Устройство для магнитной обработки водно-солевых растворов

Устройство для магнитной обработки водно-солевых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при закалке стальных изделий в водно-солевых растворах, а также для очистки от накипи охлаждающих трубопроводов. Целью изобретения является повышение эффективности магнитной обработки водно-солевых растворов за счет оптимизации распределения напряженности магнитного поля в рабочем зазоре и отделения полей рассеяния от основного магнитного потока обрабатываемого раствора. Полюсные наконечники магнитной системы выполнены в виде бочкообразных элементов, установленных по ходу обрабатываемого водно-солевого раствора в чередующемся порядке, при этом их цилиндрическая поверхность имеет выпукло-вогнутую форму, вследствие чего зарождение кристаллов и направленная морфологическая кристаллизация солей в магнитном поле распределены равномерно по всему участку, имеющему напряженность магнитного поля в пределах 900-1200 Э. Данное устройство обеспечивает качественную закалку стальных изделий (например, роликов из стали ШХ15СГ), стабилизируя их твердость по всему сечению изделия. Кроме того закалка в водно-солевых растворах, омагниченных в предлагаемом устройстве, позволяет экономить дефицитные нефтепродукты, улучшает условия труда и исключает пожароопасность. 5 ил., 3 табл.

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 4 51)5 С 02 F 1 48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ЩКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4345757/27-26 (22) 30.11.87 (46) 07.04,90. Бюл. 9 13 (71) Научно-производственное обьединение подшипниковой промышленности (72) В.А, Матусевич, В.С. Здановский, А.В. Бойченко, В.А. Мячин, И.Г. Дайч и В.П. Моржов (53) 621.187.127(088.8) (56) Классен В.И. Омагничивание водных систем.-М.: Химия, 1982, с. 147. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДНО-СОЛЕВЫХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при закалке стальных изделий в водно-солевых растворах,, а также для очистки от накипи охлаждающих трубопроводов. Целью изобретения является повышение эффективности магнитной обработки водно-солевых растворов за счет оптимизации распределения напряженности магнитного поля в рабочем зазоре и отделения полей

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при закалке стальных изделий в водно"соленых растворах, а также для очистки от накипи охлаждающих трубопроводов, Целью изобретения является повышение эффективности магнитной обработки водно-солевых растворов за счет оптимизации распределения напряженности магнитного поля в рабочем заворе и отделения полей рассеяния от

2 рассеяния от основного магнитного потока обрабатываемого раствора. Полюсные наконечники магнитной системы выполнены в виде бочкообразных элементов, установленных по ходу обрабатываемого водно-солевого раствора в чередующемся порядке, при этом их цилиндрическая поверхность имеет выпукло-вогнутую форму, вследствие чего зарождение кристаллов и направленная морфологическая кристаллизация солей в магнитном поле распределены равномерно по всему участку, имеющему напряженность магнитного поля в пределах 900-1200 Э. Данное устройство обеспечивает качественную закалку стальных изделий (например, роликов из стали 111Х15СГ), стабилизируя их твердость по всему сеченжо изделия..

Кроме того, закалка в водно-солевых растворах, омагниченных в предлагаемом устройстве, поэволяет экономить дефицитные нефтепродукты, улучшает условия труда и исключает пожароопасность. 2 ил., 3 табл. основного магнитного потока обрабатываемого раствора.

На фиг. i представлено магнитное устройство, общий вид; на фиг. 2 а,бвид полюсных наконечников магнитного устройства.

Устройство состоит иэ элементов 1, выпуклых полюсных наконечников 2, постоянных магнитов 3, яагнитопроводов 4, вогнутых полюсных наконечников 5.

1555296

Элемент устройства выполнен в виде ферромагнитного стакана — магнитопро" вода с перфорированным дном, на котором установлен постоянный магнит ци5 линдрической формы с полюсным наконечником. Полюсные наконечники магнитной системы выполнены в виде бочкообразных элементов, установленных по ходу обрабатываемого водно-солево10 го раствора в чередующемся порядке, при этом их цилиндрическая поверхность имеет выпукло-вогнутую форму, в результате чего при работе магнитного устройства зарождение и рост, а также 15 направленная морфологическая кристаллизация солей в магнитном поле распределены по всему рабочему зазору, имеющему напряженность магнитного поля в пределах 900-1200 Э.

При оптимизации распределения напряженности магнитного поля и отделения полей рассеяния от основного магнитного потека обрабатываемого водносоленого расТвора в рабочем зазоре, 25 зарождение, рост и направленная морфологическая кристаллизация солей водно-солевых растворов распределены равномерно по всему рабочему зазору и их осаждение на горячей поверхности закаливаемого изделия различной конфигурации будет также равномерно распределено, что способствует качественной закалке и значительному уменьшению отложений накипи в охлаждающих трубопроводах.

Устройство работает следующим образом.

Раствор, подвергаемый магнитной обработке, подается в аппарат снизу через отверстие в элементе 1. Далее раствор проходит через кольцевой зазор, образованный между стаканом— магнитопроводом 4 и полюсным наконечником 2, затем через отверстия 6 45 поступает во вторую секцию, где проходит путь, аналогичный первому, Полюсные наконечники имеют меняющуюся конфигурацию, так в нечетных секциях наконечники выпуклые, а в четных — вогнутые. Выпуклая форма полюсного наконечника при том же сечении кольцевого зазора сбздает магнитное поле меньшей напряженности, чем вогнутая, эа счет рассредоточения магнитных силовых линий. Вогнутая форма обеспечивает более высокую напряженность за счет фокусирова" ния магнитных силовых линий.

Таким образом, при одинаковом живом сЕчении. кольцевого зазора обеспечивается равномерное распределение напряженности магнитного поля, исключая поля рассеяния, что способствует более интенсивному росту кристаллов за счет их одинаковой ориентации в рабочем зазоре столба водно-солевого раствора.

В качестве примера можно привести изменение охлаждающей способности водно-солевого раствора при использовании предлагаемого магнитного устройства.

Охлаждающую способность проверяют путем опускания серебряного шарика 20 мм в водно-солевой раствор, прошедший магнитную обработку и не прошедший, а также в водно-солевой раствор (2,5X NANO>, 2,5Е На СО ), омагниченный в предлагаемом магнитном устройстве.

Данные исследований (в интервале температур 750-350 С) представлены в табл. 1 °

По результатам табл. 1 видно, что охлаждающая способность омагниченного водно-солевого раствора в предлагаемом магнитном устройстве значительно выше, чем в установках ПМУ-1 (противонакипное магнитное устройство).

Исследования напряженности магнитного поля на температуру взрыва" капли водно-солевого раствора (капельный метод) проводят на отполированном образце из нержавеющей жаропрочной стали, нагретом до 800 С в электропечи СНЗ, Данный образец соединяют с гальванометром посредством термопары, играет роль термозонда.

На нагретый образец наносят каплю водно-солевого емагниченного и неомагниченного раствора и по гальванометру фиксируют температуру ее

"взрыва", наблюдаемого визуально при охлаждении образца на воздухе.

Приращение температур "взрыва" капли омагниченного при различной напряженности магнитного поля и неомагниченного растворов приведены в табл. 2.

Наилучшая оптимальная напряженность магнитного поля, необходимая для обработки водно-солевых растворов, находится в пределах 900-1200 Э.

Данная область напряженностей магнит55296 кольцевым полюсным наконечником, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности маг5 нитной обработки водно-салевага раствора за счет оптимизации распределения напряженности магнитного поля, кольцевые полюсные наконечники выполнены с выпуклой или вогнутой внешней

10 поверхностью и расположены в чередующемся порядке по ходу движения абра батываемой жидкости.

Таблица 1

Скеуость охлаждения, С/с, при исо пользовании водно-солевого раствора омагниченнонеомагни ченнаго амагниченго в предлагаемом магнога в установке

ПМУ-1 нитном устройстве

Формула изобретения

П р и м е ч а н и е. Нагрев шарика проводят в трубчатой электропечи до

800 С.

Водно"солевой раствор: 2,5Х

NaN0 +2,5Na C0>.

Устройство для магнитной обработки водно-солевых растворов, содержащее магнитопроводящий корпус н состоящее иэ нескольких последовательно соединенных секций, каждая из которых 40 включает в себя кольцевой магнит с

Таблица 2

Приращение температур В з pblB а к алли омагниченного и неомагниченного воднао солевого раствора,С

Напряженность магнитного поляв

0,3

9,039,0

43,0

56,0

60,0 58,0

1050

5 15 ного поля позволяет значительно увеличить температуру "взрыва" капли омагниченнаго водно-солевого раствора, т.е. сдвинуть температуру срыва пафовой пленки в сторону высоких температур, тем самым стабилизировать твердость,и получить равномерно закаленную структуру стальных изделий.

Влияние магнитной обработки водносоленого эакалочного раствора 2,5Х

NaNQ>+2,57Иа СО>) в предлагаемом магнитном устройстве и в установках

ПИУ-1 проверяют при закалке деталей подшипников {1500 шт. роликов — 3 раза по 500 шт.) из стали ШХ15СГ, нагретых в печи СИЗА 6.40.1/3,5 до

I температуры 815 С.

Результаты исследований приведены в табл. 3.

Омагничивание водно-солевого раствора в предлагаемом устройстве способствует равномерному распределению температур по всему сечению детали и, следовательно, качественной saкалке (твердость в пределах ГОСТа и стабильная по всей поверхности детали).

Перевод деталей подшипников на закалку в водно-солевые растворы вместо масел экономически эффективен, непожароопасен и нетоксичен.

650

725

8?О

880

1555296 Продолжение табл.2

Водно-солевой раствор омагниченный в установках ПМУ-1 омагниченный в лредлагаемом устройстве

Наличие трещин, 70

Наличие трещин, Е

Средняя твердость, HRC p

Наличие трещин, Ж

2

0,4

Нет 64-64,5

Нет . 64-64,5

0,3 64-64,5

Нет

Нет

Нет

64-66

64,5-66

65-66

65-68 .65-68

65-67 неомагниченный

Средняя твердость, .HRC

3000

Средняя твердость, С э

53,0

34,0

31,0

28,0

25,0

10,0

Таблица 3!

555296

Составитель С, Декин

Редактор Н.. Гунько Техред А.Кравчук Корректор Т. Палий

Заказ 535 Тиран 802 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, .Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.укгород, ул. Гагарина, 101