DE2155926B2 - Anordnung zum Bestimmen der Standhöhe einer heißen Flüssigkeit in einem Gefäß - Google Patents
Anordnung zum Bestimmen der Standhöhe einer heißen Flüssigkeit in einem GefäßInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Bestimmen der Standhöhe einer heißen Flüssigkeit in
einem Gefäß gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei einer bekannten Anordnung dieser Art (polnisches Patent 50 394 und US-PS 3204 460) sind die
Thermopaare in üblicher Weise ausgebildet, d. h, sie bestehen aus zwei zusammengefügten Metallstücken
mit Anschlußleitern, wobei die als Fühlspitze dienende Verbindungsstelle der unterschiedlichen Metalle in der
Nähe der Innenwandung angebracht ist. Bei derartigen Anordnungen ist es erforderlich, die Fühlspitze genau
an der Innenwandung zu positionieren, damit eine einheitliche Thermospannung abgegeben wird. Bei der
bekannten Anordnung wirft das Positionieren des Thermopaares insofern Schwierigkeiten auf, als sich
sowohl das Thermoelement selbst als auch das es umgebende Gehäuse mehr oder weniger ausdehnen
können bei den auftretenden Temperaturschwankungen. Hierdurch wird die Messung beeinträchtigt
s Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der gewährleistet ist, daß der Fühlpunkt des Thermopaares stets gleichmäßig an der Innenwandung des Gefäßes anliegt
s Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, bei der gewährleistet ist, daß der Fühlpunkt des Thermopaares stets gleichmäßig an der Innenwandung des Gefäßes anliegt
ίο Ausgehend von einer Anordnung der obengenannten
Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst
des Thermoelements stets mit im wesentlichen konstantein Druck an der Innenwandung anliegt Selbst wenn
sich das Material also ausdehnt oder zusammenzieht wird stets die richtige Thermospannung erzeugt Ein
weiterer Vorteil gegenüber der bekannten Anordnung ist darin zu sehen, daß ein Teil jedes Thermopaares für
sämtliche Thermopaare gemeinsam ist d. h, die einzelnen Thermo-»paare« brauchen jeweils nur aus
einer einzelnen Sonde zu bestehen.
werden in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung erläutert Darin
zeigt
F i g. ί eine schematisierte senkrechte Teil-Schnittansicht
einer mit einer Anordnung der erfindungsgemäßen
F i g. 2 eine Schnittansicht eines Teiles der Kokille mit einer vorteilhaften praktischen Ausführung des Temperaturfühlers
in vergrößertem Maßstab.
ehe Stranggußkokille weist in gegenseitigem Abstand verlaufende innere und äußere Wandungen 10 bzw. 12
auf. Die innere Wandung 10 ist aus einem Metall von guter Wärmeleitfähigkeit gewöhnlich aus Kupfer. Die
innere Wandung 10 enthält ein flüssiges Metall M, welches sich bis zu einem Spiegel L erhebt und im
unteren Teil eine teilweise Erstarrung C erfährt. Der Zwischenraum zwischen den Wandungen 10 und 12
bildet einen Durchlaß 13, durch welchen in bekannter Weise Wasser strömt, um die innere Wandung zu
kühlen und das Erstarren des Gußstrangs zu unterstützen. Die Kokille ist mit einer Reihe in senkrechten
Abständen angeordneter, nachstehend im einzelnen beschriebener Temperaturfühler 14 versehen. Mit den
Temperaturfühlern 14 ist über Leitungen 16 und mit der
so Kokille über eine Leitung 17 eine Meßschaltung 15 elektrisch verbunden. Die Meßschaltung 15 ist lediglich
als Blockdiagramm dargestellt da sie gleich der im einzelnen in der US-Patentschrift 32 04 460 beschriebenen
sein kann.
Fig.2 zeigt einen der vorzugsweise einander gleichen Temperaturfühler 14 im einzelnen. Er weist ein
in einer Gewindebohrung 20 in der äußeren Wandung 12 sitzendes, rohrförmiges Gehäuse 19 auf. Dieses
besteht aus einem geeigneten Isoliermaterial, beispielsweise Tetrafluoräthylen. Durch die Bohrung des
Gehäuses 19 erstreckt sich eine längliche Sonde 21. Sie läuft an ihrem inneren Ende in einer Spitze 22 aus, mit
der sie sich in Anlage an der Oberfläche der inneren Wandung 10 befindet. Zunächst der inneren Wandung
10 kann auf die Sonde eine Buchse 23 aus Isoliermaterial aufgesetzt sein, um eine mehr als punktförmige
Berührung zwischen der Sonde und der inneren Wandung zu vermeiden. Die Sonde ist aus einem von
dem der inneren Wandung verschiedenen Metall. Besteht die innere Wandung beispielsweise aus Kupfer,
so kann die Sonde aus der Nickel-Kupfer-Legierung konstant angefertigt sein. Weitere für eine mit einer
inneren Wandung aus Kupfer verwendbare Sonde geeignete Metalle sind Eisen, Stahl, Legierungen sowie
Platin. Die einzige Bedingung ist, daß die beiden Metalle
der Wandung und der Sonde zusammen ein Thermopaar
bilden, welches bei den auftretenden Temperaturen eine neßbare Signalspannung abzugeben vermag.
Zur Erzielung der erforderlichen mechanischen Festigkeit ohne unzuträgliche Verengung des Kühlwasserdurchlasses
13 hai die Sonde zweckmäßig einen Durchmesser von etwa 3 mm.
An einer innerhalb des Kühlwasserdurchlasses 13 gelegenen Stelle trägt die Sonde einen Kragen 24. Das
Gehäuse 19 hat eine versenkte Bohrung 25, in der ein Ring 26 eingesetzt ist Eine auf die Sonde aufgeschobene
Druckfeder 27 stützt sich mit ihren Enden ^m Kragen 24
und am Ring 26 ab, um die Spitze 22 bei der thermischen Ausdehnung und Zusammenziehung der Teile in Anlage
an der inneren Wandung Ϊ0 zu halten. Zwischen der
äußeren Wandung 12 und dem Gehäuse 19 und zwischen dem Gehäuse 19 und dem Ring 26 sind zur
Vermeidung des Austritts von Kühlwasser Ringwulstdichtungen 28 bzw. 29 eingesetzt. Am äußeren Ende
trägt die Sonde 21 ein Gewinde zum Befestig en eines Anschlußteils 30 für die Leitung 16.
In der praktischen Anwendung wird eine Reihe der
Temperaturfühler 14 in gegenseitigen senkrechten Abständen in der in F i g. 1 gezeigten Weise in der
Wandung einer Stranggußkokille oder eines anderen, eine Flüssigkeit mit hoher Temperatur enthaltenden
metallischen Gefäßes eingesetzt Die Berührungssteüe zwischen den einzelnen Spitzen 22 und der inneren
Wandung 10 bildet jeweils ein Thermopaar, welches an die Schaltung 15 eine der Wandungstemperatur an dem
betreffenden Punkt proportionale Signalspannung abgibt Im Bereich des Flüssigkeitsspiegels L tritt nach
unten hin ein plötzlicher Temperaturanstieg aui. Die
Schaltung 15 gibt eine Darstellung des Temperaturprofils über die Höhe der Kokille und zeigt somit die Höhe
des Flüssigkeitsspiegels L an.
Im Unterschied zu der genannten polnischen Patentschrift 50 394 braucht bei der vorliegenden Anordnung an keinem der Thermopaare die genaue Temperatur der Wandung gemessen zu werden, man mißt vielmehr nur relative Temperaturunterschiede. Bei der Verwendung der Temperaturfühler an einer wassergekühlten Kokille übt das Wasser nicht nur eine Kühlwirkung auf die Thermopaare aus, sondern leitet auch einen Teil der jeweiligen Signalspannungen ab. Durch diese beiden Gegebenheiten ist eine Erzielung von genauen Temperaturmessungen verhindert Da dabei jedoch die Abweichungen über die gesamte Höhe der Kokille im wesentlichen gleich sind, ist eine genaue Anzeige des Flüssigkeitsspiegels erzielbar. Die Impedanz der Meßschaltung 15 ist niedriger als die des Kühlwasserdurchlasses 13, so daß ein der Schaltung zugeführtes Signal eine ausreichende Stärke hat.
Im Unterschied zu der genannten polnischen Patentschrift 50 394 braucht bei der vorliegenden Anordnung an keinem der Thermopaare die genaue Temperatur der Wandung gemessen zu werden, man mißt vielmehr nur relative Temperaturunterschiede. Bei der Verwendung der Temperaturfühler an einer wassergekühlten Kokille übt das Wasser nicht nur eine Kühlwirkung auf die Thermopaare aus, sondern leitet auch einen Teil der jeweiligen Signalspannungen ab. Durch diese beiden Gegebenheiten ist eine Erzielung von genauen Temperaturmessungen verhindert Da dabei jedoch die Abweichungen über die gesamte Höhe der Kokille im wesentlichen gleich sind, ist eine genaue Anzeige des Flüssigkeitsspiegels erzielbar. Die Impedanz der Meßschaltung 15 ist niedriger als die des Kühlwasserdurchlasses 13, so daß ein der Schaltung zugeführtes Signal eine ausreichende Stärke hat.
Claims (3)
1. Anordnung zum Bestimmen der Standhöhe
a) einer heißen Flüssigkeit in einem eine Innen- und Außenwandung sowie einen dazwischen
ausgebildeten Kühlmitteldurchlaß aufweisenden Gefäß,
b) mit einer vertikalen Reihe von Thermopaaren in der Wandung des Gefäßes, wobei die
Bestimmung mittels der größeren Spannung erfolgt, die von dem ersten Thermopaar
unterhalb des Flüssigkeitsspiegels abgegeben wird, und jedes Thermopaar aus zwei Teilen mit
der Verbindungsstelle zweier verschiedener Metalle als Fühlpunkt besteht,
gekennzeichnet durch die Kombinationfolgender Merkmale:
c) die Innenwandung (10) bildet für alle Thermopaare
einen gemeinsamen elektrischen Leiter;
d) der andere Teil jedes Thermopaares besteht aus einer stabförmigen Sonde (21) aus einem vor
dem Metall der Innenwandung (10) verschiedenen Metall, wobei die Sonde (21) in der
Außenwandung (12) innerhalb des Gehäuses (19) aus Isoliermaterial geführt ist, durch den
Kühlmitteldurchlaß (13) verläuft und mit der Innenwandung (10) metallischen Kontakt hat,
und
e) die Sonde (21) weist eine die Kontaktgabe mit der Innenwandung (10) bewirkende Feder (27)
auf, wobei das spitze Ende (22) der Sonde (21) an der Oberfläche der Innenwandung (10)
anliegt
2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der der Kühlmitteldurchlaß Wasser enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß der sich durch das Wasser erstreckende Teil der Sonde (21) eine bloße
Oberfläche aufweist, um das Metall der Sonde (21) der Berührung mit dem Wasser auszusetzen.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktende der Sonde
(21) durch eine Spitze (22) gebildet ist, die von schützendem Isoliermaterial derart umgeben ist, daß
der punktförmige Metallkontakt an der Spitze aufrechterhalten bleibt.
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