Способ электроэрозионного диспергирования и устройство для его осуществления
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам
{21) 5031185/02 (22) 31 01.92 (46) 15.11.93 Бюл. Na 41-42
{76) Фоминский Леонид Павлович (54) СПОСОБ ЭЛЕК ГРОЭРОЗИОННОГО ДИСmr n4POBAHW M С ГОйСГ О go его
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: в производстве катализаторов и дпя получения непредельных углеводородов пиролизом нефтепродуктов. Сущность изобретения: проводят диспергирование ферромагнитного материала электрическими разрядами в потоке рабочей жидкости в насыпном слое гранул этого материала между расходуемыми электродами. При этом слой гранул,.прилегающих к электродам, прижимают к ним силой магнитного поля, намагничивания для этого электроды и/или гранулы электромагнитами, (в) RU (11) 2002590 С1 (51) 5 В23F9 14 расположенными за электродами, Плотное прижатие гранул к электродам обеспечивает хороший электрический контакт и отсутсвие искровых разрядов между ними, в то время как в остальной области между электродами, тде напряженность магнитного поля ниже, прижатие гранул меньше и там происходят искровые разряды, диспергирующие металл. Для уменьшения напряженности магнитного поля в середине межэлектродногь пространства рекомендуется противоположные электроды при намагничивании обращать друг к другу одноименными магнитными полюсами Предлагается и устройство для осуществления способа, содержащее электромапмты, осуществляющие намагничивание электродов и/или гранул между ними. 2 с и 3 злф-лы.,1 табл.2 я
0<)025 (!
КЗ<эбретение Относится к зг:ектооэ()оэи)к НО(иу д<1спергирОваник3 металлов (1 и0)кем бы;ь использовано в порошковой металлургии, водоочистке, производстве ацетилена, 3 также в производстве катализаторов, !
43вестны способы и устройства Для . 10лучеиия пооудктОВ электр03розии; высОкодисперсных порошков металлов, оксидов металлов, гидроксидов, карбидов и др. соЕДииеиий, а также Газообразных продуктов пиролиза рабочей жидкости путем электроэрозиониОГО дисперГирОвания металлов
ЭЛ8КТРИЧОСКИ НВКЛОННО К 88РТИКЭЛИ И P3CÕ0ÄßÙÈMÈC5( кверху друг От друга, В пространстве между электродами поток рабочей жидкости переводит слой гранул в состояние фонтаниру(о((<РГО <:.8(1< д; «<<Гy+," 1 6 Ii "Л < Г<ре((ЯТ .,T(r =.!(0(ДЕ =, ((Х !J! )3ам(3 ..:4 8: СЛЕХ. () 33г(.1l 3 и КОМКОВЭ НИ(0. H l<0 СТЗ Г-;:. )( (/ ) < <(: Ф»- (1 У 1 (")< ((< BR ""В) Я((Я Ь Ò, < -,: и ", < . 3 (i I!;.; ".. (iI (., 3 И 0< Р а г;(ОДУ 81 : I i)(,- Г1 8 Ê1 .. г ;; .:! i - "I<: Ле((<30 -,Ц GCT3h38A(Р<<ООТУ ,, г еиь) )ЕНИ51 ЗРОЗИОКН(3ГО ИЗНО а ) ;8(<Т00)0 :. 0 f<РЕ(<ЛО)хенс) Ог)3)<18(ЦЭТЬ ЭЛЕКТ " (<(< i:rl" I3! f I Гал "iH! ° )Становl "<Ч Ме)КДУ НИМИ « ъП < (35(ЬН1(10 ДИ -NQ;(TPW48CI()r (0 П8Р8ГОООД ir, г,::: (()ан г<.";Ы ПРИжИМЭТЬ К ЗЛ6 / ТРОДгМ 3< . С:.-. Г -„ИЛ;-i TA)((8CT(f Слоя 5p3H )ril. I fpN ЭТОМ СЛОЙ Г )311ул Загру)ка(ОТ выше ве(3ХИ8ГО f p851 д,-;. 18 Кт ) И (3(" (;C (г П 8138гор ОДКИ, а 13360Чук3 v,".È,",<ОСТЬ Г(ода<ПТ СНИЗУ ВВ8РХ !18Р83 ОТВ8Р<ия перФОра()ии в электродах. При подаче на электродч импульсоВ напряжения проИС:<ОДЯт ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РаЗРЯДЫ МежДУ алек"< родами ПО цепочкам из гранул. контакТ(Л())г(0(ЦИХ ДРУГ С ДРУГОМ И С. ЭЛЕКТРОДЭМИ, Вс8 эти 1(<(1(0((ки. ОГиба(от верхний край Диэ" лрктР;,л <ъс .Ой пг<регг)родки » T8)((очкаъ f ä(i ГР3(.;(Л(:,< 1„ ОЧ8<<1<- ПЛОТНО К()Итак ГИРУКЗТ ДРУГ С ДРУ ОМ Ил!ч< ", ЗЛВКТРОДам(<1. ВОЗИ ИКВХЗТ ИСкровые разряды в жидкости, Осу(цествляк)() AM!8 электроэроэио)(иое диспергирование металла Гранул и электродов. В тех точках, где «(33(Iyлы плотно прижаты друг к другу <,< г(f< "..Л)."..g-родам ОбЕСПЕЧИВЭЕТ(я ХОРОШИД электрический кснтакт, и сог<ротивление ЭЛЕКТРИЧЕСКОМУ ТОКУ ИМеет ОМИЧЕСКИй )(3б 4 O " J Ф Зs 5G рактер б)ез -„:03)fèêrr(;ç8,::è5!,.43<<...:,», .:,,<-< ДОВ. D !iT (.. То<1 3Х Г! (Рг ПРИЛЕГ3(ОЩИ8 l(ЗЛЕ((ТР)ОДЭМ ГРВНУЛЫ 111):1)кеты к электродам силой тяжести осего слоя Гра((у)1, Здесь 6IСКГ)осi (,10!30!r, !)(-(Н (бл!Ь,":,3IОТС:I ИЭЬ()03(0:. ЕДК<,;:;:0 i:. -! j r,:(1 И:1 :- Ос ЭЛЕКТРОДОВ уМЕНЬШ381CЯ. r: (p0CT(33ИСТВЕ над перегородкой i рpаку ы 1(3(менее плотно СжаТЫ СИЛ(3й ТЯЗКВС1И, !103".!3 i ) .
ПРЭКТИЧесх! 1 Ие Гl: 1,:; . !i3 ПО Т8ХНИЧЕСКОЙ С,! (Нг)". j < r И, ." . 1га. :. Qj iу ,p83уЛЬТ3Ту яал)1)0 (5! И 388(. i(!! Iil0 (! Iосбб j!, rс ТРОЙСТВС), 0fl)!03! l (ЫЕ " !1 :;10-!5!i!!(2. I ((<;.3 . СТНО .4(j СПОС00 )г I. 00Д(> ." :..I Э:j: i i .0ЭГ„)." iilj., 110луча(ОТ Э "8KTp03,")03<((л l!i- . !"!,Ð(!0118p ° Иp0" ВЭКИЕ(,.; Мегал)(нч(.СК : (i)<(ИУ)1 Лгэх, ои4;;.:К;ми разрядами;; ьос .;.,!5i0!,е (i0,:...:.; Ра-;. жИД(:.:Г:! i . И:<1:.".<.I! . . : .; ..-:.: -., i . Е. : . 1= 3С)(0< .1>", . i "i(! » . ° « " ., =. „, Л, < Ь» .И<(30 «К:- ;:,ii!0 3 Д(<Ь, . С i 3;. -.0. (К()(.< .,: . . <гд<.. У. " "Зле,(Т,) .,,Г()Е,:(rr: It
". „ iij СОК((И(г<,. 13,г" :: !1 ")!,1 ..:.! I; .<(5;.,: 10(... ii" ПЕ.; Irог,, Р0,13h,<11;„:, Р81000ДI ;è,")!(f. У(. <1 (ле I:: .. ::: - л/1 „ : 1< . Эл <;T,30Ä(,.(", .! t!Ë -":03(<1 3::(,:,)!3((; Г i! УЛ !i ); а КРайи(18 ек(.(ИИ,. (1P!ri481-3!0(1!,e:-,".; -. .:.-,ЛЕ 1Р0дам, Осу()(е(.:тв)15(!<)т,:.0 "0л ш)кы ело "1 Гр".!; —, Не(<,"ак(;(<И J <<- "-)."".< <"8 ()Низу 1()ух C8 <: (3 "(ахнул: . i;< ° ".: Л -,r i О((" До)<Г К ДРУГУ ", .".,,::::. P<)Д((К(: (()<ой iяжо(,Г(i СЛОГ Гг,;а ал, 4 " .< Е (, .Дг<ой ЕКЦ(. :1, ГБ : () г)ЕЗ<(ЛЬТЯТО - i 0! ; ..(а,. Е r)C!-.((l; 30<:H(!I., 3!l : ИСК !035(3 )-Г 3РЯДЬ;. 3-.:::; !10С1 (;(3<8 .:"! УМЕ,(ЬШЕНИ Эг .!3! I0И IC.. ":-, г< ЭЛ6"." .;О.,0B. Н8Достггг(.(и .,<...:,". и ЗГ(3 с,,:„c003 и Уст— pG()ICТВс1 Дл (ЭЛЕ.:-" .j. 03003!40HI"(ÎÃ0," ТЯЖЕ,ТИ ())105!; .Е::. Ф г.,Г ОС6(,!r.;. i ir)< 13T04Í0 дЛЯ ПЛОТНО)(13 r! i >,.: 31ИЯ;)33Н; Л К .;Лек (",30" дам Обюспе. Иг де(0 0i,; полное,.;; -;<048 <(,i;g ИСКРОВЫХ r.<33PAД00 У X<.". (f0(3()8)j (ости И,, С< люче(<ив:"!Ро lcх<(3< „ .1(1(:;ого лз-3< ; 3 << (!:.i ЗР0;;(: ОННОГС) ИЗИОСЭ "-Я<8:". ;)О.,г Б,,)13ВЛ81-, :,<.:, 2002590 10 25 55 создаваемое силой тяжести слоя гранул, не превышает величины Q= (p> — р } y h, где pi —; р — плотность рабочей жидкости; у- коэффициент заполнения насыпного слоя металлом; h— высота насыпного слоя гранул. Так, если высота слоя железных гранул в воде составляет 50 см, а коэффициент заполнения насыпного слоя — ) =0,5, то давление слоя гранул достигает величины 0=(7,81)0,5х50=170 г/см . Но это давление слоя гранул нэ плоское горизонтальное днище сосуда, Нэ вертикальные или наклонные плоскости электродов давление этого слоя гранул оказывается много меньше вычисленной величины, т.к, слой гранул — не жидкость, и в нем закон Паскаля не работает. Другим недостатком является то, что гранулы внизу сосуда, постоянно сжатые силой тяжести слоя гранул, со временем утрамбовываются и слипаются в комки, в которых теряется подвижность между соседними гранулами, необходимая для обеспечения искрения при электрических разрядах. При этом поверхность гранул окисляется и покрывается слоем высокодисперсных продуктов эрозии, что резко повышает электрическое сопротивление разрядной цепи и ведет к потерям электрической энергии на нагрев. а также к сбоям в работе устройства. Целью изобретения является уменьшение расхода материала электродов и повышение ресурса их работы. Достигается это тем, что в известном способе получения продуктов электроэрозии путем диспергирования ферромагнитного материала электрическими разрядами в потоке рабочей жидкости s насыпном слое гранул ферромагнитного материала между расходуемыми электродами, к которым прижимают прилегающие к ним гранулы, прижатие гранул к электродам осуществляют за счет намагничивания электродов и/или гранул. Достигается зто также тем, что в процессе работы магнитное поле периодически отключают на время удаления от поверхности электродов ферромагнитных продуктов злектроэрозии потоком рабочей жидкости. Кроме того, достигается это тем, что при намагничивании противоположные электроды обращают друг к другу одноименными магнитными полюсами. Помимо того, достигается это тем, что во время отключения магнитного поля прекращают электрические разряды. Достигается это также тем, что известное устройство для получения продуктов электроэрозии, состоящее из диэлектрического сосуда с рабочей жидкостью и погруженных в нее электродов из ферромагнитного материала, между которыми насыпан слой из ферромагнитных гранул, подлежащих электроэрозионному диспергированию, а также из токопроводов, идущих от источника электрического тока к электродам. содержит электромагнит, осуществляющий намагничивание электрода и/или гранул между электродами. Помимо того, достигается зто тем. что участки стенок диэлектрического сосуда, находящиеся между электродом и полюсом электромагнита, выполнены металлическими, электроды прижаты к этим участкам силой притяжения электромагнита, а токопроводы, ведущие к источнику электрического тока, присоединены с внешней стороны диэлектрического сосуда к этим металлическим участкам его стенок, которые служат участками токопроводов. На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства с вертикально установленными электродами, имеющего один общий вид обоих электродов электромагнит; на фиг, 2 — схема предлагаемого устройства с наклонно установленными электродами, имеющего два электромагнита (по одному у каждого электрода). Устройство состоит из диэлектрического сосуда 1, имеющего в днище отверстие со штуцером 2 для подачи в сосуд рабочей жидкости. а в крышке сосуда имеется отверстие с горловиной 3 для вывода продуктов электроэрозии вместе с потоком рабочей жидкости из сосуда 1. а также для загрузки в сосуд 1 гранул исходного материала, подлежащего электроэрозионной переработке. 8 сосуде 1 над отверстием в днище имеется дополнительное сетчатое или перфорированное диэлектрическое днище 4, Над ним у стенок сосуда 1 размещены плоские металлические электроды 5 (лучше всего из ферромагнитного материала. идентичного материалу гранул, подлежащих электроэрозионнаму диспергированию), установленные либо вертикально параллельно друг другу (как показано на фиг. 1), либо наклонно расходящимися друг от друга кверху (как на фиг, 2). К электродам 5 подведены токопроводы б от источника импульсов электрического тока (на фиг. не показан). Снаружи сосуда 1 размещен электромагнит (или несколько электромагнитов) 7. При исполнении устройства по схеме, приведенной на фиг. 1, противоположные полюса общего электромагнита 7 подведены вплотную к тем участкам стенок сосуда 1, за которыми 200259О 25 ЗО 4О 5О находятся противоположные друг другу электроды 5. П ри испол не ни и устройства по схеме, приведенной на фиг. 2, у каждого электрода 5 или только у одного из них установлен свой электромагнит 7, прижатый полюсом к тому участку стенки сосуда 1, за которым находится электрод 5, Участки стенок 8 диэлектрического сосуда 1, расположенные между полюсом электромагнита 7 и электродом 5, выполнены металлическими, 1 а электроды 5 прижаты к этим участкам силой притяжения электромагнитов 7, Эти металлические участки стенок 8 сосуда 1 служат участками токопроводов, и к ним с внешней стороны сосуда 1 присоединены 1 шины токопроводов 6, ведущих к источнику электрического тока, который на фиг. не показан. При изготовлении участков стенок 8 сосуда из ферромагнитного материала (например из низкоуглеродистой стали} эти участки стенок сосуда служат еще и участками магнитопроводов, и их толщина существенной роли не играет. При изготовлении их из неферромагнитного материала (дуралюминия, нержавеющей стали и др.) эти участки играют роль только токопроводов. и их толщину рекомендуется делать минимальной для уменьшения потерь магнитного потока, проходящего через них. Устройство, изображенное на фиг, 1, работает следующим образом, 8 сосуд 1 с рабочей жидкостью (водой, керосином ипи др.) загружают через горловину 3 порцию гранул ферромагнитного эпектропроводного материала, подлежащего электрозрозионной обработке. Загрузку осуществляют до уровня слоя гранул в 1,5-3 раза нйже высоты сосуда 1, Затем на обмотку электромагнита " подают электрический ток. Если электроды 5 изготовлены из ферромагнитного материала, то электромагнит 7 намагничивает электроды 5. При этом поверхности противоположных электродов 5, обращенные друг к другу и к слою гранул между ними, играют роль магнитных попесов. При намагничивании одним общим электромагнитом они приобретают разную полярность: один полюс-северный, другойюжный. Если же электроды 5 изготовлены из неферромагнитного материала, то электромагнит 7 намагничивает все пространство между полюсами электромагнита 7, и гранулы между ними. При этом силовые линии магнитного поля пронизывают электроды 5. И в том и в другом случае в 5 пространстве между плоскими электродами 5 появляется магнитное поле, силовые линии которого идут от одного электрода к другому. Гранулы ферромагнитного материала притягиваются магнитным полем к электродэм 5 и друг к другу, образуя сцепленный магнитными силами Kohl, замыка ощий электрическую цепь между электродами 5. Поскольку напряженность магнитного полл у поверхности электродов 5 несколько выше, чем в пространстве между ними (va-за наличия полей рассеяния), то гранупы прижаты к электродам сильнее, чем друг к другу, Это обеспечивает лучший эпек1оический контакт гранул с электродами, чем друг с другом, После этого в сосуд 1 подают чеоез штуцер 2 поток рабочей жидкссти от насоса, а на токопроводы 6, присоединенные к электродам 5, пода1от импульсы электрического напряжения. В результате в сосуде 1 происходят электрические разряды между электродами 5 по цепочкам из контактирующих друг с другом и с электродами гранул. В тех точках этих цепочек, в которых гранупы не очень плотно конта.ктируют дру1 с другом или с электродами, возникают искровые разряды в жидкости, осуществляющие электроэрозионное диспергирование материала гранул и электродов и пиропиз paGoчей жидкости, Искровые разряды происходят чаще в промежутке между электродами, чем у их поверхности. Продукты зпектрозрозии (высокодисперсный порошок и газы) BbfHocBTcR потоког . раоочей жидксс и из сосуда 1 через горловину 3 Затем их отделяют от рабочей жид:„ости., которую используют повторно, возвращая ее в сосур 1 через штуцер 2, Часть порошкообразнь1х ферромагни ных продуктов электроэрозии притягивается сипай магнитного поля к г оверхности электродов 5 и прилипает к ней. Л хотя сила притяжения к электродам этих микроскопических частиц невелика(в миллионы раз меньше силы притяжения к электродам исходных гранул), а вязкость рабочей жидкости мешает этим частицам дрейфовать к электродам, в ходе длительной работы поверхность электродов постепенно покрывается слоем ферромагнитных продуктов зпектроэрозии. Заполняя зазоры между гранупами и электродами, эти микроскопические частицы г.остепенно ухудшают электрический контакт с электродами, что ведет к возрастанию вероятности искровых разрядов между поверхностью электродов и прилегающими к ним гранулами. В результате начинается рост не>кепательного эпектроэрозионного износа электродов. Дпя предотвращения этого роста предлагается (по и. 2 формулы изобретения) в процессе работы периодически (например раз в 5 мин) отключать магнитное поле, Дпя этого достаточно прекратить подачу электрического токо на оомотку электромагнита 7. При этом электроды 5 и гранупы 2002590 10 между ними теряют намагниченность (или ее величина уменьшается в несколько раз), и поток рабочей жидкости в сосуде 1, идущий снизу вверх, начинает ворошить или перемешивать слой гранул, уже не прижатых друг к другу и к электродам силой магнитного протяжения. Одновременно поток рабочей жидкости уносит от поверхности электродов слой скопившихся на них продуктов электроэрозии, уже неудерживаемых у электродов магнитным полем, которое в это время отключено. В размагниченном состоянии электроды рекомендуется выдерживать в течение времени удаления от поверхности электродов ферромагнитных продуктов электроэрозии потоком рабочей жидкос-и. П рактически продолжительность этого времени можно оценить как время прохождения этим потоком расстояния от нижнего до верхнего края электрода 5. После этого вновь подают электрический ток на обмотку электромагнита 7, и работа .продолжается. По мере зрозионного износа гранул в сосуде 1 его периодически пополняют через горловину 3 новыми порциями гранул ферромагнитного материала. Поскольку в процессе перемешивания по оком рабочей жидкости слоя гранул ме>кду электродами при отключенном магнитном поле гранулы уже не прижаты к электродам силой магнитного притяжения, то в это время искровь:а разряды происходят и у поверхност. электродов и ведут к эрозионной обработке их поверхности. Но такая кратковременная эрозионная обработка может в некоторых случаях оказаться полезной, Так, когда электроды выполнены из материала, корродирующего в дан ной рабочей жидкости, электроэрозионная обработка искровыми разрядами во время перемешивания гранул осуществляет очистку поверхности электродов, что улучшает условия электрического контакта их с гранулами после такой очистки. B результате при последующем намагничивании электродов искровые разряды между поверхностью электродов и гранулами происходят уже реже, чем между гранулами, что приводит I: уменьшению суммарного эрозионного износа электродов. Отрицательная же роль эрозионного износа электродов во время перемешивания гранул заключается в том, что он ведет к уменьшению ресурса работы электродов. Поэтому в том случае, когда электроды выполнены из материала, не подверженного сильной коррозии в данной рабочей жидкости и не требующего тщательной зачистки его поверхности, 4 формулы изобретения предлагается во время размагничивания электродов прекра5 55 щать электрические разряды. прекращая для этого подачу электрического напряжения на электроды. В устройстве, изображенном на фиг. 1 рекомендуется подвергать электроэрозионной обработке гранулы из материала, имеющего достаточно высокое контактное сопротивление электрическому току (например, губчатое термически пассивированное железо, чугун и др.), с тем, чтобы не происходили короткие замыкания между электродами по проводящим цепочкам из гранул, плотно прижатых друг к другу и к электродам силой магнитного поля. Устройство, изображенное на фиг. 2, работает в основном так же, как и на фиг. 1, с тем отличием, что в нем при наклонно установленных электродах в расширяющемся кварху пространстве между ними создаются лучшие условия для перемешивания гранул восходящим потоком рабочей жидкости. Кроме того, в этом устройстве у каждого электрода (или у одного из электродов) установлен отдельный электромагнит, осуществляющий намагничивание этого электрода, что позволяет намагничивать электроды в любой полярности. При намагничивании электродов в противоположной друг другу полярности между ни ":и, как и в устройстве, изображенном на фиг, 1, со=-дается сплошHovi проводящий мостик w3 I100THo прижатых друг к другу и к электродам гранул. В этом случае процессы идут так же, как в описанном выше устройстве 1. Когда же электроды намагничивают в одинаковой полярности (как показано на фиг. 2 и рекомендуется 3 формулы изобретения), между ними создается существенно неоднородное магнитное поле, напряженность которого минимальна у поверхности электродов и равна нулю у осевой линии симметрии между ними (в этом случае электроды отталкиваются друг от друга силой магнитного поля). Сила протяжения ферро лагнитных гранул к электродам в этом случае резко возрастает при приближении к электродам и убывает при приближении к середине сосуда 1. В результате гранулы ферромагнитного материала, находящиеся вблизи электродов 5, оказываются плотно прижаты к их поверхности силой притяжения магнитного поля, а гранулы, находящиеся у оси сосуда 1, почти не ощущают магнитного поля и все время ворошатся или перемешиваются восходящим потоко л рабочей жидкости. Такой режим работы рекомендуется для электроэрозионной переработки гранул из металлов, имеющих низкое онатктное сопротивление электрическому току и подверженных спаиванию электрическими разрядами, например. из никеля, низкоугле2002590 радистых сталей. Наличие в середине разрядной цепочки между электродами 5 в сосуде 1 участка из слабо прижатых друг к другу гранул. обеспечивает преобладание искровых разрядов в середине сосуда и поч- 5 ти полное отсутствие их у поверхности электродов, где гранулы плотно прижаты к электродам силой магнитного поля. При выполнении участков стенок 6 сосуда 1 между электродом 5 и полюсом элект- 10 ромагнита 7 из металла и плотном прижатии электродов 5 к этим участкам стенок силой притяжения электромагнита 5 отпадает надобность подводить электрический так к электродам по специальным токопроводам, 15 погруженным в рабочую жидкость. Эта позволяет уменьшить потери электрического тока с этих электродов на утечки тока по рабочей жидкости. Кроме того, выполнение . укаэанных участков стенок сосуда 1 из фер- 20 ромагнитного материала позволяет уменьшить потери магнитного потока и повысить напряженность магнитного поля у рабочей поверхности электродов 5, а тем самым повысить притяжения гранул к электродам, 25 Притяжение гранул к электродам магнитным полем в предлагаемом способе позволяет легка и просто обеспечить прижатие гранул к электродам с помощью этого поля c H Horo 6o oèëoë, гем 30 прижэтие силой тяжести гранул в известном способе. Давление, развиваемое магнитным полем. or,редепяется формулой Р-.--B" /2p„-, где  — магнитная индукция (Тл) у поверхности электрода: р, — абсолютная 35 магнитная проницаемость среды. И уже при сравнительно низкой напряженности магнитного поля 200 А/м, легко обеспечиваемой простейшим электромагнитом, у стальных электродов создается магнитная индукция 40 0,5 Тп, которой достаточна для развития давления гранул на электроды 1 кг/см . Эта много больше, чем вычисленное выше давление слоя гранул на электроды или вернее на днище сосуда {170 г/см ), создаваемое 45 2 силой тяжести слоя гранул, Превышение силы магнитного притяжения над силой тяжести стальных изделий широко используется в технике для подъема этих изделий магнит. ными подъемными кранами, Предлагаемое 50 прижатие гранул к электродам магнитным полем позволяет в отличие от известного способа обеспечить одинаково большую силу прижатия при любом расположении электродов в пространстве (горизонтальна, 55 вертикально, наклонно), чта также дает преимущество по сравнению с известным способом, в котором сила прижатия гранул к поверхности электрода силой тяжести гранул существенна зависит ат угла наклона электрода. Пример 1. В устройстве, изображенном на фиг, 1, осуществляют электраэразианное диспергирование гранул металлизаванных восстановлением в водороде и термически пэссивираванных железо рудн ы х окаты ш ей (TY14-1-435-87) производства Старооскольского электрометаллургического комбината, Стенки сосуда 1 выполнены из оргстекла, Электроды 5 выполнены из пистовага алюминия толщиной 10 мм и имеют размеры 150х150 мм. Ме>кэлектродное расстояние -200 мм, Элек рамагнит 7 имеет шихтаванный мэгнитаправад (ярма) с сечением 100х100 мм из электротехнической стали и обмотку иэ 1000 витков медного провода, которая присоединена к источнику постоянного тока — выпрямителю через каммутирующил магнитный пускатель (нэ фиг, не показаны), В устройство, изабрэ>кенное нэ фиг. 1, подают насосом через штуцер 2 дистиллированную воду, постепенно увеличивая ес расход да тех пар, пока поток воды не начнет воротить слой гранул окатышей, находящийся между электродами 5 в сосуде, Затем нэ обмотку электромагнита 7 подают постоянный э гектрический так, сила которого (указана в таблице. В результате пад действием создаваемого между электродами 5 магнитного поля развивается давление гранул нэ эле .трады до 1 кг/см . После этага падают нэ электроды 5 импульсы электрического напряжения 800 В с частотой повторения 2 кГц и средней ва времен;; мощностью 50 кВт. В результате в сосуде 1 происходят электрические разряды между электродами 5 па цепочкам из кантактиру ащих друг с другам и с злектаадами гранул, сопровождающиеся искровыми разрядами в иоде между электродами. Интенсивность искровых разрядов, наблюдаемых через прозрачные стенки сосуда 1, в середине сосуда гораздо больше, чем у поверхности электродов 5. Искровые разряды осуществляют электроэразианнае диспергиравание материала гранул и электродов. Продукты электраэразии (высакадисперсный порошок и выделяющиеся газы) выносятся потоком воды из сосуда 1 через ега горловину 3. Потом их отделяют ат воды отстаиванием и фильтрацией и испопьзу ат в производстве железа-алюминиевых катализаторов. Отфильтрованную воду используют повторно, возвращая ее в сосуд 1 через патрубак 2. Входе работы устройства па мере эразланного износа и расходования материала rpaHyn a сосуде 1 ега периодически папал13 2002590 5 25 ъ0 50 няют новыми порциями гранул через горловину 3. Образцы полученного продукта электраэразии высушивают и взвешивают, определяя производительность диспергирования. Электроды 5 также периодически извлекают из сосуда 1 и взвешивают, определяя по патере их веса скорость их эрозионного износа. Параметры и ресультаты экспериментов, а также сравнительные данные параметров и результатов злектроэрозионного диспергирования таких же железорудных гранул в воде по известному и предлагаемому способу-прототипу в том же устройстве, но при отключенном магнитном поле, приведены в таблице, Пример 2. Электроэро зионное диспергирование в воде гранул железорудных металлизаванных окатышей (ТУ14-1-435-87) осуществляют с помощью устройства, изображенного на фиг. 2 и описанного в примере 1. Все операции осуществляют — àê же, как в примере 1, с тем отличием, что электроды 5 выполнены из стали Ст 3. а в процессе работы магнитное поле периодически отключают на время удаления от поверхности эгектродов ферромагнитных продуктов электраэрозии потоком рабочей жидкости. Для этого периодически (раз в 5 мин} прекраща ат на 10 с подачу электрического тока на обмотку электромагнита 7, не прекращая подачи всды в сосуд 1 и подачи импульсов напряжения на электроды 5, 8 это время электроды 5 размагничиваются,. прекращается прижатие к ним гранул силами магнитного поля. Поток воды в сосуде 1 начлнает ворошить и перемешивать слой гранул между электродами 5, унося от поверхности электродов налипший на них ферромагнитный порошок — продукт электраэразии, Е это время искровые разряды у поверхности электродов 5 происходят с такой же интенсивностью, как и в середине сосуда 1 между электродами, и происхацит электроэрозионная обработка поврехности электродов, ведущая к их очистке, но и изнашивающая их. Но в целом частота повторения разрядов во всем обьеме сосуда 1 уменьшается по сравнению с режимом обработки с магнитным полем. После возобновления через 10 :, подачи электрического тока на обмотку электромагнита 7 восстанавливается ма -нитное поле между электродами, и в результате притяжения гранул к электродам и сцепления гранул между собой прекращается перемешивание и ворошение слоя гранул. При этом время интенcèeíîñòü искровых разрядов у поверхности электродав снова становится ниже, чем в центре сосуда, где она возрастает, Параметры и результаты экспериментов сведены в таблицу, в которой приведены также сравнительные данные параметров и результатов электроэрозионного диспергиравания таких же гранул в воде по известному способу-прототипу в том же устройстве, но при постоянно отключенном магнитном поле. Пример 3, Электроэрозионное диспергирование в воде гранул железорудных восстановленных окатышей (ТУ 14-1-435-87) осуществляют с помощью устройства, изображенного на фиг. 2. >I сосуда 1 этого устройства стенки выполнены целиком из диэлектрического материала {стеклотекстолита и оргстекла) без металлических участков и наклонены к вертикали пад углом 15О. Электродь 5 выполнены из стали Ст 3 толщиной 10 мм с размерами 150х150 мм. К ним приварены токопроводы, идущие к источнику импульсов напряжения и тока. Межзлектродное расстояние между нижними краями электродов составляет 150 мм. У каждого электрода 5 установлен электромагнит 7, имеющий обмотку из 500 витков медного провода. Обмотки электромагнитов 7 соединены между собой последовательно так,.что при подаче тока на зти обмотки электроды 5 намагни:-.иваются в одинаковой полярности и обраены друг K другу одноименными магнитными полюсами, как показан. ."а фиг. 2, Величина силы постояннага -îêà,,подаваемого на обмотки электромагнитов, указана в таблице. Все операции по электраэрозионному диспергираванию осуществляют так же, как в примере 2. Процессы идут так же, как в примере 2, с тем отличием, чта искровые разряды возникают преимущественно в центре сосуда в середине межэлектродного промежутка, где напряженность суммарного магнитного поля минимальна и близка к нулю, а у поверхности электродов, где напряженность магнитного поля максимальна, искровые разряды при включенном магнитном поле практически не наблюдаются. Параметры и результаты экспериментов, а также сравнительные данные параметров и результатов электрозрозионного диспергирования таких же гранул в воде по известному и предлагаемому способам, s том же устройстве, на при постоянно отключенном магнитном поле приведены в таблице, Пример 4. Злектроэрозионное диспергирование в воде гранул желеэорудных металлизаванных окатышей (ТУ 14-1-43587) осуществляют так же, как в примере 3, с помощью такого же устройства, но с тем отличием, что во время выключения магнитного поля прекращают подачу на электроды 5 импульсов напряжения. Это приводит к 2002590 55 прекращению электрических разрядов на время отключения магнитного поля, Параметры и результаты экспериментов приведены в таблице. Пример 5. Электроэрозионное диспергирование в воде гранул окатышей (ТУ 14-1-435-87) осуществляют так же, как в примере 4, с помощью такого же устрйоства, но с тем отличием, что в устройстве имеется только один электромагнит 7, установленный у положительного электрода 5 (анода). Напряженность создаваемого им магнитного поля быстро спадает при удалении от этого электрода, íî, в отличие от примера 4 ни в какой точке внутри сосуда 1 не равна нулю. При работе устройства поведение гранул в нем при включенном магнитном поле промежуточно между случаем, описанным в примере 2, и случаем, описанным в примере 4. Поскольку анод при электроэрозионном диспергировании железа в воде без магнитного поля обычно расходуется быстрее, чем катод. то наличие электромагнита именно у анода обеспечивает сильное прижатие гранул к его поверхности, что уменьшает расход металла анода до величины. даже меньшей, чем расход металла катода. Параметры и резул ьтаты экспериментов приведены в таблице, Пример 6. Электроэрозионное диспергирование в воде гранул из серого чугуна, имеющих размеры 5 — 15 мм, осуществляют так же, как в примере 4, с помощью такого же устройства, описанного в примере 3. Но в этом устройстве, изображенном на фиг, 2, участки стенок 8 диэлектрического сосуда 1, размещенные между полюсом электромагнита 7 и чугунным электродом 5, выполнены из листов нержавеющей стали 1Х18Н10Т толщиной 3 мм с размерами 170 х 170 мм, K этим металлическим участкам 8 стенок сосуда 1 с внешней его стороны присоединены токопроводы 6, ведущие к источнику импульсов напряжения. При этом чугунные электроды 5 во время работы устройства прижимают к металлическим участкам 8 стенок сосуда 1 магнитным полем электромагнита 7, Удержание электродов 5 на месте при выключенном магнитном поле обеспечивается диэлектрическими направляющими в сосуде 1 (на фиг. 2 не показаны). Параметры и результаты экспериментов приведены в таблице. Пример 7, С помощью устройства. описанного в примере 5. осуществляют электроэрозионное диспергирование в воде стальной стружки, измельченной на куски с размерами до 20 мм. 8се операции осуществляют так же, как в примере 4, с тем 50 отличием, что электроды 5 выполнены из низкоуглеродистой стали, Параметры и результаты экспериментов приведены в таблице. Пример 8. С помощью устройства, описанного в примере 5, осуществляют электроэрозионное диспергирование в воде гранул из никеля, Все операции осуществляют так же, как в примере 4, с тем отличием, что электроды 5 выполнены из никеля. Параметры и результаты экспериментов приведены в таблице. Пример 9. С помощью устройства, описанного в примере 5, осуществляют пиролиз нефтепродуктов (смеси отработанных трансформаторных масел) с целью получения газообразных продуктов пиролиза — непредельных углеводородов (ацетилена и др,) по способу. аналогичному описанному в (41. Пиролиз осуществляют искровыми разрядами в рабочей жидкости — смеси указанных нефтепродуктов между чугунными гранупами. загруженными в устройство. изображенное на фиг. 2, в котором электроды 5 выполнены, из чугуна, Все операции осуществляют так же, как s п р и мMеeрpе e 55, с тем отличием, что газообразные продукты пиролиза. выносимые вместе с рабочей жидкостью из сосуда 1, улавливают и собирают в газгольдер. Параметры и результаты экспериментов сведены в таблицу, в которой приведены также сравнительные данные экспериментов, осуществляемых в том же устройстве при тех же параметрах, но при постоянно выключенном магнитном поле и при прикрепленнии токопроводов 6 непосредственно к электродам 5. Предлагаемые способ и устройство обладают следующими преимуществами: уменьшается эрозионный износ материала электродов в результате более плотного прижатия гранул к электродам силой магнитного поля по сравнению с силой тяжести; повышается ресурс работы электродов; появляется воззможность путем выключения магнитного поля предотвращать слеживание, утрамбовку и комкование гранул; расширяются возможности конструировать устройства для получения продуктов электроэрозии с самым разным расположением электродов. (56) Авторское свидетельство СССР N 663515, кл, В 23 Р 1/02, 1979, Авторское свидетельство СССР М 1217581, кл. В 22 F 9/14. 1986. Авторское свидетельство СССР N 1077743. кл. В 22 F 9/14, 1984. Продолжение таблицы Параметр Металл электронов ! Металл гранул Сила тока электро.магнига J, А ! Периодичность выключения магнитно пола, на Х с/через каждые У мин . Вы ."лючена ли под ьсов напряже ри отключени тного поля; д водительност ргирования, к д пирога за, электродов 2002590 20 Продолжение таблицы Способ Параметр Известный 3-5 СтЗ СтЗ СтЗ Ст3 А! Чугун Чугун Nl Чугун Чугун Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет 7,5 9,1 9,0 8,0 7,0 6.5 8,6 0,4 0,3 0,4 0,3 0,2 0,3 0,25 Металл электронов Металл гранул Сила тока электромагнита J, А Периодичность выключения магнитного поля, на Х c/÷åðåç каждые Yмин Выключена ли подача импульсов напряжения при отключений магнитного поля: да, нет Производительность диспергирования, кг/ч Выход пирогаза, нм /ч Расход электродов, кг/ч Формула изобретения 1, Способ электроэрозионного диспергирования путем воздействия электрическими разрядами на гра мулы ферромагнитного материала, размещенного между электродами в потоке рабочей жидкости, отличающийся тем, что воздействие электрическими разрядами осуществляют при одновременном намагничивании электродов и/или гранул, 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что намагничивание осуществляют периодически. 3. Способ по п.1. отличающийся тем, что намагничивание каждого электрода осуществляют независимо, при этом их обРащают друг к другу одноименными магнитными полюсами. 4. Устройство для злектроэрозионного диспергирования, содержащее диэлектри5 ческий сосуд с электродами, токопроводы и источник питания, отличающееся тем„ что оно снабжено электромагнитом, размещенным снаружи сосуда. 5. Устройство по п.4, отличающееся 10 тем, что участки стенок сосуда, находящиеся между электродом и полюсом электромагнита, выполнены металлическими, а токопроводы, ведущие к источнику электрического тока. соединены с внешней сто15 роны сосуда с металлическими участками стенок.
