Форсунка для газоструйного распыления жидкого металла

(19 у 011 2 Р 9/О ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТ РСИОМУ СВИ ова- орск институт ме строения им (72) В.М.Бл Ф.С.Туганба (53) 621.76 (56) Розано порошков из ллургич го маши ова.И. Цел ров, Ф.В.Т.С дельман но ев и2.2 (088,8в С.Д. и драсплавов1 п. 1. Черрис. 2а металлу олучени Обзорная инметинйормация, формация, вь 1983, с. 2,Порошков с. 12, рис. гия, 9 2, 1971 я 3(54) ФОРСУНКА ДЛ РАСПЬШЕНИЯ ИЩКО (57) Изобретение ГАЗОСТРУ 0 МЕТАЛЛА относится дства мет ГО к устрой- аллических произраспыл ам дл ием расплаво эффективност за счет увел порошко Цель ро ппе ни и аспыле ни цесс эффе пото зов п руи м лическог на форсунка,фиг, 2 - сечефиг. 3величенном масшел 11 на фиг. 3.нка содержитпус 1 с центральслива струиой полостью 3,рстия 4 в корпупорошкости к произошков метония распла еталл ьппение э ыления з ости взаимсо струе етал ского плана ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЮЕ, 1 ИЯМ И ОТНРБТИЛМРИ ГННТ СССР(71) Всесоюзный научно-исслтельский и проектно в конст тивности взаимодеиствия Изобретение относитсяой металлургии, в частноодству металлических пором газоструйного распыле Цель изобретения фективности процесса рсчет увеличения эффекти действия газовых потоко ва. Жидкий металл из металлоприемника тонкой струей сливается вдоль оси форсунки. При соударении газовых струй из наружных и внутренних сопл форсунки со струей металла она дробится на мельчайшие капельки. Приближение выходных отверстий сопл к зоне распыления приводит к увеличению в этой зоне скорости газового потока, что повышает дисперсность порошка. Газ, воздействуя на выступы внутренних сопл, вызывает высокочастотные колебания сопл на упругих пластинах в диаметральной плоскости форсунки, что приводит к дестабилизации газового потока и увеличению дисперсности порошкаВнутренние сопла с косым срезом вызывают отклонение газовых струй, перетекаюших из сопл, что способствует уменьшению выхода пылевидных фракций и повышает выходы средних фракций. Таким образом, применение форсунки позволяет повысить выход годной фракции порошка и эффективность процесса распыления. 4 ил., табл. На фиг. 1 изображ продольный разрез н ние А-А на фиг. 11 н узел 1 на фиг. 1 (в табе) на фиг, 4 - уПредлагаемая форс сварной кольцевой ко ным отверстием 2 для металла, и коллектор сообщенной через отв14827зсе и форсункодержатель 5 с источником давления газа (не показан),В корпусе 1 под углом к его оси (соответствующей оси струи сливаемого металла) равномерно по окружности 5 закреплены сопла (в конкретном случае - б шт), Каждое из сопл выполнено составным, состоящим из концентрично установленных наружного сопла 6 и внутреннего сопла 7, Внутренние10 сопла 7 закреплены на упругих пластинах 8, размещенных в коллекторной полости 3 с воэможностью иэгибных колебаний в диаметральной плоскости15 форсунки. Концы пластин 8, противоположные месту крепления внутренних сопл 7, жестко связаны с корпусом 1. Внутренние сопла 7 выполнены удлиненными и выступающими эа срез внутренних сопл 6, Выходные отверстия 9 в20 внутренних сопл 7 приближены к геометрическому фокусу распыления (точке пересечения оси слива струи металла и оси сопл). Наружное б и внутреннее 7 сопла образуют кольцевой профилированный канал 1 О для истечения газа. Внутренние сопла 7 могут быть выполнены со стороны выходного отверстия 9 с косым срезом 11, обра 30 щенным к оси форсунки. На наружной поверхности каждого внутреннего сопла 7 вблизи выходного отверстия 9 имеется выступ 12, служащий для возбуждения колебаний сопла 7 под действием газового потока, истекающего 35 из кольцевой щели 10, Выступ 12 может быть выполнен в виде цилиндрического выступающего стерженька. Кольцевой канал 10 и канал внутреннего сопла 7 могут иметь профиль, обеспечиваю 40 щий до или сверхзвуковое истечениегаза.Форсунка работает следующим образом.Из металлоприемника (не показан) 45 жидкий металл тонкой струей сливается вдоль оси форсунки через отверстия 2 в корпусе 1. При соударении слившихся газовых струй, истекающих с высокой скоростью из наружных и внут ренних сопл форсунки, со струей металла она дробится на мельчайшие капельки, кристаллизирующиеся в порошок.Приближение выходных отверстий 55 внутренних сопл 7 к зоне распыления приводит к увеличению в этой зоне скорости газового потока, что повышает дисперсность получаемого порошка 73 .а(т,е, повышает эффективность процесса распыления),При этом гаэ, истекающий иэ кольцевых каналов 10, предотвращает набрызгивание металла на внутренниесопла 7, Этот же гаэ, воздействуя навыступы 12 на наружной поверхностивнутренних сопл 7, вызывает высокочастотные колебания сопл 7 на упругих пластинках 8 в диаметральнойплоскости форсунки, Это приводит кдестабилизации газового потока в зоне распыления и увеличению дисперсности получаемого порошка при одновременном уменьшении пылевидных некондиционных фракций (-50 мкм). Привыполнении внутренних сопл 7 с косымсрезом газовые струи, истекающие изсопл 7, отклоняются в направлении коси форсунки, что сокращает расстояние между соплами и зоной распыленияи способствует уменьшению выхода пылевидных фракций и повышению выходафракций средних размеров,В таблице приведены результатыиспытания предлагаемой форсунки всравнении с форсункой-прототипом.Использовалась форсунка с шестью соплами, угол наклона осей сопл к осифорсунки во всех случаях составлял9 С, диаметральное расстояние междуосями сопл в плоскости нижнего торцакорпуса форсунки 100 мм, диаметрцентрального отверстия форсунки50 мм, вылет внутренних сопл относительно наружных 100 мм. Косой срезна внутренних соплах выполнен подуглом 20 к оси сопла.Распыляли быстрорежущую стальРбМ 5 К 5, температура слива расплава1600 С. Средняя производительностьраспыления 37 кг/мин, Суммарный расход газа (азота) на форсунке 3232 нм /мин, давление в коллекторнойплоскости форсунки 0,7 МПа, расчетный расход газа на внутренних соплахфорсунки 20 нм /мин. Частота колеба -ний внутренних сопл форсунки 90 с", амплитуда колебаний 1,4 мм.Как видно из таблицы (п. 2 и 3) предложенное техническое решение позволяет существенно повысить выход мелкодисперсной фракции (например, фракции - 315 мкм до 963), исполнение форсунки с косым срезом на внутренних соплах (п. 4) позволяет увеличить выход фракции средних размеров при сокращении количества пылевидной фракции (менее 50 мкм).1482773 Таким образом, применение предлагаемой форсунки позволяет повысить выход годной фракции порошка и эфэективность процесса распыления.5 Тип форсунки Размер фракции, мкм В п/п+500 3,6 11,2 17,521,0 . 15,2 20,6 2,22,2 9,15 11,85 3. 8,7 21,7 28,8 3,9 20,2 30,0 1,4 2,0 37,4 4. Формула изобретения 1. форсунка для газоструйного рас - пыПения жидкого металла, содержащая кольцевой корпус с коллекторной полостью, сообщенной с источником давления газа, и закрепленные в корпусе сопла, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса распыления за счет увеличения эффективности взаимодействия газовых потоков со струей металлического расплава каждое из сопл выполнено составным, состоящим из наружного Без внутренних сопл(прототип)С жестко закрепленнымивнутренними сопламиС внутренними соплами,смонтированными с возможностью диаметральных колебанийПо п.3 с косым срезомна внутренних соплах и внутреннего сопл, установленных концентрично друг другу и независимо сообщенных с коллекторной полостью, причем наружное и внутреннее сопла образуют кольцевой профилированный канал для истечения газа, внутреннее сопло выполнено удлиненным, выступания щим за срез наружного сопла, с возбудителем колебаний в нижней части в виде выступа и установлено на упругих пластинках, закрепленных в коллекторной полости корпуса, с возможностью колебаний в диаметральной плоскости форсунки.2. Форсунка по п.1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что внутреннее сопло со стороны выходного отверстия выполнено с косым срезом, обращенным к оси форсунки. 14,2 38,2 15,3 416 21 2 2каз 2739/12 Тираж 711 ПоднисноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Иосква, Я, Раушская наб., д, 1/5 КНТ СССР оизводственио-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101