утворює корпус, становить від 0,1 до 0,5, переважно 0,2, і - причому корпус виконаний так, щоб бути невіддільним від затверділої проби металу, і щонайменше частина корпуса перебуває безпосередньо суміжно затверділій пробі металу і лежить у першій площині.
Варіант виконання 2: вузол пробовідбірної камери за попереднім варіантом виконання, який відрізняється тим, що відношення маси пробовідбірної камери до маси розплавленого металу, що приймається в об'ємі для збирання проби, становить від 9 до 12, переважно 10.
Варіант виконання 3: вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх варіантів 60 виконання, який відрізняється тим, що глибина заглиблення становить від 0,5 до З мм.
Варіант виконання 4: вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх варіантів виконання, який відрізняється тим, що корпус додатково включає у себе гребінь, що виступає з першої поверхні та оточує заглиблення, сукупна ширина заглиблення і суміжних ділянок гребеня становить від 10 до 30 мм.
Варіант виконання 5: вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх варіантів виконання, який відрізняється тим, що відсутнє збільшення розміру ширини пробовідбірної порожнини в напрямку потоку розплавленого металу від кінця зони розподілу до протилежного кінця.
Варіант виконання 6: вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх варіантів виконання, який відрізняється тим, що відношення довжини до глибини пробовідбірної порожнини збільшується в напрямку потоку розплавленого металу від впускної трубки до протилежного кінця.
Варіант виконання 7: вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх варіантів виконання, який відрізняється тим, що загальна довжина заглиблення становить від 25 до 35 мм, переважно 30 мм.
Варіант виконання 8: вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх варіантів виконання, який відрізняється тим, що заглиблення має незмінну глибину, а площа перерізу заглиблення поступово звужується в напрямку потоку розплавленого металу від впускної трубки до протилежного кінця.
Варіант виконання 9: вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх варіантів виконання, який відрізняється тим, що затверділа проба металу виконана у вигляді витягнутої смуги або прямокутника.
Варіант виконання 10: вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх варіантів виконання, який відрізняється тим, що закриваюча пластина включає у себе ущільнювальний елемент, виконаний з можливістю забезпечення по суті газонепроникного ущільнення між закриваючою пластиною і корпусом.
Варіант виконання 11: вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх варіантів виконання, який відрізняється тим, що закриваюча пластина кріпиться до корпуса за допомогою металевого затискача для утворення пробовідбірної камери.
Зо Варіант виконання 12: вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх варіантів виконання, який відрізняється тим, що площа перерізу впускної трубки становить від 0,5 до 2 площ перерізу заглиблення.
Варіант виконання 13: вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх варіантів виконання, який відрізняється тим, що, коли закриваюча пластина і корпус зібрані разом, закриваюча пластина перебуває на одному рівні із гребенем корпуса уздовж першої площини.
Варіант виконання 14: Застосування пробовідбирача, що має вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, для одержання затверділої проби металу, що невіддільно міститься в корпусі вузла пробовідбірної камери.
Вищенаведена суть винаходу, а також наступний докладний опис переважних варіантів виконання винаходу будуть краще зрозумілі при розгляді в сполученні з прикладеними кресленнями. З метою ілюстрації на кресленнях показані варіанти виконання, які є переважними. Однак варто розуміти, що пристрій і спосіб не обмежені показаними точними конструкціями і засобами.
Фі. 1 являє собою вигляд збоку заглибного пробовідбірного зонда, орієнтованого в напрямку занурення відповідно до одного варіанта виконання винаходу;
Фіг. 2 являє собою вигляд зверху заглибного пробовідбірного зонда на фіг. 1;
Фіг. З являє собою вигляд збоку заглибного пробовідбірного зонда на Фіг. 1, забезпеченого газовим з'єднувачем для з'єднання з тримачем зонда, що містить пневматичну лінію;
Фіг. 4 являє собою вигляд спереду корпуса пробовідбірної камери, яка складається з двох
БО частин заглибного пробовідбірного зонда на фіг. 1;
Фіг. 4А являє собою вигляд знизу корпуса пробовідбірної камери, показаного на фіг. 4;
Фі. 5 являє собою вигляд спереду закриваючої пластини пробовідбірної камери, яка складається з двох частин, заглибного пробовідбірного зонда на Фіг. 1;
Фіг. БА являє собою вигляд знизу закриваючої пластини пробовідбірної камери, показаної на
Фіг. 5;
Фіг. 6 являє собою вигляд збоку в перерізі заглибного пробовідбірного зонда на Фіг. З по площині, паралельній поздовжній осі зонда;
Фіг. 7 являє собою вигляд спереду корпуса пробовідбірної камери, показаного на Фіг. 6, що включає у себе затверділу пробу металу і підходящого для аналізу ОЕС без підготовки; 60 Фіг. 7А являє собою вигляд збоку корпуса пробовідбірної камери, показаного на Фіг. 7;
Фіг. 8 являє собою вигляд спереду корпуса пробовідбірної камери, яка складається з двох частин, відповідно до іншого варіанта виконання винаходу;
Фіг. ВА являє собою вигляд знизу корпуса пробовідбірної камери, показаного на Фіг. 8;
Фіг. 9 являє собою вигляд спереду закриваючої пластини, виконаної з можливістю збирання з корпусом пробовідбірної камери на фіг. 8-8А;
Фіг. 9А являє собою вигляд знизу закриваючої пластини пробовідбірної камери, показаної на
Фіг. 9;
Фіг. 10 являє собою вигляд збоку в перерізі заглибного пробовідбірного зонда, що включає в себе розкиснювач відповідно до іншого варіанта виконання винаходу, по площині, паралельній поздовжній осі зонда;
Фіг. 11 являє собою вигляд у перерізі пробовідбірної порожнини корпуса пробовідбірної камери на Фіг. 4 по площині, перпендикулярній поздовжній осі зонда;
Фіг. 12 являє собою вигляд спереду корпуса пробовідбірної камери, показаного на Фіг. 8-8А, що включає у себе затверділу пробу 5 металу і придатного для аналізу ОЕС без підготовки; і
Фіг. 12А являє собою вигляд збоку корпусу пробовідбірної камери, показаного на Фіг. 12.
Винахід належить до заглибного пробовідбірного зонда для одержання затверділої проби металу у вигляді смуги для прямого аналізу за допомогою ОЕС.
З посиланням на Фіг. 1 показаний заглибний пробовідбірний зонд 10 і, конкретніше, пробовідбірний зонд 10 розплавленого металу. Найбільш переважно зонд 10 підходить для занурення і відбору проб розплавленої сталі або чавуну. Зонд 10 містить вимірювальну головку 5. Вимірювальна головка 5 переважно виконана з кварцового піску, зв'язаного смолою. Однак фахівцеві в галузі техніки буде зрозуміло, що вимірювальна головка 5 може бути виконана з будь-якого відомого матеріалу, що підходить для утворення корпусу, що занурюється в розплавлений метал.
Вимірювальна головка 5 підтримується на несучій трубці 1. Переважно, несуча трубка 1 являє собою паперову несучу трубку. При використанні тримач зонда або фурми (не показана) переважно вставлений у внутрішній об'єм несучої трубки 1 для забезпечення механічної дії, необхідної для занурення вимірювальної головки 5 нижче поверхні ванни розплавленого металу (не показаний) у напрямку І занурення.
Зо Вимірювальна головка 5 містить пробовідбірну камеру З для збирання і вилучення проби розплавленого металу. Фахівцеві в галузі техніки буде зрозуміло, що, хоча пробовідбірна камера З описана в даному документі з погляду заглибного пробовідбірного зонда 10, пробовідбірна камера З може бути використана разом з будь-яким типом пробовідбірного пристрою розплавленого металу. Таким чином, вузол і конфігурація пробовідбірної камери 3, 35 описані в даному документі, застосовні до будь-якого типу пробовідбірного пристрою розплавленого металу, а не тільки до заглибного пробовідбірного зонда 10.
Переважно, пробовідбірна камера З являє собою пробовідбірну камеру, яка складається з двох частин. Конкретніше, з посиланням на Фіг. 2 пробовідбірна камера З складається з корпусу і закриваючої пластини 32. Корпус 30 переважно виконаний з одного або більше матеріалів, які є гарними теплопровідниками і електропровідниками, таких як, але не обмежуючись, алюміній, мідь та інші метали, що мають подібні теплопровідні та електропровідні властивості для електричного з'єднання з пробою металу, що витягається. Переважно, корпус 30 виконаний з алюмінію. Маса закриваючої пластини 32 переважно становить від 10 до 20 95 від загальної маси пробовідбірної камери 3. Корпус 30 може бути промаркірований неруйнівним способом за допомогою засобу ідентифікації.
Дві частини 30, 32 пробовідбірної камери З переважно утримуються разом за допомогою затискача 4 (також називаного кліпсою) за допомогою зусилля стискання, достатнього, щоб протидіяти прагненню двох частин 30, 32 пробовідбірної камери З відокремлюватися через зусилля розплавленого металу, що протікає в і заповнює пробовідбірну камеру 3. Затискач 4 переважно являє собою металевий затискач. Однак фахівцеві в галузі техніки буде зрозуміло, що затискач 4 може бути виконаний з іншого придатного матеріалу, що здатний занурюватися в розплавлений метал і забезпечує необхідне зусилля стискання.
З посиланням на Фіг. 1 вимірювальна головка 5 має перший кінець 12 і протилежний другий кінець 14. Перший кінець 12 вимірювальної головки 5 відповідає заглибному кінцю. Другий кінець 14 вимірювальної головки 5 виконаний з можливістю повертання до фурми або тримача зонда. Пробовідбірна камера З має перший кінець 16 і протилежний другий кінець 18. Перший кінець 16 пробовідбірної камери З відповідає заглибному кінцю. Фахівцеві в галузі техніки буде зрозуміло, що фраза "заглибний кінець" означає кінець корпусу, що першим занурюється в розплавлений метал у напрямку І занурення.
Пробовідбірна камера З включає у себе пробовідбірну порожнину, виконану з можливістю прийому розплавленого металу, як описано більш докладно в даному документі. Пробовідбірна порожнина проходить від місця поблизу від першого кінця 16 до другого кінця 18 пробовідбірної камери З уздовж поздовжньої осі Х (див. Фіг. 4).
Перший кінець 16 пробовідбірної камери З переважно прикріплений до або іншим способом забезпечений впускною трубкою 7. Конкретніше, перший кінець 16 пробовідбірного корпусу 30 має перший отвір 20 для прийому впускної трубки 7 (див. Фіг. 4). Перший отвір 20 і, таким чином, впускна трубка 7 переважно вирівняні з пробовідбірною камерою 3 і, конкретніше, з пробовідбірною порожниною. Впускна трубка 7 забезпечує потік розплавленого металу з ванни розплавленого металу в пробовідбірну камеру 3. Таким чином, розплавлений метал вводиться в пробовідбірну порожнину пробовідбірної камери З у напрямку занурення, паралельному поздовжній осі Х пробовідбірної порожнини. Впускна трубка 7 переважно виконана з кварцового матеріалу, більш переважно з плавленого кварцового матеріалу. Однак буде зрозуміло, що впускна трубка 7 може бути виконана з будь-якого іншого підходящого матеріалу, включаючи, але не обмежуючись, керамічний матеріал.
Впускна трубка 7 має перший кінець (не показаний) і протилежний другий кінець 22 (див. Фіг. 4-4А). В одному варіанті виконання впускна трубка 7 закріплена у вимірювальній головці 5 за допомогою втулки 6 (див. Фіг. 1). Втулка 6 переважно виконана з цементного матеріалу. Другий кінець 22 впускної трубки 7 приклеєний або закріплений у пробовідбірній камері З за допомогою адгезиву 27 по суті газонепроникним способом. Конкретніше, другий кінець 22 впускної трубки 7 повністю розташований у першому отворі 20 корпусу 30 пробовідбірної камери З і приклеєний до нього за допомогою адгезиву 27 для досягнення по суті газонепроникного з'єднання. "По суті газонепроникний" означає, що ущільнення або з'єднання може бути повністю газонепроникним або газонепроникним значною мірою. Зокрема, відносно з'єднання впускної трубки 7 і газового з'єднувача 2 (описаного в даному документі), з'єднання, що утворюються, переважно газонепроникні настільки, що пробовідбірна порожнина здатна перебувати під тиском вище рівня тиску на глибині занурення.
З посиланням на фіг. 1 і З перший кінець впускної трубки 7 відповідає заглибному кінцю.
Перший кінець не видний на Фіг. 1 ї З, оскільки він закритий першим захисним ковпачком 8.
Зо Конкретніше, перший захисний ковпачок 8 прикріплений до першого кінця впускної трубки 7 по суті газонепроникним способом за допомогою адгезиву 11. Перший захисний ковпачок 8 переважно виконаний з металу та більш переважно зі сталі. Перший захисний ковпачок 8 може включати в себе отвір (не показаний) (наприклад, отвір діаметром 1 мм) для забезпечення продування пробовідбірної порожнини в достатньому ступені та відкачування з неї всього захопленого повітря. У свою чергу, другий захисний ковпачок 9 закриває (і, конкретніше, охоплює) перший захисний ковпачок 8. Другий захисний ковпачок 9 прикріплений до першого кінця 12 вимірювальної головки 5. Переважно, другий захисний ковпачок 9 виконаний з металу і більш переважно зі сталі. В одному варіанті виконання другий захисний ковпачок 9 додатково захищений покриттям з паперу (не показаний).
З посиланням на Фіг. 1-2 і 4 другий кінець 18 пробовідбірного корпусу і, конкретніше, газового з'єднувача 2. Таким чином, другий отвір 33 являє собою газовий отвір, що переважно повністю перебуває в корпусі 30. З'єднувач 2 ущільнюється відносно корпусу 30 у газовому отворі 33 на другому кінці 18 пробовідбірної камери за допомогою адгезиву 26 для досягнення по суті газонепроникного з'єднання. Таким чином, кінець з'єднувача 2 повністю розташований у корпусі 30 пробовідбірної камери 3.
З'єднувач 2 виконаний з можливістю сполучення з трубкою (не показана) і, конкретніше, з газовою трубкою. Конкретніше, перший кінець газової трубки прикріплюється до з'єднувача 2, а протилежний другий кінець газової трубки прикріплюється до пневматичної системи (не показана). Пневматична система переважно подає інертний газ у пробовідбірну камеру З через газову трубку для продування і підвищення тиску в пробовідбірній камері 3. Приклади інертного газу, що може бути використаний для продування і підвищення тиску в пробовідбірній камері 3, включають у себе, але не обмежуючись, азот або аргон. Переважно, інертний газ (наприклад, азот або аргон) перебуває під тиском 2 бари. Пневматична система також забезпечує видалення газів, що випускають, із пробовідбірної камери З через газову трубку. Коли пневматична система перебуває у зв'язку з пробовідбірною камерою З зонди 10 через з'єднувач 2, є безперервний шлях газу від заглибного кінця впускної трубки 7 до пробовідбірної камери З (тобто уздовж поздовжньої осі Х), що по суті не має витоків, однак пробовідбірна камера З легко розбирається, щоб одержувати доступ до проби.
З посиланням на Фіг. З в одному варіанті виконання з'єднувач 2 забезпечений газовим 60 з'єднувачем 23, виконаним з можливістю сполучення з відповідним гніздом на тримачі зонда.
Конкретніше, газовий з'єднувач 23 являє собою вузол з'єднувача типу натискний/відтяжний і включає у себе ущільнювальне кільце 24 для газового ущільнення відносно поверхні сполучення на тримачі зонда.
При використанні вимірювальна головка 5 занурюється у ванну розплавленого металу, і пробовідбірна камера З продувається і в ній підвищується тиск за допомогою інертного газу, який подається пневматичною системою і переміщається від з'єднувача 2 до впускної трубки 7 уздовж поздовжньої осі Х. Після занурення вимірювальної головки 5 нижче поверхні ванни розплавленого металу другий захисний ковпачок 9 і покриття з паперу (якщо присутнє) розплавляються через теплоту розплавленого металу, таким чином, піддаючи перший захисний ковпачок 8 дії розплавленого металу. Надалі перший захисний ковпачок 8 також розплавляється, таким чином, поміщаючи пробовідбірну камеру З у сполучення по текучому середовищу з ванною розплавленого металу через впускну трубку 7. Конкретніше, після того, як другий захисний ковпачок 8 розплавиться, тиск інертного газу буде виходити з пробовідбірної камери З через відкриту впускну трубку 7 (тобто через перший кінець впускної трубки 7), поки пневматична система не перейде з режиму продування в режим випускання або вакууму. Потім розплавлений метал входить у пробовідбірну камеру З через впускну трубку 7, зокрема, від першого кінця до другого кінця 22, а потім у пробовідбірну порожнину пробовідбірної камери 3, у той час як газ випускається з пробовідбірної камери З через з'єднувач 2. Газ переважно випускається під природним феростатичним тиском розплавленого металу, що заповнює, але також може випускатися під невеликим вакуумом, що подається до газової трубки віддаленим устаткуванням.
Фіг. 4-6 показують більш детальніше пробовідбірну камеру 3, що складається з двох частин, зонда 10. Корпус 30 пробовідбірної камери З має першу сторону або поверхню 40 і протилежну другу сторону або поверхню 42 (див. Фіг. 4А та 6). Перша поверхня 40 являє собою поверхню для аналізу, це означає, що вона являє собою геометричну сторону корпуса 30, на якій збирається проба, і, таким чином, виконана з можливістю розміщення поверненою вниз на ступені оптичного емісійного спектрографа під час аналізу. У цьому випадку напрямок вниз являє собою напрямок до іскрового джерела системи ОЕС. Перша поверхня 40 проходить між заглибним кінцем і протилежним кінцем корпуса 30. Конкретніше, перша поверхня 40 проходить
Зо у першій площині АЕ від першого кінця 16 до другого кінця 18 пробовідбірної камери 3. На другому кінці 18 пробовідбірної камери З забезпечений газовий отвір 33, що переважно повністю перебуває в корпусі 30. Газовий отвір 33 приймає з'єднувач 2 (як показано на Фіг. 1 або 3), що, як описано тут, ущільнюється відносно корпуса 30 по суті газонепроникним способом за допомогою адгезиву 26 (див. Фіг. 3).
З посиланням на Фіг. 4 і 6 у першій поверхні 40 виконані порожнисті ділянки для утворення різних ділянок або зон пробовідбірної камери 3 для вентиляції та збирання розплавленого металу. Конкретніше, перша поверхня 40 корпуса 30 включає у себе різні заглиблення, які спільно утворюють пробовідбірну порожнину пробовідбірної камери З у такий спосіб: перша ділянка 34 розташована поблизу від першого кінця 16 пробовідбірної камери З і перебуває в безпосередньому зв'язку з впускною трубкою 7, друга ділянка 35 розташована над першою ділянкою 34, третя ділянка 36 розташована суміжно з другою ділянкою 35. Перша поверхня 40 також включає у себе додаткове заглиблення у вигляді четвертої ділянки 38, що перебуває поблизу від другого кінця 18 пробовідбірної камери З і у безпосередньому зв'язку з газовим отвором 33. Газовий отвір 33 (ї, таким чином, з'єднувач 2) і впускна трубка 7 розташовані в корпусі 30 так, що вони перебувають у безпосередньому зв'язку і вирівняні з пробовідбірною порожниною пробовідбірної камери 3. Конкретніше, газовий отвір 33 і впускна трубка 7 переважно проходять паралельно пробовідбірній порожнині пробовідбірної камери 3, і більш переважно газовий отвір 33 і впускна трубка 7 проходять уздовж загальної поздовжньої осі Х пробовідбірної порожнини пробовідбірної камери 3.
З посиланням на Фіг. б четверта ділянка 38 являє собою сполучний об'єм, утворений виїмкою або заглибленням, утвореним у першій поверхні 40 корпуса 30 пробовідбірної камери 3. Таким чином, сполучний об'єм 38 має відкритий кінець Зва на першій поверхні 40. Сполучний об'єм 38 перебуває в газовому зв'язку з газовим отвором 33. Оскільки розплавлений метал взагалі твердне в третій ділянці 36, як описано в даному документі, сполучний об'єм 38 взагалі не розглядається як частина порожнини пробовідбірного корпуса для прийому розплавленого металу.
Третя ділянка 36 являє собою вентиляційну зону, що перебуває в газовому зв'язку зі сполучним об'ємом 38. Вентиляційна зона 36 утворена виїмкою або заглибленням, утвореним у першій поверхні 40 корпуса 30. Таким чином, вентиляційна зона 36 має відкритий кінець Зба на першій поверхні 40 і протилежний закритий нижній кінець 360. Осьова лінія вентиляційної зони 36 переважно сполучається з другою ділянкою 35 і газового з'єднувача 2.
Друга ділянка 35 являє собою зону аналізу. Зона 35 аналізу утворена витягнутою виїмкою або заглибленням, утвореним у першій поверхні 40 корпуса 30. Таким чином, зона 35 аналізу має відкритий кінець З5а на першій поверхні 4 0 і протилежний частково закритий нижній кінець
З5р. Конкретніше, фізична межа закритого нижнього кінця 356 проходить тільки по частині довжини зони 35 аналізу.
В одному варіанті виконання протилежні кінці (тобто передній кінець і задній кінець із погляду напрямок І занурення) зони 35 аналізу округлені для спрощення обробки. Однак фахівцеві в галузі техніки буде зрозуміло, що кінці можуть мати будь-яку форму.
Ділянка зони 35 аналізу перекриває першу ділянку 34 пробовідбірної камери 3. Конкретніше, передній кінець зони 35 аналізу (тобто передній кінець зони 35 аналізу, що перебуває поблизу від заглибного кінця 16 пробовідбірної камери 3) перекриває і перебуває в безпосередньому зв'язку з першою ділянкою 34 (див. Фіг. 6). Таким чином, ділянка зони 35 аналізу, що перекриває першу ділянку 34, фізично не обмежена закритим нижнім кінцем 356. Перша ділянка 34 являє собою зону розподілу, що перебуває в безпосередньому зв'язку із впускною трубкою 7.
Конкретніше, розплавлений метал уводиться безпосередньо в зону 34 розподілу з другого кінця 22 впускної трубки 7. У зв'язку з цим впускна трубка 7 розташована так, щоб перебувати в безпосередньому зв'язку по текучому середовищу із зоною 34 розподілу в напрямку, паралельному поздовжній осі Х.
Крім того, відсутнє фізичне розмежування між зоною 35 аналізу і зоною 34 розподілу. Однак вони розглядаються як окремі зони з погляду заданих розмірів для практичного застосування винаходу. Зокрема, уявлювана межа між зоною 35 аналізу і зоною 34 розподілу, як позначено пунктирною лінією З5с на Фіг. б, по суті являє собою продовження закритого нижнього кінця 3565, це означає, що межа 35с між зоною 35 аналізу і зоною 34 розподілу лежить у тій же площині, що і закритий нижній кінець 350. Зона 35 аналізу переважно має рівномірну глибину над зоною 34 розподілу, як обговорювалося більш докладно в даному документі.
У сукупності сполучний об'єм 38, вентиляційна зона 36, зона 35 аналізу і зона 34 розподілу утворюють порожнистий об'єм пробовідбірної камери 3. Вентиляційна зона 36, зона 35 аналізу і
Зо зона 34 розподілу в сукупності містять порожнину, що приймає розплавлений метал, тобто пробовідбірну порожнину, в яку розплавлений метал (і, конкретніше, розплавлена сталь або чавун) уводиться вздовж поздовжньої осі Х, збирається, надалі твердне для утворення затверділої проби 5 металу і в остаточному підсумку напряму аналізується. Вентиляційна зона 36, зона 35 аналізу і зона 34 розподілу є суміжними ділянками. 35 З посиланням на Фіг. 4 і 6 перша поверхня 40 корпуса 30 включає у себе підняту ділянку 39, що охоплює заглиблення сполучного об'єму 38, вентиляційної зони 36, зони 35 аналізу і зони 34 розподілу. Конкретніше, піднята ділянка, яка називається тут гребенем 39, оточує по периферії сукупний об'єм сполучного об'єму 38, вентиляційної зони 36, зони 35 аналізу і зони 34 розподілу.
Верхній або дистальний обід З9а гребеня 39 переважно перебуває на висоті 0,2-0,5 мм і більш 40 переважно 0,3 мм відносно іншої частини першої поверхні 40 (тобто відносно першої площини
АР). Таким чином, дистальний обід З9а периферійного гребеня 39 лежить у другій площині АР, що рознесена від першої площини АЕ першої поверхні 40. Друга площина АР називається тут площиною аналізу. Коли пробовідбірна камера З заповнюється металом, аналізована поверхня
А5 затверділої проби 5 металу лежить у площині АР аналізу, як описано в даному документі 45 більш докладно.
З посиланням на Фіг. 5-5А закриваюча пластина 32 не повинна бути виконана з того ж матеріалу, що і корпус 30. На відміну від корпуса 30 закриваюча пластина 32 не повинна бути виконана з матеріалу, що являє собою гарний електричний провідник. Наприклад, закриваюча пластина 32 може бути виконана з плавленого кварцу або вогнетривкого керамічного матеріалу. 50 Однак переважно закриваюча пластина 32 виконана з того ж матеріалу, що і корпус 30.
Переважно, у практичних цілях збирання закриваюча пластина 32 має приблизно такі ж ширину і довжину, що і корпус 30. Однак буде зрозуміло, що закриваюча пластина 32 не обмежена такими розмірами і може мати ширину і довжину, більші або менші, ніж у корпусі 30.
Закриваюча пластина 32 має першу сторону або поверхню 44 і протилежну другу сторону 55 або поверхню 46. Закриваюча пластина 32 переважно має товщину від 1 до 5 мм, що проходить від першої поверхні 44 до другої поверхні 46. Перша поверхня 44 закриваючої пластини 32 виконана з можливістю повернення до корпусу 30 і, конкретніше, до першої поверхні 40 корпусу у зібраній конфігурації пробовідбірної камери 3. Ущільнювальний елемент 31 забезпечений на першій поверхні 44 закриваючої пластини 32 для розміщення між корпусом З0 і закриваючою 60 пластиною 32 у зібраній конфігурації пробовідбірної камери 3. Ущільнювальний елемент 31 переважно являє собою газоущільнювальний елемент. Конкретніше, ущільнювальний елемент 31 являє собою прокладку. Прокладка 31 переважно розраховується так, щоб охоплювати або оточувати гребінь 39 у зібраній конфігурації пробовідбірної камери 3. Прокладка 31 може мати будь-яку форму. Однак переважно прокладка 31 виконана в тій же формі, що і гребінь 39 першої поверхні 40 корпусу 30.
В одному варіанті виконання прокладка 31 виконана з силікону або будь-якого подібного полімеру. Фахівцеві в галузі техніки буде зрозуміло, що прокладка 31 може бути виконана з будь-якого матеріалу, що буде забезпечувати газонепроникне ущільнення між закриваючою пластиною 32 і корпусом 30. Після накладення матеріалу прокладки 31 на першу поверхню 44 закриваючої пластини 32 прокладці 31 дозволяють висохнути, перш ніж закриваюча пластина 32 і корпус 30 будуть зібрані і закріплені разом затискачем 4, таким чином, забезпечуючи те, що прокладка 31 не приклеїться до корпусу 30.
Фахівцеві в галузі техніки буде зрозуміло, що прокладка 31 альтернативно може бути виконана у вигляді ущільнювального кільця або із плоского прокладного матеріалу, не відходячи від обсягу охорони винаходу. Наприклад, в іншому варіанті виконання прокладка 31 являє собою полімерну плівку, застосовувану як плоска прокладка, що переважно має товщину 0,04-0,1 мм. Наприклад, плоска прокладка може бути виконана зі стрічки для захисту поверхні, продукт Мо 4011а, що виготовляється компанією ЗМ М,
В зібраній конфігурації пробовідбірної камери 3, як показано на Фіг. 6, закриваюча пластина 32 і корпус 30 збираються разом уздовж площини АР аналізу для утворення пробовідбірної порожнини, що включає в себе зону 34 розподілу, зону 35 аналізу і вентиляційну зону 36.
Конкретніше, закриваюча пластина 32 опирається на гребінь 39 корпусу 30 так, що прокладка 31 оточує або охоплює гребінь 39. Конкретніше, у зібраній конфігурації пробовідбірної камери З закриваюча пластина 32 перебуває на одному рівні із гребенем 39 у площині АР аналізу і ущільнена відносно першої поверхні 40 корпуса 30 у посадці за допомогою прокладки за рахунок ущільнення прокладки 31 відносно першої поверхні 40.
Таким чином, закриваюча пластина 32 закриває пробовідбірну порожнину пробовідбірної камери 3. Крім того, пробовідбірна порожнина пробовідбірної камери З являє собою об'єм, у який розплавлений метал вводиться вздовж поздовжньої осі Х із впускної трубки 7, збирається і надалі швидко охолоджується для утворення затверділої проби 5 металу і, конкретніше, затверділої проби 5 сталі або чавуну у вигляді смуги. У зв'язку із цим є тільки два отвори, утворені в зібраній пробовідбірній камері З, а саме перший отвір 20 у зв'язку із впускною трубкою 7 і отвір газового отвору 33 у зв'язку із з'єднувачем 2. Ніяка ділянка закриваючої пластини 32 не сприяє збільшенню об'єму затверділої проби, що витягується, металу. Поверхня
З5 для аналізу затверділої проби 5 сталі або чавуну, розміщеної в пробовідбірній порожнині, лежить у площині АР аналізу. Додатково, перший отвір 20 і зв'язана впускна трубка 7 і газовий отвір 33 і зв'язаний з'єднувач 2 рознесені від і не перетинаються із площиною АР аналізу.
Далі довжина І! кожної зони 34, 35, 3б описана з погляду розміру, паралельного і вирівняного з поздовжньою віссю Х пробовідбірної порожнини, ширина М/ кожної ділянки 34, 35, 36 описана з погляду розміру, перпендикулярного поздовжній осі Х; і глибина О кожної зони 34, 35, 36 описана з погляду розміру, перпендикулярного поздовжній осі Х і перпендикулярного розміру ширини. Конкретніше, глибина кожної зони 34, 35, 36 виміряється від точки уздовж площини АР аналізу до нижнього кінця або межі кожної зони 34, 35, 36, оскільки пробовідбірна порожнина пробовідбірної камери З обмежена на одному кінці зонами 34, 35, 36, а на іншому кінці - закриваючою пластиною 32, що лежить у площині аналізу.
Розміри довжини І, ширини МУ і глибини О найбільш чітко показані на Фіг. 4, Фіг. 6 і Фіг. 11.
Розмір площі перерізу, обговорюваний у даному документі, еквівалентний розміру ширини МУ, помноженому на розмір глибини О (див. Фіг. 11).
Зона 35 аналізу має ширину М/д від 8 до 12 мм, переважно 10 мм. Довжина Ід зони 35 аналізу, що проходить від переднього кінця до заднього кінця (задній кінець зони аналізу відповідає передньому кінцю вентиляційної зони 36), становить 25-35 мм, переважно 30 мм.
Глибина Са зони 35 аналізу проходить від точки уздовж площини АР аналізу до закритого нижнього кінця 355 і межі З5с (тобто основи заглиблення). Глибина Од зони 35 аналізу становить від 0,5 до З мм, переважно 2 мм.
В одному варіанті виконання ширина МУд зони 35 аналізу незначно звужується уздовж поздовжньої осі Х так, що площа перерізу зони 35 аналізу (тобто площа перерізу зони 35 аналізу по площині, перпендикулярній поздовжній осі Х, як показано на Фіг. 11) має максимальне значення поблизу від заглибного кінця 16 пробовідбірної камери З і незначно звужується в напрямку до вентиляційної зони 36. Конкретніше, стінки, що утворюють ширину М/д бо зони 35 аналізу (тобто стінки, що проходять перпендикулярно до першої поверхні 40), незначно звужуються в напрямку поздовжньої осі Х так, що ширина М/д зони 35 аналізу більша на першому кінці 16 пробовідбірної камери З поблизу від впускної трубки 7 і зменшується в напрямку поздовжньої осі Х у напрямку до вентиляційної зони 36. У зв'язку із цим зона 35 аналізу може забезпечувати усадку розплавленого металу, що твердне, без надмірної напруги в тонкому перерізі затверділої проби 5 металу.
Площа перерізу впускної трубки 7, що являє собою переріз впускної трубки 7 по площині, перпендикулярній поздовжній осі Х, як показано на Фіг. 11, залежить від площі перерізу зони 35 аналізу і зони 34 розподілу. Переважно, площа перерізу впускної трубки 7 становить 0,5-2 від площі перерізу зони 35 аналізу. Конкретніше, відношення площі впускної трубки 7 до площі зони 35 аналізу становить більше 0,5 і менше 2. Переважно, площа перерізу впускної трубки 7 становить 0,20-0,70 від найбільшої площі перерізу зони 34 розподілу і, таким чином, знижує швидкість на впуску, необхідну для змішування металів, у тому числі для включення будь-яких розкиснювачів. Більш переважно, площа перерізу впускної трубки 7 становить 0,55 від найбільшої площі перерізу зони 34 розподілу. Якщо площа перерізу впускної трубки 7 занадто мала (тобто менше 0,5 від площі перерізу зони 35 аналізу і/або менше 0,20 від найбільшої площі перерізу зони 34 розподілу), то не відбувається достатнього уповільнення розплавленого металу, що втікає, для досягнення оптимального змішування розкиснювачів і зменшення турбулентного потоку, і при цьому відбувається погане заповнення. Якщо площа перерізу впускної трубки 7 занадто велика (тобто більше ніж в 2 рази перевищує площу перерізу зони 35 аналізу і/або більше ніж в 0,70 рази перевищує найбільшу площу перерізу зони 34 розподілу), то зона 34 розподілу при заповненні додає фізичну теплоту розплавленій пробі металу, що повинна бути вилучена більшою масою корпусу 30, таким чином, відходячи від економічного рішення.
Зона 34 розподілу, як описано раніше, лежить під зоною 35 аналізу і у зв'язку з цим не впливає на загальну довжину ГА зони 35 аналізу. Обсяг зони 34 розподілу обмежений зоною 35 аналізу, і, конкретніше, межею З35с на її верхньому кінці, а також її протилежними бічними стінками З4а, 34Б і її нижньою поверхнею 34с (див. Фіг. 11). Бічні стінки З4а, 340 по суті перпендикулярні площині АР аналізу. Ширина М/о зони 34 розподілу (тобто відстань між бічними стінками З4а, 345) також переважно не перевищує ширину Ул зони 35 аналізу і переважно не
Зо менше внутрішнього діаметра впускної трубки 7. Переважно, ширина М/о зони 34 розподілу дорівнює внутрішньому діаметру впускної трубки 7. Перша ділянка нижньої поверхні 34с (тобто поверхні, протилежній зоні 35 аналізу) зони 34 розподілу проходить у горизонтальній площині, паралельній поздовжній осі Х. Друга ділянка нижньої поверхні 34с нахилена і, конкретніше, проходить нагору під кутом а і перетинається із закритим нижнім кінцем 356 зони 35 аналізу під кутом від 40 до 90", переважно 60". Зона 35 розподілу закінчується на цьому перетинанні. У зв'язку із цим глибина зони 34 розподілу зменшується в напрямку потоку розплавленого металу від впускної трубки 7 до газового з'єднувача 2.
Глибина Оу вентиляційної зони 36 становить від приблизно 0,1 до 1 мм, довжина ГУ вентиляційної зони 36 становить приблизно 5 мм, а ширина МУу вентиляційної зони 36 переважно дорівнює або менше ширини Му зони 35 аналізу. Глибина бу вентиляційної зони 36 має свій максимум на кінці ближче до заглибного кінця 16 пробовідбірної камери 3. Тобто глибина Оу вентиляційної зони 36 незначно зменшується від напрямку І занурення до сполучного об'єму 38. Конкретніше, поступове зменшення глибини Оу вентиляційної зони 36 від заднього кінця зони 35 аналізу до кінця вентиляційної зони 36 від 1 до 0,2 мм є переважним.
Немає ніякого збільшення ширини пробовідбірної порожнини після кінця зони розподілу до газового з'єднувача або збільшення глибинних розмірів пробовідбірної порожнини в напрямку потоку розплавленої сталі або чавуну від впускної трубки 7 до газового з'єднувача 2 так, що усадка металу під час затвердівання може вільно переміщатися в напрямку до впускної трубки 7.
Площа перерізу зони 35 аналізу (тобто ширина МуУд зони 35 аналізу, помножена на глибину
Ба зони 35 аналізу) від 2,5 до 10 разів більша площі перерізу вентиляційної зони 36 (тобто ширини МУУу вентиляційної зони 36, помноженої на глибину Оу вентиляційної зони 36). У зв'язку із цим максимальна площа перерізу вентиляційної зони 36 становить від 2 до 8 мм".
Різні зони 34, 35, 36 пробовідбірної камери 3, як обговорювалося вище, відповідають різним ділянкам затверділої проби 5 металу, утвореної в пробовідбірній камері 3. У зв'язку із цим розміри вентиляційної зони 36, зони 35 аналізу і зони 34 розподілу відповідають розмірам різних ділянок затверділої проби 5 металу, утвореної в них. Наприклад, глибина кожної із зон 36, 35, 34 відповідає товщині відповідної ділянки затверділої проби 5 металу.
Фіг. 8-9А показують альтернативну пробовідбірну камеру, що по суті є такою ж, як бо пробовідбірна камера 3, за винятком певних розходжень у конфігураціях корпусу 60 і закриваючої пластини 62, як обговорюється нижче. Корпус 60 включає у себе сполучний об'єм 68, вентиляційну зону 66, зону 65 аналізу і зону 64 розподілу, які є такими ж, як сполучний об'єм 38, вентиляційна зона 36, зона 35 аналізу і зона 34 розподілу корпусу 30 відповідно. Корпус 60 також забезпечений газовим отвором 63 на одному кінці, подібним до газового отвору 33 пробовідбірної камери 3, і впускною трубкою 67, подібною до впускної трубки 7 пробовідбірної камери 3. Корпус 60 також має першу сторону або поверхню 70, яка являє собою поверхню для аналізу і яка проходить у першій площині АЕ, і протилежну другу поверхню 72. На відміну від корпусу 30 корпус 60 не включає у себе піднятий гребінь (тобто піднятий гребінь 39 корпусу 30).
З посиланням на Фіг. 9-9А закриваюча пластина 62 має першу поверхню 74, виконану з можливістю повернення до корпусу 60 у зібраній конфігурації пробовідбірної камери. Прокладка 61 забезпечена на першій поверхні 74 закриваючої пластини 62 для розміщення між корпусом 60 і закриваючою пластиною 62 у зібраній конфігурації пробовідбірної камери. На відміну від закриваючої пластини 32 пробовідбірної камери З закриваюча пластина 62 додатково включає у себе підняту центральну ділянку 69, що проходить від її першої поверхні 74. Піднята центральна ділянка 69 має висоту від 0,2 до 0,5 мм, переважно 0,3 мм. Прокладка 61 оточує або охоплює підняту центральну ділянку 69.
У зібраній конфігурації пробовідбірної камери піднята центральна ділянка 69 закриваючої пластини 62 перебуває на одному рівні з корпусом 60 із прокладкою 61 для ущільнення відносно першої поверхні 70 корпусу. Таким чином, закриваюча пластина 62 закриває відкритий об'єм пробовідбірної камери, видовбаний з матеріалу корпусу 60, для утворення сполучного об'єму 68, вентиляційної зони 66, зони 65 аналізу і зони 64 розподілу. У цьому варіанті виконання площина АР аналізу відповідає площині АЕ поверхні 70 для аналізу.
З посиланням на Фіг. 10 показаний альтернативний варіант виконання пробовідбірної камери 3, 3, що додатково включає в себе розкиснювач у вигляді смуги 71. Різні посилальні позиції, використовувані для опису пробовідбірної камери 3, показаної на Фіг. 6, повторюються на Фіг. 10, але повторно не обговорюються у зв'язку з Фіг. 10, оскільки вони ідентифікують ті ж компоненти, які вже описані відносно Фіг. б. Розкиснювачем переважно є алюміній, але альтернативно може бути цирконій, титан або інші такі розкиснювачі, відомі в рівні техніки.
Ширина і товщина смуги 71 розкиснювача становлять приблизно 2 мм і 0,1 мм відповідно. Смуга
Зо 71 розкиснювача прикріплена до впускної трубки 7 на її другому кінці 22, протилежному напрямку І занурення, за допомогою загину 73 над другим кінцем 22 впускної трубки 7, таким чином, чинячи опір зусиллю продувального газу для введення смуги 71 розкиснювача металу в розплавлену ванну. Довжина смуги 71 розкиснювача металу переважно дорівнює довжині впускної трубки 7, що вміщується у вимірювальну головку 5. Ділянка 72 смуги 71 розкиснювачів металу, розташованої у впускній трубці 7, переважно скручена щонайменше на 907 для розміщення її ширини перпендикулярно стінці впускної трубки 7.
Швидке охолодження розплавленого металу, що збирається в пробовідбірній камері 3, багато в чому досягається за рахунок співвідношення між масою пробовідбірної камери З (тобто маса закриваючої пластини 32 плюс маса корпусу 30) і об'ємом розплавленого металу, що збирається, який перетворюється в масу. У випадку розплавленої сталі, що має приблизну густину розплаву 7 г/смУ, або у випадку розплавленого чавуну, що має приблизну густину розплаву 6, 8 г/сму, відношення маси пробовідбірної камери З до маси розплавленого металу, що збирається в пробовідбірній камері 3, (що обчислюється на основі об'єму, що збирається в ній) переважно становить від 9 до 12, більш переважно 10, щоб забезпечувати поверхню А5 для аналізу без оксидів.
Таким чином, хоча внутрішні порожнечі зони 35 аналізу, вентиляційної зони 36 і зони 34 розподілу переважно задовольняють певним розмірним критеріям, описаним вище, габаритні розміри пробовідбірної камери З (що складається з закриваючої пластини 2 і корпусу 30) також переважно задовольняють певним критеріям для досягнення бажаного відношення маси пробовідбірної камери З до маси розплавленого металу, що збирається в пробовідбірній камері
З. Фахівцеві в галузі техніки буде зрозуміло, що загальна ширина, глибина і/або довжина корпуса 30 або закриваючої пластини 32 при необхідності можуть регулюватися для збільшення або зменшення маси корпусу 30 без зміни внутрішніх порожнеч, необхідних для створення пробовідбірної порожнини.
Зокрема, після одержання допусків для зовнішніх діаметрів обох другого кінця 22 впускної трубки 7 і газового з'єднувача 2 таким чином, щоб вони обидва повністю перебували в межах пробовідбірного корпусу, один або більше розмірів корпусу 30 можуть бути легко відкоректовані, щоб відповідати вимозі до відношення мас, щоб маса пробовідбірної камери З (де закриваюча пластина 32 становить від 10 до 20 95 від маси пробовідбірної камери 3) становила 9-12, 60 переважно 10, мас проби 5 металу.
Для того щоб витягати придатну для аналізу з використанням ОЕС розплавлену пробу металу з ванни розплавленого металу відповідно до винаходу, наведені далі приклади забезпечують ілюстративні процедури і конфігурації відповідно до винаходу, але буде зрозуміло, що багато інших процедур і конфігурації можливі в межах обсягу охорони винаходу.
Зокрема, буде зрозуміло, що процедурні етапи, такі як удар по пробовідбірній порожнині, є додатковими етапами.
Приклад 1
Зонд 10, що включає в себе пробовідбірну камеру 3, показану на Фіг. 6, пневматично з'єднаний із тримачем зонда за допомогою простого натискного, відтяжного з'єднувача 23.
З'єднувач 23 або безпосередньо прикріплений до пробовідбірної камери 3 за допомогою з'єднувача 2, або перебуває на відстані, приєднаний за допомогою пневматичної лінії. Закриття газового контуру забезпечує невеликий надлишковий тиск інертного продувального газу.
Використовуючи тримач зонда для механічної переваги, зонд 10 занурюється у ванну розплавленого металу і залишається на заданій відстані під поверхнею металу протягом зазначеної тривалості. Під час цього занурення захисна кришка 9 вимірювальної головки 5, що виконана з можливістю витримувати руйнування при проходженні через шлак, що плаває на поверхні металу, розплавляється, таким чином, оголюючи меншу захисну кришку 8 впускної трубки 7. Оскільки перший захисний ковпачок 4 також надалі розплавляється, надлишковий тиск інертного газу вивільняється, і інертний продувальний газ протікає з тримача зонда через газовий з'єднувач 23 (якщо він присутній) і з'єднувач 2 у сполучний об'єм 38, вентиляційну зону 36, зону 35 аналізу, зону 34 розподілу, що лежить під зоною 35 аналізу, і внутрішній об'єм 7а впускної трубки. Газовий з'єднувач 23 (якщо він присутній) і з'єднувач 2 приклеюються до корпусу 30 по суті газонепроникним способом за допомогою адгезиву 26, і впускна трубка 7 приклеюється до корпусу 30 по суті газонепроникним способом за допомогою адгезиву 27.
Конкретніше, другий кінець 22 впускної трубки 7 повністю перебуває в корпусі 30 і приклеєний до нього по суті газонепроникним способом за допомогою адгезиву 27.
Цей продувальний газ спочатку видаляє навколишню атмосферу, що потенційно окиснює, у пробовідбірній камері З і продовжує текти протягом декількох секунд, що дозволяє видувати залишки другої захисної кришки 9 і будь-якого шлаку, що був затягнутий, прикріплені до
Зо вимірювальної головки 5. Потім пневматичні клапани миттєво перемикаються з режиму продувки в режим випуску або вакууму так, що напрямок продувального газу змінюється на протилежний для видалення надлишкового тиску, зокрема, дозволяючи надлишковому тиску в пробовідбірній камері З випускатися по зворотному маршруту, як зазначено вище, і виходити з пробовідбірної камери 3. При цьому розплавлений метал з ванни розплавленого металу (не показана) входить в і заповнює впускну трубку 7 і виходить із об'єму 7а впускної трубки 7 у зону 34 розподілу пробовідбірної камери 3. Потім розплавлений метал подається в зону 35 аналізу, що лежить над зоною 34 розподілу, і заповнює зону 35 аналізу. Частина розплавленого металу буде продовжувати протікати в напрямку до з'єднувача 2 на другому кінці пробовідбірної камери 3, таким чином, щонайменше частково або навіть повністю заповнюючи вузьку вентиляційну зону 36. Потім тримач зонда переміщається в протилежному напрямку, видаляючи заповнену пробовідбірну камеру з розплавленої ванни. Фахівцеві в галузі техніки буде зрозуміло, що основний опис тримача зонда і пневматичних клапанів і перемикачів, необхідних для виконання відбору проб за допомогою пневматики, відомо в рівні техніки і не є частиною даного винаходу.
Невеликий розмір витягнутої розплавленої сталі або чавуну охолоджується корпусом 30 і закриваючою пластиною 32, навіть коли вимірювальний зонд вилучений з технологічної ємності.
Швидкість відводу тепла від розплавленої проби охолоджує розплавлений метал з температури, що досягає 1750 С, до 100"С або кімнатної температури протягом однієї хвилини, що по суті виключає все зовнішнє охолодження, необхідне при звичайному відборі проб, і дозволяє негайне виймання з форми без можливості окиснення поверхні, що звичайно буде виникати при виставлянні гарячої металевої поверхні на атмосферу, що містить кисень.
Коли розплавлений метал застигає в пробовідбірній камері 3, затверділа проба 5 металу утворюється невіддільно від корпусу З0, як показано на Фіг. 7-7А.
Невелике звуження у вентиляційній зоні 36 сприяє охолодженню розплавленого металу до того, як він досягне газового з'єднувача 2, і забезпечує те, що затверділа проба 5 металу може всідатися в напрямку зони 35 аналізу. Конкретніше, розплавлений метал, що заповнює вентиляційну зону 36, переважно застигає у вентиляційній зоні 36 повністю до досягнення сполучного об'єму 38.
Розплавлений метал застигає в зоні 35 аналізу напроти закриваючої пластини 32 і, конкретніше, напроти першої поверхні 44 закриваючої пластини 32, таким чином, утворюючи 60 поверхню АБ для аналізу проби 5, яка являє собою поверхню, виконану з можливістю розміщення поверненої вниз на ступені оптичного емісійного спектрографа під час аналізу проби 5. Поверхня А5 для аналізу проходить у площині, де перша поверхня 44 закриваючої пластини 32 безпосередньо контактує з поверхнею, утвореною гребенем 39 (тобто площиною
АР аналізу). З посиланням на Фіг. 7-7А поверхня А5 для аналізу проходить у тій же площині, що і гребінь 39 корпуса 30, а саме в площині АР аналізу. Конкретніше, як поверхня А5 для аналізу затверділої проби 5 металу, що прилягає до першої поверхні 44 закриваючої пластини 32, такі металевий гребінь 39, що перебуває в контакті з першою поверхнею 44 закриваючої пластини 32, продовжують площину АР аналізу, щоб допомогти закрити отвір ОЕС.
Вимірювальна головка 5 легко руйнується, дозволяючи видаляти пробовідбірну камеру З з несучої трубки 1 у передньому напрямку І занурення. Кліпса 4, що утримує пробовідбірну камеру 3, яка складається з двох частин, видаляється. З посиланням на Фіг. 7-7А показана розібрана пробовідбірна камера 3. На відміну від звичайних пробовідбірних пристроїв проба 5 залишається прикріпленою до пробовідбірного корпуса 30. У зв'язку з цим вираз "проба", коли в даному документі згадується металевий зразок, що доставляється до ОЕС, належить до нероздільної сукупності витягнутої затверділої проби і пробовідбірного корпуса 30.
Конкретніше, Фіг. 7-7А показують корпус 30, що містить затверділу пробу 5 металу, що невіддільно міститься в ньому, при цьому закриваюча пластина 32 не показана, оскільки вона була від'єднана від корпусу 30. Поверхня А5 для аналізу містить поверхню ділянки 55 проби 5, утвореної в зоні 35 аналізу, що перебуває над зоною 34 розподілу заповнення металу. Ділянка 56, що залишилася, проби 5, що проходить від і суміжна з ділянкою 55 зони аналізу, складається з металу, що затік і затвердів у вентиляційній зоні 36. Таким чином, ділянка 56, що залишилася, проби 5 може включати в себе нерівномірності, такі як нерівномірна структура 58, які не впливають на наступний аналіз ОЕС. Поверхня А5 для аналізу лежить у площині АР аналізу, і немає ніяких частин або сторонніх адгезивних матеріалів, які можуть порушити площину АР аналізу. Тобто невіддільність проби 5 і корпуса 30 приводить до подовження корпуса 30 по обидві сторони від затверділого металу, а саме по гребеню 39, уздовж площини аналізу.
Потім проба (тобто корпус 30, що містить затверділу пробу 5 металу, у формі, показаній на
Фіг. 7-7ТА) доставляється до ОЕС за допомогою звичайних засобів і прямо аналізується за допомогою ОЕС без підготовки поверхні. Швидке охолодження проби 5 виключає окиснення поверхні, що звичайно зустрічається під час етапу виймання з форми. Це виключає необхідність у механічному шліфуванні і забезпечує швидкий аналіз проби 5 і повідомлення хімічного складу для процесу обробки металу, що очікує ці результати. Оскільки впускна трубка 7 і газовий отвір 33 (а також газовий з'єднувач 2) розташовані в корпусі 30, рознесеному від і, конкретніше, такому що перебуває нижче площини аналізу (а також нижче поверхні 40 для аналізу), замість обхвату обох сторін, як це звичайно зустрічається у двостулкових формах відомого рівня техніки, де ці компоненти лежать уздовж лінії рознімання форми, необов'язково видаляти впускну трубку 7 і газовий з'єднувач 2 з корпусу 30, щоб одержувати поверхню без оксидів, таким чином, забезпечуючи створення затверділої проби 5 металу, що може бути безпосередньо розміщена на ОЕС без підготовки (тобто аналіз без підготовки). Тобто ніяка частина впускної трубки 7 і газового отвору 33/газового з'єднувача 2 не перетинається із площиною АР аналізу так, що впускна трубка 7 і газовий отвір З3З/газовий з'єднувач 2 не впливають на площину АР аналізу.
Також було виявлено, що заповнення пробовідбірної порожнини уздовж тієї ж поздовжньої осі Х, що і у поверхні А5 для аналізу проби, поліпшує однорідність проби.
Приклад 2
Затверділа проба 5 металу, що підходить для аналізу з використанням ОЕС, витягається з ванни розплавленого металу за допомогою тієї ж процедури, що використовується для прикладу 1, за винятком того, що зонд 10 включає у себе пробовідбірну камеру 3, виконану, як показано на Фіг. 8-9А. Таким чином проба 5, що отримується, невіддільно міститься в корпусі 60, при цьому поверхня А5 для аналізу проходить у площині, де піднята центральна ділянка 69 закриваючої пластини 62 перебуває на одному рівні з першою поверхнею 70 корпусу 60. У зв'язку із цим маса і площа поверхні корпуса 60, які перебувають у контакті з холодним приладом ОЕС, максимізовані.
Конкретніше, Фіг. 12-12А показують корпус 60, що містить затверділу пробу 5 металу, що невіддільно міститься в ньому, при цьому закриваюча пластина 62 не показана, оскільки вона була від'єднана від корпусу 60. Поверхня А5 для аналізу містить поверхню ділянки 75 проби 5, утвореної в зоні 65 аналізу, ділянка якої перебуває над зоною 64 розподілу заповнення металу.
Ділянка, що залишилася, 76 проби 5, що проходить від і суміжна з ділянкою 75 зони аналізу, бо складається з металу, що затік і затвердів у вентиляційній зоні 66. Таким чином ділянка 76, що залишилася, проби 5 може включати в себе нерівномірності, такі як нерівномірна структура 78, які не впливають на наступний аналіз ОЕС. Поверхня А5 для аналізу лежить у площині АР аналізу, і немає ніяких частин або сторонніх адгезивних матеріалів, які можуть порушити площину АР аналізу. Поверхня 70 для аналізу (тобто перша поверхня 70 корпуса 60) також лежить у площині АР аналізу (тобто площина АЕ відповідає площині АР). Тобто невіддільність проби 5 і корпусу 60 приводить до подовження корпусу 60 по обидві сторони від затверділого металу, а саме по першій поверхні 70 уздовж площини АР аналізу.
Фахівцеві в галузі техніки з вищенаведених прикладів може бути зрозуміло, що пробовідбірна камера З може бути використана в будь-якому відомому типі пробовідбірних пристроїв і в галузі застосування відбору проб.
Переваги даного винаходу найкраще зрозумілі у світлі процесів обробки розплавленого металу, які є дуже швидкими, і де зайва обробка металу і/або зайва обробка тепла можуть приводити до більших додаткових витрат з погляду часу і матеріалів, яких можна було б уникнути за допомогою легко доступного хімічного складу металу в місці процесу обробки.
Винахід забезпечує усунення недоліків відомого рівня техніки шляхом забезпечення затверділої проби металу, переважно сталі або чавуну, виконуючи наступні вимоги: - проба металу аналізується на оптичному емісійному спектрометрі, - проба металу у своєму найбільшому перерізі має глибину від 0,5 до З мм, переважно 2 мм, - затверділа проба металу не має газової пористості та уловленого шлаку, - плоска поверхня, що витягається, для аналізу не має ліній потоку текучого середовища, що встановлюють відстань від поверхні до анода ОЕС, - поверхня проби не піддається окисненню, - однорідна проба металу має максимальну товщину, перпендикулярну площині аналізу, для виключення ділянок металевої та неметалевої сегрегації, - поверхня для аналізу проби охоплює приблизно 10х30 мм і, таким чином, забезпечує достатню площу поверхні для одержання щонайменше 2, переважно 4 іскор, - поверхня проби лежить у тій же площині, що і пробовідбірний корпус, у якому метал, що відбирається, охолоджується, таким чином, що площина поверхні для аналізу проби проходить без переривання в обох напрямках поверхні по пробовідбірному корпусу 30, 60 (тобто по
Зо гребеню 39 у пробовідбірному корпусі 30, як показано на Фіг. 1-1 А, або по першій поверхні 70 пробовідбірного корпусу 60, як показано на Фіг. 12-12А) зі зміною менше 0,1 мм, і поверхня проби термічно підтримується під час аналізу ОЕС за допомогою прикріпленого пробовідбірного корпусу 30, 60.
Невіддільність проби 5 і корпуса 30, 60 приводить до подовження корпусу 30, 60 по обидва боки від затверділого металу уздовж площини аналізу, що забезпечує численні поліпшення в порівнянні з відомим рівнем техніки. Звичайні проби відомого рівня техніки, які повністю складаються тільки з металу, що відбирається, і призначені для задоволення фізичних вимог
ОЕС (тобто повністю закривають отвір для аналізу ОЕС), а не призначені для досягнення геометрій, які сприяють точності ОЕС, повністю закривають отвір для аналізу ОЕС. Таким чином, звичайні проби відомого рівня техніки мають розмір проби, що має більше матеріалу, ніж необхідно для прийнятної проби металу. Під час ОЕС іскра не повинна потрапляти на матеріал краю на етапі відбору проб ОЕС, тому цей отвір цілеспрямовано досить великий, як описано раніше. Інертний газ вдувається в іскрову камеру під час аналізу, тому витоки між аналізованою пробою 5 і ступенем спектрометра не припустимі.
Винахід використовує невіддільність проби 5 і корпуса 30, 60, щоб також забезпечувати ділянку поверхні корпуса 30, 60 для закриття отвору для аналізу. Корпус 30, 60 пробовідбирача, що проходить перпендикулярно осі подовження, дозволяє зоні 35 аналізу бути лише трохи більше, ніж площа припікання іскри ОЕС. У зв'язку із цим подовженням площини АР аналізу по корпусу 30, 60 пробовідбирача об'єм розплавленого металу, що заповнює зону 35, 65 аналізу корпусуа 30, 60 пробовідбирача, може бути набагато менший. Цей зменшений об'єм перетвориться в зменшене підведення теплоти, так що спільна теплота розплавленого металу, що заповнює зону 34, 64 розподілу, зону 35, 65 аналізу і вентиляційну зону 36, 66, по суті менша, ніж у пристроях відомого рівня техніки, і у зв'язку із цим може бути виконане швидке охолодження для досягнення несегрегованої проби металу. Додатково, проба 5, що витягається, має витягнуту форму, що забезпечує мінімальну відстань до матеріалу суміжного корпусу 30, 60 для розподілу тепла від проби 5 під час аналізу ОЕС.
Тобто відносно менший об'єм проби і відносно більший об'єм корпусу 30, 60 пробовідбирача забезпечують необхідне відношення мас (тобто відношення маси пробовідбірної камери З до маси розплавленого металу, що збирається в пробовідбірній камері 3, становить від 9 до 12, бо більш переважно 10), таким чином, підвищуючи здатність прикріпленого корпусу 30, 60 функціонувати як тепловідвід для зменшення теплового збільшення проби під час ОЕС і, у свою чергу, мінімізуючи зміну аналізу. Таким чином, нероздільний вузол пробовідбірного корпусу 30, 60 і затверділої проби 5 забезпечує корисні функції під час вилучення проби, а потім під час аналізу проби, які раніше не були виявлені або визнані.
Швидке затвердіння розплавленого металу і, таким чином, одержання однорідної затверділої проби 5 металу є можливим і, конкретніше, оптимізоване за рахунок відносно невеликого пробовідбірного об'єму (тобто невеликої пробовідбірної порожнини, утвореної зоною 34 розподілу, зоною 35 аналізу і вентиляційною зоною 36) і відносно великої охолодної маси корпусу 30, 60 пробовідбірної камери, а також підтримки тісного контакту між поверхнями розплавленої проби 5, що твердне, і охолодного корпусу 30, 60 пробовідбірної камери 3, коли проба охолоджується і дає усадку під час затвердіння. Перевага збільшеної площі поверхневого контакту між корпусом 30, 60 і пробою 5, що твердне, для оптимізації теплообміну під час охолодження також сприяє підтримці температури проби під час наступного аналізу, коли енергія іскри ОЕС нагріває невелику масу затверділої проби 5 металу. Такий аналіз може відбуватися незабаром після вилучення з ванни розплавленого металу або через кілька хвилин, годин або днів.
Важливо відзначити, що проба 5 металу, одержувана з розплавленого металу, залишається в пробовідбірному корпусі З0, 60 для аналізу, як показано на Фіг. 7-7А і 12-12А, не видаляється з нього. Конкретніше, на відміну від пробовідбірників і проб відомого рівня техніки даний винахід вимагає невіддільності пробовідбірного корпусу 30, 60, що являє собою найбільшу охолодну масу, і проби 5 металу, що витягається, під час аналізу ОЕС. Таким чином, під час аналізу ОЕС затверділа проба 5 залишається закріпленою в корпусі 30, 60, що приводить до подовження корпусу 30, 60 по обидва боки затверділого металу (тобто по гребеню 39 або плоскій поверхні 70) уздовж площини АР аналізу.
Сукупна ширина зони 34, 64 аналізу і суміжних ділянок корпусу З0, 60 становить від 10 до 30 мм. Конкретніше, ця сукупна ширина являє собою ефективну ширину МУ аналізованої ділянки, що лежить у площині АР аналізу. Ефективна ширина МУк містить ширину затверділої проби 5, утвореної в зоні 35, 65 аналізу (тобто М/х, що становить від 8 до 12 мм, переважно 10 мм) і ширину ділянок корпусу 30, 60 (наприклад, гребеня 39, як показано на Фіг. 7), що проходять по
Зо обидва боки проби 5 уздовж площини АР аналізу.
Під час аналізу ОЕС поверхня затверділої проби 5 металу піддається впливу високотемпературної дуги, що збуджує поверхневі атоми проби 5 для випромінювання. Потім проба 5 переміщається так, що нова іскра може збуджувати нову поверхню. Звичайно аналіз буде мати як мінімум дві іскри, іноді три і не більше 4 без підготовки між іскрами. У звичайних пробах металу невеликого об'єму нагрівання проби металу звичайно підвищує температуру проби, що приводить до все більшої та більшої помилки при аналізі, оскільки температура проби збільшується з першої температури перед першою іскрою.
Однак у даному винаході тепло, одержуване під час аналізу, видаляється або щонайменше зменшується за рахунок невіддільності проби 5 від пробовідбірного корпуса 30, 60, таким чином, виключаючи цю помилку відомого рівня техніки. Це є несподіваним результатом даного винаходу. Конкретніше, було несподівано виявлено, що, оскільки проба 5 залишається закріпленою в пробовідбірному корпусі 30 під час аналізу ОЕС, зміна температури невеликого об'єму затверділого металу мінімізується. Пробовідбірний корпус 30, 60, до якого залишається прикріпленою затверділа проба 5 металу, забезпечує тепловідведення для поглинання теплового введення від ОЕС під час аналізу.
Затверділа проба 5 переважно виконана у вигляді витягнутої смуги або прямокутника, так що відстань між геометричним центром затверділої проби 5 металу і оточуючим тепловідведенням (тобто корпусом 30, 60) є мінімальним. Наприклад, коли витягнута проба 5 має ширину 10 мм, тепло від центральної ділянки проби повинне розсіюватися тільки через 5- міліметрову масу проби.
Під час аналізу ОЕС іскра додасть тепло пробі 5, а потім тепло розподілиться (тобто швидкість розподілу в одиницях у секунду) по всій масі проби 5. Спосіб, яким тепло розподіляється, буде впливати на температуру, вимірювану на поверхні проби 5 для кожної наступної іскри. Таким чином, було виявлено, що температуропровідність матеріалу є підходящим критерієм для вибору матеріалу пробовідбірного корпусу 30, 60.
Температуропровідність забезпечена в одиницях м2/з і дорівнює теплопровідність (Вт/меК)/ (густина (кг/м3) х питома теплоємність (Дж/кгеК)).
Переважно, відношення температуропровідності затверділого металу, що відбирається, до температуропровідності пробовідбірного корпусу 30, 60 становить від 0,1 до 0,5 і більш 60 переважно 0,2. Зокрема, для відбору проб розплавленого чавуну або розплавленої сталі алюміній виявився гарним електро- і теплопровідним матеріалом для утворення пробовідбірного корпусу 30, 60 тепловідведення, оскільки, не дивлячись на його відносно низьку температуру плавлення, швидкість передачі тепла алюмінієвого корпусу 30, 60 набагато вища, ніж швидкість передачі тепла чавуну або сталі, що відбирається. Однак буде зрозуміло, що інші метали, такі як мідь, можуть використовуватися для утворення корпусу 30, 60, припускаючи, що бажане відношення температуропровідностей (передача тепла) задовольняє вимогам. Було виявлено, що такий корпус 30, 60, утворений з добре електро- і теплопровідного матеріалу, зменшує помилку при аналізі ОЕС шляхом передачі тепла на внутрішню ділянку прикріпленого пробовідбірного корпусу 30, 60, а також полегшує передачу тепла на устаткування ОЕС по поверхні 70 уздовж площини АР аналізу.
Фахівцеві в галузі техніки буде зрозуміло, що в описані вище варіанти виконання можуть бути внесені зміни, не відходячи від широкої концепції винаходу. У зв'язку з цим варто розуміти, що цей винахід не обмежений конкретними розкритими варіантами виконання, але він призначений для охоплення модифікацій у межах суті і обсягу охорони винаходу, як визначено прикладеною формулою винаходу.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ВИНАХОДУ1. Вузол пробовідбірної камери для розплавленого металу, причому вузол пробовідбірної камери містить: закриваючу пластину і корпус, який відрізняється тим, що корпус включає у себе: заглибний кінець, що має перший отвір для впускної трубки для розплавленого металу, і протилежний кінець; і першу поверхню, що проходить між заглибним кінцем і протилежним кінцем, причому перша поверхня має заглиблення, що проходить від місця поблизу від заглибного кінця до протилежного кінця, заглиблення перебуває в безпосередньому зв'язку по текучому середовищу з першим отвором і виконане з можливістю прийому розплавленого металу із впускної трубки, причому закриваюча пластина і корпус виконані з можливістю збирання разом уздовж першої Зо площини для утворення пробовідбірної порожнини, що включає в себе заглиблення, так, що поверхня для аналізу затверділої проби металу, утвореної в пробовідбірній порожнині, лежить у першій площині, причому пробовідбірна порожнина і перший отвір вирівняні уздовж загальної поздовжньої осі, причому перший отвір рознесений від першої площини, причому відношення температуропровідності затверділої проби металу до температуропровідності матеріалу, що утворює корпус, становить від 0,1 до 0,5, переважно 0,2, і причому корпус виконаний так, щоб бути невіддільним від затверділої проби металу, і щонайменше частина корпусу перебуває безпосередньо суміжно затверділій пробі металу і лежить у першій площині.2. Вузол пробовідбірної камери за попереднім пунктом, який відрізняється тим, що відношення маси пробовідбірної камери до маси розплавленого металу, що приймається в об'ємі для збирання проби, становить від 9 до 12, переважно 10.3. Вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що глибина заглиблення становить від 0,5 до З мм.4. Вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що корпус додатково включає у себе гребінь, що виступає з першої поверхні та оточує заглиблення, сукупна ширина заглиблення і суміжних ділянок гребеня становить від 10 до 30ММ.5. Вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відсутнє збільшення розміру ширини пробовідбірної порожнини після зони розподілу в напрямку потоку розплавленого металу від впускної трубки до протилежного кінця.6. Вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відношення довжини до глибини пробовідбірної порожнини збільшується в напрямку потоку розплавленого металу від впускної трубки до протилежного кінця.7. Вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що загальна довжина заглиблення становить від 25 до 35 мм, переважно 30 мм.8. Вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що заглиблення має незмінну глибину, а площа поперечного перерізу заглиблення поступово 60 звужується в напрямку потоку розплавленого металу від впускної трубки до протилежного кінця.9. Вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що затверділа проба металу виконана у вигляді витягнутої смуги або прямокутника.10. Вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що закриваюча пластина включає у себе ущільнювальний елемент, виконаний з можливістю забезпечення по суті газонепроникного ущільнення між закриваючою пластиною і корпусом.11. Вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що закриваюча пластина кріпиться до корпусу за допомогою металевого затискача для утворення пробовідбірної камери.12. Вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що площа поперечного перерізу впускної трубки становить від 0,5 до 2 площ поперечного перерізу заглиблення.13. Вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що, коли закриваюча пластина і корпус зібрані разом, закриваюча пластина перебуває на одному рівні з гребенем корпусу уздовж першої площини.14. Застосування пробовідбирача, що має вузол пробовідбірної камери за будь-яким з попередніх пунктів, для одержання затверділої проби металу, що невіддільно міститься в корпусі вузла пробовідбірної камери.Х З З З З 40 ие нд я оз мк | ще Ї нин - 5 шо че з ї 4 й о НІ ман ший | софт З Б й пев ; у ! І ши З і і ІЗ ХФіг. 1 й г сш АД ки Ні Й с Ши Пенн й ше Шк ! мае Сомко тях Ша | Шо 30 ШИ ная іш Й й Р.Й КІ їх х Я Ї ! І з ' ск шу ре Ь зе ши ї і иФіг. 2 ї ' ї З Ден З : ї а 4 зеонненнкнннневтня, дян 4 й -е рі : й З В-- шк і фут. пт ннтдднкн, а ЗПул. укол кллттяжктажжк нм баки чо рам т мав ї М І і Н І : ї Н З Н З і ! ч І З НІ І Н І З І І З З ї І укл І ч фу ро 4 ї І пре скуфуіжжювжкюв кю ких ю І ! Е 3 : ! і і Е ее ше Е ше Й щ- Кк КО елнннй 1 м : «фс ся : аміно і і ! ІФіг. З х 18--- з к:К в Я І р ше НЯ; 386 40 во лк р: й -ф20 и: ЩІ зва Мік 07-39 З ше шив Мо - чу й 7 шо й нина ме шк ААААААЛААМАЯ у в х 20Фіг. 4 7а за АР й и ШЦШЦШ.АР, АЕ Ек АЕ 16 й 42Фіг. 4А' Е р нн НН З ща БІ 1 у сх : і ! ! ! і ї З :ше. шщ 1 У 3 х і КІ ІЗ : ї її ! ! її | -44 і Ії. : шк І ше ! І ІЗ і і її І ї і ї ї с ІЗ Н У іх ЯІ І. ї г . ; ЕК ж хх іх ї ї . ї її і І Я і ХЕ їх Я і В. ї і ЕІ | : НІ х У ; Х З : 3 Я ІЗ ЯШк. 1 і Ії ї : ! ТЕ ; Е и : ! і ! : Я : : ; А нн винними ки Я ШИ в НН ПК В ПН КИ Я а Й о х жк й жи я З З | 2Фіг. 5 4 4 М й Ша я Я - М і, а Я рнФіг. 5А ше я Гр з Ко с НИ шк. ЗВас ТВ шк 40-38 сн. ні Зб Ши Зб, пики - 30 Зва- 00001, 32 ВИ я Я Я нн ЗБасня| ти Клин ЧІ рити зБв и да дя за ВАТ я зва рр ве 39-77 я! ви - і тн, 7 ГЦ я 31 | а А р ши ск Щ дк ші АТО "лини ш ш-8Фіг. бЗО / / /58. --З0 і ! Ії мі і ще | о де ; дя І щи 11- Й | Шк дн де Птн для, ше ше іх - : Ф ЛА Гошт АЕ о пон ей Ше ! -- | о ПОВ К зенедентонеентнося фіг. 7 Фіг. 7А68... ши 7 Шк і І т 70 - 60 я ; кт ше64. ше с АБО НІ фіг. 8 ве 67 - 70 - т г 72Фіг. ЗА; п ща наш 1 ШЕ і ше ШІ 1274 : | ї | : ї ко о Я ж х ; З 5 г ЩІВ. ж; ЕН: ШІ ще - й ва Щ ші ШІ КЕ жк 5 Я Я Я І | ще! ОО 5 ; щі ШІ КЕ ї Я ЗЕ ЕЕ г | | у щ. Коко ! Ї за доитюннкнеокеноннесновкектннент тео КЗ я й б не ак Ко т й й 61 82 фіг. 9 я Кая , винна ся я Сон й І уунюкцюмюканююкоФіг. УА ши за що Ш- І зованих Шк в Ше я Й щі щ зви За и Зв--- и 5-7 Шин п а ШИ 22-17 ри за дня и! р ра що Шик є де Й Ши; АЕ й щ Фіг 1оММ, ши ІД д я 34 « За ще Фіг.68... 78- Пн шо -5850 до З-| | о шк ЛАФіг. 12 фіг 12А
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP16203811.1A EP3336512B1 (en) | 2016-12-13 | 2016-12-13 | Direct analysis sampler with heat sink |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA120125C2 true UA120125C2 (uk) | 2019-10-10 |
Family
ID=57749663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA201712293A UA120125C2 (uk) | 2016-12-13 | 2017-12-12 | Пробовідбирач проби для прямого аналізу з тепловідведенням |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10488304B2 (uk) |
| EP (1) | EP3336512B1 (uk) |
| JP (1) | JP6723978B2 (uk) |
| KR (2) | KR102123142B1 (uk) |
| CN (1) | CN108225847B (uk) |
| BR (1) | BR102017026400B1 (uk) |
| ES (1) | ES2726037T3 (uk) |
| PL (1) | PL3336512T3 (uk) |
| RU (1) | RU2666432C1 (uk) |
| TW (1) | TWI653441B (uk) |
| UA (1) | UA120125C2 (uk) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3336513B1 (en) * | 2016-12-13 | 2021-02-03 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Sampler for molten metal |
| EP3336514B1 (en) * | 2016-12-13 | 2023-05-31 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Direct analysis sampler |
| PL3336511T3 (pl) * | 2016-12-13 | 2019-11-29 | Heraeus Electro Nite Int | Urządzenie do pobierania próbek do bezpośredniej analizy |
| ES2726037T3 (es) * | 2016-12-13 | 2019-10-01 | Heraeus Electro Nite Int | Muestreador de análisis directo con disipador térmico |
| EP4230990A1 (en) | 2018-06-12 | 2023-08-23 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Improved molten metal sampler |
| EP4235172A3 (en) | 2018-06-12 | 2023-10-11 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Molten metal samplers for high and low oxygen applications |
| EP3693720B1 (en) | 2019-02-11 | 2023-01-11 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Method and apparatus for demolding and analyzing a direct analysis sample |
| DE102021001137A1 (de) | 2021-03-03 | 2022-09-08 | Minkon GmbH | Kassette sowie Probennehmer zur Probenahme von Proben eines flüssigen Metalls |
| EP4215896A1 (en) | 2022-01-21 | 2023-07-26 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Improved sample chamber for molten metal |
| EP4227669A1 (en) | 2022-02-15 | 2023-08-16 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Exchangeable spark unit and calibration method |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3455164A (en) * | 1966-07-06 | 1969-07-15 | Leeds & Northrup Co | Immersion molten metal sampler |
| FR1526144A (fr) * | 1967-04-10 | 1968-05-24 | Siderurgie Fse Inst Rech | Dispositif de prélèvement rapide d'un échantillon dans un bain de métal liquide |
| US3646816A (en) | 1970-07-22 | 1972-03-07 | Leeds & Northrup Co | Immersion molten metal sampler |
| US4125024A (en) * | 1977-05-05 | 1978-11-14 | National Steel Corporation | Molten metal sampling device |
| SU709973A1 (ru) | 1977-12-27 | 1980-01-18 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Автоматизации Черной Металлургии | Устройство дл отбора проб жидкого металла |
| FR2413653A1 (fr) * | 1977-12-29 | 1979-07-27 | Creusot Loire | Dispositif pour mesure de temperature et prise d'echantillon d'un bain d'acier |
| FR2421373A1 (fr) | 1978-03-30 | 1979-10-26 | Electro Nite | Event-obturateur pour dispositif de prise d'echantillon de metal en fusion |
| JPS569040U (uk) * | 1979-07-02 | 1981-01-26 | ||
| US4361053A (en) * | 1980-11-13 | 1982-11-30 | Electro-Nite Co. | Molten metal bath temperature sensor and sampler |
| US4401389A (en) | 1981-01-24 | 1983-08-30 | Electro-Nite Co. | Measuring probe for taking a sample from a metal bath and for measuring the bath temperatures |
| SU1161840A1 (ru) | 1981-04-01 | 1985-06-15 | Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт автоматизации черной металлургии | Устройство дл отбора проб жидкого металла |
| GB8313343D0 (en) * | 1983-05-14 | 1983-06-22 | Hamblin M J | Heat resistant means |
| SU1249378A1 (ru) * | 1984-07-05 | 1986-08-07 | Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт автоматизации черной металлургии | Устройство дл ввода датчиков в расплав |
| DE3919362A1 (de) * | 1989-06-14 | 1990-12-20 | Electro Nite | Vorrichtung zur bestimmung von phasenuebergaengen mittels einer aus einer metallschmelze entnommenen probe |
| DE4303687C1 (de) | 1993-02-09 | 1994-06-30 | Heraeus Electro Nite Int | Probennehmer für Metallschmelze |
| US5577841A (en) * | 1995-02-06 | 1996-11-26 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Molten metal immersion probe |
| US6155122A (en) * | 1998-04-07 | 2000-12-05 | Midwest Instruments Co., Inc. | Additive for molten metal sampler |
| CN2388599Y (zh) * | 1999-08-25 | 2000-07-19 | 范崇斌 | 熔融金属取样器 |
| JP3965081B2 (ja) | 2002-06-07 | 2007-08-22 | 新日本製鐵株式会社 | 金属試料迅速採取サンプラーおよびそれを用いる迅速サンプリング方法 |
| JP4125935B2 (ja) * | 2002-09-05 | 2008-07-30 | 新日本製鐵株式会社 | 溶融金属成分の形態別迅速定量方法および装置 |
| DE102005060492B3 (de) * | 2005-12-15 | 2007-05-24 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Messsonde zur Messung in Metall- oder Schlackeschmelzen |
| UA48949U (uk) | 2009-10-29 | 2010-04-12 | Восточноукраинский Национальный Университет Имени Владимира Даля | Система наддування двигуна внутрішнього згоряння з глибоким охолодженням надувального повітря |
| DE102011121183B4 (de) * | 2011-05-18 | 2014-02-27 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Probennehmer für die Probennahme aus Schmelzen mit einem Schmelzpunkt größer 600°C sowie Verfahren zur Probennahme |
| DE102012016697B3 (de) * | 2012-08-24 | 2013-07-25 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Messsonde zur Probennahme in Metallschmelzen |
| DE102013208679A1 (de) * | 2012-10-31 | 2014-04-30 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Messsonde zur Messung in Metall- oder Schlackeschmelzen |
| DE102013224565A1 (de) | 2013-04-30 | 2014-10-30 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Probennehmer und Verfahren zur Probenentnahme |
| US10458886B2 (en) * | 2016-02-29 | 2019-10-29 | Nucor Corporation | Apparatus and method for simultaneous sampling of material at multiple depths |
| EP3336514B1 (en) * | 2016-12-13 | 2023-05-31 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Direct analysis sampler |
| ES2726037T3 (es) * | 2016-12-13 | 2019-10-01 | Heraeus Electro Nite Int | Muestreador de análisis directo con disipador térmico |
| PL3336511T3 (pl) * | 2016-12-13 | 2019-11-29 | Heraeus Electro Nite Int | Urządzenie do pobierania próbek do bezpośredniej analizy |
| EP3336513B1 (en) * | 2016-12-13 | 2021-02-03 | Heraeus Electro-Nite International N.V. | Sampler for molten metal |
-
2016
- 2016-12-13 ES ES16203811T patent/ES2726037T3/es active Active
- 2016-12-13 PL PL16203811T patent/PL3336512T3/pl unknown
- 2016-12-13 EP EP16203811.1A patent/EP3336512B1/en active Active
-
2017
- 2017-12-01 TW TW106142134A patent/TWI653441B/zh active
- 2017-12-07 BR BR102017026400-9A patent/BR102017026400B1/pt active IP Right Grant
- 2017-12-11 RU RU2017143140A patent/RU2666432C1/ru active
- 2017-12-11 US US15/837,190 patent/US10488304B2/en active Active
- 2017-12-12 CN CN201711318817.3A patent/CN108225847B/zh active Active
- 2017-12-12 UA UAA201712293A patent/UA120125C2/uk unknown
- 2017-12-13 JP JP2017239088A patent/JP6723978B2/ja active Active
- 2017-12-13 KR KR1020170171511A patent/KR102123142B1/ko active IP Right Grant
-
2020
- 2020-02-27 KR KR1020200024190A patent/KR20200024191A/ko active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108225847B (zh) | 2020-12-04 |
| TWI653441B (zh) | 2019-03-11 |
| ES2726037T3 (es) | 2019-10-01 |
| EP3336512B1 (en) | 2019-02-13 |
| KR20180068316A (ko) | 2018-06-21 |
| TW201835550A (zh) | 2018-10-01 |
| US10488304B2 (en) | 2019-11-26 |
| RU2666432C1 (ru) | 2018-09-07 |
| PL3336512T3 (pl) | 2019-07-31 |
| EP3336512A1 (en) | 2018-06-20 |
| BR102017026400A2 (pt) | 2018-08-14 |
| JP6723978B2 (ja) | 2020-07-15 |
| KR102123142B1 (ko) | 2020-06-16 |
| JP2018096995A (ja) | 2018-06-21 |
| US20180164191A1 (en) | 2018-06-14 |
| KR20200024191A (ko) | 2020-03-06 |
| BR102017026400B1 (pt) | 2023-02-23 |
| CN108225847A (zh) | 2018-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA120125C2 (uk) | Пробовідбирач проби для прямого аналізу з тепловідведенням | |
| KR102226778B1 (ko) | 고온 금속용 샘플러 | |
| RU2680482C1 (ru) | Пробоотборник прямого анализа | |
| CN102788715B (zh) | 从熔点高于600℃的熔融物中采样的采样装置以及采样方法 | |
| US11660594B2 (en) | Molten metal sampler | |
| KR20210066771A (ko) | 고산소 용례 및 저산소 용례를 위한 용탕 샘플러 | |
| TWI854419B (zh) | 用於熔融金屬之改良樣本室 | |
| TW202331219A (zh) | 用於熔融金屬之改良樣本室 |