ФОРСУНКА ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ РАСПЛАВА Российский патент 1997 года по МПК B22F9/08 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, к получению порошков распылением расплавов, конкретно к получению порошков алюминия, магния и их сплавов.

Известна форсунка для распыления расплавленных металлов, включающая корпус с цилиндрическим соплом (ниппелем) для истечения расплава и кольцевым соплом для подачи сжатого газа. Главным недостатком такой форсунки является низкая степень диспергирования расплава, вследствие чего такие форсунки применяются для получения крупных порошков, как правило, с размерами частиц более 50 мкм.

Известна форсунка для распыления расплавленных металлов, имеющая ниппель для истечения расплава с наружным кольцевым соплом (щелью) для подачи сжатого газа, взятая за прототип. В такой форсунке выходная часть канала ниппеля выполнена в виде конуса с углом при вершине, равным 10-60^o. Такая форсунка с расширяющимся соплом для металла обеспечивает повышенную степень диспергирования расплава. Недостатком известной форсунки является нерегулируемая зависимость между степенью диспергирования расплава и производительностью форсунки. С повышением производительности степень диспергирования расплава снижается.

Технической задачей изобретения является создание форсунки, обеспечивающей одновременно как высокую производительность распыления расплава, так и высокую степень его диспергирования.

Техническая задача решается подбором оптимального соотношения размеров выходной части сопла.

Форсунка отличается регламентированным соотношением основных размеров выходной части сопла для металлического расплава, выполненного в виде двух усеченных конусов, соприкасающихся вершинами.

Зависимость размеров сопла для металла определяется следующим образом:
d:D:l=1:(2-5):(2-10),
где d диаметр узкой части сопла;
D диаметр выходной части сопла;
l длина выходной расширяющейся части сопла.

На чертеже показана форсунка в разрезе.

Форсунка состоит из корпуса 1, защитного стального чехла 2, сопла для расплава 3, крышки 4. В корпусе форсунки имеется полость 5 вокруг сопла для расплава 3, выход из которого является соплом для газа, выполненным в виде кольцевой щели.

Сопло для расплава выполнено в виде двух усеченных конусов: со стороны поступления расплава конус А, с выходной стороны конус Б. Оба конуса соприкасаются своими вершинами, образуя пережим внутри сопла диаметром d, обеспечивая сжатие поступающего в сопло расплава. Основание выходного для расплава конуса имеет диаметр D, длина выходного конуса l. Соотношение между d, D и l регулирует величину рабочей поверхности выходного конуса сопла и соответственно степень диспергирования.

Форсунка работает следующим образом.

Через патрубок 6 в полость 5 корпуса форсунки подают сжатый газ (воздух или азот с контролируемым содержанием кислорода) под давлением от одной до нескольких десятков атмосфер. Истечение газа из сопла создает разрежение (вакуум) внутри и на выходе из сопла для расплава, которое вызывает принудительное поступление расплавленного металла по трубопроводу 7 в сопло 3, металл растекается тонким слоем по конической поверхности выходной части канала и на выходе распыляется на тонкие капельки-частички расплава, затвердевающие в газовом потоке в виде порошка.

Предлагаемая форсунка отличается от прототипа установленной зависимостью между основными конструкционными параметрами: диаметрами узкой и выходной части сопла для расплава и длиной последней. При этом угол при вершине конуса не имеет решающего значения.

Форсунка испытана на промышленных установках АО ВгАЗ, получены убедительные результаты, свидетельствующие о преимуществе предлагаемой конструкции перед известной.

Выход товарной фракции порошка марки АСД-Т1 (Al+0,4% Ti) крупностью менее 180 мкм составил:
на известной форсунке 75-80%
на предлагаемой форсунке 93-95%

Использование: для распыления расплавов алюминия, магния или их сплавов. Сущность изобретения: форсунка для распыления металлических расплавов сжатым газом выполнена с соплом в виде двух усеченных конусов, соприкасающихся вершинами, при этом, согласно изобретению, размеры выходного конуса сопла находятся в следующей зависимости: d:D:l=1:(2-5):(2-10), где d - диаметр узкой части сопла, D - диаметр выходной части сопла, l - длина выходной расширяющейся части сопла. 1 ил.

Форсунка для распыления расплава сжатым газом, имеющая сопло, выполненное в виде двух усеченных конусов, соприкасающихся вершинами, отличающаяся тем, что размеры выходного конуса сопла находятся в следующей зависимости: d D l 1 2 5 2 10, где d диаметр узкой части сопла; D диаметр выходной части сопла; l длина выходной расширяющейся части сопла.