Устройство для определения темпера-туры плавления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

«1842527 (61) Дополнительное к авт. свид-ву-. (22) Заявлено 21. 09. 79 (21) 2819871/18-25 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (51)М. Кл.

"G 01 и 25/04

Пкударстввнный комитет

СССР но делам изобретений и открытий Опубликовано 30,06. 81. Битллетень №24 (53) УДК 536 .. . 421.1 (088. 8) .Дата опубликования описания 30 .06 .81 (72) Авторы изобретения

Т.А. Чубинидзе и В.Д. Бейдер

Институт металлургии им. 50-летия СССР

АН Грузинской ССР (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ.

ПЛАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к теплофизике, в частности к устройствам для измерения температуры плавлениу,и может- быть использовано для изучения различных металлургическЖ материалов, основная масса которых при высоких температурах обладает электропроводностью.

Известно устройство для измерения температуры плавления твердых веществ. Это устройство содержит подложку, на которой помещают исследуемый образец, нагреватель и датчик температуры, расположенный в полости подложки. Фиксацию температуры плавления образца осуществляют в момент сплавления острых выступов образца 11j.

Известное устройство не обеспечивает достаточной точности измерений, так как визуальное определение сплавления носит субъективный характер и зависит от внимания экспериментатора.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является устройство для измерения температуры плавления твердых тел. Это. устройство содержит две осесимметрич5 1 но расположенные подложки, между которыми помещают исследуемый о6разец, причем нижняя установлена неподвижно, а верхняя подложка закреплена с возможность вертикального

10 перемещения. В устройстве имеется также система нагрева, датчик температуры и регистрирующий прибор, записывающий максимальное значение температуры. Подвижная подложка, неподвижная в условиях, когда образец находится в твердом состоянии, в верхней части сочленена с регулятором электрической цепи, выполненным в виде упругой пластины. Электрическая цепв состоит из источника питания, нагревателя, регистрирующего прибора и регулятора электрической цепи. При расплавлении об

842527 4

Кроме того, механизм крепления верхней подложки содержит ограничитель хода передвижения последней.

Электрическая цепь содержит два параллельно подключенных сопротивления

55 разца подвижная подложка перемещается вниз, при этом регулятор размыкает цепь и отключает нагреватель и регистрирующий прибор. Точка плавления определяется по результатам регистрации максимальной температуры 2 .

Для получения равномерного .нагрева всего образца и датчика температуры требуется создание значительной тепловой зоны, куда попадают и элементы, удерживающие образец — обе подложки. B результате нагрева подложки испытывают термическое расширенив и верхняя часть

/ подвижной подложки йеремещается вверх, сжимая упругую контактную пластину. Разрыв цепи в устройстве происходит не в начальный момент размягчения образца, а когда верхняя часть подвижной подложки в результате дальнейшего размягчения образ-. ца опустится на величину термического расширения, составляющую при высоких температурах (1200 -1500 С) о о

4:5 мм. За это время произойдет возрастание температуры и тем самым показания будут завышены. Кроме того, устройство не позволяет исследовать материалы, содержащие несколько компонентов с различными температурами плавления, так как будет фиксировать среднюю температуру плавления, Цель изобретения — повышение точ- З5 ности опреДеления температуры начала и конца плавления многокомпонентных сред.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для определения температуры плавления, содержащем две установленные осесим1 метрично подложки, механизм для вертикального перемещения одной из подложек, систему нагрева, датчик температуры и регистрирующий прибор подложки выполнены из электропроводного материала, а над верхней подложкой расположен подвижный контакт.

Контакт снабжен системой крепления, выполненной в виде эксцентричных роликов, регулирующих движение контакта в одном направлении. одно из которых включено через подвижный контакт.

На чертеже изображено устройство для определения температуры плавления, общиц вид.

Устройство содержит трубчатую печь с нагревателем 1, в зоне нагрева которой помещают образец 2.

Образец 2 расположен на подложке

3 выполненной из электропроводного материала и установленной на керамической трубке 4. Вывод нижней подложки 3 осуществляется молибденовым прутком 5. Горячий спай термопары

6 находится под образцом 2 в непосредственной близости от него. Нижняя подложка 3 с трубкой 4 установлены неподвижно на подставке 7.

Верхняя подложка 8, закрепленная в керамической трубке 9, расположена над образцом 2 осесимметрично нижней подложке 3. С помощью прутка 10 верхняя подложка 8 электрически соединена с пластинкой 11. Трубка 9 закреплена в держателе 12 тем, что она мажет свободно перемещаться в вертикальном направлении. Кольцо 13, закрепленное на трубке 9, ограничивает величину передвижения трубки 9 при ее движении вниз. Кольцо 13 установлено так, что при максимальном опускании трубки

9, т.е. при полном расплавлении исследуемого образца, верхняя подложка

9 не касалась бы нижней подложки 3 на образовавщейся капле расплавленного образца. Для минимального давления верхней подложки 8 на образец 2 предусмотрейа система противовеса (не показана), Контакт 14,.острием касающийся пластинки 11, ввинчен в шток 15 из изолирующего материала. Шток 15 зажат эксцентричными роликами 16 ус тановленными так,чтобы шток 15 мог, двигаться только вверх. Ролики прис жаты к штоку пружинами.

Образец 2, нижняя подложка 3, источник питания, сопротивления 17 и 18 и верхняя подложка 8 образуют замкнутую электрическую цепь. Параллельные сопротивлению 17 включена цепь из сопротивления 19, контакта 14 и. пластины 11. Напряжение, снимаемое с сопротивления 18, поступает на один канал двухкоординатного потенциометра

20, ко второму каналу подключена термопара 6.

5 8425

Устройство работает следующим образом.

Исследуемый материал помещают между подложками 3 и 8 и производят нагрев печи 1. При температурах вблизи точки плавления для увеличения точности измерения скорость нагрева замедляют. Термическое расширение подложек

3 и 8 и керамических трубок 4 и 9 вызывает подъем пластинки 11, которая . свободно перемещается вместе с контактом 1,4. На потенциометре 20 осуществляется функциональная запись сигнала, снимаемого с сопротивления 18, в зависимости его от температуры об- И разца. Величина этого сигнала пропорциональна силе тока, т.е. она зависит от электросопротивления цепи.

До тех пор, пока материал находится в твердом состоянии, на диаграм-20 ме вычерчивается горизонтальная прямая линия. При размягчении образца верхняя подложка 8 опускается, а контакт 14, удерживаемый роликами 16, остается неподвижным. Это 25 вызывает разрыв цепи между пластинкой 11 и контактом 14 и отключение сопротивления 19. Электрический .ток в измерительной системе уменьшается, так как он течет теперь только 30 через сопротивление 17. Уменьшение тока регистрируется потенциометром при соответствующей температуре (Т)

Температура (Т) — температура начала плавления. При дальнейшем протекании процесса плавления вследствии увеличения температуры, верхняя подложка

8, касаясь образца 2, перемещается вниз до тех пор, пока кольцо 13 не достигнет держателя 12.

Переход образца в жидкое состояние, соответствующее полному расплавлению при температуре Т, вызывает растекание расплава по нижней подлож-ке 3. При этом происходит разрыв 4 цепи между верхней и нижней подложками. Обесточивание сопротивления 18

27

6 регистрируется потейциометром в точке (Т2).

Участок между точками (T и Т, ) показывает температурный интервал плавления образца, по которому можно судить о начале и конце плавления исследуемого материала.

Высокая точность измерения, авто« матизация эксперимента и запись показаний температуры начала и конца. плавления обеспечивают объективность, документальность и облегчают обработку получаемых данных.

Формула изобретения

Устройство для определенчя температуры плавления, содержащее две расположенные осесимметрично подложки, одна .иэ из которых неподвижна, а другая снабжена механизмом для ее вертикального Перемещения, нагревательную печь, датчик температуры и регистрирующий прибор, подключенный к электрической цепи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьнпения точности измерения температуры плавления мньгокомпонентных сред, подложки выполнены из электропроводного материала, причем подвижная подложка включена в электроцепь через подвижный контакт, а механизм перемещения ее снабжен ограничителем хода.

Кроме того, электрическая цепь содержит два параллельно подключенных сопротивления, одно из которых включено через подвижный контакт.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лякишев Н.П. Высокотемпературная установка для определения температур плавления металла и шлака.

Производство ферросплавов, сб. 11 2, M., "Металлургия", 1973, с. 36.

2. Патент США Р 3289460, кл. 73-17, 1966. I

842527.

Составитель А. Волков

Редактор Ю. Середа Техред А. Бабинед Корректор В. Бутягин

Заказ 5057/46 Тираж 907 Подписное .ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4