Устройство для нанесения покрытий на порошок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

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