Установка для гидродинамического распыления легкоплавких расплавов

(И)2 Е 9/08 4 В й;ЩЩЦ ЕН ЕСКОГО Ъ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОткРытиямПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1302546, кл, В 22 Е 9/08, 1985.Авторское свидетельство СССРВ 1388183, кл, В 22 Е 9/08, 1986,(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ГИДРОДИНАМИЧРАСПЫЛЕНИЯ ЛЕГКОПЛАВКИХ РАСПЛАВОВ(57) Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к установкам для производства порошка путемраспыления жидкого металла. Цельизобретения - повышение производительности установки и улучшение условий ее зксплуатации. После, загрузкиметалла в плавильный агрегат 21.подают охлаждение в полость 26 и на 3 1496929 гревают плавильный агрегат до температуры, превышающей температуру плавления на 510 К. Расплавленный металл, вытекая, заполняет муфту 24, затвердевает в ней и создает герметичную пробку. Для подачи расплава в камеру распыления включают нагрева" тель металлопровода 22 и закрываютподачу охлаждающей жидкости в полость 26, Металлическая пробка расплавляется, и расплав из плавильногоагрегата 21 по металлопроводу перетекает в тигель 2 для распыпения.1 зеп ф лы 2 ил30 Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к уста"новкам для производства порошков легкоплавких металлов распылением расплава,Целью изобретения является повышение производительности установкии облегчение условий ее эксплуатации.На фиг.1 изображена установка, 20разрез; на фиг.2 - конструкция уплотнения металлопровода с корпусомтигля,Установка включает герметичныйкорпус 1, в котором размещен тигель 252 для расплава 3, снабженный нагревателем 4. В донной части тигля 2установлены одна или несколько распыпительных форсунок 5, соединяющихполость тигля 2 с распылительнойкамерой 6. Корпус 1 сверху закрытсъемной крьппкой 7. Боковая стенка 8корпуса 1 снабжена водоохлаждаемойрубашкой 9 и соединена через теплоизолирующую прокладку 10 с донной 35частью 11, снабженной нагревателем12. К полостям корпуса 1 и камеры 6подключены автономные трубопроводыпневмовакуумной системы 13. В полость тигля 2 через герметичное уплотнение 14 в крышке 7 введен с возможностью осевого перемещения вертикальный полый (трубчатый) стержень15, В перегородке 16 выполнено центральное отверстие 17 в промежуточную 45камеру 18, В него введен стержень 15,имеющий в зоне отверстия 17 коническую поверхность 19. В нижней частикамеры 6 закреплен съемный сборник20 для порошка. Установка снабженаплавильным агрегатом 21, соединеннымс тиглем 2,установки, обогреваемымметаллопроводом 22 с нагревателем 23и встроенной обогреваемой тем женагревателем муфтой 24 из теплопроводного металла, внутри которой выполнена прямоугольная резьбоваяканавка 25, и снаружи охлаждаемаяполостью 26, Обогреваемый металлопровод 22 соединен с водоохлаждаемой боковой стенкой 8 корпуса 1 посредствомгерметичного теплоизолирующего уплотнения 27. Оно состоит из двух уплотнительных колец 28 и 29 трапецеидального сечения с меньшими основаниямипо внутреннему диаметру и трех однотипных кольцевых прокладок 30 - 32,изготовленных из теплоизоляционногоогнеупорного пластичного материалаи проложенных между боковой стенкой8,корпуса 1 и уплотнительными кольцами 28 и 29 и кольцевым выступом 33металлопровода трапецеидальногосечения с меньшим основанием побольшему диаметру. Угол трапецеидального сечения при большем основаниикольца 28, уплотняющего прокладкуо30, равен 90 , а угол равнобедреннойтрапеции при большем основании в сечении уплотнительного кольца 31 больше того же угла трапеции выступа 33металлопровода 22. Скрепление уплотнения между стенкой 8 корпуса 1 ифланцем 34 осуществляется шпильками35 с теплоизолирующими прокладками 36,Установка работает следующим образом,Производят загрузку металла вплавильный агрегат 21, подают охлаждение в полость 26 и нагревают егодо температуры, превьппающей температуру плавления металла на 510 К,Расплавленный металл, вытекая из пе"чи, заполняет муфту 24, затвердеваетв ней и создает герметичную пробку.Затем при опущенном до упорастержне 15 производят вакуумированиевнутренних объемов установки, подачуохлаждающей жидкости в стенку 8 корпуса 1 и нагрев нагревателей 4 и 12тигля 2 и донной части 11 до рабочейтемпературы процесса распыления.Далее включают нагреватель 23металлопровода 22 и закрывают подачуохлаждающей жидкости в полость 26,Металлическая пробка расплавляется5 14и расплав из плавильного агрегата 21по металлопроводу под гидростатичес",ким давлением перетекает в тигель 2,После заполнения тигля 2 расплавомвключают подачу охлаждающей жидкостив полость 26, замораживают металлв муфте 24, и расход жидкого металлаиз плавильного агрегата 21 в тигель2 прекращается. Камера распыления 6заполняется инертным газом до давления, равного атмосферному, а полостькорпуса 1 - до рабочего давленияраспыления, Затем приподнимают стержень 15 и открывают отверстие 17,Расплав 3 под напором поступает вфорсунку 5, распыляется на капли,которые застывают в порошок и собираются в сборнике 20,После разливки всей порции расплава из тигля 2 и промежуточной камеры выпускают газ из кислорода .1в буферную емкость (не показана) ипосле снижения давления до атмосферного выключают подачу охлаждающейжидкости в полость 26. Пробка металла в муфте 24 расплавляется, и поступает новая порция жидкого металла изплавильного агрегата 1 в тигель 2установки, Далее весь цикл работыустановки повторяется.П р и м е р. Установка для гидродинамического распыления олова выполнена с тиглем 2 полезной емкостью 6 л,а внутренний объем корпуса 1 при этомсоставляет 24 л. Тигель 2, форсунка5 и стержень 15 выполнены из коррозионностойкой стали Х 18 Н 9 Т. Стержень15 изготовлен из трубки диаметроМ12 х 2 мм, Один из концов трубки развальцован до конической формы с максимальным диаметром больше диаметраотверстия 17 в перегородке 16. Вокруг тигля 2 на тепло- и электроизолирующих бусинках установлен нагреватель 4 из нихромовой проволоки диаметром 2 мм. Обогреваемая доннаячасть 11 изготовлена из жаропрочнойстали и снабжена нихромовым нагревателем 12 с диаметром проволоки1,4 мм. Соединение донной части 11с боковой водоохлаждаемой частью 8осуществляется через прокладку 10из асбеста, пропитанного тальком.Плавильный агрегат 21 емкостью160 кг по олову соединена с тиглем 21 металлопроводом 22, изготовленным изтрубы нержавеющей стали диаметром12 х 2. В среднюю часть металлопровода96929 6 22 посредством резьбового соединения встроена муфта 24 из нержавеющей стали, Внутри муфты длиной 30 и диаметром 16 мм сделана резьбовая канавка прямоугольного сечения с шагом 5 мм и диаметром 8 мм, К корпусу муфты 24 плотно прикреплена пластинка из меди толщиной 10 мм и длиной 100 мм, внутри которой выполнена цилиндрическая полость 26 диаметром 6 мм для подачи охлаждающей воды. Металлопровод 22 скреплен с корпусом 1 герметичным уплотнением 27, в котором кольца,изготовлены из нержавеющей стали с трапецеидальным сечением с углом при большем основании 90 у кольца 28 и 60 у кольца 29.Прокладки 30 - 32 изготовлены из 5 10 15 20 листового асбеста толщиной 2 мм и пропитаны тальком, замешанным на жидком стекле, Кольцевое ребро 33 имееттрапецеидальное сечение с углом траопеции при большем основании 45 изакреплено на металлопроводе 22сварным соединением, Уплотнение 27стягивается между стенками корпуса 1и кольцевым выступом шестью шпильками диаметром 8 мм с усилием 60 Нна 1 см поверхности прокладки, Вокруг металлопровода и муфты на теплои электроизолирующих бусинках закреплен нагреватель, изготовленный изнихромовой проволоки диаметром 0,8 мм.Вокруг нагревателя проложен листо 35 вой асбест толщиной 1 мм в 2 слоядля теплоизоляции нагревателя,1При распылении олова и его сплавовисходный металл в слитках в количе 40 стве 160 кг загружали в плавильныйагрегат 21, герметизировали корпус 1и камеру 6 установки, Подавали водя"ное охлаждение в полость. 28, расплавляли металл в печи и нагревали его45 до 515 К. Затем проводили вакуумирование внутренних объемов установкидо давления 1,33 Па, После этогонагревали до рабочей температурынагреватели тигля 2, донной части 1150 и металлопровода 22 и отключали охлаждение муфты 24, Пробка металлав муфте расплавлялась за 810 с,расплав перетекал нз печи 21 в тигель 2 и заполнял его, При заполнении тигля 2, что фиксировали уровнемметалла в плавильном агрегате, включали охлаждение в полость 26, и жидкий металл застывал в муфте 24 за56 с. Затем подавали сжатый инерт 1496929ный газ в камеру распыления до давления 101310 Па, а в корпус 1 - до давления 0,8 МПа. Приподнимая стержень 15, открывали отверстие 19 и, подавая расплав 3 под напором к распылительным форсункам 5, распыляли его на капли. Капли, падая в камере распыления 6, застывали в порошок, который собирался в сборнике 20, После опорожнения тигля 2 снижали давление газа в корпусе 1 до 101310 Па выпуском его в буферную емкость, выключали подачу водного охлаждения в полость муфты, расправляли пробку металла в муфте и заполняли тигель 2 новой порцией расплава.Далее цикл распыления установки повторяется. Плавильный агрегат 21 пополняется металлом постоянно по мере необходимости, независимо от работы распылительной части.На данной установке были получены порошки олова сплава ПОСУ/2 и ПОСК, по качеству не уступающие порошкам, приготовленным на установке прототипа. Вместе с тем, предлагаемая установка имеет производительность почти в 3 раза выше, чем известная (260 и 810 кг). Облегчились условия эксплуатации предлагаемой установки, так как число трудоемких операций уменьшилось в сиену с 6 до 2. Кроме того, снизились затраты энергетических ресурсов при эксплуатации установки и появилась возможность осуществления управления установкой с помощью АСУТП.Опыты подтвердили высокую надежность работы предложенной установки: за время испытаний не было отказов.Формула изобретения1. Установка для гидродинамического распыления легкоплавких расплавов,содержащая плавильный агрегат, металлоприемник, герметичный корпус, пневмовакуумную систему, распылительныефорсунки, камеру распыления, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения производительностиустановки и облегчения условий ееэксплуатации, плавильный агрегат соединен с металлоприемником посредством металлопровода с размещенной нанем запорной муфтой с нагревателем,при этом муфта выполнена с прямоугольной винтовой канавкой внутри и 25 охлаждающей полостью снаружи, аввод металлопровода в корпус металлоприемника выполнен с теплоизоляционным уплотнением.2, Установка по п.1, о т л и - 30ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения герметичности стенки корпуса с металлопроводом, герметичноетеплоизолирующее уплотнение выполнено из металлических уплотнительныхколец трапецеидального сечения, рас,положенных между боковой стенкой корпуса и кольцевым буртом металлопровода.Заказ 4372/15 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 НТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,301