Устройство для нанесения покрытий на порошок
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Союз Советских
И. В. Фришберг, Г. И. Коршунов, В. rl. Пасту мин
В. А. ДеРбенев, С. В.. ГРибовский, g).jl.Воще ко,, щм@ццуокоЬ, Л. Г. Зеберин и К. Т. Киршфе ьд ф ЕЛ р p<1,...+ф..
Всесоюзный научно-исследовательский и пр к go-технологический институт электроугольных изделий и Инстит т метИЩргии —
Уральского научного центра AH СССР БИБЛ Ы у;, 2.с.,"р (?2) Авторы изобретения (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ НА ПОРОШОК
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в устройствах для нанесения покрытий на высокодисперсные порошки.
Известно устройство для нанесения покрытий на порошок, содержащее корпус, в верхней части которого расположена камера конденсации, в нижнейиспарйтель с наносимым на частицы материалом покрытия, а между ними ре- >о шетка, на которой располагается обрабатываемый материал. Камера конденсации снабжена водяной рубашкой, а в нижнем и верхнем торцах корпуса расположены патрубки для подачи и от- 1> вода газа-носителя (1 3.
Недостатками этого устройства являются невозможность регулирования величины равномерности покрытия, а так2 же невозможность вести процесс непрерывно.
Наиболее близким к предлагаемому < по технической сущности является уст2 ройство для нанесения покрытий на порошок, содержащее герметичную камеру, в которой расположены камеры конденсации, испаритель, выполненный в виде соосйо установленных тарелей с центральным отверстием, бункер для подачи порошка в камеру конденсации и шлюзовой механизм с приемным бункером.
Устройство, работает следующим образом.
Порошок загружают в вибробункер подачи порошка, в вакуумном корпусе создают давление 1-10 "- 1-10 мм рт.ст и испаряют материал для покрытия до тех пор, пока весь порошок не ссыплется из верхнего кольцевого вибробункера в нижнее кольцевое разгрузочное устройство. При этом вследствие высокого вакуума в объеме корпуса практически отсутствуют конвективные потоки остаточного газа и пар материала покрытия в виде молекулярного пучка распространяется из тигля по рытия. Камера конденсации выполнена в виде перевернутого усеченного конуса, установленного на крыше испарителя меньшим основанием и снабженного снаружи в своей нижней части холодильником 9. Верхний больший торец камеры конденсации .накрыт крышкой 10, снабженной патрубком 11 для подачи порошка, на который наносится покрытие. Тигель-испаритель помещен в электроизоляцию 12 и снабжен нагревателем 13. Нагреватель 13, электроизоляция и тигель размещаются на платформе 14, установленной на нижней части корпуса, Корпус соединен через вакуумный шлюз 15 с разгрузочным устройством 16.
В одном из вариантов исполнения устройства нагреватель 13 выполнен в виде индуктора, охватывающего электроизоляцию 12, выполненную из кварцевой трубы, а между электроизоляцией и графитовым тиглем-испарителем расположена теплоизоляция 17, например из графитизированного войлока.
Такая же изоляция расположена между нижней тарелью и платформой. Кроме того, крышка верхней тарели покрыта слоем той же теплоизоляции.
В другом варианте исполнения устройства нагреватель 13 выполнен из охватывающего тигель-испаритель графитового цилиндра, подключенного к источнику тока известным образом, например, через охватывающие его торцы токоподводы (не показано ), причем нагреватель отделен от тигля-испарителя электроизоляционными вставками 18,выполненными, например, в виде колец. В этом случае между наг.ревателем и платформой должна быть установлена электроизоляция (не пока:зана).
Для эффективной работы устройства существенным является соотношение диаметра большего основания камеры конденсации d>, диаметра меньшего основа ния камеры конденсации d „, высоты камеры и и диаметра отверстия в тарелях d . При этом d> должен быть равен (3-5) d >, h равна (2-4) d „, а d равен (0,8-1,0) d .
Тарели и камера конденсации установлены соосно. Диаметр отверстия б в верхней крышке тарелей равен диаметру отверстия малого основания камеры 4 конденсации.
Верхняя часть боковой наружной поверхности камеры 4 конденсации может, 40
3 966117 закону распространения света. При это падающие частицы порошка являются мишенями;. на которые напыляется материал покрытия.
В случае создания в объеме корпуса давлений, при которых возможно возникновение конвекции остаточного е газа, поток парогазовой смеси будет восходящим в центральной, более горячей зоне корпуса и нисходящим в зойе 1О. падения порошка, где температура существенно ниже, вследствие чего направление потоком парогазовой смеси и порошка совпадут g 2 1.
Недостатком известного устройства 15 является низкая производительность.
Цель изобретения - повышение производительности.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для нанесения. покрытий на порошок, содержащем герметичную камеру, в которой расположены ка мера конденсации, испаритель, бункер для подачи порошка в камеру конден.сации и шлюзовой механизм с прием- 25 ным бункером, испаритель выполнен в о виде соосно установленных тарелей с центральным отверстием, камера конденсации выполнена в форме усеченного полого конуса .и установлена ма.лым основанием на испаритель, причем диаметр большого основания камеры конденсации в 3-5 раз больше диаметра малого основания, высота равна 2-4 диаметрам малого основания, а диа35 метр малого основания камеры конденсации равен 0,8-1 диаметра центрального отверстия тарели испарителя.
На фиг. 1 схематинески показано устройство, общий вид, разрез; на фиг. 2 - вариант приспособления для нагрева тигля.
В герметичном корпусе 1 расположен тигель-испаритель, выполненный из цилиндрических тарелей 2, устаяовлен45 ных без зазора одна на другую. Каждая тарель имеет центральное отверстие 3, выполненное в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием в сторону камеры 4 конденсации.
Верхняя тарель накрыта крышкои 5, име«50 ющей центральное отверстие б, диаметр которого равен 0,8-1,0 диаметра центрального отверстия в тарелях, и снабжена патрубком 7 для подачи в тарели. материала покрытия. Каждая тарель, кроме нижней, снабжена сливным патрубком 8 для предотвращения переполнения тарели материалом пок966»7
Примечания
Содержание меди в покрытии, Опыт, У
60
Процесс прекращения из-за зарастания трубки питателя конденсатом меди.
1,5
Снижается производительность процесса до 0,2 кг/ч, затруднено удаление продукта из камеры конденсации
Как следует иэ данных, приведенных . эффективно работает в опытах 1-3, в таблице, предлагаемое устройство где отношение геометрических парабыть снабжена нагревателем 18. Внут- ри камеры конденсации размещено устройство 19 для управления частично осевшего на ее стенках готового продукта. S
Устройство работает следующим образом, В корпусе 1 создают заданное ос- . таточное давление, включают обогрев тигля-испарителя 2 и по достижении ® заданной температуры из устройства 7 подают испаряемый материал на верхнюю тарель тигля-испарителя, с которой он перетеканием через сливные патрубки 8 поступает на нижние тарели.
По патрубку 11 подают порошок в камеру 4 конденсации. Расплавленный материал испаряется из испарителя 2 и конденсируется на частицах порошка в камере 4 конденсации. Часть по- 20 крытых частиц порошка через центральные отверстия 3 и 6 и шлюз 15 попадает в разгрузочный бункер 16. Часть покрытых частиц порошка осевших на стенках камеры 4 конденсации удаля- И ется в сквозное центральное отверстие устройства 20.
При наличии внутри герметичного корпуса 1 разреженного пространства за счет разности температур испари- )щ теля 2 и объема камеры 4 конденсации создают восходящий конвективный поток парогазовой смеси, который задерживает падение частиц порошка и тем самым увеличивает время контакта их с паром материала покрытия. Это позволяет, нанести необходимое количество покрытия на порошок при одноразовом прохождении им камеры конденсации.
В случае нанесения легколетучего покрытия на порошок температура испарителя незначительно превышает тем:пературу плавления металла покрытия и эона конденсации на высоте оказывается недостаточной. Для расширения зоны конденсации т.е. увеличения обьема камеры конца камеры конденсации с ее внешней стороны установлен холодильник 9, который работает совместно с нагревателем, установленным в верхней части камеры конденсации с ее внешней стороны.
Опыты проводят на индукционной герметичной установке мощностью 50 кВт, снабженной сменными коническими камерами конденсации с различным соотношением д /d„, d /d > и h/d<. В процессе покрытия медью йорошка графита остаточное давление нейтрального газа (Аг) составляет 1 мм рт.ст., температура испарителя 1600ОС, по высоте камеры конденсации имеется перепад температур от 1100 до 500ОC. Скорость подачи порошка графита составляет
1,0 кг/ч. Результаты испытаний устройства приведены в таблице.
117 8 сыпании его через объем паров и териала покрытия, которое по сравнению с перемешиванием во вращающихся барабанах различного типа и перемешиванием на наклонных плоскостях под действием вибрации является более эффективным с точки зрения возможности обеспечения гораздо более вы-, сокой производительности и более простой организации непрерывной работы промышленных аппаратов.
Формула изобретения
7 966 метров камеры конденсации соответственно равно dg/dq3; 4,5, а h/d„ 4, 2;. 4. В опытах, где d>/d c3 (опыт 6), или h/d<>4 (опыт 4) устройство не работает вследствие. попадания паров меди в трубку питателя, что происходит из-эа относительного малого перепада величины скорости потока па" рогазоврй смеси по высоте камеры конденсации (приближение Формы камеры к 1В цилиндрической). 8 опыте 5, где h/d=
1,5, наблюдается то же явление, но вследствие значительного уменьшения высоты камеры конденсации, Превышение параметром.d>/d z оптимального И значения (опыт 7, в котором d>/d=6)
1 снижает производительность .процесса в 5 раз в связи с возрастанием времени нахождения порсиака в камере и вызывает затруднения для удаления 20 продукта иэ камеры. В случае, Ког да д„/d>)1, часть готового продукта из камеры конденсации попадает на . верхнюю тарель испарителя, вследствие чего прекращается испарение с .верх 33 ней тарели.
При отношении d„/d> (0,8 в объем камеры конденсации поступает мало пара из-за значительного увеличения местного сопротивления потоку парога- щ .зовой смеси в месте соединения камеры конденсации с испарителем.
Испытания предлагаемого устройства показывают, что на однократное прохождение порошком камеры на него
3S удается нанести необходимое количество покрытия. Это вместе с отказом, от применения высоковакуумной техники, приводит к снижению эксплуатационных затрат °
Конструкция устройства обеспечи вает перемешивание порошка при проУстройство для нанесения покрытий на порошок, содержащее герметичную камеру, в которой расположены камера конденсации, испаритель, бункер для подачи порошка в камеру конденсации и шлюзовой механизм с приемным бункером, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, испаритель выполнен в виде соосно установленных тарелей с централь-ным отверстием, камера конденсации выполнена в форме усеченного полого конуса и установлена малым основанием на испаритель, причем диаметр большого основания камеры конденсации в 3-5 раза больше диаметра малого основания, высота равна 2-4 диаметрам малого основания, а диаметр малого основания камеры конденсации равен 0,8-1 диаметра центрального отверстия. тарели испарителя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1, Патент. США N 3594215, кл. 117-10, 1979.
2. Патент США Р 2398517, кл. 118-49, 1976 (прототип).
966117
Составитель С. Серебренникова
Редактор А. Химчук Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Билак
Заказ 7782/38 Тираж 1053 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4