Форсунка для распыления металлических расплавов Советский патент 1985 года по МПК B22F9/08 

1 1

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для производства пороптков распылением расплавов.

Известна форсунка для распыления металлических расплавов, в которой дозатор выполнен со сливным каналом с относительно большим диаметром и отводящими от него двумя узкими каналами, расположенными под углом к его оси. Из центрального канала осуществляют подачу рабочего газового потока со скоростью, превышающей скорость звука, и температурой, превышающей температуру расплава Li

Однако данная конструкция форсунки пригодна лишь для распыления легкоплавких металлов и малоэффективна ввиду невозможности размещени каналов в донной части дозатора.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является форсунка для распьшения металлических расплавов, содержащая корпус с коллекторной полостью, сообщенной с источником давления рабочей -среды, установленный Б корпусе дозатор для подачи расплава, а также расположенные под углом к его оси сопла для Истечения рабочей среды. Дозатор выполнен в н де конуса с осевым каналом (2.

Расположение сопл на значительном расстоянии от канала уменьшает скорость потока в форсунке распьтения, а также ограничение угла наклона оси газового потока к оси канала снижает эффективность распьшения расплава.

Цель изобретения - -повышение эффективности диспергирования расплава путем увеличения угла атаки газовых струй.

Указанная цель достигается тем, что в форсунке для распыления металлических расплавов, содержащей корпус с коллекторной полостью, сообщеннор с источником давления рабочей среды, установленный в корпусе дозатор для подачи расплава, а также расположенные под углом к его оси сопла для истечения рабочей среды, дозатор выполнен в виде стакана со сливными каналами, расположенными в зоне сопряжения его донной и цилиндрической частей под углом к его оси, а каждый из сливных каналов снабжен парой сопл, расположен6860 -2

ных под углом к оси каждого из каналов .

Сливные каналы расположены к оси дозатора под углом АЗ-ЭО.

5 В каждой паре сопл одно из них расположено к оси дозатора под углом 0-30, а другое - под углом 75-105.

На фиг. 1 изображена предложенная форсунка, продольный рагэрез ;

0 на фиг. 2 - вид А на Аиг. 1; на фиг. 3 - сечение В-Б на фиг. 1 на фиг. 4 - часть форсунки со сливным каналом, расположенным под углом 90 к оси дозатора.

5 Форсунка включает корпус, содержащий основание 1 с основной коллекторной полостью 2, крышку 3, образующую с основанием 1 дополнительную коллекторную полость 4, и установленную в центральной расточке крышки 3 обойму 5с хвостовиком 6. Коллекторная полость 4 сообщена с коллекторной полостью 2 радиальными каналами 7 в основании 1. В обойме

5 5 расположен выполНенньй в виде стакана керамический дозатор 8 со сливными каналами 9 для подачи металлического расплава, расположенными в зоне сопряжения донной и ци0 линдрической частей дозатора 8. В . зоне выхода каналов 9 в обойме 5 выполнены отверстия 10. Каналы 9 расположены под углом eL , например 45-90°, к оси дозатора. В основаj НИИ 1 в крышке 3 корпуса выполнены фигурные пазы, образующие совместно щелевые профильные сопла 11 для истечения рабочей среды-газа, расположенные над выходами сливных кана

0 лов 9 под углом . к оси дозатора 8, например 0-30°. На хвостовике 6 обоймы 5 закреплен стакан 12, образующий с хвостовиком 6 коллекторную полость 13. Последняя сообщена

с основной коллекторной полостью 2 трубопроводом 14. Во фланце 15 стакана 12, примыкающей к донной части обоймы 5, срезаны лыски 16 и выполнены профильные пазы 17, обраел дующие с донной частью обоймы 5 щелевые профильные сопла 18 для истечения рабочей среды-газа. Сопла 18 расположены под сливньми каналами 9 под углом oi к оси доза„ тора 8, например 75-105°.

Форсунка работает следующим об- , разом. 3 По трубопроводу 19 в основную коллекторную полость 2 подают газ. По каналам 7 .и трубопроводу 14 газ поступает в дополнительные коллекторные полости 4-и полость 13, а затем в сопла 11 и 18, профиль отверстий которых обеспечивает доили сверхзвуковое истечение газа. Жидкий металл при температуре на lOO-ISO C выше температуры плавления сливают из металлоприемника 20 в дозатор 8 и по каналам 9 поступает в зону распьшения. Даже струи расплава дробятся высокоскоростными потоками, истекающими из сопл 11 и 18, на мелкие капли. Осу ществляется двухстадийная последовательность дробления струи металла: предварительное разрушение рас лава noToica газа, истекающего из верхнего сопла 11, расположенного над каналом 9, затем дробление капель вторичным потоком газа из ниж него сопла. Предельным вариантом осуществления способа дробления является дробление пересекающимися 0% струями газа при оС, - 45 При расположении верхних отверс тий сопл it под углом больше 30 н зависимо от значений углов d резко снижается зффективность вторичного дробления расплава, что обусловлено относительно низког1 ск 04 ростью капель по отношен по к вторичному газовому потоку. По той же причине резко снижается эффективность дробления при углах oi меньше 75. При меньше 90 происходит зарастание канала 9 металлом и прекращается истечение струи. При oi, больше 105° имеет место янтенсивное набрызгивание металла на форсунку. При углах наклона .сливных каналов 9 0 меньше 90° меняется последовательность дробления, т.е. первичное дробление осуществляется струей знергоносителя, истекающей из нижнего сопла, а вторичное - из верхнего. При такой схеме под воздействием первичного газового потока капли металла приобретают высокую горизонтальную составляющую скорости, что влечет за собой интенсивное набрызгивание металла на форсунку. Осуществляют распьтение стали Р6М5К5 азотом при максимальном его расходе 12 нм/мин идавлении 8 кг/см. Температура слива металла 1600-1650°С. Данные экспериментов приведены в таблице. Данные таблицы показали, что предложенное расположение сопл под углом к сливньм каналам обеспечивает Повышение эффективности (степени дисперсности порошков) дробления по сравнению с конструкцией известной форсунки.X

1. ФОРСУНКА ,Щ1Я РАСГЫЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ, содержащая корпус с коллекторной полостью, сообщенной с источником давления рабочей среды, установленный в корпусе дозатор для подачи расплава, а также расположенные под углом к его оси сопла для истечения рабочей среды , отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности диспергирования расгшава путем увеличения угла атаки газовых струй, дозатор выполнен в виде стакана со сливными каналами, расположенными в зоне сопряжения его донной и цилиндрической частей под углом к его оси, а каждый из сливных каналов .снабжен парой сопл, расположенных под углом к оси каждого из каналов. i 2.Форсунка по п. 1, о т л ичающая ся тем, что сливные W каналы расположены к оси.дозатора под углом 45-90°. 3.Форсунка по : пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в каждой паре сопл одно из них расположено к оси дозатора под углом О-ЗО, а другое - под углом 75-105°. ел Од 00 О)

Черт. 24-1003261СБ

У. 90 fliz- 5 oij 85 d 5,0 п 3 Черт.24-100326IB

о, 90°

9,8 32,2 46,6

9,70,7

7,2 24,4 41,120,75,2

с1г- 5 ti,- 85 d 7,5° n « I ерт.24-465190СБ

0

29,2

063 45 d 7,5 n « 1.- Примечание. d djd-п 4,0 11,1 33,4 38,6 6,8 угол наклона сливного канала к вертикальной оси форсунки-, соответственно угол наклона осей верхнего и нижнего сопл к вертикальной оси форсунки; диаметр сливного канала, мм, количества сливных каналов.