Форсунка для распыления металлических расплавов

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ ОО ДЕЛАМ ИЗОВфЕТЕНИЙ И ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИн аОФсОМ саВпюьста енина научроектно-кон(54)(57 МЕТАЛЛИЧЕунка по а ю щ а пп. 1 я с я дно из ора по 3. Фоо т л икаждой пложено к0-30 , а 2,тем, чт корпус е соплси доза их распоенной с ей еред угломом 75 угое - под уг(71) Всесоюзный ордена Л но-исследовательский и п структорский институт металлургического машиностроения(56) 1 Авторское свидетельство ССС В 500903, кл, В 22 Р 9/08, 1974.. 2. Авторское свидетельство СССР У 512799, кл. В 22 Р 9(08, 1973. 1ФОРСУИКА ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ СКИХ РАСПааОВ, содержащая коллекторной полостью, соо источйиком давления рабоустановленный в корпусе.801156 60 дозатор для подачи расплава, а также расположенные под углом к его оси сопла для истечения рабочей среды, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности диспергирования расппава путем увеличения угла атаки газовых струй, дозатор выполнен в виде стакана со сливными каналами, расположенными в зоне сопряжения его донной и цилиндрической частей под углом к его оси, а каждый иэ сливных каналов снабжен парой сопл, расположенных под углом к оси кажцого из каналов.2. Форсунка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что сливные каналы расположены к оси. дозатора под углом 45-90Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для производства порошков распылением расплавов.Известна форсунка для распыления 5 металлических расплавов, в которой дозатор выполнен со сливным каналом с относительно большим диаметром и отводящими от него двумя узкими каналами, расположенными под углом к его оси, Из центрального канала осуществляют подачу рабочего газового потока со скоростью, превышающей скорость звука, и температурой, превышающей температуру расплава 1.15Однако данная конструкция форсунки пригодна лишь для распыления легкоплавких металлов и малоэффективна ввиду невозможности размещения каналов в донной части дозатора. 20Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является Форсунка для распыления металлических расплавов, содержащая корпус с коллекторной полостью, сообщенной с источником давления рабочей среды, установленный в корпусе дозатор для подачи расплава, а также расположенные под углом к его оси сопла для истечения 30 рабочей среды. Дозатор выполнен в виде конуса с осевым каналом 2.Расположение сопл на значительиом расстоянии от канала уменьшает скорость потока в Форсунке распыления, а также ограничение угла наклона оси газового потока к оси канала снижает эффективность распыления расплава.Цель изобретения - повышение эффективности диспергирования расплава путем увеличения угла атаки газовых струй.Указанная цель достигается тем, что в Форсунке для распыления металлических расплавов, содержащей корпус с коллекторной полостью, сообщенной,с источником давления рабочей среды, установленный в корпусе дозатор для подачи расплава, а также расположенные под углом к его оси сопла для истечения рабочей среды, дозатор выполнен в виде стакана со сливными каналами, расположенными в зоне сопряжения его донной и цилиндрической частей под углом к его оси, а каждый из сливных каналов снабжен парой сопл, расположенных под углом к оси каждого из каналов.Сливные каналы расположены к оси дозатора под углом 45-90В каждой паре сопл одно из них расположено к оси дозатора под углом 0-30 , а другое - под углом 75-105 О.На Фиг. 1 изображена предложенная форсунка продольный разрез; на Фиг. 2 - вид А на Фиг. 1; на Фиг; 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - часть форсунки со сливным каналом, расположенным под углом 90 к оси дозатора.Форсунка включает корпус, содержащий основание 1 с основной коллекторной полостью 2, крышку 3, образующую с основанием 1 дополнительнуюколлекторную полость 4, и установленную в центральной расточке крышки 3 обойму 5 с хвостовиком 6. Коллекторная полость 4 сообщена с коллекторной полостью 2 радиальными каналами 7 в основании 1. В обойме 5 расположен выполнейный в виде стакана керамический дозатор 8 со сливными каналами 9 для подачи металлического расплава, расположенными в зоне сопряжения доннои и цилиндрической частей дозатора 8. В . зоне выхода каналов 9 в обойме 5 выполнены отверстия 10, Каналы 9 расположены под углом енапример 45-90, к оси дозатора. В основании 1 в крышке 3 корпуса выполнены Фигурные пазы, образующие совместно щелевые проФильные сопла 11 для истечения рабочей среды-газа, расположенные над выходами сливных канаФ лов 9 под углом Ы к оси доэатора 8, например 0-30 . На хвостовике 6 обоймы 5 закреплен стакан 12, образующий с хвостовиком 6 коллекторную полость 13. Последняя сообщена с основной коллекторной полостью 2 трубопроводом 14. Во фланце 15 стакана 12, примыкающей к донной части обоймы 5, срезаны лыски 16 и выполнены профильные пазы 17, образующие с донной частью обоймы 5 щелевые профильные сопла 18 для истечения рабочей среды-газа. Сопла 18 расположены под сливными каналами 9 под углом ь к оси доза- тора 8, например 75-105 ф. Форсунка работает следующим образом.,2 24,4 41 7 5,По трубопроводу 19 в основную коллекторную полость 2 подают газ. По каналам 7 .и трубопроводу 14 газ поступает в дополнительные коллекторные полости 4 и полость 13, а затем в сопла 11 и 18, профиль отверстий которых обеспечивает доили сверхзвуковое истечение газа. Жидкий металл при температуре на 100-50 фС выше температуры плавления сливают из металлоприемника 20 в дозатор 8 и по каналам 9 поступает в зону распыления. Даже струи расплава дробятся высокоскоростными потоками, истекающими из сопл 11 и 18, на мелкие капли. Осуществляется двухстадийная последовательность дробления струи металла: предварительное разрушение расплава потока газа, истекающего из верхнего сопла 11, расположенного над каналом 9, затем дробление капель вторичным потоком газа из нижнего сопла. Предельным вариантом осуществления способа дробления является дробление пересекающимися струями газа при с(, = 45, сЕ = 0, о 90 .При расположении верхних отверстий сопл 11 под углом больше 30 независимо от значений углов о,и резко снижается эффективность вторичного дробления расплава, что обусловлено относительно низкой скоростью капель по отношению к вторичному газовому потоку. По той же при.чине резко снижается эффективностьдробления при углах оз меньше 75".При сменьше 90 происходит зарастание канала 9 металлом и прекращается.истечение струи. При 1 больше 105 имеет место интенсивноенабрызгивание металла на форсунку.1 О При углах наклона .сливных каналов9 Ы меньше 90 меняется последовательность дробления, т.е. первичное дробление осуществляется струей энергоносителя, истекающей из 15 нижнего сопла, а вторичное - из верхнего. При такой схеме под воздействием первичного газового потокакапли металла приобретают высокуюгоризонтальную составляющую скорос ти, что влечет за собой интенсивноенабрызгивание металла на форсункуОсуществляют распыление сталиР 6 М 5 К 5 азотом при максимальном егорасходе 12 нм /мин и давлении 25 8 кг/см . Температура слива металла1600-1650 С. Данные экспериментовприведены в таблице.Данные таблицы показали, чтопредложенное расположение сопл под ЗО углом к сливным каналам обеспечивает повышение эффективности (степенидисперсности порошков) дробленияпо сравнению с конструкцией известной Ьорсунки. Фракционный состав полученного порошка, Ж (МКМ)1156860 Продолжение таблйцы Ироиэводительность распыления, кг/мин Геометрическиепараметры Фор"спики с 6= 0 с с = 45-50 +50 +100 +200 +300 -00 "200 -300 -500 4,0 11,1 . 33,4 38,6 6,8 угол наклона сливного канала к вертикальнойоси форспнки;соответственно угол наклона осей верхнего инижнего сопл к вертикальной оси форсунки;диаметр сливного канала, мм,количество сливных каналов.