Устройство для получения порошков электроэрозионным диспергированием

 

COI03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

6140 А (19) (И) (дц 4 В 22 Г 9/14

OllHGAHHE HSOEPET

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3517157/22-02 (22) 29.11.82 (46) 07.12.85. Бюл. №- 45 .(71) Научно-проиэводственное объединение "Тулачермет" (72) Л.П.Фоминский и А.Г.Каганов (53) 621.762.224 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 70000, кл. В 22 F9/24,!943.

Авторское свидетельство СССР № 663515, кл. В 23 P 1/02,1979. (54)(57) 1 .УСТРОЙСТВО GHEE HO HH8

ПОРОИКОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННИИ ДИСПЕРГИРОВАНИЕМ, содержащее диэлектрический сосуд с рабочей жидкостью, выполненный с отверстиями для ввода рабочей жидкости, подачи в сосуд диспергируемого металла и для вывода продуктов диспергирования с потоком рабочей жидкости а также введенные в сосуд токопроводы, присоединенные к источнику электрического тока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью экономии конструкционного металла, оно снабжено парными вальцамн, I выполненными с воэможностью вращения в противоположные стороны, причем вальцы установлены внутри сосуда и электрически соединены с токоподводами.

2.Устройство по п .1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что один из валков выполнен иэ,злектропроводного материала, а другой — иэ диэлектрического.

6140

4 119

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству порошков из стружки и дру гих металлоотходов, и может быть использовано в химической промышиенности в производстве гидрата окиси алюминия

Цель изобретения — экономия конструкцнонного металла.

На фиг.1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг;2 — разрез А-А на фиг.1..

Устройство состоит из сосуда-реактора 1 с диэлектрическим корпусом, имеющим прямоугольное сечение в плане, В днище сосуда-реактора имеется от-. верстие 2 с присоединенным к нему трубопроводом для подачи рабочей жидкости. Это отверстие прикрыто сеткой

3 из диэлектрического материала. Две противоположные нижние боковые стенки корпуса 4 вьнтолиены наклонными к плоскости основания корпуса. В устрой

° стве имеются две пары вальцов, рас положенные симметрично относительно плоскости симметрии сосуда-реактора. Каждая пара вальцов состоит из нижнего и верхнего валков цилиндрической формы, расположенных горизонтально. Ири этом нижний валок 5 выполнен из электронроводного материала, а верхний валок 6 — из диэлектрика, например керамики. Ось 7 верхнего диэлектрического валка может быть выполнена as металла.

При этом диэлектрический валок 6 должен быть жестко посажен на ось.

Ось валков выступают за пределы корпуса сосуда-реактора 1 и на их концы с одной стороны насажены с помощью шпонок передающие шестерни 8, выполненные из диэлектрического материала, например, текстолита.

Оси валков в местах прохода их через стенку сосуда-реактора 1 уплотнены сальниками (не показаны ). На конец оси 7 верхнего валка насажены муфта 9, соединяющая его с редуктором, приводящим валок во вращение. Иу41та 9 выполнена из диэлектрического материала, например текстолита. На конец оси нижнего валка 5 насажен коллектор 10, к которс>му прижата токосъемная щетка 11 с присоединенным к ней токопроводом от источника электрического тока. К поверхности нижнего валка 5 прижат нож

12, выполненный из прочного высокотвердого диэлектрического материала, например керамики, и закрепленный на стенке корпуса 4 сосудареактора (фиг.1). Нож 12 имеет горизонтальную верхнюю поверхность с наклонно выступающим вверх краем, 1 служащим для ломания брикета, выходящего из вальцов, I

Устройство работает следующим образом.

Через загрузочное отверстие 14 загружают в сосуд-реактор порцию кусочков металла, подлежащего дисцергированию. Засыпку производят примерно до уровня оси 7 верхнего валка 6. Затем подают в сосудреактор жидкость по трубопроводу 2.

Расход жидкости повышают до тех пор, 20 пока кусочки металла в сосуде-реакторе не подхватываются потоком жидкости и не переходят в состояние фонтанирующего "кипящего" слоя.

При этом кусочки у оси сосуда, где

Q5 скорость потока максимальна, движутся вверх, а у стенок сосуда, где .корость потока минимальна, опускаются вниз. Направление циркуляцион-. ного движения кусочков в сосуде-реакторе показано на фиг.1. При циркуляцнонном движении часть опускающихся вниз кусочков движется вдоль наклонной стенки 4 сосудареактора, а часть попадает в зазор между верхним валком 6 и параллельЗ5 ной ему стенкой сосуда-реактора 1 °

Попавшие сюда кусочки накапливаются здесь и их слой захватывается вальцами, вращающимися в противоположные стороны (направление вращения указано стрелками на фиг.1), и затягивается в зазор между валками вальцов. При этом слой кусочков сжимается вальцами и прессуется или в слабоспрессованный брикет, непрерывно

45 выходящий в виде бесконечной ленты с противоположной стороны вальцов.

При подаче на нижние валки вальцов импульсов электрического напряжения от источника электрического тока на

5О брикете, выходящем из вальцов, появляется электрический пртенциал, В результате происходит электрический разряд в жидкости по цепочке из слабо контактирующих между собой кусоч ков металла в сосуде-реакторе, замыкающих электрическую цепь между противоположными брикетами, выходящими из левых и правых относительно

1196140

Л р и м е р 1. С помощью предлагаемого устройства (фиг.1) осуществляют переработку в порошок вольфрамовой стружки. Для этого исходную стружку, имеющую размеры кусочков

3-30 мм, загружают в сосуд-реактор через загрузочное отверстие 14. Загрузку осуществляют до уровня верх« него валка 6, -выполненного нз текстолита. Нижний валок 5 выполнен из меди. Диаметр валков 40 мм. Зазор между верхним и нижним валками 8 мм. Длина валков — 50 мм.

50 оси симметрии сосуда-реактора вальцов, присоединенных к противоположным клеммам источника электрического напряжения и тока. По действием электрических разрядов в жидкости происходит электрическая эрозия кусочков металла и концов брикетов, служащих электродами. В результате размеры кусочков металла постепенно уменьшаются, а материал брикетов 10 расходуется. Образующийся в результате электроэрозии порошок металла или продуктов его взаимодействия с рабочей жидкостью выносится потоком жидкости из сосуда-реактора по трубопроводу 15. Скорость вращения вальцов подбирают такой, чтобы скорость движения брикета, выходящего из вальцов, была несколько больше скорости эрозионного износа (расходования } 20 концов брикета-электрода, этим достигается недопущение электрических разрядов у самой поверхности валков.

Между поверхностью валка 5 и брикетом искровые разряды не возникают, 25 потому. что валки давят на брикет с большой силой, при которой контактное сопротивление электрическому току невелико и ток разряда свободно поступает из валка 5 в брикет. Конец 30 брикета, выступающий из вальцав, уже частично разрушен электрической . эрозией, поэтому легко разрушается при упоре в выступающий край ножа

l2, наклонный о отношению к направлению движения брикета. В результа.те брикет, состоящий из слабо спрессованных кусочков металла, вновь . разваливается на отдельные кусочки металла. Устройство работает непрерывно. По мере расхода металла в сосуде-реакторе в результате эрозионного износа его догружают новыми порциями кусочков через отверстие 14.

Расстояние между левыми и правыми . .вальцами(по центрам их осей ) составляет 150 мм. Расстояние от сетчатого днища 3 до уровня осей 7 верхних валков составляет 100 мм. Расстояние от сетчатого днища 3 до крышки 13 сосуда составляет 300 мм.

Корпус сосуда-реактора выполнен иэ стеклотекстолита и эпостека. Вкладыши-ножи !2 выполнены из керамики.

Через отверстие 2 в сосуд-реактор подают рабочую жидкость, в качестве которой используют дистиллированную воду .(паровой конденсат из теплоцентрали ). Устанавливают расход воды Й через реактор, указанный в таблице.

Периодически (раз в минуту ) кратковременно (на 5-10 с ) повышают расход воды до величины Й, указанной в таблице. При этом кусочки металла в сосуде-реактора подхватываются потоком воды и начинают витать в нем, переходя в состояние фонтанирующего "кипящего" (псевдоожиженного ) слоя. Во время "кипения" кусочки, находящиеся у оси сосуда-реактора, движутся вверх, а находящиеся у стенок и возле вальцов опускаются вниз, циркулируя в сосуде-реакторе.

При этом часть кусочков попадает в пространство между вальцамн и стенкой сосуда-реактора накапливаясь там. Затем включают привод вращения вальцов со скоростью . я об/мин, указанной в таблице. После этого подают на токопроводы, присоединенные с токосъемным щеткам 11, импульсы напряжения от генератора.

Он генерирует импульсы напряжения до 600 В с частотой повторения 5 кГп при средней мощности в нагрузке

30 кВт.

При этом между двумя брикетами иэ стружки, формируемыми вальцами, возникают электрические разря-, ды в воде но цепочкам из кусочков . стружки, находящиеся между брикетамй и слабо контактирующих дРуг с другом. В результате происходит электроэрозионное диспергирование металлакусочков и брикетов-электродов. 06разующийся высокодисперсный порошок, взвешенный в воде, выносится ее потоком из сосуда-реактора по трубопроводу 15. Поступающую из трубы 15 смесь собирают в сосуде-сборнике пульпы, а затем отделяют отводы с поПример

1 1 I

Компоненты и условия переработки

3 4

1Х18Н9Т А1

Металл кусочков

Рабочая жидкость

Вода

Керосин

Вода

Вода

Расход жидкости

6, м /ч

0,4

0,4

0,5

Расход жидкости

9, м3/ч

Температура жидкости на входе в реактор

20

20

% 119614 мощью вакуумного пресс-фильтра. В результате получают порошок вольфрама с влажностью 60Х. Порошок имеет сферическую форму частиц с размерами О, 1-10 мкм. Периодически (раз s

15 мин ) в сосуд-реактор догружают новую порцию стружки в количестве, указанном в таблице. Все результаты и параметры сведены здесь же.

П р н и е р 2. С помощью уст- 10 ройства, изображенного на фиг.1, îñóществдяют переработку в порошок стружки нержавеющей стали марки

1Х18Я9Т. Для этого берут стружку с размерами кусочков 10-30 мм. Все one- !5 рации осуществляют так же, как в примере 1. В результате получают порошок нержавеющей стали со сферической формой частиц, имеющих размеры

0,1-50 мкм. Параметры, режимы и ре- 20 зультаты сведены в таблице.

Hp и и е р 3. С помощью устройства, изображенного на фиг.l, осуществляют переработку отходов алюминиевой проволоки. Для- этого отходы (куски )алюминиевой проволоки, имеющей диаметр 1-5 мм, измельчают рубкой на кусочки длиной 20-30 мм, Остальные операции осуществляют так же, как в примере l, В результате 30 после фильтрации на пресс-фильтре получают пасту гидрата окиси алюминия с влажностью 80Х. После сушки прн 100-150 С в токе сухого воздуха паста превращается в порошок гид- 35 рата окиси алюминия, имеющего кристаллогвайическчо Форму батернта, с

0 ь удельной поверхностью 200-250 &7г.

Параметры, режимы и результаты сведены в таблице.

Пример 4. С помощью устройства, изображенного на фиг.l, осуществляют переработку отходов вольфрамовой проволоки. Для этого отходы (куски ) вольфрамовой проволоки, имеющей диаметр 0,1 мм, измельчают рубкой на кусочки длиной 10-30 мм.

Остальные операции осуществляют так же, как в примере 1, с тем отличием, I что в качестве рабочей жидкости используют керосин. В результате получают порошок карбидов вольфрама. Все результаты н параметры сведены в таблице.

Предлагаемое изобретение дает следующие преимущества по сравнению с известнъачи способом и устройством для получения порошков электроэрозионным диспергированием металлов: исключаются необходимость предварительного изготовления специальных расходуемых электродов из монолитного металла и необходимость периодической замены износившихся расходуемых электродов новыми, чем достигается непрерывность производства н упрощение обслуживания устройства, а также повышается безопасность производства за счет исключения выступающих нз сосуда диспергирования длинных концов расходуемых электродов, которые находятся под высоким электрическим напряжением.

1-1 96140

Продолжение таблицы

Компоненты и условия переработки

Пример

110

80

Скорость вращения вальцов о,об/мин

0,01

0ю01

0,05

0,2

Производительность диспергирования, кг/ч.8,5

1,5

Удельные энергозатраты на диспергирование, кВ/ч/кг 20

16,6

3,5

Количество металла в порции догрузки, кг

3,75

0,45

1,5

Составитель А.Храмцов

Редактор E.Ïàïï Техред М.Надь - Корректор Г.Рететник

Заказ 7506/ll Тираж 746 Подписное

-ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Температура жидкости на выходе реактора

Tf e

1 T