ПОГРУЖНОЙ ЗОНД
IMMERSION PROBE

Изобретение относится к погружному зонду, содержащему корпус зонда, продольную ось которого окружена внешней поверхностью;
при этом одна часть внешней поверхности имеет пробоотборные элементы, имеющие радиальную протяженность и проходящие вокруг продольной оси по периферии поверхности.
Подобные погружные зонды известны из документа US 5435196. В этом документе описывается зонд для отбора проб шлака. Корпус зонда имеет несущую трубку, вокруг которой выполнена кольцевая конструкция в виде скрученной проволоки. Эта кольцевая конструкция выполнена с возможностью перемещения в продольном направлении. Находившийся на расплавленном металле шлак налипает и остается на кольцевой конструкции при погружении зонда в расплавленный металл. Шлак затем можно проанализировать после того, как зонд достается из расплава. В зависимости от вязкости шлака налипающее его количество будет большим или меньшим, и поэтому в некоторых случаях для анализа в наличии будет слишком мало шлака.
Похожие пробоотборники известны из документов JP 14805/80 и JP 24456/74. Документ US 5131633 А описывает пробоотборник в форме стержня, в котором проба шлака налипает и остается на поверхности оболочки стержня.
Также известен погружной зонд, имеющий корпус зонда, продольная ось которого окружена внешней поверхностью, при этом часть внешней поверхности снабжена пробоотборными элементами, которые проходят вокруг продольной оси в периферическом направлении и которые имеют радиальную протяженность (см. SU 271105, 12.05.1970).
Изобретение направлено на усовершенствование известных погружных зондов и на обеспечение эффективного отбора проб шлака.
Изобретение осуществляется посредством признаков, изложенных в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения. Благодаря наличию защитного слоя, который может растворяться или сгорать в расплавленной стали или в шлаке и который расположен вокруг пробоотборных элементов, шлак, например, находящийся поверх расплавленной стали, доходит до пробоотборного элемента с некоторой задержкой. Причем было обнаружено, что при помощи этого средства захватывается значительное количество шлака, и таким образом для анализа можно получить достаточно крупную пробу. Защитный слой не дает расплавленному шлаку слишком быстро доходить до пробоотборных элементов и, поэтому, повреждать их до того, как корпус зонда будет извлечен из расплавленного шлака. В частности, этот метод оказался целесообразным для погружных зондов, имеющих дополнительные датчики и/или камеры для проб, т.к. последующее измерение или отбор проб ими длится на несколько секунд дольше, чем удаление пробы шлака. Защитный слой предпочтительно выполнен из картона или бумаги. В частности, он может иметь трубчатую форму. Пробоотборные элементы могут иметь плоскую или вогнутую поверхность, обращенную от погружного конца корпуса зонда. При этом плоский или вогнутый профиль должен проходить в радиальном направлении. Пробоотборные элементы могут быть сформированы как диски, проходящие вокруг продольной оси, или в виде спирали, выполненной из ленты, обернутой вокруг продольной оси. Плоская или вогнутая поверхность может быть наклонена к продольной оси в направлении конца корпуса зонда, противоположного погружаемому концу. Образуемый при этом угол между этой поверхностью и продольной осью может составлять приблизительно 45-90°. При погружении или после растворения защитного слоя шлак натекает на эти пробоотборные элементы, налипает на них; и потом его можно удалить после того, как погружной зонд будет взят из расплава. Для этого пробоотборные элементы прижимают друг к другу, в результате чего шлак спадает. Его затем гранулируют и направляют в анализатор.
Пробоотборные элементы предпочтительно выполнены из стали, с возможной толщиной стенки менее 1 мм. Пробоотборные элементы предпочтительно сформированы как отдельная часть корпуса зонда, и выполнены не из материала, из которого выполнены прочие части корпуса зонда; например - из стали, в то время как другая часть корпуса зонда может быть выполнена из картона. Корпус зонда предпочтительно имеет трубчатую форму. На или в корпусе зонда можно предусмотреть, по меньшей мере, один датчик или пробоотборник для расплавленного металла. Пробоотборные элементы могут быть сформированы в виде одного или более кольцевых элементов, расположенных один за другим в направлении продольной оси, для облегчения сборки.
Второе осуществление настоящего изобретения характеризуется тем, что пробоотборные элементы имеют плоскую или вогнутую поверхность, обращенную от погружного конца корпуса зонда. Эта поверхность наклонена относительно продольной оси в направлении конца корпуса зонда, противоположного погружному концу. Для этого осуществления пробоотборные элементы также могут быть выполнены из иного материала, чем другая часть корпуса зонда, и они могут быть сформированы, например, в виде одного или более кольцевых элементов, расположенных один за другим в направлении продольной оси. Остальная часть корпуса зонда может быть выполнена из картона, и в этом осуществлении корпус зонда также предпочтительно имеет трубчатую форму.
Варианты осуществления настоящего изобретения приводятся более подробно ниже, со ссылкой на чертежи, на которых представлено:
Фиг.1 - погружной зонд в разрезе, согласно изобретению;
Фиг.2 - подробное изображение пробоотборного элемента;
Фиг.3 - пробоотборные элементы в разрезе; и
Фиг.4 - возможная конструкция пробоотборных элементов.
Погружной зонд имеет корпус 1 зонда, сформированный из двух картонных трубок 2; 2', установленных одна поверх другой. Внешняя картонная трубка 2' состоит из двух частей, расположенных одна за другой в продольном направлении и с промежутком между ними, в результате чего на периферии корпуса 1 зонда образована широкая канавка 3. В этой канавке 3 находятся пробоотборные элементы 4. Пробоотборные элементы 4 выполнены в виде плоских колец, направленных под углом вверх, чтобы шлак мог попадать на них. Вокруг пробоотборных элементов 4 выполнен картонный защитный слой 5 толщиной 1-5 мм. При погружении погружного зонда в расплав защитный слой 5 растворяется, и шлак поступает в канавку 3 к пробоотборным элементам 4 и налипает, оставаясь, на них. Корпус 1 зонда имеет погружной конец, на котором расположена погружная головка 6. В погружной головке 6 находится камера 7 для взятия проб расплавленной стали под слоем шлака. Расплавленная сталь течет через впускную трубку 8 в камеру 7. Отверстие впускной трубки 8 защищено картонным колпачком 9. Этот картонный колпачок 9 открывает впускное отверстие впускной трубки 8 для расплавленной стали.
На Фиг.2 показаны пробоотборные элементы 4. Они сделаны в виде колец, расположенных одно за другим на стальной трубке 10. Пробоотборные элементы 4 сами тоже выполнены из стали. Толщина (стенки) пробоотборного элемента 4 и стальной трубки 10 приблизительно равна 1 мм, или даже менее. Пробоотборные элементы 4 направлены под углом вверх, т.е. навстречу направлению погружения. Они образуют угол около 60° с продольной осью корпуса 1 зонда. После отбора проб корпус 1 зонда вынимают из расплава. На пробоотборные элементы 4 воздействуют радиальным давлением, и поэтому они сминаются. При этом очень хрупкий шлак спадает с пробоотборных элементов в виде крупных зерен. Размер шлака уменьшают и вводят его в анализатор. Фиг.3 показывает пробоотборные элементы 4 в сечении.
Фиг.4 показывает еще одно возможное выполнение пробоотборных элементов 4. Пробоотборные элементы 4 выполнены в виде плоских колец как нижняя часть относительно короткой металлической гильзы 11, и при этом они созданы за счет отгиба назад металлической гильзы 11. В месте отгиба образована кольцевая канавка 12. Эта канавка 12 находится на верхнем крае расположенной ниже металлической гильзы 11, причем располагающиеся один над другим сегменты образуют пробоотборный корпус, показанный на чертеже Фиг.2.