Устройство для индикации металла

(71) Запо ожский олоник и 0. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИДЕ Р индустриальный институт(54) (57) УСТРОЛСТ 00 ДЛЯ ИНДИКАЦИИ МЕТАЛЛА, содержащее закрепленный магистральный трубопровод для подвода жидкости, насадку-электрод с сопломиз износостойкого материала для формиро 801020173 А вания свободной струи, подсоединенную через входной штуцер неэлектропроводящим трубопроводом к магистральному трубопроводу, источник питания и индикаторный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно дополнительно снабжено диэлектрической втулкой и дополнительным электродом, установленным совместно с втулкой в полость насадки-электрода, причем дополнительный электрод делит канал втулки на два участка, один из которых примыкает к входному штуцеру, а другой - к соплу насадки электрода, один полюс источника питания подсоединен к насадке-электроду и через индикаторный прибор к дополнительному электроду, а другой полюс источника питания заземлен. ей020173 51 О 1Изобретение относится к прокатному производству и предназначено для использования на станах горячей и холодной прокатки в качестве средства контроля наличия металла в фиксированной зоне.Известно устройство для индикации положения проката, содержащее трубу, подводящую зле ктропроводную жидкость, и насадку-электрод, формирующую свободную струю с дополнительным электродом, выполненным в виде оголенного конца проводника с водостойкой изоляцией, который расположен коаксиально в свободной струе электропроводящей жидкости 1 . Находясь в условиях интенсивного парообразования, при наличии брызг воды, пыли окалины, устройство обладает достаточно высокой надежностью. Однако наличие дополнительного электрода в струе возмущает поток жидкости, существенно сокращает длину компактной части струи. Применение устройства для индикации металла ограничено малой длиной компактной части струи и отказами в результате выхода миниатюрного электрода из зоны контакта со струей при случайных изгибах проводника.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для контроля формы движущейся полосы проката, содержащее трубопровод с электропроводящей жидкостью, насадку для формирования свободной струи, выполненную из износостойкого материала, и схему измерения электрического сопротивления струи, в котором участок трубопровода непосредственно примыкающий к насадке, выполнен неэлектропроводящим 2,Устройство обеспечивает получение досдостаточно большой длины компактной части струи, однако в условиях металлургического производства возможно появление ложной информации при нарушении стабильности изоляции насадки-электрода, установленной на опорных изоляторах, поверхность которых со временем теряет изоляционные свойства. Кроме того, резистор, выполненный в неэлектропроводящем трубопроводе, включенный параллельно измеряемому сопротивлению струи, должен в 8 - 10 раз превосходить измеряемое сопротивление, что увеличивает габариты устройства и требует тщательной изоляции трубопровода от заземленных конструкций агрегатов для исключения электических цепей утечек и как следствия, ложных срабатываний.Цель изобретения - повышение надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для индикации металла, содержащее заземленный магистральный трубопровод для подвода жидкости, насадку-электрод с соплом из износостойкого материала для формирования свободной струи, подсое 5 20 25 30 35 40 45 50 55 диненную через входной- штуцер неэлектропроводящим трубопроводом к магистральному трубопроводу, источник питания и индикаторный прибор, дополнительно снабжено диэлектрической втулкой и дополнительным электродом, установленным совместно с втулкой в полость насадки-электрода, причем дополнительный электрод делит канал втулки на два участка, один из которых примыкает к входному штуцеру, а другой - к соплу насадки электрода, один полюс источника питания подсоединен к насадке-электроду и через индикаторный прибор к дополнительному электроду, а другой полюс источника питания заземлен. На чертеже изображено предлагаемое устройство.Устройство содержит магистральный трубопровод 1 с электропроводящей жидкостью, подсоединенный через фильтр-отстойник 2 и стабилизатор 3 давления, посредством диэлектрического трубопровода 4 к насадке-электроду 5 с износостойким соплом 6, через штуцер . В полость насадки- электрода 5 установлена втулка 8 из диэлектрического материала, в канал которой помещен электрод 9, разделяющий канал втулки 8 и, следовательно, полость насадки-электрода 5 на два участка, расположенных вдоль оси канала. Источник 10 электрического питания подключен одним полюсом к индицируемому прокату 11 через заземленные конструкции рольганга 12, замыкая электрическую цепь на компактную струю 13. Прибор 14 для измерения электрического напряжения подключен к насадке-электроду 5 и дополнительному электроду 9 с помощью герметично установленных изолированных проводников. Насадка-электрод 5 установлена на опорном изоляторе (не показан), в промежутке между роликами транспортирующего рольганга 12 на фиксированном расстоянии от поверхности индицируемого проката 11.Устройство работает следующим образом.Электропроводная жидкость из магистрального трубопровода 1, через фильтр- отстойник 2 и стабилизатор 3 давления, снабженный регулятором, непрерывным потоком поступает к диэлектрическому трубопроводу 4, соединенному со штуцером 7 насадки-электрода 5, Электропроводная жидкость контактирует с насадкой-электродом 5 в зоне размещения штуцера 7, затем подается в канал втулки 8, которая установлена в полость насадки-электрода 5. В канале втулки 8, изготовленной из диэлектрического материала, установлен электрод 9, который также контактирует с потоком электропроводной жидкости, образуя два участка струи, расположенной вдоль оси канала. Первый участок расположен между входным штуцером 7 насадки-электрода 5 и элек10201 3тродом 9, а второй участок между электродом 9 и износостойким соплом 6 насадки- электрода 5.Таким образом, электропроводная жидкость, сформированная в струю 13, контактирует с насадкой-электродом 5 в двух зонах: в зоне входного штуцера 7 и в зоне выходного износостойкого сопла 6. Протяженность контактных зон существенно раз- и лична, протяженность контактнои зоны у выходного сопла 6 составляет не более одной четвертой части диаметра канала втулки 8, а протяженность контактной зоны у входного штуцера 7 более двух диаметров канала втулки 8. Выливается электропроводная жидкость из износостойкого сопла 6 насадки-электрода 5 фонтанирующей компактной струей 13, которая направлена в зону индикации. 10 15 ти, обладающие значительным удельным сопротивлением также на образующую циЕсли контролируемый прокат 11 отсутствует в зоне индикации, то фонтанирующая струя 13, достигнув некоторой высоты, задаваемой стабилизатором 3 давления, снабженного регулятором гидростатического напора, опускается вниз, разделяясь на отдельные части. Электрический ток через фонтанирующую струю 13 не проходит иг 5 она остается под электрическим потенциалом источника 10 питания относительно заземленной конструкции рольганга 12. Потенциал электрода 9, установленного в канал втулки 8, совпадает с потенциалом насадки-электрода 5, поэтому прибор 14 для измерения электрического напряжения показывает нулевой сигнал, что свидетельствует об отсутствии проката 1 в зоне индикации.Конда индицируемый прокат 11 попадает в зону индикации, фонтанирующая струя 13 замыкается на его поверхность, создавая замкнутую электрическую цепь, в которую входит источник 10 электрического питания, подключенный одним полюсом к насадке-электроду 5, а другим полюсом к ин 40 дицируемому прокату 11, через заземленные конструкции рольганга 12 и омический резистор, образованный струей 13. Так как удельное сопротивление используемой электророводной жидкости (воды) более, чем 45 на шесть порядков (10 ) выше удельного сопротивления материала металлических электродов, а протяженность контакта струи 13 у выходного износостойкого сопла 6 насадки-электрода 5 незначительна (не более одной четвертой части диаметра канала втул ки 8), то слои жидкости, расположенные на поверхности струи3, замыкаются непосредственно на образующую цилиндрическую поверхность износостойкого сопла, а слои жидкости, расположенные ближе к оси струи, замыкаются через частицы жидкос 55 73линдрическую поверхность износостойкого сопла 6. Это приводит к тому, что в зоне выходного износостойкого сопла 6 струя 13 не замыкается полностью на насадку-электрод 5. Электрическое поле проникает в канал диэлектрической втулки 8 и основной электрический контакт струи 13 с насадкой-электродом 5 осуществляется в зоне входного штуцера 7, протяженность прокатной зоны которого более двух диаметров канала диэлектрической втулки 8. На некоторой глубине канала штуцера 7, в потоке электропроводной жидкости, образуется эквипотенциальная поверхность, потенциалы точек которой совпадают с потенциалом насадки-электрода 5. Проникающее электрическое поле в канал штуцера 7 приводит к тому, что электрод 9 оказывается под некоторым потенциалом относительно насадки-электрода 5. Этот сигнал поступает на вход прибора 14 для измерения наличия электрического напряжения. Прибор 14 представляет собой сочетание усилителя-ограничителя с контактным или бесконтактным исполнительным устройством.Таким образом, когда прокат 11 входит в зону индикации, происходит срабатывание исполнительного устройства, установленного в приборе 14. Протяженность участков струй размещенных в канале диэлектрической втулки 8 между входным штуцером 7 и электродом 9 и между износостойким соплом 6 насадки-электрода 5 и электродом 9 выбираются из условия получения достаточно надежного электрического сигнала.В процессе эксплуатации устройство обладает высокой надежностью даже в случаях, когда опорный изолятор, на котором установлена насадка-электрод 5, или неэлектропроводящий трубопровод 4 теряют со временем изоляционные свойства, покрываясь окалиной, брызгами воды, пылью, технологической смазкой, образуя резистор 15 с небольшой характеристикой (на чертеже изображен штриховой линией).В этом случае резистор 15 подключается непосредственно к источнику 10 электрического питания, обладающему низким значением внутреннего сопротивления, и не оказывают существенного влияния на величину выходного напряжения источника и, следовательно, не влияет на измерительную цепь. Кроме того, резистор, выполненный в неэлектропроводящем трубопроводе 4, может быть существенно уменьшен в габаритах, поскольку его сопротивление исключается из измерительной цепи и подключается непосредственно к источнику 10 электрического питания, не оказывая влияния на. величину выходного напряжения, как и резистор 15.Устройство позволяет существенно уменьшить габариты датчика, не требует тщатель310 ной изоляции насадки-электрода, опорного изолятора и подводящего диэлектрического трубопровода от заземленных конструкций, исключает ложные срабатывания устройства, поскольку сигнал информации возникает только в случае замыкания фонтанирующей струи на индицируемый прокат.Предлагаемое устройство не требует частого обслуживания и позволяет монтировать 20173его в труднодоступные места. Сокращаются затраты на обслуживание и ремонт элементов автоматизации, снижаются простои агрегата из-за вынужденного ремонта отказавших датчиков, повышается время работы агрегата в автоматическом режиме, увеличивается производительность прокатного стана, Ожидаемая экономическая эффективность составляет 80 тыс, руб.Редактор Е. Лушникова Заказ 37729 Составитель В. Этинген Техред И. Верес Корректор В. Бутяга Тираж 816 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4