Brevet FR2546298A1 — publié le 19841123

L'invention es- relative à un preneur d'échantillon pour métal liquide reneur qui comprend une chambre à échantillon, qui est dotée d'une admission pour le metal liquide et est constituée rar au moins deux parties séparables, et au moins ni pince qui retient les parties de la chambre à échantillcr. assemblées pendant la prise de l'échantillon, pince qui est formée par un ressort en forme d'étrier qui est glissé sur un rebord de la chambre à échantillon et,pendant la prise de l'échantillon,presse élastiquement par ses deux branches sur deux cOtés mutuellement opposés de la chambre à échantillon. De tels preneurs d'échantillon sont du type dit à jeter. Pour la prise de l'échantillon, le preneur d'échantillon est placé sur une lance et plongé dans le bain de métal liquide. Le métal pénètre par l'admission dans la chambre à échantillon où il se solidifie très rapidement. Avant même que le métal st refroidi,il est retiré de la chambre à échantillon en ^--.ontant la chambre à échantillon. La chambre à éc'r.antillonproprement dite peut être réalisée de diverses traçons. Elle peut par exemple être constituée par un noyau de matiere céramique ouvert de part et d'autre,dont les ouvertures sont fermées par des plaquettes métalliques. Le noyau et les plaquettes sont maintenues ensemble par deux pinces ou plus. En général, la cambre à échantillon est cependant constituée par deux coquilles métalliques qui se raccordent mutuellement par leurs bords. Des preneurs d'échantillon avec une telle chambre à échantillon sont très simples de construction. L'invention est surtout relative, bien que non exclusivement, à un tel type de preneur d'échantillon. L'extrémité de la chambre à échantillon,où se trouve l'admission, est en général entourée dans de tels preneurs d'échantillon,par une enveloppe de matériau réfractaire tel que du sable, q: maintient à cette extrémité la chambre fermée penchant la prise de l'échantillon. L'autre extrémité de la chambre à échantillon est maintenue assemblée par une pince.Cette extrémité et la pince pénètrent dans un tube, en général en carton, qui est enfilé sur l'enveloppe précitée et qui est fixé sur la lance précitée. Après la prise de l'échantillon, l'enveloppe en matériau réfractaire est brisée en morceaux et la pince est retirée pour ouvrir la chambre à échantillon. Avec tous les preneurs d'échantillon de ce genre, où la chambre à échantillon est maintenue fermée pendant la prise de l'échantillon au moyen d'une pince, la pince doit évidemment maintenir les parties de la chambre à échantillon fermement pressées l'une contre l'autre pour éviter la fuite de métal liquide entre les parties et par conséquent la formation de bavures sur l'échantillon. La pince doit cependant également pouvoir aisément être retirée de la chambre à échantillon; après la prise d'échantillon, pour libérer l'échantillon. Dans les preneurs d'échantillon du genre défini ci-avant,ces deux conditions ne sont guère satisfaites simultanément que dans une mesure limitée. Ceci découle du fait que dans ces preneurs d'échantillon connus, la pince est formée par un ressort en forme de U dont les eux branches s'étendent chacune essentiellement dans un plan. Lorsque la pince est glissée sur la chambre, les branches s'étendent approximativement parallèlement entre elles. Les extrémités des branches peuvent quelque fois bien être écartées mutuellement par pliage afin de faciliter l'enfilage sur la chambre. Ces pinces connues sont faites d'acier à ressort relativement épais.Elles doivent en effet exercer une très grande force de serrage sur la cambre à échantillon,non seulement par maintenir fermée la chambre à échantillon pendant la prise de l'échantillon, mais surtout pour empêcher qu'elles glissent involontairement de la chambre à échantill-.. Ceci a cependant pour conséquence que les pinces après la prise de l'échantillon, ne peuvent que difficilement être retirées de la chambre à échantillon. L invention a pour but d'éliminer cet inconvénient et d'^frir un preneur d'échantillon pour métal liquide qui non seulement maintient convenablement assemblées les parties de la chambre à échantillon pendant la prise de l'échantillon, mais permet aussi après la prise de l'échantillon, l'ouverture aisée de la chambre à échantillon. Dans ce but, une au moins des branches du ressort formant la pince est repliée au moins à son extrémité,vers la branche opposée sur un angle compris entre 180 et 2700, de' telle serte que la branche soit dirigée par son extrémité libre en oblique dans la direction dans laquelle se situe la partie ï ressort comprise entre les branches et s'applique par -cette extrémité contre la chambre à échantillon. a branche à extrémité repliée forme une sorte de crochet qui offre une résistance élevée au glissement indésirable de la pince. De ce fait, la pince peut être réalisée relativement légèrement. Même une pince réalisée légèrement est en mesure de maintenir les parties de la chambre à écnantillon avec une force suffisante l'une contre autre perdant la prise de l'échantillon. Après la prise d'échantilln, la pince peut être retirée aisément de la chambre. On peut alors se servir de la propriété connue en soi ,qu':n ressort de réalisation relativement légère en acier à ressort, c"est-à-dire un ressort avec une faible épaisseur, est détendu par son échauffement pendant et immédiatement après la prise de 1'échantillon de métal liquide, et de ce fait n'exerce plus une force de serrage élevée sur la chambre à échantillon. Pour pouvoir mettre à profit cette dernière propriété, le ressort est de préférence fait d'un ruban d'acier à ressort avec une épaisseur qui est comprise entre 0,3 et 0,8 mm. Dans une forme de réalisation particulière de l'invention,une branche au moins du ressort formant la pince est replide vers la branche opposée sur un angle entre 2100 et 2700. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, la branche repliée du ressort est pliée avec un arrondi. Les deux branches du ressort formant pince peuvent être repliées de la même manière l'une vers l'autre. Les deux branches du ressort s'opposent à l'enlèvement par glissement de celui-ci pendant la prise de l'échantillon, mais le contact entre le ressort et la chambre à échantillon peut être plus réduit que quand une seule branche du ressort est repliée et l'autre branche s'applique pratiquement sur toute sa longueur contre la chambre à échantillon. Ce contact réduit a pour conséquence une transmission moins rapide de la chaleur, nécessaire pour la détente, au ressort L'invention concerne aussi une pince destinée manifestement à être utilisée àvec le preneur d'échantillon suivant l'une des formes de réalisation précédentes. D'autres particularités et avantages de llin- vention ressortiront de la description ci-après d'un preneur d'échantillon pour métal liquide et d'une pince utilisée avec celui-ci, suivant 11 invention; cette description est uniquement donnée comme exemple et ne limite pas l'invention; les chiffres de référence concernent les dessins annexés. La figure 1 est une vue en perspective d'un preneur d'échamtillon suivant l'invention. La figure 2 est une vue en plan du preneur d'échantillon de la figure 1. La figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2. La figure 4 est une vue en élévation latérale du ressort formant pince du preneur d'échantillon suivant les figures précédentes, mais dessiné à l'état de repos et à plus grande échelle. La figure 5 est une vue de dessous du ressort formant pince de la figure 4. La figure 6 est une vue en élévation latérale semblable à celle de la figure 4 du-ressort formant pince, mais avec ce ressort pincé sur la chambre à échantillon. Dans les diverses figures, les mêmes chiffres de référence concernent les mêmes éléments. Le preneur d'échantillon suivant les figures comprend de façon connue une chambre à échantillon 1 qui est partiellement noyée dans un boîtier rond 2 en sable agglutiné. La chambre à échantillon 1 est formée par deux coquilles métalliques identiques 3 qui s'appliquent l'une contre l'autre par leurs bords et ont une forme telle qu'elles forment conjointement une botte plate oblongue qui est arrondie aux deux extrémités, les coquilles 3 se transformant à une extrémité arrondie, à savoir lextrémité située dans le boîtier 2, en un court petit tuyau de raccordement qui forme l'admission 4 de la chambre à échantillon 1. Dans ce petit tuyau de raccordement pénètre un petit tube en quartz 5 qui s'étend jusqu'à l'extérieur dlune extrémité du boitier 2. L'extrémité mentionnée en dernier lieu du bottier 2, c'est-à-dire l'extrémité située vers le bas aux figures 1 et 3, forme un collet plus épais 2'. Sur ce collet plus épais est fixé un capuchon rond 6, à l'aide de ciment réfractaire 7. Ce capuchon 6 pénètre par une extrémité sur une certaine distance dans un évidemment central 13 du collet 2' et protège l'extrémité faisant saillie à l'extérieur du bottier 2 du petit tube en quartz 5. Pour prendre un échantillon, le preneur d'échantillon est d'abord amené avec l'extrémité mentionnée en dernier lieu, c'est-à-dire donc avec le capuchon 6, dans le bain de métal liquide, le capuchon 6 fondant alors et du métal liquide pénétrant à travers le petit tube en quartz 5 et l'admission 4, dans la chambre à échantillon 1. Pour rendre possible cette immersion dans le bain du preneur d'échantillon, un tube de carton est enfilé à l'autre extrémité, située en haut aux figures 1 et 3, de la chambre à échantillon, sur le boîtier 2 jusqu'au contact avec le collet 2' Ce tube qui n'est pas représenté dans un but de clarté aux figures, se coince sur le bottier 2 parce que ce boftier augmente en diamètre vers le collet et est en outre doté de nervures 8 sur sa périphérie externe. A l'aide de ce tube, le preneur d'échantillon est monté sur une lance métallique. Les deux coquilles 3 sont maintenues avec leurs bords l'une contre l'autre d'urne manière telle que de l'air peut bien encore s'échapper de la chambre à échantillon 1 pendant la pénétration du métal liquide, mais ce métal liquide ne peut pas lui sortir entre les coquilles 3. Ceci est réalisé, d'une part, parce que l'extrémité située dans le bottier 2 de la chambre à échantillon, est fixée avec du ciment réfractaire 9 au boftier 2 et,dautre part, parce que sur l'éxtrémité faisant saillie hors du boîtier 2 de la chambre à échantillon l,est serré un ressort 10. Les caractéristiques structurales de ce ressort 10 sont déterminantes pour l'invention. Le ressort 10 est fait d'un ruban d'acier à ressort avec une épaisseur qui est comprise entre 0,3 et 0,8 mm. Avec de telles épaisseurs, le ressort 10 possède la propriété de se détendre par l'échauffement lors de la prise d'échantillon. De préférence, l'épaisseur est approximativement 0,5 mm. La largeur du ruban d'acier à ressort est en général, d'une part, choisie aussi petite que possible dans le but de l'économie de matière, mais doit, d'autre part, être suffisamment grande pour réaliser un contact suffisant entre le ressort et la chambre à échantillon 1 afin que lors de la prise d'échantillon, le ressort 10 s'échauffe suffisamment pour se détendre. La largeur dépend en outre aussi de la forme de la chambre à échantillon 1. Avec un preneur d'échantillon de la forme telle que représentée aux figures, une largeur appropriée est environ 8 mm. Ainsi qu'il ressort particulièrement des figures 4 et 5, le ressort 10 a la forme d'un étrier constitué par une ame 11 et deux branches identiques 12 qui sont repliées en arc de cercle l'une vers l'autre à partir de l'ame, sur un angle qui est compris entre 1800 et 2700 et de préférence entre 237t et 2430 Cet angle est indiqué par la lettre a à la figure 4. Au repos, c'est-à-dire avant que le ressort 10 soit placé sur la chambre à échantillon 1, l'ame ll s'étend dans un plan à plat. Aux figures 4 et 5, le ressort 10 est représenté dans cet état de repos. La longueur de l'âme 11, indiquée par A dans ces figures 4 et 5, est un peu supérieure à l'épaisseur de la chambre à échantillôn 1 et est choisie conjointement avec le diamètre de l'arrondi circulaire des deux branches 12, de telle sorte que l'écartement entre les extrémités libres des branches 12 à l'état de repos-du ressort, écartement qui est indiqué aux figures 4 et 5 par B,soit légèrement inférieur à l'épaisseur de la chambre à échantillon 1. Le rayon de l'arrondi des branches 12 se situe de préférence au voisinage de 3 mm. Pour une chambre à échantillon avec une largeur de 13,5 mm, la longueur A de l'ame 11 est par exemple 15 mm. I1 ressort de tout ceci que quand l'on presse le ressort 10 sur la chambre à échantillon 1, les deux branches 12 doivent s'écarter élastiquement l'une de l'autre. Ceci ressort entre autres clairement de la figure 4, où une extrémité de la chambre à échantillon a été représentée en pointillés. I1 ressort aussi clairement de cette figure que lors de cette mise en place du ressort 10 sur la chambre 1, les branches 12 entrent en contact par la partie dirigée en oblique vers lfiame ll avec la chambre à échantillon 1, de telle sorte que quand on repousse l'ame ll vers la chambre à échantillon 1, les deux branches 12 s'écartent automatiquement élastiquement l'une de l'autre. La mise en place du ressort 10 sur la chambre à échantillon 1 a donc lieu sans problèmes. Après que le ressort 10 est complètement disposé sur la chambre à échantillon, il prend la forme telle que représentée en détail à la figure 6. A cause de l'Ocarte- ment élastique l'une de l'autre des branches 12, l'ame 11 est un peu bombée dans la direction de la chambre à échantillon 1, le milieu de l'amie étant en contact avec la chambre à échantillon 1. De part et d'autre de la chambre à échantillon 1, une branche 12 se trouve appliquée par son extrémité libre fermement contre une face extérieure de la chambre à échantillon 1.L'extrémité libre de chaque branche 12 est en outre dirigée même après la faible déformation élastique précitée, en oblique vers l'ame 11, de telle sorte que cette extrémité libre agit comme un crochet et s' oppose très fortement au glissement du ressort 10 à partir de la chambre à échantillon 1. Avec un ressort relativement léger, on obtient cependant un serrage très satisfaisant et sur des deux coquilles 3 l'une contre l'autre, sans danger de chute du ressort avant et pendant la prise de l'échantillon. Précisément à cause de cette réalisation légère et donc du ressort 10 relativement mince, l'enlèvement du ressort 10 après la prise de l'échantillon est cependant assez aisé. Comme déjà indiqué, un tel ressort mince 10 se détend par l'échauffement lors de la prise de ltechan- tillon. La température du ressort peut alors s'élever peu après la prise de l'échantillon jusqu'au delà de 8000C. Le ressort 10 perd alors sa force de ressort. Le ressort ne maintient plus les deux coquilles 3 fermement l'une contre l'autre mais entre-temps l'échantillon dans la chambre à échantillon 1 est déjà devenu suffisamment rigide, de telle sorte qu'une force de ressort élevée du ressort 10 n'est plus nécessaire. Le ressort 10 décrit ci-avant réunit donc en lui les trois propriétés désirées, à savoir la possibilité de mise en place aisée, le maintien fermé satisfaisant et str de la chambre à échantillon pendant la prise de l!dchantillon et la possibilité d'enlèvement aisé après la prise de l'échantillon. L'invention n'est en aucuhe façon limitée à la forme de réalisation décrite ci-avant,et dans le cadre de la demande de brevet, de nombreuses modifications peuvent être apportées à la forme de réalisation décrite, notaEwnent en ce qui concerne la forme, la composition, l'agencement et le nombre des éléments utilisds pour la réalisation de l'invention. En particulier, comme déjà indiqué, les deux parties du ressort ne doivent pas nécessairement être repliées. Une branche peut s'appliquer avec une relativement grande surface contre la chambre à échantillon. Pour obtenir un plus grand contact entre une branche et la chambre à échantillon, cette branche peut aussi être repliée uniquement à son extrémité , au lieu de se raccorder directement par sa partie repliée à l'ame du ressort. La partie repliée d'une branche ne doit pas nécessairement être un arrondi circulaire. La branche peut aussi être repliée de façon angulaire, par exemple sous forme d'un polygone. L'essentiel est alors que l'extrémité libre de cette branche, après que le ressort a été ageneé sur la chambre à échantillon, soit dirigée en oblique dans la direction dans laquelle l'ame du ressort est située. REVFNDICATIONS 1. Preneur d'échantillon pour métal liquide preneur qui comprend une chambre à échantillon (1) ,qui est dotée d'une admission (4) pour le métal liquide et est constituée par au moins deux parties séparables (3), et au moins une pince (10) qui retient les parties (3) de la chambre à échantillon (1) assemblées pendant la prise de l'échantillon, pince qui est formée par un ressort (10) en forme d'étrier qui est glissé sur un rebord de la chambre à échantillon (1) et, pendant la prise de l'échantillon, presse élastiquement par ses deux branches (12) sur deux cités mutuellement opposés de la chambre à échantillon (1), caractérisé en ce qu'une au moins des branches (12) du ressort (10) formant la pince est repliée au moins à son extrémité vers la branche (12) opposée sur un angle (a) compris entre 1800 et 2700,de telle sorte que la branche (12) soit dirigée par son extrémité libre en oblique dans la direction dans laquelle se situe la partie (11) du ressort (10) comprise entre les branches (12) et s'applique par cette extrémité contre la chambre à échantillon (1) 2. Preneur d'échantillon suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort (10) est formé par un ruban d'acier à ressort avec une épaisseur comprise entre 0,3 et 0,8 mm. 3. Preneur d'échantillon suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort (10) est formé par un ruban d'acier à ressort avec une épaisseur approximativement égale à 0,5 mm. 4. Preneur d'échantillon suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une branche (12) au moins du ressort (10) formant la pince est repliée vers la branche (12) opposée sur une angle (a) entre 2100 et 2700. 5. Preneur d'échantillon suivant la revendication o, caractérisé en ce qu'une branche (12) au moins du ressort (10) formant la pince est repliée vers la branche (12) opposée sur un angle (a) entre 2370 et 2430. 6. Preneur d'échantillon suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la branche (12) repliée du ressort (10) est pliée avec un arrondi. 7. Preneur d'échantillon suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la branche (12) repliée du ressort (10) est complètement pliée à partir de la partie (11) du ressort (10) située entre les branches (12) 8. Preneur d'échantillon suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les deux branches (12) du ressort (10) formant pince sont repliées de la même manière l'une vers l'autre 9. Preneur d'échantillon suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la chambre à échantillon (1) est formée par deux coquilles (3) qui se rencontrent par leurs bords, et le ressort (10) est glissé sur les deux coquilles (3). 10. Pince à utiliser avec le preneur d'échantillon suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'elle est formée par un ressort (10) qui comprend une ame (11) et deux branches (12),dont l'une au moins, au moins à son extrémité, est repliée vers l'autre branche (12) sur un angle (a) compris entre 1800 et 2700. 11. Pince suivant la revendication 10, caractérisée en ce qu'elle est faite d'un ruban d'acier à ressort avec une épaisseur entre 0,3 et 0,8 mm. 12. Pince suivant l'une ou l'autre des revendications 10 à 11, caractérisée en ce que la branche (12) repliée est pliée en arc sur toute sa longueur. 13. Pince suivant la revendication 12, caracterisée en ce que la branche (12) repliée est courbée en arc de cercle avec un rayon entre 2 et 4 mm en position de repos du ressort.