Ультразвуковая установка Советский патент 1982 года по МПК B22F1/00 

Изобретение относится к области порошковой мета.гшургии, в частности к подготовке металлических порошков к прессованию. Известна ванна для ультразвуково обработки , содержащая ультразвуковой излучатель, отделенный от пульпы дном , и выполненная в виде цилиндрического сосуда с мешалкой, которая служит для поддержания пульп во взвешенном состоянии равномерного распределения твердых частиц по всему объему пульпы и улу шения ультразвуковой обработки поверхности зерен fl. Данное техническое решение не обеспечивает качественное перемешивание металлического порошка с плас тификатором из-за небольшой интенсивности ультразвуковой энергии, излучаемой плоскими магнитострикционными преобразователями. Наиболее близкой к изобретению по техническому решению и достигаемому результату является ультразвук вая установка, включающая ванну и ультразвуковой излучатель, торец ко торого с целью получения равномерного ульразвукового поля выполнен с гранями, образующими выпуклости и впадины, причем наклон их не превышает предельно допустимого угла отражения 2. Однако такая установка при смешивании металлического порошка с пластификатором не позволяет получить однородную смесь по всему рабочему объему.из-за затухания амплитуды ультразвуковых колебаний по высоте излучения. Целью изобретения является повышение качества смешивания металлического порошка с пластификатором и сокращение времени смешивания. Цель достигается тем, что ультразвуковая установка, имеющая ванну и ультразвуковой излучатель, снабжена металлическим стержнем экспоненциальной формы длиной, кратной длине полуволны ультразука, жестко установленным на стенке ванны соосно с излучателем и мешалкой. На чертеже показана ультразвуко- вая установка, общий вид, разрез. Ультразвуковая установка содержит ванну 1 с механической мешалкой 2, установленной в корпусе 3, нагреватель 4, расположенный вокруг ванны 1, под днищем которой установлен ультразвуковой излучатель 5. На дне

ванны 1 жестко установлен металлический стержень б соосно с излучателем 5.

Установка работает следующим образом.

В ванну 1 закладывают необходимое количество пластификатора,, например парафина, и нагревают до температуры плавления с помощью нагревателя 4. В качестве.пластификатора может быть использован также стеарат цинка и др. Если пластификатором является жидкое вещество, то нагрев не нужен.

После нагрева парафина до нужной температуры в ванну 1 засыпают металлический порошок, включают мешгшку 2 и ультразвуковой излучатель 5. Механическая мешалка 2 перемешивает смесь по всему объему ванны 1. Ультразвуковые колебания, передаваемые перемешиваемой массе через дно ванны 1 и стенки металлического стержня б , способствуют интенсификации процесса переманивания. При этом происходит перемешивание металлического порошка с парафином и заполнение парафином микро- и макротрещин в частицах порошка.

После получения гомогенной смеси ультразвуковой излучатель отключают. Охлаждение смеси до комнатной температуры осуществляют обтеканием ванны проточной водой при одновременном перемешивании смеси механической мешалкой .

- Металлический стержень экспоненциальной формы длиной, кратной длине полуволны, способствует увеличению излучения ультразвуковых колебаний по всему объему смеси. Да:нная длина стержня обеспечивает на его конце колебания той же фазы или сдвинутой на 180 по сравнению с колебаниями ультразвукового излучателя, т.е. если на конце излучателя максимум колебаний, то и на конце металлического стержня длиной j6 п (где п любое целое число, - длина волны ультразвука) также будет максимум

колебаний. Если мы возьмем стержень длиной Ф или -г Л , то. на концр стержня получится минимум колебаний при максимуме на торце излучателя. 5 Величина амплитуды колебаний стержня находится в обратно пропорциональной зависимости с величиной его диаметра. Поэтому с целью увеличения амплитуды колебаний по высоте

стержня необходимо уменьшение его диаметра, и на вершине стержня при минимальном сечении обеспечивается максимум амплитуды. Этим условиям удовлетворяют стержни с экспоненс циальным изменением поперечного сечения, в которьох происходит плавный переход от большого диаметра в основании к маленькому на вершине.

Введение дополнительного металлического стержня экспоненциальной формы длиной, кратной длине полуволны ультразвука, способствует равномерному перемешиванию металлических порошков и сокращению процесса перемешивания в 6-8 раз.

Формула изобретения

Ультразвуковая установка, включаю30 щая ванну и ультразвуковой излучатель, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества смешивания металлического порошка.с пластификатором и сокращения времени 3S она снабжена металлическим стержнем экспоненциальной формы длиной, кратной длине полуволны ультразвука, жестко установленным на стенке ванны соосно с излучателем и мешалкой. .

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1. Агранат Б.А. Ультразвук в металлургии. М., Металлургия, 1969, 45 с. 302.

2. Авторское свидетельство СССР №348221, кл. В 01 J 1/12, 1971.