Устройство для контроля процесса циркуляционного вакуумирования стали

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ Сфез Соаетскнк Социалистических Республик(51)М. Кл з С 21 С 7/10 с присоединением заявки ИУ Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(71) Задвител КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССАВАКУУИИРОВАНИЯ СТАЛ УСТРОЙСТВО ДЛЯИРКУЛЯЦИОННО(5 25 Извеличилов, авима св каметельных Изобретение относится к внепечнойобработке стали, а именно к вакуумнойобработке стали и сплавов.Известен способ контроля процессациркуляционного вакуумирования с помощью разработки устроиств для регистрации количества отходящих газов,состава отходящих газов, температуры, давления 1,Однако существенное влияние напроцесс вакуумирования металла оказывает его количество и скорость течения через камеру.Известен способ и соответствующееустройство, имеющее в разъемномкорпусе, снабженном системой охлаждения, вертикальный упругий элемент ввиде втулки, на которой закрепленыиа слое клея тензорезисторы 2Несмотря на все достоинства способа устройство для контроля обладает существенными недостатками.Поскольку количество металла,находящегося в циркуляционной камере, составляет 5-10 от общей массыкамеры, то упругий элемент, тензорезисторы и клей, иэ которых состоит тензодатчик, испытывают 90-95бесполезной нагрузки. Кроме того,2так как упругий элемент, тенэорезисторы и клей постоянно испытывают большую статическую нагрузку (90-95), тоони подвергаются пластической деформации, что характеризуется изменениями в показаниях измерительных приборов во времени (уход нуля), При этомесли упругий элемент, иэготавлнвае- тО мый обычно из стали, испытывает незначительные отклонения от законаГука при нагружении, то тензорезисторы и, особенно, клей испытывают значительные пластические деформации:Например, если сталь, используемаядля упругого элемента имеет ползучесть около 710 6 см/кг, то полэучесть клея на два порядка выше исоставляет 310 4 см/кг, а для тензореэисторов 410 см /кг, При длительных нагружениях и больших нагрузкахползучесть клея достигает 10-12,причем с увеличением нагрузки величи"на ползучести возрастает.приведенных цифр видно, чтона ползучести клеевых матерна"также тензореэисторов сопоставегичиной массы, измеряемойре, и, естественно, при длистатических нагружениях точность измерения количества металла и тем более скорости циркуляции очень мала.Целью изобретения является повы"шение точности контроля процесса вакуумной обработки.Это достигается тем, что устройство, содержащее разъемный корпус с патрубками подвода и отвода охла дителя, вертикальный упругий элемент в виде втулки, на которой закрейлены тензорезисторы, снабжено дополнитель- ф ным, установленным по оси втулки упругим элементом в ниде стержня с закрепленными на слое клея тензорезисторами и с площадью сечения, н 5-7 раз большей площади сечения основно го упругого элемента. Верхний конец стержня имеет шаровидную головку с основанием в виде буртика, опертого на наружную поверхность верхней части корпуса, а нижний конец выполнен 20 с резьбой и гайкой, расположенной под основанием корпуса, при этом между корпусом и гайкой размещена шайба иэ биметалла. Кроме того, в дополнительном упругом элементе выполнены25продольные и поперечные канавки.На чертеже схематично изображеноустройство, разрез.Устройство для контроля процессациркуляционного вакуумирования имеетразъемный корпус 1, имеющий верхнююкрышку 2 и основание 3, которые закрыты трубой 4.Корпус 1 снабжен патрубками 5 и 6соответственно для ввода и выводаохлаждающей жидкости. По оси корпу- З 5са расположен вертикальный упругийэлемент 7 в виде втулки. Втулка может быть выполнена из стали. На поверхности втулки на слое клея закреплены тензорезисторы 8. 40По оси втулки проложен дополнительный упругий элемент 9 в виде стержня. Он также может быть выполнен изстали. Стержень 9 имеет шаровиднуюголовку 10, в основании которой находится буртик 11, Головка 10 с буртиком 11 выведена наружу из корпуса1 и опирается буртиком 11 на крышку2. На противоположном от головки 10конце стержня выполнена резьба 12,Этот конец также выведен из корпусаи снабжен гайкой 13.Между гайкой 13 и основанием 3корпуса 1 установлена шайба 14, плотно поджатая к корпусу 1 гайкой 13,Эта шайба может быть выполнена избиметалла, причем слоем металла 15,прилегающего к основанию 3 корпуса1, может служить технически чистоежелезо, а контактирующим с гайкой 13слоем 16 может служить закаленнаяин- Щструментальная сталь.Основание 3 корпуса установленона опорной плите 17, в которую заглублен конец стержня- с гайкой. Головка 10 стержня 9 служит опорой для ко(0,15- 0,70) 6,ол Устройство работает следующим образом.Перед установкой устройства основной упругий элемент 7 (втулка) сжат до нагрузки, равной массе циркуляционной камеры, при помощи гайки 13. В это время наклеивают тензорезисторы на основной упругий элемент 7. Таким образом, при давлении камеры без металла тензорезисторы и клей втулки 7 не испытывают нагрузки. Для того, чтобы было возможно создать сжатие нтулки с помощью гайки, поперечное сечение стержня относительно сечения втулки (из расчета по допускаемым нагрузкам) должно быть в 5-7 раз большим.Сигнал с тензорезисторов на стержне 9 показывает массу циркуляционной камеры без металла, Когда устройство установлено и камера давит косынкой 18, сигналы с тензорезисторов на стержне 9 и с тензорезисторов на втулке 7 равны нулю.При заполнении камеры металлом и его движении (циркуляции) ее масса увеличивается на массу этого металла. При этом косынка начинает давить сильнее, что чувствуется головкой стержня 9, и через буртик 11 эта нагрузка передается крышке корпуса 1 и далее -на основной упругий элемент 7. При этом тензорезисторы со слоем клея, установленные на втулке 7, воспринимают только массу металла в камере.Именно благодаря наличию дополнительного стержня создано такое устройство, с помощью которого с клея.и тензорезисторов основного упругого элемента (втулки) 7 в процессе контроля массы металла в камере снято 95-100 общей нагрузки. Он выполняет тройную роль, Во-первых,сынки 18 циркуляционной камеры, Продольная и поперечная канавки 19 стержня 9 служат для вывода электрического кабеля 20.Отношение площадей поперечных сечений основного (втулки 7) и дополнительного (стержня 9) упругих элементов составляет 1:5 - 1:7. Это необходимо, поскольку поджатие втулки осуществляется с помощью гайки, котораядвижется по резьбе. Из расчета прочности резьбовых креплений допускаемые нагрузки для резьбы составля" ют 0,15-0,20 доп (доп - допускаемая нагрузка материла при растяжении). Допускаемая нагрузка для втулки равна 6 доп. Отсюда, для того чтобы создать напряженное состояние втулки с помощью стержня, его сечене должно быть вдоп.служит элементом, который нагружает измерительный упругий элемент до наклейки на него тенэорезисторов, во-вторых, измеряет величину данной нагрузки с помощью своих тензорезисторов, и, в-третьих, позволяет в процессе контроля разгружать измерительный упругий элемент только до величины "скомпенсированнойф нагурзки, Кроме того, дополнительный упругий элемент может служить для замеров массы всей камеры, что также очень важно для выявления степени износа огнеупоров. Таким образом, при контроле процесса подобньи устройством снижается влияние на измерения ползучести клея и тензорезисторов в 6-7 раз без изменения чувствительности, что говорит о существенном повышении точности измерений.формула изобретения1.устройство для контроля процесса циркуляцйонного вакуумирования стали, состоящее из разъемного корпуса с патрубками подвода и отвода охладителя, вертикального упругого элемента в виде втулки, на которой закреплены тензорезисторы, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности контроля, устройство снабжено дополнительно, установленнымпо оси втулки упругим элементом в виде стержня с закрепленньии на слоеклея тензорезисторами и с площадьюсечения, в 5-7 раз большей площадисечения основного упругого элемента,причем верхний конец стержня имеетшаровидную головку с основанием ввиде буртика, опертого на наружнуюповерхность верхней части корпуса,а нижний конец выполнен с резьбой игайкой, расположенной под основанием 35 корпуса, при этом между корпусом игайкой размещена шайба из биметалла.2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, в дополнительном упругом элементе выполне- Я ны продольные и поперечные канавки. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 345210, кл. С 21 С 7/10, 1969. 2. Авторское свидетельсво СССР В 478875, кл. С 21 С 7/00, 1972.остав ехред одписное Тираж 608 арственного комитета СС изобретений и открытий 3-35, Раушская наб., атентф, г, Ужгород, ул, Проектная,Редактор М. Роговзаказ 7310/63ВНИИПИ Госудпо дела113035, МосквФилиал ППП ф ель Г, ПруссАсталош, Коррект утя