Форсунка для распыления металлических расплавов

 

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)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ООМФЛНСВ .

РЕСПУБЛИК

„.ЯО„„1156 60 1д) В 22 F 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОМИТЕТ СССР

t® ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0ТИРЫТЬ9

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н aetapaeaa ce mnscrsv

ЯЩ,ф,35 4"„у j: 1, (21) 3417503/22-02 (22) 05.04.82 (46) 23.05.85. Бюл. В 19 (72) В.И. Блехеров, Г.А. Кривонос, В.В. Первушин, В.Г. Голубков, P.Е. Мурашко, А.Л. Коновалов, Ю.К. Мельник, В.И. Апостолов и Г.И. Скорый (71) Всесоюзный ордена Ленина научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт металлургического машиностроения (53) 621.762.242(088.8) (56) 1..Авторское свидетельство СССР

В 500903, кл. В 22 F 9/08, 1974. . 2. Авторское свидетельство СССР

У 512799, кл. В 22 F 9/08, 1973. (54) (57) 1. ФОРСУЧКА ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ

ИвтАЛЛИЧКСКИХ РАСПЛАВОВ, содержащая корпус с коллекторной полостью, сообщенной с источйиком 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 расплава путем увеличения угла атаки газовых струй, дозатор выполнен в виде стакана со сливными каналами, расположенными в зоне сопряжения его донной и цилинд— рической частей под углом к его оси, а каждый иэ сливных каналов снабжен парой сопл, расположенных под углом к оси кажцого из каналов.

2. Форсунка по п. 1, о т л и- Е

O ч а ю щ а я с я тем, что сливные каналы расположены к оси. дозатора под углом 45-90

3. Форсунка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в

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

1156860

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для производства порошков 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, превышан— щей скорость звука, и температурой, превышающей температуру расплава 1j.<>

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

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является форсунка для распыления 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 N рабочей среды. Дозатор выполнен в виде конуса с осевым каналом (2).

Расположение сопл на значительиом расстоянии от канала уменьшает скорость потока в форсунке распыления, а также ограничение угла наклона оси газового потока к оси канала снижает эффективность распыления 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, 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, 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.

Сливные каналы расположены к оси дозатора под углом 45-90

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

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 5 с хвостовиком 6. Коллекторная полость 4 сообщена с коллекторной полостью 2 радиальными каналами 7 в основании 1. В обойме

5 расположен BblTIoJIHPHHbIA в виде стакана керамический дозатор 8 со сливными каналами 9 для подачи металлического расплава, расположенными в зоне сопряжения доннои и цилиндрической частей дозатора 8. B . зоне выхода каналов 9 в обойме 5 выполнены отверстия 10. Каналы 9 расположены под углом „ „ например

45-90, к GcH дозатора. В основании 1 в крышке 3 корпуса выполнены фигурные пазы, образующие совместно щелевые профильные сопла 11 для истечения рабочей среды-газа, расположенные над выходами сливных канаI лов 9 под углом Ы к оси доэатора

8, например 0-30 . Ha 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, образующие с донной частью обоймы 5 щелевые профильные сопла 18 для истечения рабочей среды-газа. Сопла 18 расположены под сливными каналами 9 под углом ь к оси дозатора 8, например 75-105 .

Форсунка работает следующим образом.

1!56860

Геометрические. параметры форсунки

Производительность распыления, кг/мин — 50

+50 +100

-100 "200

+300-500

+200-300

9,8 32,2 46,6

Черт. 24-1003261СБ

32,3

9,7 0,7 с(5

oL) 85 д 5,0 и 3

Черт. 24-10032618

28,7

7,2 24,4 41.,1

20,7

5,2

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 100-!50 0 выше температуры плавления сливают из металлоприемника

20 в дозатор 8 и по каналам 9 поступает в зону распыления. Даже струи расплава дробятся высокоскоростными потоками, истекающими из сопл 11 и 18, на мелкие капли. Осуществляется двухстадийная последовательность дробления струи металла: предварительное разрушение расплава потока газа, истекающего из верхнего сопла 11, расположенного над каналом 9, затем дробление капель вторичным потоком газа из нижнего сопла. Предельным вариантом осуществления способа дробления является дробление пересекающимися струями газа при с(,„ = 45, о = 0, о 90 °

При расположении верхних отверстий сопл 11 под углом больше 30 независимо от значений углов аС и резко снижается эффективность вторичного дробления расплава, что обусловлено относительно низкой скоpocTbIo капель IIo отношению к вторич ному газовому потоку. По той же причине резко снижается эффективность дробления при углах о з меньше 75".

При Rz меньше 90 происходит зарастание канала 9 металлом и прекращается.истечение струи. При а больше 105 имеет место интенсивное набрызгивание металла на форсунку.

10 При углах наклона .сливных каналов

9 Ы„ меньше 90 меняется последовательность дробления, т.е. первичное дробление осуществляется струей энергоносителя, истекающей из

1$ нижнего сопла, а вторичное — из верхнего. При такой схеме под воздействием первичного газового потока капли металла приобретают высокую горизонтальную составляющую скорос2О ти, что влечет за собой интенсивное набрызгивание металла на форсунку..

Осуществляют распыление стали

„ P6H5K5 азотом при максимальном его расходе 12 нм /мин и давлении

25 8 кг/см . Температура слива металла !

600-1650 С. Данные экспериментов приведены в таблице.

Данные таблицы показали, что предложенное расположение сопл под

Зо углом к сливным каналам обеспечивает повышение эффективности (степени дисперсности порошков) дробления по сравнению с конструкцией известной Ьовсунки.

° »

Фракционный состав полученного порошка, Z (МКМ) 1 156860

Продолжение таблицы

Ироиэводительность распылении, кг/мин

Геометрические параметры форсунки с6„= 0 с о = 45

29,2

d 7,5

n t

0 2 и сСэс ф 5

oh 85

d 7,5

Черт.24-465190СБ

Примечание. с „Фракционный состав полученного порошка, Ж NKN

-50 +50 +100 +200 +300

-!00 "200 -300 -500

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, количество сливных каналов.

Фи@2

ВНИЯПИ Заказ 3239/13 Тирак 747 . Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Уагород, ул.Проектная, 4