Устройство для определения скорости твердения связующих материалов

Патент 563609

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

пц 563609

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслу6лик

-2 гъ

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.07.75 (21) 2164594/02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.77. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 15.07.77 (51) М. Кл, 6 01N 27/02

В 22С 1/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 620.1:621.742. .48 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. П. Ледин, Д. М. Кукуй и Я. Н. Ковалев (71) Заявитель

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (54) УСТР0ИСТВ0 ДЛЯ 0П РЕДЕЛ ЕН ИЯ СКОРОСТИ Т ВЕРДЕН ИЯ

СВЯЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области измерительной техники для литейного производства, а именно к устройствам для определения свойств связующих материалов, используемых в составах литейных формовочных смесей.

Известно устройство для определения скорости твврдения связующих материалов путем контроля изменения электрической проводимости цилиндрического образца стержневой смеси в процессе ее твердения, состоящее из двух плоских измерительных электродов, источника переменного тока и регистрирующего прибора.

Известное устройство не может быть использовано для экспресс-анализа скорости твердения связующих материалов, так как требует изготовления стержневой смеси и изгото вления из нее образца. Кроме этого, образец твердеет в течение длительного времени (до 30 вЂ” 60 мин) в связи с низкой теплопроводностью кварцевого песка.

Точность измерения, производимого этим устройством, низка, так.как на величину электрической проводимости и, следовательно, на показания регистрирующего прибора существенное влияние оказывают степень распределения связующего вещества по поверхности зерен наполнителя, усилие, с .которым электроды прижаты к образцу, и другие факторы.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения скорости твердения связующих ма5 териалов путем непрерывного измерения их электропроводностп. Устройство содержит электрическую печь, емкость с исследуемым связующим, два медных цилиндрических электрода, самопишущий миллиамперметр, источ10 ник переменного напряжения и потенциометр с термопарой.

Однако такое устройство не обеспечивает достаточно высокой точности измерения, так как даже незначительное изменение глубины

15 погружения электродов или расстояния между ними, приводит к значительному изменению показаний регистрирующего прибора. Кроме этого, температура и величина электропроводности начинают записываться сразу же после

20 погружения термопары в емкость со связующим. Отсутствием измерения температуры в шахте печи требует предварительной тарировки печи.

Целью изобретения является повышение

25 точности измерения, упрощение обслуживания и повышение надежности работы.

Для этого в устройстве для определения скорости твердения связующих материалов по изменению их электропроводности, содержа563609 щем электропечь сопротивления, установленную на основании, емкость для связующего, измерительные электроды и термопары, размещенные в емкости для связующего, источник переменного тока и регистрирующий многоканальный прибор, емкость для связующего установлена на неподвижном столе, который жестко связан со стойкой, имеющей возможность перемещения с помощью привода в вертикальном направлении, и снабжен штоком, имеющим возможность взаимодействия с контактной группой, размещенной на основании и с которой электрически соединены электроды и термопары, а один из электродов выполнен полым. Верхний торец этого электрода заглушен крышкой с отверстием для выхода воздуха, в нижнем торце вы полнены прорези для перетекания связующего, а в полости его коаксиально по отношению к нему размещен второй электрод.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 вЂ” то же, вид сверху; на фиг. 3 измерительные электроды, продольный разрез.

Устройство содержит электрическую печь 1 сопротивления, измерительные электроды 2 и

3, источник переменного тока и регистрирующий многоканальный прибор (на чертеже не показаны), термопары 4 (вторая термопара, служащая для измерения температуры в печи 1, на чертеже не показана), емкость 5 для связующего, подвижной стол 6, кронштейн 7, направляющий штатив 8, фиксатор 9, .подвижный шток 10, контактную группу 11, электрические цепи термопар и измерительных электродов (на чертеже не показаны), пружинные держатели-токосъемники 12 и 13 и основание 14.

На основании 14 .при помощи опор 15 крепится электропечь 1 сопротивления, внутри которой имеется нагревательный элемент 16 сопротивления. Сквозь днище печи 1 пропущен подвижный шторок 10, на котором находится пружина 17, выталкивающая шток вверх. Непосредственно под толкателем на основа нии 14 установлена контактная группа 11.

На основании 14 установлен направляющий штативов 8, по которому перемещается подвижный кронштейн 7 с фиксатором 9. К кронштейну 7 прикреплена стойка 18, закрепленная в столе 6, на котором в цилиндрическом углублении установлена ем кость 5 для связующего, фиксируемая кольцевой пружиной

19. Внутрь емкости 5 помещен цилиндрический измерительный электрод 2.

Электропечь 1 сверху закрыта крышкой 20 из асбоцемента, которая прикреплена к кронштейну 7. Внутри цилиндрического электрода

2 концентрически установлен второй измерительный электрод 3, а также термопара 4.

Электроды 2 н 3 крепятся п ри помощи держателей-токосъемников 12 и 13 к пластине 21 из неэлектропроводного материала, укрепленной на стойке 16, 5

На основании 14 укреплен штырезевой разьем 22, к которому подключс..ы провода от держателей-токосъемников 12, 13, термопары

4, контактной группы 11, электронагрезательного элемента 16 и термопары, измеряющей температуру в шахте печи 1.

К съемной колодке разъема 22 подключены провода от регистрирующего прибора и потенцпометра (па чертеже не показаны). В качестве регистратора температуры и проводимости может быть использован трехканальный регистрирующий прибор Н327-3, который позволяет одновременно подключить термопару 4, термопару для измерения температуры в шахте печи 1 и измерительные электроды

2п3.

Измерительный электрод 3 неподвижно закреплен в крышке 23, изготовленной пз неэлектропроводного материала (см. фиг. 3), которая по скользящей посадке вставлена во внутреннюю поло|сть электрода 2, на наружной поверхности которого выполнен бортик 24.

Термопара 4 установлена внутри фарфоровой или кварцевой трубки 25, неподвижно закрепленной в крьппке 23, в которой имеется сквозное отверстие 26. Термопара 4 установлена таким образом, что ее торцы па 4 вЂ” 5 мм выше торцов электродов 2 и 3.

В нижней части электрода 2 выполнены прорези 27 треугольной или прямоугольной формы. Последовательно с измерительными электродами и регистрирующим прибором включен стабилизированный источник переменного напряжения U=2,5 в (па чертеже пе показан). Измерительные электроды 2 и 3, а также термопара 4 подключены к регистрирующему прибору через нормально открытые контакты контакпной группы 11.

Работает устройство следующим образом.

Кронштейн 7 вместе с крышкой 20, стойкой

18 и столом 6 поднимается вдоль штатива 8 и фиксируется фиксатором 9 таким образом, что стол 6 оказывается поднятым над верхним краем печи 1 на 40 вЂ” 50 мм. В цилиндрическое углубление стола 6 устанавливается емкость 5, которая заполнена на /z своего объема исследуемым связующим. Емкость 5 фиксирует ся на столе 6 кольцевой пру киной

19 и в нее через отверстие в крышке 20 погружаются электроды 2 и 3 с крышкой 23 и термопарой 4. Связуюшее вегцество заполняет внутреннюю полость электрода 2. 3 ровень

1 внутри электрода устанавливается одинаковым с уро внем в емкости благодаря тому, что воздух из полости выходит через отверстие

26, а связующее перетекает через прорези 27.

Электроды 2 и 3 при установке их в емкость

5 касаются ее дна и фиксируются в держателях 12 и 13 благодаря бортику 24. Такая конструкция электродов и держателей позволяет устанавливать их всегда на одном и том же уровне относительно дна емкости 5 и обеспечивает одинаковое заполнение связующим объема электрода 2, а следовательно, и воспроизводимость результатов измерения, 563609

После установки электродов 2 и 3 вместе с

Tcp1IoIIBI 4 ис ппоисходит включение регистриругошей цепи измерительного прибора, так !<як эле:

После достижения заданной температуры в шахте печ т можно осугцествлять измерение.

Для этого фиксатор 9 освобождается и кронштейн 7 опускаетсл до упора. При этом кры-!

Ill<3 20 зак11ывает IIIBXTy ile III 1, а сТО 1 6 нажимает иа подви1кпый шток 10, который замыкает контакты 11, включал электрическую цепь измерительных электродов и термопары

4. Ме1кду электродами течет ток от источника переменного тока. Величина тока определяется изменением проводимости объема связуюшего веи,ества, заключенного между внутренней поancTI>IO электрола 2 и поверхностью

»1ег<тпода 3.

В связи с низким напряжением источника тока (U=2.5 в) и высоким удельным сопроTIIII.»иием свлзх юших веществ, величина тока составляет 5 вЂ” 15 мгтллиампер и практичес кгг ие вызывает разогрева связующего вешест а в тигле. то ест, ие вносит искажений в каптиих Teep;! cII!IFI свлзуюгцего.

Го 1iene разогпева свлзуюшего вещества до

Te1l ïe!1 B Tv» û твеп де и ил его электропроводirnC» BI.B BЛЕ ВОЗ»агтаЕт В СВЯЗИ С УВЕЛПЧЕиие.и стг пепи диссопиацпи. После начала т "р:ic гпл cr 5"л югцс го электг1оирлводность его начинает па IBTI, и достигает минимального зиаче и в мn,,гент полного затвердевания.

Дальнейшая выдер1кка связующего в печи . »B»new em до более высоких. Tev!!eTIBTVp не гызыва ют из . ел ения величины остаточной ппозол,1!ncTII, котог,ал оппеле лется физико IeYBFIFIUCCКИмП СВойетВаМИ ВЕИГЕСТВа.

К»игал изхгененил элек ропроводностп затвеодеваюигсго связующего !.n впемени записы" а с т.л I1cl I cTOFIIIvini! Ii!1! ппибором.

Паоло,т>кителг.ность пол nrn затвепдевания свлnvãn!I!åãn определлетсл иутех ф и<сации на гто-Bi! 1« IOII пагр ам мной лиIITc отрезка от момента вк..почсиил пз. епительиой цепи до омепта выхода кр вой па IIpFIilvin линию, i,; алл<;,;öIго иглсвой отметке п соответствующую минимальной остаточной электропроводности затвердевшего связующего.

Л,ля оппеделенил скопости твепдения необходимо отнести время, в течсгше которого произогпло полное затве11деванпе связующего, к его массе (размерность скорости твердения, г/мин) .

После завершения измерения стол 6 с емкостью и электродамп выдвигается вверх, после чего емкость п электроды заменяются.

После замены можно проводить последующие измерения. Использованные электроды разбираютсяя.

Для этого необходимо электрод 3 вместе с термопарой 4 и крышкой 23 вынуть из электрода 2 и очистить от затвердевшего связующего. После очистки электродов и термопары осуществляется их сборка и электроды вновь готовы к работе.

Для удобства эксплуатации прибора в комплекте к нему необходимо иметь 10 вЂ” 15 электродов, при помощи которых производят измерения. После их использования осущест вляют очистку сразу всех электродов.

В случае определения скорости тверденпя связующих холодного твердения печь 1 отключается и,в емкость 5 наливают смесь связующего вещества с катализатором. Процесс измеРения осхществляют таким же образом, как и .при горячем тверденип. В случае исследования холоднотвердеюших связующих на кривой изменения электропроводности пик будет отсутствовать, так как степень диссоццаиии связующего сразу же начнет убывать.

Формула изобретения

Устройство для определения скорости твердения связующих материалов по изменению их электропроводности. содержащее электропечь сопротивления, установленную на основании, емкость для связую цего, измерительные электподы и теомопары, размещенные в емкости для связующего. источник переменного тока и регистрирующий многоканальный ппибор, отличающееся тем, что, с целью повьпцения точности измерения, упрощения обслуживания и повьциеиия надежности работы, емкость для связующего установлена на столе, который жестко связан со стойкой, имеющей возможность перегмешения с помощью привода в вертикальном направленпп. и снабжен штоком, имеющим возможность взаимодействия с кn»TBI<òíné грх ппой,,размегценной

IIB ocFInB 1Illl1I и с которой электрически соединены электроды и термопары, а один из электродов выполнен полым, причем верхний торец его заглушен крышкой с отверстием для гыхода воздуха, в нижнем торце выполнены прорези для перетекания связующего, а в полости его коаксиально по отношению к нему размещен второй электрод.