Устройство для ультразвуковой обработки расплава

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 1973233(23) Приоритет по делам нзобретеннй н открытнй,746.58 (088.8) Дата опубликования описания 15,11,82 ФВ, П, Каргинов, Г. Г. Белай, В. Т, Куликов, В. П, Литвак и А. А. Домцо) Заявител цепропстровскии орден металлург) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ Р сифици 1 роцесс об ее близким еской суши иботехни длагаемому ти и достигаемому тройство для дегаго шью ультразвуко-.включает генера- волноводами-конезчльтат у являет лава сзац лебании, которореобразователи с вь ор центра ми, переда ми акустичес Изобретение относится к литейному производству, а именно к установкам для обработки жидкого металла.Известно устройство для ультразвуковой обработки металла; включающее ультразвуковой генератор, кольцевой магнитострикционный преобразователь, стакан-излучатель, литниковую систему1),Однако в данном устройстве акустическая энергия от преобразователя непо-средственно сообщаетсястакану-излучате.1 О. лю,в котором помещен обрабатываемый металл, и этим самым устройство пе позволяет увеличить мощность подводимых ультразвуковых колебаний и интен энергию к узкому кольцу, взаимодействующему с литниковой воронкой 2 1 .Однако в этом устройстве происходит рассеивание акустической энергии из эа трансформации продольных колебаний в волноводе в поперечные колебания литниковой воронки и закупорка сливного канала вследствие намораживания расплава на холодную стенку литниковой воронки.Целью изобретения является уменьшение потерь акустической энергии и интенсификация процесса обработки.аПоставленная цель достигается тем, что в устройстве для ультразвуковой обработки расплава, включающем генератор, магнитострикционный преобразователь с волноводом-концентратором, кольцо-излучатель, литниковую воронку, кольцо-излучатель выполнено совместно с литниковой воронкой, вокруг которой по внешней поверхности установлен нагревательный элемент, при этом высоту литниковой воронки и ее средний диаметр определяют3 зователи 9 и 10, волноводы-концентраторы 7 и 8, литниковую воронку 3 с учетом присоединенной массы расплава;подогрев литниковой воронки 3 с приемником расплава 2 и сливным каналом 4индуктором 5 посредством ВЧ-генераторадо температуры в пределах 0,5-0,8 температуры солидус расплава. При полученииотливок расплав 11 из разливочного устройства 1 попадает в приемник расплава2 литниковой воронки 3. При движениирасплава в дитниковой воронке 3 от приемника расплава 2 к сливному каналу 4в нем под действием ультразвуковоГополя, переданного от магнитострикционных:преобразователей 9 и 10 через волноводы 7 и 8, кольцо 6 и воронку 3, проис,ходят процессы дегазации, процессы разрушения до зародышевых структур жидкости (предзон выделения), равномерноераспределение примесей и дегируюшихэлементов по обьему и др. В результатеэтих процессов расплав 11 на выходесливного канада 4 имеет значительнолучшие характерислки, чем без ультразвуковой обработки,Выполнение литниковой воронки совместно с кольцом-излучателем и волноводами-концентраторами исключает акустические потери, Выбор оптимальных размеров воронки и предварительное согласование всей акустической системы сультразвуковым генератором гарантируютвысокое качество ультразвуковой обработки расплава. Подогрев дитниковой воронки при ее ьзаимодействии с индукторомдо температур 0,5-0,8 солидус расплаваблагоприятно сказывается на прохождении расплава через литники. При этомобразование намороженной корочки наворонке, закупорка сливного канала исхватывание жидкого металла с воронкойне происходиПрименение предлагаемого устройствадля ультразвуковой обработки расплавапозволяет уменьшить потери акустическойэнергии и ускорить процесс обработкираспдава,3 97323Л Л Х Лиз соотношений6 ++где Л - длина волны поперечных колебаний, Л 2-длина волны продольных колебаний, а угол полураствора конуса дитниковой воронки равен 20-45 ,Размеры дитниковой воронки выбраныиз сдедуюших посылок. Меньшие размеры высоты - , диаметра среднего се 10Л 2чения и угла подураствора конусаЬ20обусловлены минимальным временемнахождения заданной порции расплава вультразвуковом поле, при занижении эчих 15величин эффективность ультразвуковойобработки расплава резко падает, Припревышении большего размера высотылитнпковои воронки. происходит допол-линитедьное рассеивание энергии из-за паразитных, в данном случае поперечныхколебаний, при превышении большего разЛмера диаметра - акустическая система25выходит из резонансного режима, уменьшается мошность ультразвукового поля.Все это в полной мере касается и большего размера угла полураствора конуса 45На чертеже схематически представленоустройство ддя ультразвуковой обработкираспдава в процессе разливки металла.Устройство для ультразвуковой обработки расплава соспоит из разливочногоустройства 1, приемника расплава 2,35которым служит верхняя часть литниковой воронки 3, имеющей сливной канал4, пндуктора 5 для подогрева литниковойворонки 3, кольца-излучателя 6, волно 40водов-концецтраторов 7 и 8 магнитострикциоппых преобразователей 9 и 10, Литпцковая воронка 3 совмещена с кольцомизлучателем 6, которым оканчиваютсяводноводы-концентраторы 7 и 8, ьзаимодействуошие с соответствующими магни 45тострикционными преобразователями 9 и10. Питание установки осуществляется:магпптострикционных преобразователей9 и 10 - от ультразвукового генератора(УЗГ), индуктора 5 - от высокочастотного генератора (ВЧ-генератора) .Устройство для ультразвуковой обработки расплава работает следующим образом.Перед разливкой металла. производятсяподготовительные операции, направленныеца согласование УЗГ с резонансной акустической системой, вкюпочаюшей преобраФормула изобретения Устройство для ультразвуковой обработки расплава, включающее генератор, магнитострикционный преобразователь с волноводом-концентраторрм, кольцо-излучатель, литниковую воронку, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потерь акустической энергии5 973233 и интенсификации процесса обработки,кольцо-излучатель выполнено совместно с литниковой воронкой, вокруг которой но внешней поверхности установлен нагревательный элемент, при этом высоту литниковой воронки и ее средний диаметр определяют из соотношений:лл л64 6 4 8 УЗГ ФМЖд Составитель В, ГУРкинПерсиянцева Техред Е Харитончик Корректор аров едакто раж 852венного комитетизобретений и открЖ, Раушска Т ВНИИПИ Государспо делам 113035, Москва ПодписноеСССРытийнабд, 4/5 Филиал ППП фПатент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 где В 1 - длина волнпоперечных колебаний, Л 1 - длина волны продольных колебаний, а угол полураствора конусалитниковой воронки равен 20-4.,Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе 1. Васин Л. К. и др. Качество бронзовых отливок при ультразвуковой обработке расплава. - Литейное производство", 1979,10, с, 8,9.2. Авторское свидетельство СССР197180, кл. С 22 В 9/02, 1967.