УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ГРАНУЛ Российский патент 1999 года по МПК B22F9/06 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению гранул из легкоплавких металлов и сплавов путем разливки расплава через емкость с отверстиями в охлаждающую жидкость.

Известны установки для получения металлических гранул методом центрифугирования [1] . Расплав подается во вращающийся стакан и под действием центробежных сил истекает в виде дискретных струй из отверстий в его стенках. Струйки делятся на капли, которые попадают в охлаждающую жидкость и затвердевают в виде сферических частиц.

Указанные установки преимущественно применяются для получения мелкодисперсных гранул (порошков). Их недостатком является повышенная энергоемкость и сложность в эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для гранулирования металлических расплавов, включающее емкость с отверстиями в дне и ванны с охлаждающей жидкостью [2]. Устройство позволяет получать гранулы размерами 5-20 мм, малоэнергоемко и просто в эксплуатации.

Недостатком устройства является невозможность продолжительного и стабильного осуществления процесса из-за образования настылей на стенках и дне емкости с отверстиями. Кроме того, отверстия в дне под воздействием истекающего из них расплава увеличиваются и приходится заменять целиком емкость с отверстиями.

Задачей заявленного изобретения является предотвращение образования настылей на стенках и дне емкости и возможность замены дна с отверстиями.

Поставленная задача решается благодаря тому, что емкость выполнена прямоугольной в горизонтальном сечении, а ее дно в виде сменной пластины с отверстиями, корпус емкости снаружи оснащен нагревателем и снабжен на уровне 0,25 - 0,50 высоты последнего выступом, к которому примыкает снизу и жестко фиксируется сменная пластина с отверстиями, при этом ширина сменной пластины с отверстиями, длина канала отверстия и расстояние между двумя отверстиями соответственно равны 10-30, 1-2 и 5-15 диаметров отверстия.

Предложенная конструкция, обеспечивающая примыкание к выступу внутри емкости сменной пластины с отверстиями снизу, позволяет легко ее заменять, так как этому не препятствуют настыли, остающиеся за пределами сопряжения пластины с выступом.

Выполнение емкости прямоугольной в горизонтальном сечении и оснащение ее корпуса снаружи нагревателем позволяет эффективно прогреть стенки и дно с отверстиями, предотвратив образование на них настылей. Этому также способствует помещение сменной пластины с отверстиями в зоне наибольшего нагрева благодаря расположению выступа для ее фиксирования на уровне 0,25 - 0,50 высоты нагревателя и ширине сменной пластины с отверстиями равной 10-30 их диаметрам. Выбор расстояния между двумя отверстиями и длины их каналов соответственно в пределах 5-15 и 1-2 диаметра отверстия в первом случае предотвращает возможность спекания гранул металла, при охлаждении во втором - создает благоприятные условия для распада струйки металла на капли и формирования гранул.

Таким образом, заявленное изобретение соответствует критерию "новизна".

При анализе на соответствие критерию "изобретательский уровень" не обнаружено источников информации, указывающих известность предложенных конструктивных решений по функциональному назначению и поставленной в изобретении задаче.

Заявляемые конструктивные решения могут быть реализованы в промышленности, а ожидаемый технический результат вытекает из совокупности существенных признаков изобретения, что свидетельствует о соответствии критерию "промышленная применимость".

Предлагаемое устройство для получения металлических гранул представлено в поперечном разрезе на чертеже.

Устройство включает корпус емкости 1, который снабжен изнутри выступом 2. Выступ 2 расположен на уровне 0,25 - 0,50 высоты нагревателя. К выступу 2 снизу примыкает сменная пластина с отверстиями 3.

Ширина сменной пластины с отверстиями 3, расстояние между двумя отверстиями и длина канала отверстия соответственно равны 10-30, 5-15 и 1-2 диаметров отверстия.

Пластина с отверстиями 3 жестко фиксируется посредством фиксаторов 4. Корпус емкости 1 снаружи оснащен нагревателем 5. Нагреватель 5 может быть электрическим, как это показано на рисунке, или с применением газовых горелок. Корпус емкости 1 устанавливается над ванной с охлаждающей жидкостью (не показано).

Устройство работает следующим образом. Вначале включают нагреватель. Затем в корпус емкости 1 подают расплавленный метал или сплав, который истекает через отверстия в пластине 3 и в виде капель попадает в ванну с охлаждающей жидкостью, где застывает в виде гранул.

При необходимости замены пластины с отверстиями 3 подачу расплава в корпус емкости 1 прекращают, нагреватель 5 отключают, освобождают фиксаторы 4 и извлекают вышедшую из строя сменную пластину с отверстиями 3. Затем в корпус емкости 1 снизу вводят новую сменную пластину с отверстиями 3 до соприкосновения с выступом 2 и закрепляют ее фиксаторами 4.

Применение заявленного устройства позволяет сократить технологическое время на замену вышедших из строя элементов и сэкономить трудовые и материальные затраты на его эксплуатацию.

Источники информации:
1. Степаненко А.В., Исаевич Л.А. Непрерывное формирование металлических порошков. "Наука и техника", Минск 1980 г., с.41-45.

2. Авторское свидетельство N1109264т

Изобретение может быть использовано для изготовления гранул из легкоплавких металлов и сплавов. Устройство содержит емкость, которая выполнена прямоугольной в горизонтальном сечении, а ее дно в виде сменной пластины с отверстиями, корпус емкости снаружи оснащен нагревателем и снабжен на уровне 0,25-0,50 высоты последнего выступом, к которому примыкает снизу и жестко фиксируется сменная пластина с отверстиями, при этом ширина сменной пластины с отверстиями, длина канала отверстия и расстояние между двумя отверстиями соответственно равны 10-30, 1-2 и 5-15 диаметрам отверстия. При этом емкость установлена над ванной с охлаждающей жидкостью. Технический результат - сокращение технологического времени на замену вышедших из строя элементов и экономия трудовых и материальных затрат на эксплуатацию устройства. 1 ил.

Устройство для получения металлических гранул, включающее емкость с отверстиями в дне, помещенную над ванной с охлаждающей жидкостью, отличающееся тем, что емкость выполнена прямоугольной в горизонтальном сечении, а ее дно в виде сменной пластины с отверстиями, корпус емкости снаружи оснащен нагревателем и снабжен на уровне 0,25-0,50 высоты последнего выступом, к которому примыкает снизу и жестко фиксируется сменная пластина с отверстиями, при этом ширина сменной пластины с отверстиями, длина канала отверстия и расстояние между двумя отверстиями соответственно равны 10-30, 1-2 и 5-15 диаметров отверстия.