ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1995 года по МПК H01T9/00 B22D27/08 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в установках электрогидроимпульсной обработки кристаллизующегося металла, например, для вакуумно-дугового переплава.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности электроразрядного устройства.

На фиг. 1 показано электроразрядное устройство, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - изоляционная втулка, в разрезе; на фиг.4 - торец втулки с радиальными пазами.

Устройство содержит (см. фиг.1) разрядную камеру 1, центральный положительный электрод 2 с механизмом его перемещения 3. В разрядной камере 1 установлена изоляционная втулка 4. На наружной поверхности втулки 4 по всей ее длине выполнены лыски, образующие с внутренней поверхностью камеры вертикальные каналы 5 (см. фиг.2 и 3). На верхнем торце втулки 4 (см. фиг.4) выполнены радиальные пазы, образующие с внутренней торцовой поверхностью камеры 1 горизонтальные каналы 6. На нижней части втулки 4 выполнена проточка, образующая с камерой 1 кольцевой канал 7. Камера 1 снабжена напорным 8 и сливным 9 патрубками. На наконечник 10 положительного электрода 2 надет изолятор 11. Наконечник 10 образует с изолятором 11 осевой канал 12. Корпус камеры 1 прижат через резиновую прокладку к нижнему торцу кристаллизатора 13 вакуумно-дуговой печи (ВДП). На наружной поверхности камеры 1 выполнен конусный паз с профилем в виде "ласточкина хвоста".

Устройство работает следующим образом.

Камеру 1 устанавливают в кристаллизатор 13 ВДП. Включают систему прокачки камеры 1 водой. При этом вода по напорному патрубку 8 через осевой канал 12 между положительным электродом 2 и изолятором 11 поступает во внутреннюю полость камеры 1. По мере наполнения камеры 1 вода по горизонтальным каналам 6, образованным на торцовой поверхности втулки 4 (см. фиг.3 и 4), вертикальным каналам 5 (см. фиг.1 и 2) и кольцевому каналу 7 через сливной патрубок 9 возвращается в систему.

Включают генератор импульсных токов (не показан), при этом между стержнем и выступом на внутренней поверхности дна камеры 1 происходит пробой водного промежутка высоким напряжением, что сопровождается образованием ударных волн, под действием которых в торце камеры возникают колебания, передаваемые в наплавляемый в кристаллизаторе 13 слиток. При разведении переплава конусный паз в виде ласточкина хвоста заполняется жидким металлом, после затвердевания которого обеспечивается плотное сцепление корпуса камеры 1 со слитком металла.

По мере эрозионного износа стержень в процессе работы электроразрядного устройства между плавками подается механизмом 3.

Экранирование положительного электрода 2 с наконечником 10 относительно боковой поверхности корпуса 1 с помощью изоляционной втулки 4 снижает предпробивание потери при пробое водного промежутка, что повышает КПД преобразования электрической энергии в энергию упругих колебаний в 1,2 раза и позволяет снизить энергоемкость процесса в 1,5 раза.

Циркуляция воды по каналам 5 и 6 обеспечивает удаление пузырьков газа, образующихся при электрическом разряде в жидкости, из зоны разряда, при этом исключается возможность образования газовой подушки положительным электродом 2 и отрицательным электродом (корпусом), что также увеличивает КПД преобразования электрической энергии, а в случае установки камеры 1 торцом вверх (см. фиг.1) вообще обеспечивает возможность использования устройства, поскольку КПД разряда в водовоздушной смеси низкий, а упругие колебания торца камеры 1, вызванные таким разрядом, воздействия на структуру металла практически не оказывают.

В предлагаемом устройстве корпус камеры выполнен цельным, без концентраторов напряжений, в виде отверстий или болтовых соединений в днище камеры, что увеличивает ее надежность, а введение в устройство механизма 3 сокращает подготовительное время цикла до минимума.

На наружной поверхности днища электроразрядной камеры выполнен конусный паз с профилем, например, в виде "ласточкина хвоста", что обеспечивает постоянный плотный акустический контакт наплавленного слитка с корпусом камеры и позволяет существенно измельчить макроструктуру слитка.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроразрядным устройствам. Цель изобретения - повышение эффективности воздействия и надежности устройства. Устройство содержит разрядную камеру 1, центральный положительный электрод 2 с осевым каналом в изоляторе, механизм перемещения 3 электрода 2, систему охлаждения. Устройство снабжено изоляционной втулкой 4, установленной в разрядной камере 1 и выполненной с лысками на наружной поверхности втулки по всей ее длине, образующими с внутренней поверхностью камеры вертикальные каналы 5. На верхнем торце втулки выполнены пазы, образующие с внутренней поверхностью днища камеры горизонтальные каналы 6. В нижней части втулки выполнена выточка, образующая с камерой кольцевой коллектор 7. С целью обеспечения плотного акустического контакта слитка с разрядной камерой на наружной поверхности днища камеры выполнен конусный паз с профилем, например, в виде ласточкина хвоста. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее разрядную камеру со сливным патрубком для отвода охлаждающей жидкости, в которой установлен центральный изолированный положительный электрод, выполненный с осевым каналом для ввода в камеру охлаждающей жидкости и образующий с внутренней торцовой поверхностью камеры разрядный промежуток, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, оно снабжено изоляционной втулкой, выполненной с продольными лысками и кольцевой проточкой на наружной боковой поверхности и с радиальными пазами на торце и установленной в камере так, что пазы совместно с торцовой поверхностью камеры, а продольные лыски и кольцевая проточка совместно с боковой поверхностью камеры образуют последовательно соединенные соответственно горизонтальные, вертикальные и кольцевой каналы для прохода охлаждающей жидкости, причем кольцевой канал соединен с сливным патрубком разрядной камеры. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, с целью улучшения передачи акустических колебаний, на наружной торцовой поверхности камеры выполнен конусный паз.