Устройство для получения порошков электроэрозионным диспергированием

(19) (И) 4 В 22 Г 9/ еет ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР Ф 70000, кл. В 22 Г 9/24,943,Авторское свидетельство СССР В 663515, кл. В 23 Р 1/02,1979. (54)(57) .устРойство для получкния ПОРОЯКОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННИИ ДИСПЕРГИРОВАНИЕМ, содержащее дцэлектрический сосуд с рабочей жидкостью, выполненный с отверстиями для ввода рабочей жидкости, подачи в сосуд диспергируемого металла и для вывода продуктов диспергирования с потоком рабочей жидкости, а также введенные в сосуд токопроводы, присоединенные к источнику электрического тока, о т л н " ч а ю щ е е с я тем, что, с целью экономии конструкционного металла, оно снабжено парнымн вальцамн, выполненными с воэможностью вращения в противоположные стороны, причем вальцы установлены внутри сосуда и электрически соединены с токопод водами.2.Устройство по п.1, от л и - ч а ю щ е е с я тем, что один из валков выполнен иэ,электропроводного материала, а другой - иэ диэлектрического.6140119Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству порошков из стружки и других металлоотходов, и может быть использовано в химической промышпенности в производстве гидрата окиси алюминияЦель изобретения - экономия конструкционного металла.На фиг.) изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг;2 - разрез А-А на фиг.11 Устройство состоит из сосуда-реактора 1 с диэлектрическим корпусом, имеющим прямоугольное сечение в плане, В днище сосуда-реактора имеется от-. верстие 2 с присоединенным к нему трубопроводом для подачи рабочей жидкости. Это отверстие прикрыто сеткой 3 из диэлектрического материала. Две противоположные нижние боковые стенки корпуса 4 вьнюлиены наклонными к плоскости основания корпуса. В устрой стве имеются две пары вальцов, расположенные симметрично относительно плоскости симметрии сосуда-реактора. Каждая пара вальцов состоит из нижнего и верхнего валков цилиндрической формы, расположенных горизонтально. Ири этом нижний валок 5 выполнен из электронроводного материала, а верхний валок 6 - из диэлектрика, например керамики, Ось 7 верхнего диэлектрического валка может быть выполнена из металла.При этом диэлектрический валок 6 должен быть жестко посажен на ось. Ось валков выступают за пределы корпуса сосуда-реактора 1 и на их концы с одной стороны насажены с помощью шпонок передающие шестерни 8, выполненные из диэлектрического материала, например, текстолита. Оси валков в местах прохода их через стенку сосуда-реактора 1 уплотнены сальниками (не показаны 1. На конец оси 7 верхнего валка насажены муфта 9, соединяющая его с редуктором, приводящим валок во вращение. Муфта 9 выполнена из диэлектрического материала, например текстолита. На конец оси нижнего валка 5 насажен коллектор 10, к которому прижата токосъемная щетка 11 с присоединенным к ней токопроводом от источника электрического тока, К поверхности нижнего валка 5 прижат ножЪ 12, выполненный из прочного высокотвердого диэлектрического материала, например керамики, и закрепленный на стенке корпуса 4 сосудареакторафиг.1). Нож 12 имеет горизонтальную верхнюю поверхностьс наклонно выступающим вверх краем,1служащим для ломания брикета, выходящего из вальцов,1Устройство работает следующимобразом,Через загрузочное отверстие 14загружают в сосуд-реактор порциюкусочков металла, подлежащегодисцергированию. Засыпку производят примерно до уровня оси 7 верхнего валка 6. Затем подают в сосудреактор жидкость по трубопроводу 2.Расход жидкости повышают до тех пор,20 пока кусочки металла в сосуде-реакторе не подхватываются потоком жидкости и не переходят в состояниефонтанирующего "кипящего" слоя.При этом кусочки у оси сосуда, где25 скорость потока максимальна, движутся вверх, а у стенок сосуда, гдескорость потока минимальна, опускаются вниз. Направление циркуляцион-,ного движения кусочков в сосуде-реакторе показано на фиг.). Прициркуляцнонном движении часть опускающихся вниз кусочков движетсявдоль наклонной стенки 4 сосудареактора, а часть попадает в зазормежду верхним валком 6 и параллельЗ 5 ной ему стенкой сосуда-реактора 1Попавшие сюда кусочки накапливаютсяздесь и их слой захватывается вальцами, вращающимися в противоположныестороны ),направление вращения указано стрелками на фиг.1), и затягивается в зазор между валками вальцов. При этом слой кусочков сжимается вальцами и прессуется или в слабоспрессованный брикет, непрерывно45 выходящий в виде бесконечной лентыс противоположной стороны вальцов.При подаче на нижние валки вальцовимпульсов электрического напряженияот источника электрического тока на50 брикете, выходящем из вальцов, появляется электрический пдтенциал, Врезультате происходит электрическийразряд в жидкости по цепочке из слабо контактирующих между собой кусоч ков металла в сосуде-реакторе, замыкающих электрическую цепь междупротивоположными брикетами, выходящими из левых и правых относительноЛ р и м е р 1. С помощью предлагаемого устройства (Лиг.1) осуществляют переработку в порошок вольфрамовой стружки. Для этого исходную стружку, имеющую размеры кусочков 3-30 мм, загружают в сосуд-реактор через загрузочное отверстие 14. Загрузку осуществляют до уровня верхнего валка 6, выполненного нз текстолита. Нижний валок 5 выполнен из меди. Диаметр валков 40 мм. Зазор между верхним и нижним валками 8 мм. Длина валков - 50 мм. 50 оси симметрии сосуда-реактора вальцов, присоединенных к противоположным клеммам источника электрического напряжения и тока. По действием электрических разрядов в жидкости происходит электрическая эрозия кусочков металла и концов брикетов, служащих электродами. В результате размеры кусочков металла постепенно уменьшаются, а материал брикетов 10 расходуется. Образующийся в результате электроэрозии порошок металла или продуктов его взаимодействия с рабочей жидкостью выносится потоком жидкости из сосуда-реактора по тру бопроводу 15. Скорость вращения вальцов подбирают такой, чтобы скорость движения брикета, выходящего из вальцов, была несколько большескорости эрозионного износа 1,расходования ) 20 концов брикета-электрода, этим достигается недопущение электрических разрядов у самой поверхности валков. Между поверхностью валка 5 и брикетом искровые разряды не возникают, 25 потому. что валки давят на брикет с большой силой, при которой контактное сопротивление электрическому току невелико и ток разряда свободно поступает из валка 5 в брикет. Конец З 0 брикета, выступающий из вальцов, уже частично разрушен электрической эрозией, поэтому легко разрушается при упоре в выступающий край ножа 12, наклонный но отношению к направлению движения брикета. В результа.те брикет, состоящий из слабо спрессованных кусочков металла, вновь . разваливается на отдельные кусочки металла. Устройство работает непрерывно. По мере расхода металла в сосуде-реакторе в результате эрозионного износа его догружают новыми порциями кусочков через отверстие 14.45 Расстояние между левыми и правыми . .вальцвми 1 по центрам их осей ) составляет 150 мм. Расстояние от сетчатого днища 3 до уровня осей 7 верхних валков составляет 100 мм. Расстояние от сетчатого днища 3 до крышки 13 сосуда составляет 300 мм. Корпус сосуда"реактора выполнен иэ стеклотекстолита и эпостека. Вкладыши-ножи 2 выполнены из керамики. Через отверстие 2 в сосуд-реактор подают рабочую жидкость, в качестве которой используют дистиллированную воду .(паровой конденсат из теплоцентрали ), устанавливают расход воды Й через реактор, указанный в таблице.Периодически (раз в минуту ) кратковременно 1,на 5-10 с ) повышают расход воды до величины й, указанной в таблице. При этом кусочки металла в сосуде-реактора подхватываются потоком воды и начинают витать в нем, переходя в состояние фонтанирующего "кипящего" 1,псевдоожиженного ) слоя. Во время "кипения" кусочки, находящиеся у оси сосуда-реактора, движутся вверх, а находящиеся у стенок и возле вальцов опускаются вниз, циркулируя в сосуде-реакторе. При этом часть кусочков попадает в пространство между вальцамн и стенкой сосуда-реактора накапливаясь там, Затем включаютпривод вращения вальцов со скоростью,я об/мин, указанной в таблице. После этого подают на токопроводы, присоединенные с токосъемным щеткам 11, импульсы напряжения от генератора. Он генерирует импульсы напряжения до 600 В с частотой повторения 5 кГп при средней мощности в нагрузке 30 кВт.При этом между двумя брикета" ми иэ стружки, формируемыми вальцами, возникают электрические разря-, ды в воде но цепочкам из кусочков . стружки, находящиеся между брикетамй и слабо контактирующих друг с другом. В результате происходит электроэрозионное диспергирование металла кусочков и брикетов-электродов, Образующийся высокодисперсный порошок, взвешенный в воде, выносится ее потоком из сосуда-реактора по трубопроводу 15. Поступающую из трубы 15 смесь собирают в сосуде-сборнике пульпы, а затем отделяют отводы с по3 4 1 Х 1889 Т Л 1 Металл кусочковРабочая жидкость Вода Керосин Вода Вода Расход жидкости8 , м 3/ч 0,4 0,4 0,5 Расход жидкости9, м 1/ч Температура жидкостина входе в реактор 20 20 20 20 3 119614 мощью вакуумного пресс-Фильтра. В результате получают порошок вольФрама с влажностью 603. Порошок имеет сферическую Форму частиц с размерами 0,1-10 мкм. Периодически ( раз в 15 мин ) в сосуд-реактор догружают новую порцию стружки в количестве, указанном в таблице. Все результаты и параметры сведены здесь же.П р н м е р 2. С помощью уст ройства, изображенного на фиг.1, осуществляют переработку в порошок стружки нержавеющей стали марки 1 Х 18 Я 9 Т. Для этого берут стружку с размерами кусочков 10-30 мм. Все опе рации осуществляют так же, как в при . иере 1. В результате получают порошок нержавеющей стали со сферической Формой частиц, имеющих размеры 0,1-50 мкм. Параметры, режимы и ре зультаты сведены в таблице.П р и и е р 3. С помощью устройства, изображенного на Фиг.1, осуществляют переработку отходов алюминиевой проволоки. Для этого отходы 25 (куски )алюминиевой проволоки, имеющей диаметр 1-5 мм, измельчаот руб" кой на кусочки длиной 20-30 мм, Остальные операции осуществлаот так же, как в примере 1, В результате 30 после фильтрации на пресс-Фильтре получают пасту гидрата окиси алюминия с влажностью 803. После сушки прн 100-150 С в токе сухого воздуха паста превращается в порошок гидрата окиси алюминия, имеющего кристаллограйическчо Ьорму батернта, с Компоненты и условияпереработки 0 ьудельной поверхностью 200-250 м 7 г.Параметры, режимы и результаты сведены в таблице.П р и м е р 4. С помощью устройства, изображенного на фиг,1, осуществляют переработку отходов вольФрамовой проволоки. Для этого отходы (куски ) вольфрамовой проволоки,имеющей диаметр 0,1 мм, измельчаютрубкой на кусочки длиной 10-30 мм.Остальные операции осуществляют также, как в примере 1, с тем отличием,Мчто в качестве рабочей жидкостииспользуют керосин. В результатеполучают порошок карбидов вольфрама. Все результаты н параметрысведены в таблице,Предлагаемое изобретение даетследующие преимущества по сравнениюс известньии способом и устройством для получения порошков электроэрозионным диспергированием металлов: исключаются необходимостьпредварительного изготовления специальных расходуемых электродов измонолитного металла и необходимостьпериодической замены износившихсярасходуемых электродов новыми,чем достигается непрерывностьпроизводства н упрощение обслуживания устройства, а также повышается безопасность производства засчет исключения выступающих нз сосуда диспергирования длинных концов расходуемых электродов, которые находятся под высоким электрическим напряжением. Пример1 1 11196140 Продолжение таблицы Компоненты и условияпереработки Пример 110 80 80 80 Скорость вращения вальцов р,об/мин 0,01 0,05 0,2 Производительностьдиспергирования, кг/ч.Рещетни Тираж 746Государственного комитет делам изобретений и откры 5, Москва, Ж-ЗО, Раушская ПодписноеССР аб., д. Температура жидкостина выходе реактораТ в акаэ 7506/1 ВНИИПИ по 1130