Устройство ввода газа в тяжелый жидкий металл



Устройство ввода газа в тяжелый жидкий металл
Устройство ввода газа в тяжелый жидкий металл
C21D1/00 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2639721:

Акционерное общество "Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт имени А.И.Лейпунского" (RU)

Изобретение относится к устройству ввода газа в тяжелый жидкий металл. Устройство состоит из электродвигателя (12), магнитной муфты (6), вала (1), заборной и рабочей частей устройства, корпуса (5) с отверстиями (9), нижнего вращающегося (2) и верхнего неподвижного (7) диска, кожуха (4), побудителя расхода (10) тяжелого жидкого металла, опорного узла вала (8) с, по меньшей мере, одним каналом (3). Электродвигатель (12) установлен над уровнем тяжелого жидкого металла, закреплен на фланце (11) и соединен с валом (1) посредством магнитной муфты (6). Заборная и рабочая части устройства расположены соответственно над и под уровнем тяжелого жидкого металла. Часть корпуса (5), соответствующая заборной части устройства, имеет отверстия (9). Рабочая часть устройства состоит из укрепленного на валу (1) нижнего вращающегося диска (2) и расположенного на корпусе (5) неподвижного диска (7). Внутри кожуха (4) с зазором установлены верхний неподвижный (7) и нижний вращающийся (2) диски. Побудитель расхода тяжелого жидкого металла (10) расположен с зазором внутри кожуха (4) и укреплен на нижней части вала (1). Опорный узел (8) имеет, по меньшей мере, один канал (3). Техническим результатом является повышение обеспечиваемого объема восстановления тяжелого жидкого металла. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к системе поддержания качества тяжелого жидкого металла в прямоконтактных жидкометаллических аппаратах и других устройствах, работающих с жидкометаллической средой.

Известна ядерная энергетическая установка, снабженная устройством ввода газовой смеси, расположенным под свободным уровнем теплоносителя в тракте теплоносителя, в районе входа в активную зону, в парогенераторы и в средства циркуляции. На выходе устройства установлены одна или несколько труб с сопловыми насадками, подключенных к линии напора газового компрессора, линия всаса которого соединена с газовой полостью реактора, и к газовым баллонам с восстановительной смесью (Патент РФ №2192052, заявка от 12.02.2001 г.).

Недостатком этого решения является сложность доставки газовой смеси ко всем поверхностям контура из-за малой скорости ее вытекания из сопловых насадок.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому техническому решению является ядерная энергетическая установка, содержащая устройство для ввода защитного газа в установку, представляющее собой диспергатор, рабочая часть которого выполнена в виде нижнего подвижного, укрепленного на полом валу, и верхнего неподвижного, расположенного на заборной части устройства, дисков, установленных с зазором, при этом подвижный диск выполнен полым и снабжен осевыми отверстиями, сообщающимися с зазором между дисками и полостью нижнего диска (Патент РФ №2566661, заявка от 11.06.2014 г.).

Недостатком известного решения является формирование смеси тяжелого жидкого металла с газом с требуемой дисперсностью газовых пузырей в относительно небольшом объеме жидкого металла, что недостаточно для эффективного восстановления примесей на основе оксида свинца во всем объеме жидкого металла в условиях отсутствия циркуляции.

Задача изобретения состоит в исключении указанного недостатка, а именно в обеспечении взаимодействия подаваемого газа со всем объемом тяжелого жидкого металла.

Технический результат - обеспечение восстановления относительно большого объема тяжелого жидкого металла.

Для исключения указанного недостатка устройство ввода газа в тяжелый жидкий металл, состоящее из электродвигателя, установленного над уровнем тяжелого жидкого металла, вала, магнитной муфты, соединяющей электродвигатель с валом, заборной и рабочей частей устройства, расположенных соответственно над и под уровнем тяжелого жидкого металла, корпуса с отверстиями, нижнего вращающегося диска, укрепленного на валу, и верхнего неподвижного диска, расположенного на корпусе, причем нижний вращающийся и верхний неподвижный диски установлены с зазором относительно друг друга, предлагается дополнительно снабдить:

- кожухом, внутри которого с зазором установлены верхний неподвижный и нижний вращающийся диски;

- побудителем расхода тяжелого жидкого металла, расположенным с зазором внутри кожуха;

- укрепленным на нижней части вала, опорным узлом с, по меньшей мере, одним каналом, соединяющим между собой заборную и рабочую части устройства.

В частных случаях исполнения устройства ввода газа в тяжелый жидкий металл предлагается:

- побудитель расхода тяжелого жидкого металла выполнить в виде шнека;

- опорный узел выполнить в виде подшипника скольжения с каналами.

Сущность изобретения поясняется на фигуре, на которой представлено продольное осевое сечение одного из вариантов исполнения устройства ввода газа в тяжелый жидкий металл.

На фигуре приняты следующие позиционные обозначения: 1 - вал; 2 - вращающийся диск; 3 - канал; 4 - кожух; 5 - корпус; 6 - магнитная муфта; 7 - неподвижный диск; 8 - опорный узел вала; 9 - отверстие забора газа; 10 - побудитель расхода тяжелого жидкого металла; 11 - фланец; 12 - электродвигатель.

Устройство ввода газа в тяжелый жидкий металл состоит из электродвигателя 12, магнитной муфты 6, вала 1, заборной и рабочей частей устройства, корпуса 5 с отверстиями 9, нижнего вращающегося 2 и верхнего неподвижного 7 диска, кожуха 4, побудителя расхода тяжелого жидкого металла 10, опорного узла вала 8 с, по меньшей мере, одним каналом 3.

Электродвигатель 12 установлен над уровнем тяжелого жидкого металла, закреплен на фланце 11 и соединен с валом 1 посредством магнитной муфты 6.

Заборная и рабочая части устройства расположены соответственно над и под уровнем тяжелого жидкого металла.

Часть корпуса 5, соответствующая заборной части устройства, имеет отверстия 9.

Рабочая часть устройства состоит из укрепленного на валу 1 нижнего вращающегося диска 2 и расположенного на корпусе 5 неподвижного диска 7.

Внутри кожуха 4 с зазором установлены верхний неподвижный 7 и нижний вращающийся 2 диски.

Побудитель расхода тяжелого жидкого металла 10 расположен с зазором внутри кожуха 4 и укреплен на нижней части вала 1.

Опорный узел 8 имеет, по меньшей мере, один канал 3.

Устройство работает следующим образом.

Электродвигатель 12 посредством магнитной муфты 6 вращает вал 1 с закрепленным на нем диском 2. При этом в зазоре, образуемом вращающимся 2 и неподвижным 7 дисками, образуется зона пониженного давления, благодаря которому происходит подача газа через отверстия 9 заборной части устройства, корпус 5 и канал 3 опорного узла 8 в рабочую часть устройства. За счет вращения диска 2 происходит дробление пузырьков вводимого газа. Побудитель расхода тяжелого жидкого металла 10 создает внутри кожуха 4 вертикально направленный поток жидкого металла, создавая дополнительную эжекцию газа в зоне подачи его в рабочую часть устройства. За счет этого увеличивается объем подачи газа и формируется стабильный поток смеси тяжелого жидкого металла и мелкодисперсного газа на выходе из устройства. Этот поток способен распространять мелкодисперсные газовые пузыри и интенсифицировать физико-химические процессы восстановления тяжелого жидкого металла в относительно большом объеме. Восстановление происходит за счет взаимодействия растворенного и связанного свинцом кислорода с подаваемым водородсодержащим газом по реакции: PbO+H2→H2O+Pb.

Конкретный вариант исполнения устройства ввода газа в тяжелый жидкий металл содержит электродвигатель АИР-100L2 мощностью 5,5 кВт и магнитную муфту ММ 01-010.

Габаритные размеры составных частей:

- диаметр вала - 28 мм;

- внутренний диаметр кожуха - 100 мм;

- диаметр нижнего вращающегося диска - 80 мм, толщина 10 - мм;

- диаметр верхнего неподвижного диска - 80 мм;

- диски установлены с зазором 1,5 мм относительно друг друга;

- зазор между кожухом и дисками - 10 мм;

- шнек, выполняющий роль побудителя расхода тяжелого жидкого металла, имеет 2 витка с шагом 70 мм и диаметром 94 мм;

- зазор между шнеком и кожухом - 3 мм;

- каналы в количестве четырех шт. выполнены в виде проточек на внешней обойме подшипника скольжения шириной 3 мм и глубиной 3 мм.

Условия проведения испытаний устройства ввода газа в тяжелый жидкий металл: скорость вращения электродвигателя - 2750 об/мин; тяжелый жидкий металл - эвтектический сплав 44,5% Pb - 55,5% Bi; температура тяжелого жидкого металла - 430°C; объемный расход газа, подаваемого под уровень тяжелого жидкого металла - 1,5 м3/ч.

Преимущества по сравнению с прототипом при прочих равных условиях испытаний: объем восстановленного тяжелого жидкого металла увеличился в 12 раз, а объемный расход газа, подаваемого под уровень тяжелого жидкого металла, увеличился в 5 раз.

1. Устройство ввода газа в тяжелый жидкий металл, состоящее из электродвигателя, установленного над уровнем тяжелого жидкого металла, вала, магнитной муфты, соединяющей электродвигатель с валом, заборной и рабочей частей устройства, расположенных соответственно над и под уровнем тяжелого жидкого металла, корпуса с отверстиями, нижнего вращающегося диска, укрепленного на валу, и верхнего неподвижного диска, расположенного на корпусе, причем нижний вращающийся и верхний неподвижный диски установлены с зазором относительно друг друга, отличающееся тем, что устройство дополнительно снабжено кожухом, внутри которого с зазором установлены верхний неподвижный и нижний вращающийся диски, побудителем расхода тяжелого жидкого металла, расположенным с зазором внутри кожуха и укрепленным на нижнем вращающемся диске, опорным узлом с, по меньшей мере, одним каналом, соединяющим между собой заборную и рабочую части устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что побудитель расхода тяжелого жидкого металла выполнен в виде шнека.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опорный узел выполнен в виде подшипника скольжения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлобетонному корпусу ядерного реактора. Заявленный корпус включает металлобетонный стакан с днищем и герметичным перекрытием внутренней полости стакана.

Изобретение относится к реакторной установке с водоохлаждаемым реактором, предназначенной для локального регулирования спектра нейтронного потока в активной зоне и улучшения топливоиспользования.

Изобретение относится к секции модулей вертикального парогенератора. Заявленное устройство состоит из вертикально ориентированных модулей, участок перегревателя и участок экономайзера которого имеют линейную продольную ось, которая не перпендикулярна земной поверхности, а также состоит из одного коллектора теплоносителя, имеющего продольную ось, расположенную горизонтально на уровне одной стороны участка перегревателя, одного коллектора пара, имеющего продольную ось, расположенную горизонтально на уровне другой стороны участка перегревателя и одного коллектора подачи воды с продольной осью, расположенной горизонтально на уровне выходных камер теплоносителя.
Способ состоит в том, что околоствольный двор отделяют бетонными перемычками от всех других выработок ликвидируемой шахты для предотвращения доступа в околоствольный двор метана и шахтных вод, и в качестве потенциального саркофага, предназначенного для размещения атомной силовой установки, при этом для подачи электроэнергии на шахтную поверхностную подстанцию используют силовые стволовые шахтные кабели, а канал связи потенциального саркофага с окружающей средой осуществляют через ствол ликвидируемой шахты, выполненный с возможностью осуществления оперативного бетонирования шахтного ствола в случае аварии на атомной силовой установке, причем бункера приема угля надшахтного здания ликвидируемой шахты используют в качестве емкостей хранения щебня, песка, цемента и воды для осуществления начала оперативного бетонирования ствола шахты - перекрытия канала связи с окружающей средой саркофага атомной силовой установки на случай аварии, угрожающей загрязнением окружающей среды, а надшахтное здание ликвидированной шахты используют в качестве помещения для размещения комплекса по принятию щебня, песка, цемента, подвозимых и разгружаемых транспортными средствами службы ликвидации аварий, приготовления бетона и сбрасывания его в ствол шахты для завершения выполнения саркофага атомной силовой установки.

Изобретение относится к способу демонтажа крышки парогенератора ядерной энергетической установки, приваренной к корпусу. С помощью устройства для фрезерования с установленной торцовой фрезой в теле сварного шва выполняется несквозное отверстие таким образом, чтобы угол наклона оси полости несквозного отверстия соответствовал углу фаски кромки корпуса парогенератора, соприкасающейся со сварным швом, так, что между полостью несквозного отверстия и внутренним объемом парогенератора остается тонкий слой непрорезанного металла.

Изобретение относится к системе для уменьшения вредных выбросов в атмосферу из промышленной или ядерной установки (1) в случае аварии. Система содержит следующие компоненты: конструкцию (10) для обеспечения непроницаемости почвы, которая проходит, по меньшей мере, по кольцеобразному участку, окружающему установку (1); множество опрыскивающих вышек (20-22), расположенных вокруг установки (1) и/или на прилегающей территории и выполненных с возможностью разбрызгивания воды в атмосферу, предпочтительно смешанной с химическими, и/или биологическими, и/или минеральными веществами; и периферийную конструкцию (50) для сбора, выполненную с возможностью приема воды, задержанной конструкцией (10) для обеспечения непроницаемости почвы.

Использование: в области электроэнергетики. Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение срока службы, повышение надежности и автономности работы.

Изобретение относится к атомной энергетике и предназначено для использования на паротурбинных установках АЭС двухконтурного типа с водо-водяными энергетическими реакторами.

Способ относится к области создания атомных электростанций (АЭС). Способ строительства атомных электростанций с подземным размещением ядерного реактора включает размещение ядерного реактора в подземной шахте.

Изобретение относится к малым атомным станциям. Система с ядерным реактором на быстрых нейтронах включает в себя реактор с бассейном реактора.

Изобретение относится к многокамерной печи для вакуумной цементации и закалки отдельных обрабатываемых деталей, таких как зубчатые колеса, валы и кольца. Печь содержит три технологические камеры, выполненные в виде камеры нагрева, камеры цементации и диффузионной камеры, которые расположены одна поверх другой с образованием вертикальной компоновки.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке литых деталей железнодорожного подвижного состава в виде боковых рам тележек грузовых вагонов, изготовленных из сталей марок: 20 ГЛ, 20 ГФЛ, 20 ГТЛ.

Изобретение относится к области металлургии. Для получения желательной микроструктуры, имеющей улучшенные механические свойства, способ включает фазу активного охлаждения, на которой рельс быстро охлаждается от аустенитной температуры, а затем мягко охлаждается, чтобы поддерживать целевую температуру преобразования между определенными значениями обработки охлаждения, выполняемой посредством множества охлаждающих модулей (12.n), каждый охлаждающий модуль содержит множество средств распыления охлаждающей среды на рельс, причем способ отличается тем, что в течение фазы активного охлаждения каждое охлаждающее средство приводится в действие для управления скоростью охлаждения рельса, так что величина превращенного аустенита в рельсе не ниже чем 50% на поверхности рельса и не ниже чем 20% в сердцевине головки рельса.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способам создания острой кубической текстуры в железоникелевых сплавах, и может быть использовано для создания магнитопроводов в электротехнических устройствах, а также в качестве лент-подложек при получении многослойных ленточных сверхпроводников второго поколения.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению горячепрессованной стальной листовой детали, используемой в автомобилестроении. Сталь имеет следующий химический состав, мас.%: C: от 0,10 до 0,34; Si: от 0,5 до 2,0; Mn: от 1,0 до 3,0; растворимый Al: от 0,001 до 1,0; P: 0,05 или менее; S: 0,01 или менее; N: 0,01 или менее; Ti: от 0 до 0,20; Nb: от 0 до 0,20; V: от 0 до 0,20; Cr: от 0 до 1,0; Mo: от 0 до 1,0; Cu: от 0 до 1,0; Ni: от 0 до 1,0; Ca: от 0 до 0,01; Mg: от 0 до 0,01; REM: от 0 до 0,01; Zr: от 0 до 0,01; B: от 0 до 0,01; Bi: от 0 до 0,01; остальное: Fe и примеси.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству рельсов из перлитной стали. Сталь имеет химический состав, содержащий, в мас.%: С 0,71-0,82, Si 0,25-0,45, Mn 0,75-1,05, V 0,03-0,15, Р≤0,030, S≤0,035, Al≤0,040, Fe и неизбежные примеси – остальное.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения твердости и ударной вязкости, а также стойкости быстрорежущей стали с интерметаллидным упрочнением сначала производят закалку стали с температуры 850-860°C и последующий отпуск при 560-570°C в течение одного часа, затем осуществляют закалку с температуры 1200-1240°C и отпуск при 590-600°C в течение двух часов.

Изобретение относится к металлургии, в частности к обработке поверхности циркониевых сплавов для повышения коррозионной стойкости поверхности. Способ обработки поверхности пластины из циркониевого сплава включает нанесение порошка оксида магния на поверхность пластины и лазерную обработку, которую осуществляют за 1-10 проходов при средней мощности лазерного излучения 10-60 Вт, частоте импульсов 20-100 кГц, скорости сканирования луча лазера 100-1000 мм/с.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке литых боковых рам или надрессорных балок тележек грузовых вагонов из низкоуглеродистых сталей Для повышения усталостной прочности детали и сопротивления разрушению при циклическом нагружении деталь из стали 20ГЛ нагревают до температуры, не превышающей Ac3+150°C, с выдержкой в течение 30-120 мин, затем перемещают её в защитном кожухе в закалочное устройство за время, не превышающее 5 мин.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению горячепрессованной стальной листовой детали, используемой в автомобилестроении. Сталь имеет следующий химический состав, в мас.%: C: от 0,10 до 0,34; Si: от 0,5 до 2,0; Mn: от 1,0 до 3,0; растворимый Al: от 0,001 до 1,0; P: 0,05 или менее; S: 0,01 или менее; N: 0,01 или менее; Ti: от 0 до 0,20; Nb: от 0 до 0,20; V: от 0 до 0,20; Cr: от 0 до 1,0; Mo: от 0 до 1,0; Cu: от 0 до 1,0; Ni: от 0 до 1,0; Ca: от 0 до 0,01; Mg: от 0 до 0,01; REM: от 0 до 0,01; Zr: от 0 до 0,01; B: от 0 до 0,01; Bi: от 0 до 0,01; остальное: Fe и примеси.

Изобретение относится к способу лазерного упрочнения полой металлической заготовки. Посредством локального переплава, механической и химической обработкой подготавливают заготовку необходимых размеров в диапазоне (длина×радиус×толщина) от 100×10×2 мм до 1000×1000×12 мм из перлитных, бейнитных или мартенситных закаливающихся сталей марок 30ХГСА, 35ХГСА и пр. Заготовку фиксируют во вращателе. Лазерным лучом локальную зону заготовки переплавляют по периметру или по длине заготовки на всю толщину ее стенки. Режимы переплава задают в зависимости от требуемой глубины упрочняемого слоя, толщины заготовки и требуемой микроструктуры. Основными параметрами режимов локального переплава являются линейная или угловая скорость переплава и мощность лазерного излучения. Обработку выполняют при скорости перемещения лазерного луча 15-40 мм/сек, мощности лазерного луча 1-15 кВт. После локального переплава выдерживают время для естественного охлаждения заготовки или применяют принудительное охлаждение потоком воды или воздуха. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройству ввода газа в тяжелый жидкий металл. Устройство состоит из электродвигателя, магнитной муфты, вала, заборной и рабочей частей устройства, корпуса с отверстиями, нижнего вращающегося и верхнего неподвижного диска, кожуха, побудителя расхода тяжелого жидкого металла, опорного узла вала с, по меньшей мере, одним каналом. Электродвигатель установлен над уровнем тяжелого жидкого металла, закреплен на фланце и соединен с валом посредством магнитной муфты. Заборная и рабочая части устройства расположены соответственно над и под уровнем тяжелого жидкого металла. Часть корпуса, соответствующая заборной части устройства, имеет отверстия. Рабочая часть устройства состоит из укрепленного на валу нижнего вращающегося диска и расположенного на корпусе неподвижного диска. Внутри кожуха с зазором установлены верхний неподвижный и нижний вращающийся диски. Побудитель расхода тяжелого жидкого металла расположен с зазором внутри кожуха и укреплен на нижней части вала. Опорный узел имеет, по меньшей мере, один канал. Техническим результатом является повышение обеспечиваемого объема восстановления тяжелого жидкого металла. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх