Устройство для определения углеродного потенциала

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО ПОТЕН1ЩАЛА печной атмосферы , содержащее печь, канал охлаждения пробы, расположенный в стенке печи и обращенный одним концом к рабочей камере печи, канал отвода пробы , холодильник, расположенный внутри канала охлаждения, датчик, чувствительный к отложению углерода, с датчиком его температуры, закрепленные на подвижном элементе кривошипного механизма внутри канала охлаждения, регулятор, связанный с датчиком, чувствительным к отложению углерода, и с приводом кривошипного механизма, и измерительный прибор, связанный с датчиком температуры, отличающееся , тем, что, с целью повышения его надежности, канал отвода пробы расположен внутри холодильника , причем холодильник установлен i на подвижном элементе кривошипного механизма. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЭЬ9 С 01 8 25!02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБ етений и ОТНРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3508476/ 18-25 (22) 03.11.82 (46) 23.08.84. Бюл 931 (72) В.И.Непогодин, Б.В.Радзиевский и И.В.Гордеев (53) 543.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

1Ф420686, кл. С 21 0 1/74, 1974.

2. Патент Великобритании 91268298, кл. В 14, 1972 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

УГЛЕРОДНОГО ПОТЕНЦИАЛА печной атмосферы, содержащее печь, канал охлаждения пробы, расположенный в стенке печи и обращенный одним концом к рабочей камере печи, канал отвода про"

„SU„„1109616 A бы, холодильник, расположенный внутри канала охлаждения, датчик, чувствительный к отложению углерода, с датчиком его температуры, закрепленные на подвижном элементе кривошипного механизма внутри канала охлаждения, регулятор, связанный с датчиком, чувствительным к отложению углерода, и с приводом кривошипного механизма, и измерительный прибор, связанный с датчиком температуры, о т л и- ч а ю щ е е с я. тем, что, с целью повышения его надежности, канал отвода пробы расположен внутри холодильника, причем холодильник установлен на подвижном элементе кривошипного ф механизма.

1109

616

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в агрегатах химико-термической обработки для определения углеродного потенциала науглероживающих атмосфер.

Известно устройство для контроля и автоматического регулирования углеродного потенциала, содержащее датчик для определения углеродного потенциала, например датчик точки росы, и установленный в рабочем пространстве печи фотоэлектрический датчик концентрации сажистого углерода.

В известном устройстве углеродный потенциал измеряется косвенным методом по точке росы печной атмосферы.

Для подачи атмосферы в датчик точки росы ее "замораживают" — резко понижают температуру с целью устранения

20 протекания тепловых реакций. Датчик концентрации сажистого углерода выдает сигнал при наличии углеродного осадка в камере печи (13.

Недостатком этого устройства яв25 ляется то, что сигнал от датчика концентрации сажистого углерода появляется только после образования углеродного осадка (сажи) в рабочей камере печи, образование которого в агрегатах химико-термической обработки недопустимо, так как приводит к ухудшению технико-экономических показателей технологического процесса (перерасход электроэнергии, преждевременный выход из строя нагреватель-З5 ных элементов, необходимость периодической остановки печей для выжигания сажи, удлинение циклов химико-термической обработки).

Наиболее близким по технической 40 сущности к предлагаемому является устройство для определения углеродного потенциала печной атмосферы, содержащее печь, канал охлаждения пробы, расположенный в стенке печи и обращенный одним концом к рабочей камере печи, канал отвода пробы, образуемый стенкой печи и внешней поверхностью подвижного элемента кривошипного механизма, неподвижно установленный в канале охлаждения холодильник, датчик, чувствительный к отложению углеродного осадка, с датчиком его .температуры, установленные на подвижном элементе кривошипного 55 механизма внутри канала охлаждения пробы, регулятор1 связанный с датчиком, чувствительным к отложению углерода, и с приводом кривошипного механизма, регистрирующий прибор, связанный с датчиком температуры чувствительного элемента, и датчик температуры рабочей камеры печи.

Замкнутая система регулирования в известном устройстве, в которую входят регулятор, привод с кривошипньм механизмом и датчик, чувствительный к отложению углерода, поддерживает на датчике, чувствительном к отложению углерода, постоянный уровень осадка за счет перемещения датчика в область высокой или низкой температуры по каналу охлаждения пробы. Температура датчика, чувствительного к отложению углерода, измеряется при помощи датчика температуры. По температуре датчика, чувствительногэ к отложению углерода, при наличии заданного уровня осадка углерода и температуре рабочего пространства печи, используя известную зависимость

) определяют углеродный потенциал печной атмосферы.

Применение известного устройства исключает образование углеродного осадка в рабочей камере печи и тем самым способствует повышению технико-экономических показателей агрегатов химико-термической обработки деталей (2 1.

Однако известное устройство является недостаточно надежным вследствие того, что в канале отвода пробы постоянно происходит выделение твердого углерода, образующегося за счет про" текания тепловых реакций при медленном уменьшении температуры пробы. От.ложившийся осадок углерода может вызвать закупорку, канала отвода пробы, что, в свою очередь, приводит к нарушению работоспособности устройства.

Для восстановления работоспособности устройства перед чисткой необходима его разборка.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения углеродного потенциала печной атмосферы, содержащем печь канал охлаждения пробы, расположенный- в стенке печи и обращенный одним концом к рабочей камере нечи, канал отвода пробы, холодильник, расположенный внутри канала охлаждения, датчик, чувствительный к отложению углерода, с датчиком его температуры, закреп1109616 ленные на подвижном элементе кривошипного механизма внутри канала охлаждения, регулятор, связанный с датчиком, чувствительным к отложению углерода, и с приводом кривошипного механизма, и измерительный прибор, связанный с датчиком температуры, канал отвода пробы расположен внутри холодильника, причем холодильник установлен на подвижном элементе кривошипного механизма.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит канал 1 охлаждения пробы, расположенный в стен-. ке 2 печи и обращенный одним концом к рабочему пространству печи 3, под" вижный элемент 4, являющийся частью кривошипного механизма 5 и расположен ный внутри канала 1 охлаждения пробы. На конце подвижного элемента 4 расположен датчик 6, чувствительный к отложению твердого углерода, с датчиком 7 его температуры, состоящий, например, из двух электродов,электрически не связанных между собой при отсутствии на них углеродного осадка. Устройство также содержит установленный на подвижном элементе 4 холодильник 8, внутри которого расположен канал 9 отвода пробы (не менее одного). Между холодильником 8 и каналом 1 охлаждения пробы установ лен теплоизолятор 10. Кроме того, устройство содержит регулятор 11, вход которого подключен к датчику

6, чувствительному к отложению углерода, а выход — к приводу 12 кривошипного механизма 5, измерительный прибор 1.3, подключенный к датчику

7 температуры, трубку 14 отвода пробы, пробки 15, которые расположены на одной оси с каналом 9 отвода пробы и датчик температуры рабочей камеры печи (на чертеже не показан).

Датчик 6, чувствительный к отложению углерода, регулятор -11 и привод 12 с кривошипным механизмом 5 образуют замкнутую систему автоматического регулирования поддержания заданного уровня углеродного осадка на датчике 6.

Устройство работает следующим образом.

Проба атмосферы непрерывно перемещается из камеры печи 3 в канал 1 охлаждения.и далее через канал 9 (или каналы) отвода пробы и трубку

14 выводится для сжигания. За счет

25 образом, замкнутая система автоматиэтот уровень.

Температура датчика 6, чувствительного к отложению углерода, в .процессе работы регистрируется прибором 13.

35 По температуре вьделения углерода и температуре в рабочей кам".ре печи определяют по известной зависимости .значение углеродного потенциала печной атмосферы.

Проба .атмосферы после контакта с датчиком 6, чувствительным к

50 ходимости чистка канала 9 отвода пробы.

Размещение канала отвода пробы

55 в холодильнике, установленном на подвижном элементе, позволяет повысить надежность устройства эа счет резкого уменьшения температуры пробы

20 отвода тепла через стенку 2 печи происходит медленное изменение температуры пробы в канале 1 охлаждения. В случае отсутствия.выделяющегося из атмосферы осадка углерода в канале 1 охлаждения датчик 6, чувствительный к отложению углерода, вьдает сигнал на регулятор 11, которыи вызывает вращение привода 12, пе" ремещающего подвижный элемент 4 с датчиком 6, чувствительным к отложению осадка углерода, в область более низкой. температуры, где возможно вьделение осадка. При появлении заданного уровня осадка на электродах датчика .6 сигнал на его выходе изменяется и регулятор 11 изменяет направление вращения привода 12.

Подвижный элемент 4 с датчиками 6 и 7 перемещается в область более высокой температуры, уровень углеродного осадка на электродах датчика 6 уменьшается и регулятор 19 изменяет направление вращения привода. Таким ческого регулирования поддерживает заданный уровень осадка на электродах датчика 6, чувствительного к отложению углерода, и стабилизирует,отложению углерода, из канала 1 охлаждения попадает в канал 9 отвода пробы, где происходит ее "замора" живание", т.е. резкое снижение температуры, исключающее протекание тепловых реакций и, следовательно, не происходит осаждение углерода в канале 9 отвода пробы. Затем проба через трубку 14 .отводится для сжигания. Через пробки 15 производится профилактический осмотр и при необ1109616

ВНИКНИ Заказ б020/27 Тираж 464 Подписное

Филиал ШШ "Патент", г. Ужгород, уп.Проектная,4 при проходе через канал отвода, что .приводит к прекращению тепловых реакций и исключает. выделение углеродного осадка. в канале отвода пробы и, сле-. довательно, исключается возможность нарушения работоспособности предлагаемого устройства из-за закупорки осадком канала отвода пробы.

Использование предлагаемого устройства для измерения углеродного потенциала атмосферы в печах типа

СНЦА по сравнению с известным устройством позволяет TIQBblcHTb производительность печи за счет увеличения межремонтного цикла, снизить затраты на ремонт устройства, уменьшить (условно) количество рабочих, обслуживающих печное оборудование> и снизить удельные капиталовложения в производственные фонды.