Устройство для подачи порошкообразного материала Советский патент 1983 года по МПК C30B11/10 

.. . . .

Изобретение относнтся к выращиванию тугоплавких кристаллов, более ков кретяо к устройствам подачи порошковых материалов в кристаллизационш«1й аппарат для выращивания кристаллов м&тсдом Вернейля.

Известно устройство для подачв порО1шсообра 1ых материалов в кристалла зационный аппарат, включающее дозатор, питающий элемент, расположенный в дозаторе и выполневвый в Bime спщ}альг ной пружины с грузом и сеткой, конус с отв.ерстиями н кольцевой газораспр депитель(13 .

Недостатком известнсхго устройства является неравномерность подачи хорошка и.особенно порошков материалов с большим удельным весом и плохой сыпучестью, как например гранатов, ферркгов, которые проходят через, пружину питающего элемевга комками, что -арвводит к появлению в растущем крнсталле различного рода дефектов.

. Известно устройство для подачи порошкообразных мат иалов в кристаллизационный аппаратд включахяаее к(, установленный- на нем бувкер, отделенный от корпуса мембраной, сваза ной с вибратором, установленный в полости дозатор с ситом, ный ви атором, укреплённую на не раэтрузочную воронку с эласт ичной трубой, нижней конец которой вхошгг в

to полость дозат Ч5в jjaj .

Однако известжя устройству присущ, та неравномерная подача оо юшкообра ного материала, обусяоьл шая реаонаво ными колебаниями двухвибраторов,

15 ботаюншх с частотой 5О По, во с различным усилием, что приводиг к периодическому совпадению частот кблебания, 1а также ч еавыча Иная сложность копструк

20 пии,. что свидетельствует о недостаточной надежности работы устройства.

Наиболее близким к иао етению тех« ническйм ршпением является устройство. 3 для подачи порошкообразного материала в кристаллизационный аппарат, включающее корпус, расположенный в нем бункер доеатор с сеткой, укрепленный в нижней Части бункера, сильфон, связанный оДной стороной с корпусом, а другой - с бункером, электромагнитный вибратор с Гобразным сердечником, размешенный снаружи корпуса {,3 , Недостатком этого устройства является изменение уровня порошкового материала в бункере над сеточкой дозатора в процессе кристаллизации, ч-ро нарушает равномерность подачи исходногч материала в зону кристаллизации в течение цикла технологического процесса. Неравномерность подачи исходного материала при этом составила i: 5%, Кроме этого, соединение свободного конца Г-образного сердечника с крышкой бункера приводит к значительным энергозатратам на передачу колебаний дозат тору, так как центр тяжести системы бункер - дозатор расположен значительн ниже точки приложения силы, возбуждаю.шей колебание этой системы. При выра.щивании монокристаллов методом Вер- . нейля, особенно монокристаллов сложных соединений таких как Aln-Zn, феррит, титанат стронция или цветные корунды, очень важно подавать исходный материал равномерно в течение всего процесса выращивания. При неравномерной подаче исходного материала в кристаллах образуются довольно крупные локальные зоны неоднократные по химическому составу, что отрицательно сказывается на свойствах кристаллов и изделий из них. Цель изобретения - повышение равномерности подачи материала. Указанная цель; достигается тем, что в устройстве- для подачи порошковых материалов в кристаллизационный аппарат, включающем корпус, расположенный в нем бункер, дозатор с сеткой, укрепленный в нижней части бункера, сильфон, связанный с корпусом, электромагнитный вибратор- с Г-образным сердечником, размещенный снаружи корпуса, бункер снабжен установленной в нем коаКси

ально трубой, имеющей в нижней части отверстия для перетока материала из полости между стенками бункера и трубы в дозатор, который закреплен на сильфоне и связан с Г-обрааным сердечником.

Количество и диаметры отверстий в нижней части трубы, наименьшее сечекак горизонтальное плечо 10 сердечника жестко связано с дозатором 4, во внутренней полости которого закреплен бункер 6 с исходным материалом, то вся система бункер - ; 0затортакже колеблется. Сила колебаний или их амплитуда регулируется величиной переменного напряжения на катушке вибратора 14. 304 ние бункера и суммарное сечёние ячеек сеточки дозатора подобраны таким образом, что уровень порошкообразных материалов на сеточке дозатора поддержиБается постоянным (до уровня отверстий трубы), что обеспечивает равномерную подачу порошкообразных материалов в кристаллизационный аппарат в течение всего процесса кристаллизации. Соеди(нение свободного конца Г-образного се{ дечника электромагнитного вибратора с дозатором уменьшает энергозатраты на передачу колебаний системы бункер дозатор, так как центр тяжести системы находится выше точки приложения силы, возбуждающей колебания системы. На чертеже представлено устройство, общий вид в разрезе. Устройство включает в себя корпус 1 с перегородкой 2, на которой жестко укреплен сильфон 3, в полости которого установлен дозатор 4 с сеточкой 5, во внутренней полости дозатора4 закреплен бункер 6, снабженный трубой 7 с отверстиями 8 в нижней части, нижняя часть бункера б оканчивается раструбом 9, торец которого находится на расстоянии 10 мм от сеточки 5, дозатор 4 жестко связан с горизонтальным плечом 10 Г-образного сердечника 11, вертикальное плечо 12 которого закреплено на оси 13 и проходит через полости катушек вибратора 14. Между стенками бункера и трубой 7 размещен порошкообразный материал 15, наименьшее сечение бункера находится в самой узкой части раструба 9. Диаметр отверстий Б нижней части трубы 2-4, мм, количество отверстий 3-8. Отверстия выполнены в одном горизонтальном сечении. Диаметр наименьшего сечения бункера 8-12 мм. Размер стороны ячейки сеточки дозатора выбирается в интервале 0,200-0,355 мм. Устройство работает следующим образом. На электромагнитные катушки вибратора 14 подают переменное напряжение, которое заставляет колебаться Г-обраэный сердечник 11 вокруг оси13, а так Колебание бункера 6 с раструбом 9 и дозатора 4 с сеточкой 5 осуществляется как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях, благодаря чему порошковый материал постоянно просьшагется через отверстия 8 в нижней части трубы 7 двухстенноах бункера 6 в раст руб 9, а из него - в дозатор 4 и через сеточку 5 в кристаллизационный аппарат Предлагаемое устройство позволяет снизить неравномернсють подачи порошковых материалов в кристаллизационный, аппарат not2-3%, что позволяет ввести автоматическое управление технологическим процессом выращивания кристаллов методом Вернейля. В прототипе неравномерность подачи порошковых материалов доходит до ±5%, Предлагаемое устройство впервые позволяет с указанной равномерностью дозировать порошковые материалы в процессе вырашивания монокристаллов с удельным весом порошкового материала, значительно превосходящим удельный вес цветных корундов таких как феррит, титанах стронция. Для подачи исходного материала при производстве Mw 2и ферритов используются питатели с ударным механизмом встряхивания (устройство-прототип), в которых шихта через 2-3 ч работы спрессовывается и после этого добиться равномерной ее подачи очень трудно, В результате выращенный кристалл имеет неравномерное по своей длине содержание 2hO , что сказывается на его магнитных свойствах. При изготовлении изделий используют незначительную часть кристалла (4О-5О%). Предлагаемое устройство для подачи порошкообразных материалов, обеопечивает очень большую равномерность подачи шихты. Использование его при вьфащивании Mn-ln ферритов показывает, что окись цинка равномерно распределяется по всей длине кристалла и выход в годное из каждого кристалла составляет 8О%. Формула изобретения Устройство для подачи порошкообразного материала в кристаллизационный аппарат, включающее корпус, расположенный в нем бункер, дозатор с сеткой, укрепле1шый в нижней части бункера, сильфон, связанный с корпусом, электромагнитный вибратор с Г-образным серндечником, размешенный снаружи корпуса, отличающееся тем, что, с ц&лью повьш1ения равномерности подачи материала, бункер снабжен установленной в нем коаксиальной трубой, в нижней части отверстия для перетока материала из полости между стенками бункера и трубы в дозатор, который прикреплен к сильфоне и связан с Г-о& разным сердечником. Источники (Информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР N9 464327, кл, В О1 Т 4/О2, 1972, 2.Авторское свидетельство СССР № 387733, кл, В 01 J 4/О2, 1970. 3.Авторское свидетельство СССР NO 883198, кл, С ЗО В 11/1О, 1979 (прототип).