Устройство для получения сферических моногранул из электропроводных жидкостей

(23) Приоритет 08 веудерстеенеь 1 х канет СССР аа делам хзобретеехй в открытейОвублнков 09,79, Бюллетень,% 3 53) УДК 66,06983 (088.8) Дата опубликования описания 27.09.7(71) Заявитель ектродинамики АН Украинской С Инсти 54) УСТРОЙСТВО МОНОГРАН УОЛУЧЕНИЯ СФЕРИЧЕСКИХЛЕ КТРОПРОВОДН Ы ХОСТЕИ 15го устройства сво-,Изобретение относится к технике диспергирования жидкости и найдет применение в процессах получения монограпулированного сырья для ряда литейных и металлургических процессов,Известно устройство для получения гранул, состоящее из емкости для жидкости металла, индуктора и охватывающего его индукционного канала с. соплами для формирования дробяшихся струй, В каналах1 этого устройства создаются пульсации электромагнитного давления, вносящие периодические возмущения в истекающие иэ соплового аппарата струи жидкого металла 11.Недостатки указаннодятся к следуюшему.Поскольку распад струи на капли равных размеров возможен только при строгом соответствии частоты возмущений собственной частоте продольных колебаний струи, то скорость истечения жидкости и уровень ее в устройстве однозначно связан с частотой тока, питаюшего индуктор; это налагает ограничения на размеры частиц и уменьшает энергетическую эффективность установки. Так, например, получение "малых" сферических частиц (диаметром меньше 1 мм) сопряжено с необходимостью применять специальные высокочастотные источники питания индукторов, либо при питании инпукторов от промышленной частоты обеспечить постоянный во времени малый (до 30 мм) металлостатический уровень, что в реальныхустройствах практически невыполнимо. Ограничение энергетической эффективностиустановки обусловлено тем, что энакопеременные силы, возникающие в жидкомметалле на срезе сопл, вызваны взаимодействием тока со своим полем и увеличение внешних воздействий на струю сопряжено с выделением излишнего теплажидкости, ведушего к ее перенагреву, перерасходу потребляемой электрическойэнергии и ухудшению механизма каплеобразования из-за ослабления сил поверхностного натяжения,з 686Б связи с тем, что в прототипе элек .тромагнитные силы, возникающие в электропроводной жидкости однозначно связаны с током в индукционном канале и направлены наружу канала, в нем невозможно скомпенсировать металлостатическоедавление в области сопл, получить пульсации силы, направленные против сил металлостатического давления и близкиеему (давлению) по величине и получить 1 Оизменение направления скорости истечения на срезе сопл.Как следствие, возникают трудностипри гранулировании сплавов с низким поверхностным натяжением, 15Цель изобретения - расширение диапазона размеров моногранул на одном устройстве при неизменной частоте источника электропитания и повышение экономических показателей устройства и качества 20моногранул,Это достигается тем, что в устройстведля получения сферических моногранул изэлектропроводных жидкостей, содержащемемкость для жидкости, индуктор, охваченный индукционным каналом, сопловой аппарат для формирования дробящихся струй,индукционные каналы, качество которыхкратно двум, попарно соединены поперечным металлопроводом с сопловым аппаратом, а места соединения индукционныхканалов и поперечного металлопровода расположены в зазорах электромагнитов.Для получения особо мелких моногранулпоперечные металлопроводы расположенына индукционных каналах несимметричноотносительно вертикальной оси устройствавблизи дна емкости для жидкости, Дляподдержания постоянства уровня жидкости емкость с жидкостью разделена на два40отсека электропроводной, регулируемойпо высоте, перегородкой.При соблюдении пространственной иэлектромагнитной симметрии, электрический ток, электромагнитные силы и пере 45текание жидкости из канала в канал попоперечному металлопроводу отсутствуют.Это ведет к выравниванию условий истечения иэ сопл и позволяет в зависимостиот величины и направления электромагнит ных сил в активной зоне регулироватьдавление на входе сопл от максимума донуля и даже менять знак, Последнее необходимо для удержания жидкого металлаот проливания через сопла в момент под 55готовки установки к работе, при перерывах в работе и окончании работы. Этопозволяет отказаться от механической за 815 4порной арматуры и удешевить обслуживание устройства.На фиг. 1 дано устройство для получения сферических моногранул из электропроводных жидкостей, разрез А-А нафиг. 2; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг, 1;на фиг, 3 - устройство для получения особо мелких моногранул, разрез В-В нафиг. 4; на фиг, 4 - разрез Г-Г иа фиг. 3;на фиг. 5 - устройство с постояннымуровнем жидкости над сопловом аппаратом, разрез Дна фиг, 6; на фиг. 6 разрез Е-Е на фиг. 5.Устройство для получения сферическихмоногранул из электропроводных жидкостей (см. фиг. 1) состоит из двух индукционных каналов 1 с индуктором 2, поперечного металлопровода 3 с сопловом аппаратом 4, двух электромагнитов 5, емкости 6 для жидкости 7 и ванны 8 дляохлаждения полученных гранул,Постоянство уровня металла над сопловом аппаратом в устройстве достигаетсяразделением емкости 6 на два отсека 9и 10, регулируемой по высоте электропроводной перегородкой 11 и непараллельнымразмещением каналов 1 (фиг. 3).Сближение каналов в окне индуктораприводит к появлению в них продольныхсил и обеспечивает однонаправленный проток, приводящий к поддержанию постоянного уровня металла в отсеке 9.Устройство работает следующим образом,Емкость 6, индукционные каналы 1 ипоперечный металлопровод 3 заполненыжидкостью 7, индуктор 2, питаемый переменным током, наводит токи в жидкости,находящейся в каналах. Температура жидкости в устройстве при этом удерживается выше точки плавления. Электромагниты 5 обтекаются током той же частоты,но отличной фазы.Это осуществляется, например, за счетподключения индуктора 2 и электромагнитов 5 к разным фазам трехфазной сети.Направление и величины средних повремени электромагнитных сил в активныхзонах под полосами электромагнитов 5выбирается в зависимости от требуемойскорости истеченияметалла из сопл, которая должна совпадать с скоростью рэле.Например для гранул диаметром менее3 мм скорость рэле лежит вблизи 1 м 1 си как правило требуется компенсация металлостатического давления.При получении больших частиц возможны режимы, когда необходимо увеличение5 6868 скорости истечения сверх величины, задаваемой столбом металла в устройстве, Для этого меняется направление электромагнитных сил за счет изменения фазы напряжения на электромагните 5 на об ратную.Ддя получения особо мелких моногрануд, что осуществлено при малых давлениях в поперечном метадлопроводе, компановка устройства выполняется несимметричной (см. фиг. 2). Это дополнительно уменьшает металдостатическое и необходимое компенсируюшее электромагнич- ное давления, что снижает величину колебаний выходной скорости на срезе сопл и отклонение размеров гранул. Качество моногрануд зависит от точности стабилизации скорости на выходе из соплового аппарата. Постоянство скорости достижимо различными путями, например, за счет стабилизации уровня жидкости в емкости устройства (например- подключение к внешнему миксеру) в пара 25 метров питаюшего напряжения.В режимах запуска и остановки устройства электромагниты включаются на полную компенсацию метадлостатич еского давления, Это позволяет полностью прекразо тить истечение металла из сопл в нестационарвых режимах.В связи с тем, что в данном устройстве скорость истечения регулируется в широких пределах, ддя питания не нужен35 источник регулируемой частоты, а достаточен трехфазный источник, постоянной, например промышленной, частоты, При этом изменение размера моногрануд достигается изменением диаметра сопл.Предлагаемое устройство повышает эксплуатационные энергетические и функциональные возможности процесса диспергирования. Например, при производстве охот 15 6ничей свинцовой дроби уменьшается второе количество модификатора - мышьяка и тем самым существенно улучшаются условия труда,При моногранудировании легкоплавких припо в ди радиотехнической промышленности можно получить грануды, недостижимые при других известных процессах. Формула изобретен ия1, Устройство для получения сферических моногранул из электропроводных жидкостей, содержащее емкость ддя жидкости,индуктор, охваченный индукционным каналом, сопловой аппарат, о т л и ч а юш е е с я тем, что, с целью расширениядиапазона размеров моногранул при неизменной частоте источника питания и повышения экономичности устройства и качества моногранул, оно снабжено поперечнымметалдопроводом, в котором выполнен сопловой аппарат, и электромагнитами, в зазорах которых расположены места соединения поперечного метадлопровода и индукционных каналов, число которых кратно двум.2, Устройство по п. 1, о т л и ч а -,ю щ е е с я тем, что поперечный металлопровод расположен на индукционных каналах несимметрично относительно вертикальной оси устройства, под дном емкости ддя жидкости.3. Устройство по и. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что емкость для жидкости разделена на два отсека эдектропроводной, регулируемой по высоте, перегородкой,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 532472, кд. В 22 2 23/08, 1975.вико Корре Редакто Пап Заказ 9/10 Тираж 945 ЦНИИПИ Государственногопо делам иэобретеннй 13035, Москва, Ж, Р Подписноек ми. ета СССРн открытийуаскан наб., д. 4 лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул хтная