Установка для получения порошков электроэрозионным способом

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСфциапнстнческнкРеспублик и,956153(23) Приоритет РВЗчРРстюеб кемвтвт СССР ае девал вэебретеввй н етввмтвй(53) УДК 621.762. ,277(088,8) Опубликовано 07.09.82, Бюллетень8 Э Дата опубликования описания 07.09,82 72) Авторы изобретени оминский, Э. В. Горожанкин, Т, С.и Р. К. Байрамов явнтел 54) УСТАНОВКАЭЛЕКТ,ПЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКО РОЗИОННЫМ СПОСО БОМкой с изобр полученияпособом,цели в алекащая ре- жидкости, содкос"ги,троэрозионнымактор, насос дляти сосуд-сборсуд для отделсборник порош Изобретение относится к области порошковой металлургии.Известно устройство для электроэрозионного диспергирования металла, вклю чающее реактор из диэлектрического материала с двумя электродами, отверстием в днище для подачи в реактор рабочей жидкости и сетчатым днищем над отверстием 1. Низкая производительность устройства обусловлена необкодимостью т его выключения при загрузке шихты и выгрузке готового продукта.Наиболее близким по техничес ущности и достигаемому эффекту к етению является установка для порошков электроэрозионным с состоящая из реактора, насоса для подачи в реактор рабочей жидкости, сосуда для отделения порошка от жидкости, сосуда для рабочей жидкости, сборника 2 о порошка и трубопроводов, соединяющих сосуды и аппараты 2Недостатки известного устройства заключаются в загрязнении получаемого порошка мелкими частицами металла, вносимого потоком жидкости из реактора,а также в низкой эффективности работыустройства. Это обусловлено трудностьюрегулирования скорости потока жидкостичерез реактор, что не позволяет диспергировать любые металлы на одном устройстве; потерей рабочей жидкости привыгрузке получаемого порошка; перегре-вом рабочей жидкости в реакторе; утечками тока с электродов реактора на детали корпуса; необходимостью выключе- .ния устройства при загрузке реакторашихтой,Целью изобретения является повышение эффективности работы установки иповышение качества порошка.для достижения поставленнойустановка для получения порошкоспособом, содержподачи рабоЧейник рабочей жндкосения порошка от жика и трубопроводы, соединя 3 95615юшие сосуды и аппараты, снабжено сосу-дом-ловушкой, установленной между реактором и сосудом для отделения порошка от жидкости, центрифугой, расположенной между сборником порошка и сборником жидкости, холодильником, установленныммежду сосудом-ловушкой и насосом, бвй" пасом с управляемым и регулировочным клапанами, установленными параллельнонасосу, шлюзовым питателем. Трубопровод подачи жидкости от насоса в реактор снабжен управляемым и регулировочными клапанами, причем трубопроводы, соединенные с реактором, выполнены из диэлектрического материала.Нв чертеже приведена схема предложенной установки.Установка содержит реактор 1 электроэрозионного диспергироввния металла,нв электроды которого подают импульсы напряжения от генератора 2. К реактору 1 снизу подведен трубопровод 3 подачи рабочей жидкости рт насоса 4, Отрезок трубопровода 3, длиной не менее метра,.присоединенный к реактору, выполнен из диэлектрического материала (нвпример, резины). Металлический трубопровод, присоединенный к трубопроводу 3, надежнозаземлен. Нв трубопроводе 3 установленырегулируемый вентиль 5 с проходным30сечением,равным сечению трубопровода, и управляемый клапан 6 (например, с пневмоприводом) с сечением, равным сечению трубопровода 3. Параллельно с ним установлен регулируемый вентиль 7,35 предназначенный для тонкой регулировки потока жидкости, Насос 4 соединен трубопроводом с сосудом-сборником 8 рабочей жидкости, Параллельно насосу установлен байпвс с регулируемым вентилем40 9 и управляемым клапаном 10 с сечениями, равными сечению трубопровода 3, В упрощенном варианте установки (при работе без пульсаций потока жидкости) можно оставить только вентили 5 и 9.45 К горловине верхней крышки реактора 1 присоединен шлюзовый питатель 1 1, спомощью которого осуществляют загрузку сырья в реактор. К верхней крышке реактора 1 присоединен трубопровод из диэлектрического материала, соединяющий реактор с сосудом-ловушкой 12, которая надежно заземлена, Сосуд-ловушка 12 имеет коническое днище с краном 13 для удаления кусочкой металла, накопившихся нв дне ловушки. Диаметр сосуда-ловушки 12 выбирают таким, чтобы скорость движения жидкости в нем быладостаточна для выноса из ловушки потоком 3 4жидкости порошка, но недостаточна длявыноса потоком из ловушки мелких кусочков металла. Сосуд-ловушка 12 соединен трубопроводомс сосудами 1 4 разделения порошка и жидкости, подключенными параллельно через краны 15 к этомутрубопроводу, Число сосудов 14 можетбыть любым (оптимальное число 3).Объем сосуда 14 должен быть достаточным для обеспечения отстаивания порошка в одном сосуде за время заполненияпульпой другого, Сосуды 14 имеют ко -нические днища с краном 16 для сливаосадка и кранами 17 для слива жидкости, Краны 16 соединены трубопроводомс сосудом-накопителем порошка 18. Краны 1 7 подсоединены трубопроводом к сосуду-сборнику рабочей жидкости, Сосуднвкопитель порошка 18 имеет коническоеднище с краном 19, от которого идеттрубопровод к центрифуге (или прессфильтру) 20. центрифуга 20 соединена с трубопроводом слива фильтратв и сосудом-,сборником 8. На входе трубопровода сливарабочей жидкости в сосуд-сборник 8установлен холодильник (теплообменник)21, снижающий температуру жидкости,поступающей в сосуд-сборник 8 до температуры, пригодной к подаче в ревктор 1.1Установка работает следующим образом,Кусочки металла, подлежащего диспергированию, размером 5-20 мм, загружают с помощью питвтеля 11 в реак-.тор 1. Кусочки, соприкасаясь друг с дру гом. и с электродами, образуют проводяшие электрический ток цепочки междуэлектродами. При приложении к электродам реактора импульсов напряжения отгенератора 2 в точках контакта кусочковдруг с другом и с электродами возникаютискровые разряды в жидкости. Они вызывают эрозию металла в точках контакта. В результате образуются микроскопические капельки металла (со средним диаметром от 100 А до 100 мкм в зависимости от параметров искрового разряда),которые являются крупинками порошка.Порошок выносится из реактора 1 потоком рабочей жидкости, которую подаетнасос 4, Для предотвращения слипвнияи спаивания кусочков металла в реакторе их перемешивают потоком жидкости,Возможны два режима перемешиваиия:непрерывное и периодическое. Непрерывное перемешивание применяют при диспергировании таких металлов, которь:. - :не образуют нв своей поверхности :.кных пленок, т.е., обладающих низким к5 9881 тактным сопротивлением (никель, серебро, нержавеющая, стель и др ) При перемешивании кусочков таких металлов в постоянно "кипящем" слое контактное сопротивление разрядной цепи увеличивает- ся. Его можно регулировать, изменяя скорость потока жидкости через реактор, При диспергировании кусочков металлов с высоким контактным сопротивлением (образующих окисные пленки на поверхнос ти), таких, как алюминий и его сплавы, цинк, свинец и др, или смесей кусочков металла и кусочков алюминия, можно ограничитьсяпериодическим кратковременным перемешиванием содержимого реек% тора.Расход жидкости в режиме непрерывного перемешивания кусочков регулируют с.помощью вентилей 5 и 9 при открытых клапанах 6 и 10.(в этом режиме клапаны щ 6 и 10 и вентиль 7 не нужны), При этом одна часть потока жидкости из насоса 4 идет в реактор 1, а другая часть по байпасу возвращается в насос. Расход жидкости через реактор подбирают экспери- д ментально, добиваясь оптимального "кипения" слоя кусочков. Кинимальный расход жидкости определяется тепловым режимом работы реактора 1, поскольку вся энергия, выделяющаяся в реакторе, идет на нагрев его содержимого, а поток жидкос ти через реактор охлаждает его, В режиме периодического перемешивания кусочков металла пульсирулцим потоком жидкости скорость ее потока через реактор3 делают достаточной только для охлаждения реактора и выноса из него порошка.При этом клапан 6 закрыт, а клапан 10 и вентиль 5 и 9 открыты. Большая часть жидкости идет в баГнас, а скорость потока через реактор регулируют вентцем 7 тонкой регулировки при малых расходах жидкосги, Периодическое кратковременное увеличение скорости потока жидкости через реактор достигается кратковременным открыванием .клапана 6 и одновременным закрыванием клапана 10. В этот момент вся жидкость из насоса 4 начинает поступать в реактор 1. При этом расход жидкости можно регулировать вентилем6 5, В ходе диспергирования кусочков металла в реакторе их размеры постепенно уменьшаются. Когда их размеры становятся меньше 1 мм, кусочки выносятся из реактора потоком жидкости вместе с порошком и попадакг в сосуд-ловушку,35 12. Скорость потока жидкости в сосуде- ловушке 12 меньше, чем в реакторе 1, поэтому кусочки металла, вынесенные 53 4из реактора, попадают на дно сосуда-ловушки 12 и накапливаются там, а порошок, взвешенный в жндкости, уноситсяпотоком в сосуд 14, По мере накопления мелких кусочков металла в сосуделовушке 12 их удаляют иэ нее, для чего открывают кран 13 и сливают частьжидкости вместе с кусочками. Эти кусочки являются отходами, Если размер исходных кусочков металле, загружаемых в .реактор, был 10 мм, а размер кусочковотходов 1 мм, то количество отходовсоставляет 0,1% от количества переработанного металла. Сосуды 14 разделения порошка и жидкости заполняют пуль-пой из реактора 1 поочередно. Для этого один из вентилей 15 открыт, а остальные закрыты, Объем сосуда 14 выбираюттак, чтобы время заполнения его пульной было больше времени, необсодимогодля отстоя, порошка в соседнем сосуде,заполненном ранее. Тогда к моментуокончания заполнения второго сосуданачинают слив осадка иэ первого черезкран 16. Одновременно начинают заполнять пульпой иэ рекатора третий сосуд14, бывший до этого пустым, Пока заполняется третий сосуд, первый опорожняется, а во втором происходит отстойпорошка и т,д. После слива осадка изнижней части сосуда 14 в сосуд-сборникпорошка 18 кран 16 закрывакг, а кран17 открывают и жидкость из сосуда 14.поступает в сосуд-сборник 8. Из сосудасборника 18 осадок периодически черезкран 19 подают в центрифугу (или прессФильтр) 20, где порошок отфильтровывают ог жидкости. Фильтрат из центрифугисливают в сосуд-сборник 8. Порошок,выгруженный из центрифуги, имеет влажность 60-80% ( в зависимости от рода порошка) . В реакторе 1 рабочая жидкость нагревается теплом искровых разрядов. Поэтомудля ее охлаждения слив рабочей жидкости из всех трубопроводов в сосудсборник 8 осуществляют через холодильник (теплообменник) 21, С помощьюхолодильнике рабочая жидкость охлажда-.ется до рабочей температуры. В качест-ве рабочей жидкости используют, например, воду, керосин, трансформаторноемасло в зависимости от рода получаемого порошка,Предложенная установка позволяетисключить загрязнение продукта кусочками металла, выносимыми потоком жидкости нз реакторе, регулировать в широких пределах акорость потока жидкостичерез реактор, чтб позволяет диспергн 7 986 ровать любые металлы на одной и той же установке; лучше разделять порошок и жидкость в сосуде разделения; уменьшить потери рабочей жидкости; обеспечить быстрое охлаждение до рабочих температур жидкости, нагреваемой искровыми разрядами в реакторе, что предотвращает ее перегрев; уменьшить утечки тока по рабочей жидкости с элек-. тродов реактора на корпусные детали, 10 обеспечить непрерывность работы реактора за счет осуществления загрузки с помощью шлюзового питателя.Ожидаемый технико-экономический эффект от внедрения предложенной уста- О новки составляет 6100 руб/т готовой продукции,формула изобретения 261, Установка для получения порошков электроэрозионным способом, состоящая из реактора, насоса дпя подачи рабочей жидкости в реактор, сосуда-сборника ра и бочей жидкости, сосуда для отделения порошка от жидкости, сборника порошка и трубопроводов, соединяющих сосуды и Ф 183 8аппараты, от ли ч аюшаяся тем,что, с целью повышения эффективностиработы установки и повышения качествапорошка, она снабжена сосудом-ловушкой,установленным между реактором и сосудомдля отделения порошка от жидкости, центрифугой или пресс-фильтром, расположенным между сборником порошка и сборником жидкости, холодильником, установленным между сосудом-ловушкой и несосом, байпасом с управляемым и регулировочным клапанами, установленным параллельно насосу, шлюзовым питателем,и трубопровод подачи жидкости от насоса в реактор снабжен управляемым и регулировочным клапанами,2. Установка по п,1, о т л и ч а ю -щ а я с я тем, что, с целью уменьшения потерь электроэнергии при работеустановки, трубопроводы, соединенные среактором, выполнены из диэлектричес-,кого материала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМо 663515, кл. В 23 Р 1/02, 1979.2, Патент Дании Мо 132425,кл, В 22 Г 9/00, 1975 прототип).Тираж 1 ИПИ Государст делам изобрете 35, Москва, Ж 52 Подписноевенного комитета СССРний и открытий35, Раушская наб., д. 4/5 1 Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная Составитель,Д. Поповактор Л, Утехина Техред Л.Пекарь Корректор Л.