Устройство для фильтрации жидких металлов и сплавов Советский патент 1982 года по МПК C22B9/02 

Изобретение относится к цветной Iметаллургии, в частности к устройст вам для рафинирования жидких металло и сплавов путем их фильтрации в цент рифуге. Известно устройство для фильтраци жидких металлов и сплавов, вьтолненное в виде центрифуги, снабженной дискообразной перегородкой, расположенной между коническими фильтрующими элементами, жесткозакрепленной на валу верхнего коничесвого фильтрующего элемента и снабженной скребками, установленными под углом к ее радиусу 1. Недостатком этого устройства является неэффективное использование полезной емкости фильтрующего органа из-за наличия в ней дискообразной перегородк{1 со скребками и увеличенных разгрузочных окон, необходимых.для выгрузки из них примесей. Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату к Изобретению является устройство для фильтрации жидких металлов и сплавов содержащее конические диски, прижатые друг к другу большими основаниями с образованием фильтрующей щели,и кольцевой приемник Недостатком данного устройства также является неэффективное использование полезной емкости фильтрующегй органа. Кроме того, устройство имеет низкую надежность в виду того, что оно не обеспечивает непрерывную фильтрацию расплава, так как требует периодического удаления накапливающихся примесей в фильтрующей щели. Возможно забивание и самих скребков при выгрузке примесбй. Это особенно проявляется, когда фильтруется расплав , температура которого близка к точке затвердевания, т.е. при условиях наиболее благоприятных для отдё ления примесей из расплава. Цель изобретения г- повыиевие эффективности отделения примесей из расплава. Цель достигается тем, что в устройстве для фильтрации жидких металлов и сплавов содержащем конические диски, прижатые друг к другу большими основаниями с образованием фильтрующей щеЛи, и кольцевой приемник, кольцевой приемник выполнен в виде трех концентрично расположенных коль);евых сборников продуктов фильтрации внутреннего, среднего и наружного, и снабжен крьвикой, средний кольцевой сборник снабжен кольцевым козырьком, выполненным с возможностью вертикаль ного перемещения, внутренняя поверхность козырька в поперечном сечении выполнена в форме выгнутой параболы, наружный сборник снабжен скребком, жестко закрепленным на крышке кольце вого приемника, и крышка кольцевого приемника снабжена бандажом, располо женным перпендикулярно оси .ее вращения. На фиг. 1 изображено данное уст.ройство;.на фиг. 2 - разрез А-А на иг. 1, Устройство для фильтрации жидких металлов и сплавов содержит обращенные большими основаниями один к другому верхний И; нижний конические дис ки 1 и 2 (фильтрующий органу, формирующие фильтрующую щель 3, величина которой регулируется тремя упорными винтами 4, равномерно расположенными по окружности диска 1. №ижний диск 2 насажен неподвижно на вал 5, сидящий в подшипниковой опоре приводного механизма (не показан), а верхний диск 1 может свободно перемещаться в шлицевом соединении. 6 вдоль вала 5 с по мощью неподвижно закрепленного в сту пице диска 1 штока 7, приводимого в движение механизмом раскрытия (не по казан) фильтрующей щели 3. Верхний диск 1 Снабжен приемной горловиной 8 и окнами 9, а в основании нижнего диска 2 выполнены переливные каналы 10 Нижняя стенка кольцевого приемник выполнена в виде трех концентрично расположенных кольцевых сборников 11, 12 и 13. При этом в среднем сбор нике 12 установлен кольцевой козырек 14, внутренняя поверхность 15 которо го в поперечном сечении выполнена . в форме выгнутой параболы, смонтированной подвижно в вертикальном направлении с возможностью перекрывать в верхнем положении меньшим основанием 16 фильтрующую щель 3 с помощью жестко закрепленного на козырьке 14 защитного кольца 17, установленного на штоках 18, синхронно перемещающихся Механизмом подъема-опускания (не показан), козырька 14. Внутренний 11 и средний 12 сборники имеют сливИые патрубки 19 и 20, а наружный /сборник 13 снабжен желобом 21, пер заходной частью которого установлен неподвижный направляющий аппа рат 22, выполненный в виду двух разнонаправленных криволинейных пластин скрепленных Нижними основаниями. В наружном сборнике 13 размещен подвижный скребок 23, жестко закрепленный на крышке 24 кольдевого приемника, причем последняя выполнена с загрузочной воронкой 25 и снабжена расположенным перпендикулярно оси ее вращения бандажом 26, связаннь м с приводом (не показан), обеспечивающим его вращение с помощью валика 27 с неподвижно укрепленной на нем i шестерней 28, входящей в зацепление . с зубчатым венцом бандажа 26, установленным между подпружиненными коническими ребордами опорных -роликов 29, оси которых закреплены на фланце боковой стенки наружного кольцевого сборника 13. Для поддержания необходимой температуры наружные поверхности кольцевого приемника теплоизолированы, а в пазах нижней стенки установлены подогревающие элементы 30. Устройство работает следующим образом. Расплав непрерывной струей заливается через загрузочную воронку 25 в устройство, в котором за счет подогревающих элементов 30 поддерживается рабочая температура. Из загрузочной воронки 25 расплав самотеком поступает в приемную горловину 8, откуда через приемные окна 9 под действием центробежных сил проходит во внутреннюю полость фильтрующего органа и продавливается через щель 3, отфильтровываясь от твердых примесей. Очищенный металл под действием центробежных сил попадает на меньшее основание 16 параболической поверхности 15 козырька 14у находящегося в крайнем верхнем положении, и в виде тонкой струи стекает по этой поверхности, обеспечивая минимальную поверхность металла, контактирующего с внутренней атмосферой, способной окислять металл, и поступает в средний кольцевой сборник 12, а через патрубок 20 сливается из устройства. По мере роста в фильтрующем органе слоя твердых примесей, который в свою очередь служит фильтром для более мелких частиц, его гидравлическое сопротивление увеличивается и после достижения определенной величины избыток расплава начинает сливаться через переливные каналы 10 во внутренней кольцевой сборйик 11, откуда через патрубок 19 выводится из устройства. Начало истечения расплава из патрубка 19 свидетельствует о завершении наполнения фильтрующего органа примесями и последующей его разгрузке. Для этого прекращают подачу расплава в загрузочную воронку 25 и увеличивают число оборотов жидкого металла из примесей. После чего вновь снижают число оборотов фильтрующего органа до минимальных., опускают козырек 14 в крайнее нижнее положение, включают привод, обеспечивающий поступательное движение скребка 23 вдоль кольцевого сборника 13 в прямом и обратном направлении до направляющего аппарата 22, а с помощью механизма раскрытия фильтрующей щели 3 щиток 7 перемещает диск 1 по валу 5, Под дей ствием центробежных сил отжатые примеси сбрасываются в сборник 13, в котором скребок 23 принудительно транспортирует их к разгрузочному желобу 21. После разгрузки фильтрующего органа от примесей диски 1 и 2 сжимают ся, козырек 14 перемещается в верхнее положение, отключается привод, скорость вращения фильтрующего органа увеличивается до величины, которую он имел в период фильтрации,/ицикл повторяется. Защита металла от окисления в пёг риод его фильтрации осуществляет.ся путем подачи инертного газа во вЦу;траннюю полость кольцевого приемнцка| утечка которого предотвращается сч, помощью вальниковых набивок 31 и лабораторных уплотнений 32, 33 и 34. Предложенное устройство позволяет фиксировать момент начала переполнения примесями фильтрующего органа и своевременно производить разгрузку максимально наполненной примесями ег внутренней рабочей емкости, частота разгрузки при этом уменьшается в 1,5 2 раза. Увеличение времени работы устройства в режиме фильтраций за счет сокращения.числа циклов разгрузки увеличивает его производитель ность и повышает эффективность отделения примесей из расплава, ФО1рмула . изобретения Устройство дпя фильтрации жидких металлов и сплавов, содержащее конические диски, прижатые один к другому большими основаниями с образованием- фильтрующей щели, и кольцевой приемник, отличающееся тем, что , с целью повышения эффективности отделения примесей из. расггла:B,a% кольцевой приемник выполнен в pHfle TJpex концентрично расположенных сборников продуктов фильтр йт иТ внутреннего, среднего и наруж|юго, и снабжен крышкой, средний кольр1евой сборник снабжен кольцевым ко. выполненным с возможностью вер ш ального перемещения, врутрен няяйповерхность козырька в поперечном с ёЧении выполнена в форме выгнутой параболы, наружный сборник снабжен с ребком, жестко закрепленнь1м на . крышке кольцевого приемника, и крышка кольцевого приемника снабжена бандажом, расположенным перпендикулярно оси вращения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 451758, кл. С 22 В 9/02, 1973. . 2.Авторское свидетельство СССР l: P520412,кл.г С 22 В 9/02, 1976.

Фиг.2

% t«fj

p

ifc. i .

:x