Установка для получения металлических гранул

Установка предназначена для получения металлических гранул, используемых преимущественно для изготовления металлорежущего инструмента.

Установка содержит герметичную камеру, заливочную воронку, стакан-распылитель, емкость для охлаждающей жидкости и сбора гранул(пульпы) в виде стола и съемной крышки с центральным отверстием. Охлаждающая жидкость подается в емкость через сопла, введенные через отверстие в крышке и сообщенные через патрубки и коллектор с напорным трубопроводом, который выполнен в виде насоса, вход и выход которого гидравлически сообщены соответственно с баком для сбора пульпы и коллектором. В столе выполнены отверстия для удаления пульпы, при этом отверстия в столе расположены по окружности, диаметр которой меньше внутреннего диаметра крышки на величину диаметра отверстия. Пульпа удаляется через сливную трубу и вентиль в бак, имеющий перегородку, высота которой меньше высоты стенок бака. Стакан-распылитель и стол смонтированы с возможностью вращения относительно друг дуга с регулируемыми скоростью и направлением вращения.

3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к порошковой металлургии, в частности, для получения металлических гранул, используемых преимущественно для изготовления металлорежущего инструмента.

Известна установка для получения металлических гранул (авт.свид. СССР 419308, В22Д 23/08, опубл. 15.03.1974), содержащая сообщенную с атмосферой камеру для распыления жидкого металла, выполненную в виде усеченного конуса, сужающегося в сторону основания, стакан-распылитель металла с отверстиями, установленный по центру камеры с возможностью вращения, средство подачи охлаждающей жидкости в виде кольцевой трубки -образного сечения со щелью, выполненной по длине образующей и обращенной в сторону обечайки. При подаче охлаждающей жидкости в трубку под напором обеспечивается завихрение и подъем жидкости вдоль стенок емкости в форме воронки. Гранулы вместе с охлаждающей жидкостью удаляются из камеры самотеком через сливной патрубок, который смонтирован на внешней стороне обечайки камеры и через отверстие, выполненное в основании камеры. На данной установке можно получать металлические порошки с частицами сферической формы. Основным недостатком устройства является низкая производительность и большой расход охлаждающей жидкости.

Известно устройство для получения металлических гранул (авт.свид. СССР 863190, B22F 9/10, опубл. 15.09.1981), включающее герметичную камеру, заливочную воронку, стакан-распылитель, емкость для охлаждающей жидкости и сбора гранул, выполненную в виде двух соосных цилиндров разной высоты, соединенных общим основанием, приводы вращения стакана-распылителя и емкости. Рассматриваемому устройству присущи недостатки указанного выше аналога, кроме того в устройстве отсутствует возможность удаления охлаждающей жидкости в процессе распыления металла, что приводит к ее перегреву и снижению эффективности охлаждения гранул.

Наиболее близким аналогом является установка для получения металлических гранул (патент РФ на полезную модель 79817, B22F 9/10, опубл. 20.01.2008). Установка включает герметичную камеру, заливочную воронку, стакан-распылитель, емкость для охлаждающей жидкости и гранул (пульпы), выполненную в виде стола с отверстиями и съемной крышки с центральным отверстием, через которое в емкость введены по меньшей мере два сопла, соединенные через патрубки и коллектор с напорным трубопроводом, сливную трубу для удаления из камеры пульпы, приводы вращения стакана-распылителя и емкости. Данная установка имеет недостатки указанных выше аналогов. Низкая производительность установки обусловлена тем, что она может быть использована только при разовом распылении заданного объема жидкого металла, ограниченного размерами емкости для сбора пульпы.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение производительности в условиях непрерывности процесса распыления жидкого металла и снижение расхода охлаждающей жидкости.

Поставленная задача достигается за счет реализации совокупности существенных признаков независимого пункта формулы полезной модели, включающей герметичную камеру, заливочную воронку, стакан-распылитель, емкость для охлаждающей жидкости и гранул(пульпы), выполненную в виде стола с отверстиями для удаления пульпы и съемной крышки с центральным отверстием, через которое в емкость введены по меньшей мере два сопла, соединенные через патрубки и коллектор с напорным трубопроводом, сливную трубу для удаления из камеры пульпы, на выходе которой смонтирован вентиль, приводы вращения стакана-распылителя и емкости, бак для сбора пульпы с внутренней перегородкой, высота которой меньше высоты стенок бака, при этом напорный трубопровод выполнен в виде насоса, вход и выход которого сообщены соответственно с баком и коллектором, а отверстия в столе расположены по окружности, диаметр которой меньше внутреннего диаметра съемной крышки на величину диаметра отверстия.

Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что оно снабжено вентилем, смонтированным на выходе сливной трубы, баком для сбора пульпы с внутренней перегородкой, высота которой меньше высоты стенок бака, насосом для подачи охлаждающей жидкости из бака в емкость, при этом отверстия в столе расположены по окружности, диаметр которой меньше внутреннего диаметра съемной крышки на величину диаметра отверстия.

В частных случаях заявляемая установка отличается тем, что:

- приводы вращения стакана-распылителя и емкости имеют регулируемые скорость и направление вращения;

- суммарная площадь отверстий, выполненных в столе, больше суммарной площади отверстий сопел на величину, обеспечивающую свободное удаление пульпы из емкости;

- в качестве охлаждающей жидкости может быть использована, например, вода, водный раствор неорганических кислот, минеральное масло марки ВМ-3 и др.

Заявляемое устройство поясняется чертежом, на котором показан продольный разрез установки. Установка содержит герметичную камеру 1, в которой размещен стакан-распылитель 2 с возможностью вращения от привода 3, емкость для охлаждающей жидкости и металлических гранул(пульпы) 4 в виде полости между столом 5 и съемной крышкой 6, привод вращения емкости 7. В столе 5 выполнены отверстия 8 для удаления пульпы. Сверху камера закрыта крышкой-коллектором 9, сообщенной с напорным трубопроводом 10. В крышке-коллекторе 9 установлены патрубки 11 с соплами 12, введенные в зону распыления металла через отверстие в крышке 6. На крышке-коллекторе 9 установлено заливочное устройство 13 с воронкой 14. В нижней части камеры 1 выполнено отверстие для слива пульпы через трубу 15 и вентиль 16 в бак 17, разделенный перегородкой 18 на две емкости: первая для сбора гранул и вторая для охлаждающей жидкости, которая через напорный трубопровод 10, включающий насос 19 и расходомер 20, возвращается в крышку-коллектор 9. Установка снабжена вакуумной системой 21 и трубопроводом с вентилем 22 для подачи защитного газа.

Установка работает следующим образом.

Камера 1 герметизируется, с помощью вакуумной системы 21 в ней создается разряжение, затем производится подогрев воронки 14 с помощью электронагревателя (на чертеже не показан). После создания заданного разряжения камера заполняется защитным газом через трубопровод 22, затем включается привод 7 вращения емкости 4, в которую через напорный трубопровод 10, крышку-коллектор 9, патрубки 11 и сопла 12 подается охлаждающая жидкость.

Перед заливкой металла включается привод 3 вращения стакана-распылителя 2. Жидкий металл заливают в устройство 13 и, после расплавления легкоплавкой герметизирующей прокладки, струя металла поступает на стакан-распылитель. Под действием центробежных сил жидкий металл поднимается по стенкам стакана-распылителя и срывается с его торца в виде капель, которые попадают в слой охлаждающей жидкости, где интенсивно охлаждаются и кристаллизуются. Полученные гранулы вместе с охлаждающей жидкостью(пульпа) сливается через отверстия 8 в столе 5 на дно камеры и далее через трубу 15. вентиль 16 в бак 17, где происходит отстой гранул, а охлаждающая жидкость возвращается в зону распыления жидкого металла с помощью насоса 19.

Таким образом заявляемое устройство обеспечивает непрерывность процесса и экономию охлаждающей жидкости. За счет возможности регулирования скоростей и направления вращения стакана-распылителя и емкости обеспечивается получение более широкой номенклатуры металлических частиц по гранулометрическим параметрам с улучшенной мелкодисперсной структурой.

Реализация полезной модели в объеме существенных признаков независимого пункта формулы, с учетом отличительных признаков зависимых пунктов, по сравнению с прототипом, позволяет повысить производительность за счет непрерывности процесса и снизить расход охлаждающей жидкости.

Полезная модель относится к порошковой металлургии, в частности, для получения металлических гранул, используемых преимущественно для изготовления металлорежущего инструмента.

Известна установка для получения металлических гранул (авт.свид. СССР 419308, В22Д 23/08, опубл. 15.03.1974), содержащая сообщенную с атмосферой камеру для распыления жидкого металла, выполненную в виде усеченного конуса, сужающегося в сторону основания, стакан-распылитель металла с отверстиями, установленный по центру камеры с возможностью вращения, средство подачи охлаждающей жидкости в виде кольцевой трубки -образного сечения со щелью, выполненной по длине образующей и обращенной в сторону обечайки. При подаче охлаждающей жидкости в трубку под напором обеспечивается завихрение и подъем жидкости вдоль стенок емкости в форме воронки. Гранулы вместе с охлаждающей жидкостью удаляются из камеры самотеком через сливной патрубок, который смонтирован на внешней стороне обечайки камеры и через отверстие, выполненное в основании камеры. На данной установке можно получать металлические порошки с частицами сферической формы. Основным недостатком устройства является низкая производительность и большой расход охлаждающей жидкости.

Известно устройство для получения металлических гранул (авт.свид. СССР 863190, B22F 9/10, опубл. 15.09.1981), включающее герметичную камеру, заливочную воронку, стакан-распылитель, емкость для охлаждающей жидкости и сбора гранул, выполненную в виде двух соосных цилиндров разной высоты, соединенных общим основанием, приводы вращения стакана-распылителя и емкости. Рассматриваемому устройству присущи недостатки указанного выше аналога, кроме того в устройстве отсутствует возможность удаления охлаждающей жидкости в процессе распыления металла, что приводит к ее перегреву и снижению эффективности охлаждения гранул.

Наиболее близким аналогом является установка для получения металлических гранул (патент РФ на полезную модель 79817, B22F 9/10, опубл. 20.01.2008). Установка включает герметичную камеру, заливочную воронку, стакан-распылитель, емкость для охлаждающей жидкости и гранул (пульпы), выполненную в виде стола с отверстиями и съемной крышки с центральным отверстием, через которое в емкость введены по меньшей мере два сопла, соединенные через патрубки и коллектор с напорным трубопроводом, сливную трубу для удаления из камеры пульпы, приводы вращения стакана-распылителя и емкости. Данная установка имеет недостатки указанных выше аналогов. Низкая производительность установки обусловлена тем, что она может быть использована только при разовом распылении заданного объема жидкого металла, ограниченного размерами емкости для сбора пульпы.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение производительности в условиях непрерывности процесса распыления жидкого металла и снижение расхода охлаждающей жидкости.

Поставленная задача достигается за счет реализации совокупности существенных признаков независимого пункта формулы полезной модели, включающей герметичную камеру, заливочную воронку, стакан-распылитель, емкость для охлаждающей жидкости и гранул(пульпы), выполненную в виде стола с отверстиями для удаления пульпы и съемной крышки с центральным отверстием, через которое в емкость введены по меньшей мере два сопла, соединенные через патрубки и коллектор с напорным трубопроводом, сливную трубу для удаления из камеры пульпы, на выходе которой смонтирован вентиль, приводы вращения стакана-распылителя и емкости, бак для сбора пульпы с внутренней перегородкой, высота которой меньше высоты стенок бака, при этом напорный трубопровод выполнен в виде насоса, вход и выход которого сообщены соответственно с баком и коллектором, а отверстия в столе расположены по окружности, диаметр которой меньше внутреннего диаметра съемной крышки на величину диаметра отверстия.

Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что оно снабжено вентилем, смонтированным на выходе сливной трубы, баком для сбора пульпы с внутренней перегородкой, высота которой меньше высоты стенок бака, насосом для подачи охлаждающей жидкости из бака в емкость, при этом отверстия в столе расположены по окружности, диаметр которой меньше внутреннего диаметра съемной крышки на величину диаметра отверстия.

В частных случаях заявляемая установка отличается тем, что:

- приводы вращения стакана-распылителя и емкости имеют регулируемые скорость и направление вращения;

- суммарная площадь отверстий, выполненных в столе, больше суммарной площади отверстий сопел на величину, обеспечивающую свободное удаление пульпы из емкости;

- в качестве охлаждающей жидкости может быть использована, например, вода, водный раствор неорганических кислот, минеральное масло марки ВМ-3 и др.

Заявляемое устройство поясняется чертежом, на котором показан продольный разрез установки. Установка содержит герметичную камеру 1, в которой размещен стакан-распылитель 2 с возможностью вращения от привода 3, емкость для охлаждающей жидкости и металлических гранул(пульпы) 4 в виде полости между столом 5 и съемной крышкой 6, привод вращения емкости 7. В столе 5 выполнены отверстия 8 для удаления пульпы. Сверху камера закрыта крышкой-коллектором 9, сообщенной с напорным трубопроводом 10. В крышке-коллекторе 9 установлены патрубки 11 с соплами 12, введенные в зону распыления металла через отверстие в крышке 6. На крышке-коллекторе 9 установлено заливочное устройство 13 с воронкой 14. В нижней части камеры 1 выполнено отверстие для слива пульпы через трубу 15 и вентиль 16 в бак 17, разделенный перегородкой 18 на две емкости: первая для сбора гранул и вторая для охлаждающей жидкости, которая через напорный трубопровод 10, включающий насос 19 и расходомер 20, возвращается в крышку-коллектор 9. Установка снабжена вакуумной системой 21 и трубопроводом с вентилем 22 для подачи защитного газа.

Установка работает следующим образом.

Камера 1 герметизируется, с помощью вакуумной системы 21 в ней создается разряжение, затем производится подогрев воронки 14 с помощью электронагревателя (на чертеже не показан). После создания заданного разряжения камера заполняется защитным газом через трубопровод 22, затем включается привод 7 вращения емкости 4, в которую через напорный трубопровод 10, крышку-коллектор 9, патрубки 11 и сопла 12 подается охлаждающая жидкость.

Перед заливкой металла включается привод 3 вращения стакана-распылителя 2. Жидкий металл заливают в устройство 13 и, после расплавления легкоплавкой герметизирующей прокладки, струя металла поступает на стакан-распылитель. Под действием центробежных сил жидкий металл поднимается по стенкам стакана-распылителя и срывается с его торца в виде капель, которые попадают в слой охлаждающей жидкости, где интенсивно охлаждаются и кристаллизуются. Полученные гранулы вместе с охлаждающей жидкостью(пульпа) сливается через отверстия 8 в столе 5 на дно камеры и далее через трубу 15. вентиль 16 в бак 17, где происходит отстой гранул, а охлаждающая жидкость возвращается в зону распыления жидкого металла с помощью насоса 19.

Таким образом заявляемое устройство обеспечивает непрерывность процесса и экономию охлаждающей жидкости. За счет возможности регулирования скоростей и направления вращения стакана-распылителя и емкости обеспечивается получение более широкой номенклатуры металлических частиц по гранулометрическим параметрам с улучшенной мелкодисперсной структурой.

Реализация полезной модели в объеме существенных признаков независимого пункта формулы, с учетом отличительных признаков зависимых пунктов, по сравнению с прототипом, позволяет повысить производительность за счет непрерывности процесса и снизить расход охлаждающей жидкости.

1. Установка для получения металлических гранул, включающая герметичную камеру, заливочную воронку, стакан-распылитель, емкость для охлаждающей жидкости и гранул (пульпы), выполненную в виде стола с отверстиями для удаления пульпы и съемной крышки с центральным отверстием, через которое в емкость введены по меньшей мере два сопла для подачи охлаждающей жидкости, соединенные гидравлически через патрубки и коллектор с напорным трубопроводом, приводы вращения стакана-распылителя и емкости, сливную трубу для удаления пульпы из камеры, приводы вращения стакана-распылителя и емкости, отличающаяся тем, что она снабжена вентилем, смонтированным на выходе сливной трубы, баком для сбора пульпы с внутренней перегородкой, высота которой меньше высоты стенок бака, при этом напорный трубопровод выполнен в виде насоса, вход и выход которого гидравлически сообщены соответственно с баком и коллектором, а отверстия в столе емкости расположены по окружности, диаметр которой меньше внутреннего диаметра крышки на величину диаметра отверстия.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что приводы вращения стакана-распылителя и емкости имеют регулируемые скорость и направление вращения.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что суммарная площадь отверстий в столе превышает суммарную площадь сопел на величину, обеспечивающую свободное удаление пульпы из емкости.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве охлаждающей жидкости может быть использована, например, вода, водный раствор неорганических кислот, минеральное масло марки ВМ-3 и др.