RU169999U1 - Устройство для нанесения покрытия на изделие - Google Patents

Abstract

Полезная модель может быть использована для изготовления биметаллической проволоки и других видов изделий с покрытием. Техническая задача - снижение потерь дорогостоящего материала покрытия при одновременном повышении качества изделия. Для этого в устройстве, содержащем установленную в опорах 1 станин 2 силовую раму 3 с индукционным нагревателем 4, в огнеупорной футеровке 5 которого вертикально относительно друг друга расположены камера 6 плавления материала покрытия и камера 7 нанесения покрытия на изделие. Камеры 6 и 7 выполнены за одно целое и сопряжены между собой горизонтальной перегородкой 8 со сквозным щелевидным отверстием 9, смещенным в сторону одной из боковых стенок 10. При этом торцевая стенка камеры 6 выполнена в виде герметично установленной съемной заглушки, а силовая рама 3 выполнена приводной и установлена в опорах 1 станины 2 с возможностью поворота в вертикальной плоскости на 180°. Это позволяет после разогрева материала покрытия в камере 6 размещать ее над камерой 7 путем поворота силовой рамы 3 на 180°, в результате расплав материала покрытия через отверстие 9 плавно скользит сплошным потоком по стенке 10 в камеру 7, где происходит контакт поверхности обрабатываемой проволоки 17 с однородным расплавом материала покрытия, находящимся вокруг нее в спокойном состоянии. Это предотвращает прилипание частиц шлака к поверхности протягиваемой проволоки 17, обеспечивая повышение качества ее покрытия. Снижение потерь дорогостоящего материала покрытия обеспечивается возможностью многократного переливания его из камеры 7 в камеру 6 и обратно. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Полезная модель относится к метизному производству и может быть использована для изготовления биметаллической проволоки, например, сталемедной, сталеалюминиевой, а также других видов проволоки и изделий с покрытием их поверхности дорогостоящим материалом.

Известно устройство для нанесения покрытия на изделие, содержащее металлоприемник с крышкой, полость которого заполнена расплавом материала покрытия, расположенный внутри металлоприемника литник с горизонтальным каналом для протягивания обрабатываемого изделия и сообщающийся с ним вертикальный канал для подачи материала покрытия, установленный в полости металлоприемника соосно каналу для подачи материала покрытия поворотный шток с усеченной конусной пробкой, контактирующей с входным отверстием указанного канала, и нагреватель, установленный с охватом наружной поверхности металлоприемника (см. свид. РФ №26460, B22D 11/00).

Недостатком данного устройства является изготовление изделий с низким качеством, характеризующимся неоднородностью и шероховатостью его поверхности. Это происходит из-за того, что частицы шлака, имеющиеся в жидком материале покрытия, находятся во взвешенном состоянии и, попадая в канал для протягивания изделия они, беспорядочно двигаясь, соприкасаются с поверхностью изделия и осаждаются на ней, в результате чего, слой материала покрытия по длине изделия становится неоднородным. Кроме того, падение материала покрытия по вертикальному каналу в камеру покрытия изделия и удара его о дно последней вызывает турбулентное движение металла покрытия, при котором частички шлака, находящиеся в металле, в беспорядке покрывают поверхность изделия, в результате чего, слой материала покрытия по длине изделия становится неоднородным. Кроме того, любая остановка устройства, в том числе, и аварийная, приводит к потере дорогостоящего материала покрытия, так как последний сливают в постороннюю емкость через нижнее отверстие.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является устройство для нанесения покрытия на изделие, содержащее установленную в опорах станины силовую раму с жестко закрепленным в ней индукционным нагревателем, заполненным огнеупорной футеровкой, в которой размещен металлоприемник, состоящий из расположенных в вертикальной плоскости и сообщающихся между собой камеры плавления материала покрытия и камеры нанесения покрытия на изделие, снаружи торцевых стенок которой установлены соосно друг другу вкладыши из тугоплавкого материала с горизонтальными каналами для протягивания изготавливаемого изделия, причем каждый из указанных каналов одним концом соединен с полостью камеры нанесения покрытия на изделие, а другим, противоположным концом, соединен со сквозными каналами соответствующих им направляющих вставок, установленных снаружи индукционного нагревателя (см. патент РФ №149881, B22D 11/00).

Недостатком известного устройства является изготовление изделия с недостаточно высоким качеством покрытия, имеющим шероховатость на контакте с поверхностью изделия. Это происходит из-за того, что при подаче струи жидкого материала покрытия из верхней камеры металлоприемника через вертикальный канал в нижнюю камеру для протягивания изделия в последней происходит соударение струи металла с дном, в результате чего, у поверхности протягиваемого через нижнюю камеру изделия возникают конвективные завихрения материала покрытия, а, следовательно, и находящихся в нем частиц шлака. Это приводит к осаждению частиц шлака на поверхность протягиваемого изделия в результате чего, слой металла покрытия по длине изделия становится неоднородным. Кроме того, любая остановка устройства, в том числе, и аварийная, приводит к потере дорогостоящего материала покрытия (меди, алюминия, цинка и др.) из-за удаления его остатков из нижней камеры через отверстие в дне наружу устройства.

Техническая проблема, решаемая заявляемой полезной моделью, заключается в снижении потерь дорогостоящего материала покрытия при одновременном повышении качества покрытия изделия.

Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в создание условий максимально полного расхода дорогостоящего жидкого материала покрытия за счет возможности многократного перелива его из камеры нанесения покрытия на изделие в камеру плавления и обратно сплошным плавным потоком, препятствующим возникновению в нем конвективных завихрений частиц шлака, что обеспечивает однородность материала покрытия и, соответственно, равномерный объемный контакт его с поверхностью изделия, в результате чего, качество покрытия изделия повышается.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве для нанесения покрытия на изделие, содержащем установленную в опорах станины силовую раму с жестко закрепленным в ней индукционным нагревателем, заполненным огнеупорной футеровкой, в которой размещен металлоприемник, состоящий из расположенных в вертикальной плоскости и сообщающихся между собой камеры плавления материала покрытия и камеры нанесения покрытия на изделие, снаружи торцевых стенок которой установлены соосно друг другу вкладыши из тугоплавкого материала с горизонтальными каналами для протягивания изготовляемого изделия, причем каждый из указанных каналов одним концом соединен с полостью камеры нанесения покрытия на изделие, а другим, противоположным концом - со сквозным каналом соответствующей ему направляющей вставки, установленной снаружи индукционного нагревателя, согласно изменению, камера плавления материала покрытия и камера нанесения покрытия на изделие, расположенные в вертикальной плоскости, выполнены за одно целое в виде замкнутых полостей, сопряженных между собой единой горизонтально расположенной перегородкой, в которой выполнено смещенное в сторону одной из боковых стенок сквозное щелевидное отверстие, при этом одна из торцевых стенок камеры плавления материала покрытия выполнена в виде герметично установленной съемной Т-образной заглушки из тугоплавкого материала, а силовая рама с жестко закрепленным в ней цилиндрическим индукционным нагревателем выполнена приводной и установлена в опорах станины с возможностью поворота в вертикальной плоскости на 180 градусов. При этом длина сквозного щелевидного отверстия составляет 0,3-0,4 длины единой горизонтальной перегородки.

Сущность полезной модели поясняется чертежами где:

На фиг. 1 схематично изображен общий вид устройства на стадии плавления материала покрытия, вертикальный разрез;

- на фиг. 2 схематично изображен общий вид устройства на стадии нанесения покрытия на изделие, вертикальный разрез;

- на фиг. 3 - вид А на фиг. 1;

- на фиг. 4 - изображена конструкция металлоприемника, в аксонометрии.

Устройство для нанесения покрытий на изделие содержит установленную в опорах 1 (фиг. 1, 3) станины 2 силовую раму 3 с жестко закрепленным в ней индукционным нагревателем 4 с огнеупорной футеровкой 5, в которой размещен металлоприемник, состоящий из установленных в вертикальной плоскости камеры 6 (фиг. 1, 2, 4) плавления материала покрытия и камеры 7 нанесения покрытия на изделие. При этом вышеуказанные камеры 6 и 7 выполнены за одно целое в виде замкнутых полостей, сопряженных между собой единой горизонтально расположенной перегородкой 8 (фиг. 1, 2, 4). Камеры 6 и 7 друг с другом сообщаются посредством сквозного щелевидного отверстия 9, которое выполнено в перегородке 8 со смещением в сторону одной из прилежащих к перегородке 8 общей боковой стенки 10 (фиг. 4) камер 6 и 7. Длина сквозного щелевидного отверстия 9 составляет 0,3-0,4 длины единой горизонтальной перегородки 8, что позволяет при плавном повороте выполненных за одно целое камер 6 и 7 заполнить последнюю сплошным ламинарным потоком расплавленного материала покрытия, который будет вытекать из камеры 6 через сквозное щелевидное отверстие 9 плавно скользя по боковой стенке 10. При этом заявляемая длина и форма сквозного щелевидного отверстия 9 позволяет заполнить камеру 7 достаточным количеством жидкого материала покрытия, которое обеспечивает создание равномерного объемного контакта его с поверхностью проволоки 17 при протяжке ее в камере 7, сохраняя при этом на входе в указную камеру 7 зону предварительного прогрева обрабатываемой проволоки 17, способствуя получению качественного покрытия на ней.

Выполнять отверстие 9 длиной менее 0,3 длины единой горизонтальной перегородки 8 нецелесообразно, так как это не позволит обеспечить заполнение камеры 7 достаточным количеством жидкого материала покрытия, в связи с чем, при протяжке проволоки 17 она плохо прогреется и на ее поверхности слой покрытия будет неоднородным, что снизит качество изделия.

Выполнять отверстие 9 длиной более 0,4 длины единой горизонтальной перегородки 8 также нецелесообразно, так как в этом случае длина указанного щелевого отверстия 9 будет практически равна длине боковой стенки 10 камеры 7 и поэтому сплошной поток материала покрытии, имеющего высокую температуру плавления, будет контактировать с поверхностью проволоки 17 по все длине ее обработки в камере 7 нанесения покрытия, что приведет к резкому скачку температуры в камере 7 и пережегу проволоки 17, а следовательно, аварийной остановке устройства.

Кроме того, одна из торцевых стенок камеры 6 плавления материала покрытия выполнена в виде герметично установленной съемной Т-образной заглушки 11 (фиг. 1, 2, 4) из тугоплавкого материала, что позволяет обеспечить простоту заполнения указанной камеры 6 материалом покрытия. Снаружи торцевых стенок 12 (фиг. 4) камеры нанесения материала покрытия 7 установлены соосно друг другу вкладыши 13 (фиг. 1, 2, 4) из тугоплавкого материала с горизонтальными каналами 14 для протягивания изготовляемого изделия. При этом каждый из указанных каналов 14 (фиг. 1, 2, 4) одним концом соединен с полостью камеры 7 нанесения покрытия, а другим противоположным концом соединен со сквозным каналом 15 (фиг. 1, 2) соответствующей ему направляющей вставки 16, установленной снаружи индукционного нагревателя 4 (фиг. 1-3). Направляющие вставки 16 предназначены для создания в заявляемом устройстве равномерного натяжения обрабатываемого изделия, например, проволоки 17 (фиг. 1, 2, 4) при нанесении на ее поверхность слоя покрытия. При этом одна из вставок 16 соединена с разматывателем, а другая - с тянущим устройством (на рис. не показаны).

Силовая рама 3 (фиг. 1-3) с жестко закрепленным в ней индукционным нагревателем 4 выполнена приводной и установлена в опорах 1 станины 2 устройства с возможностью поворота в вертикальной плоскости на 180 градусов. Поворот силовой рамы 3 осуществляют посредством двигателя 18 и механизма поворота 19 (фиг. 3) силовой рамы 3, что позволяет менять местоположение камеры 6 плавления материала покрытия и камеры 7 (фиг. 1) нанесения покрытия в вертикальной плоскости относительно друг друга.

Работает заявляемое устройство для нанесения покрытия на изделие следующим образом.

Предварительно силовую раму 3 (фиг. 1-3) с жестко закрепленным в ней индукционным нагревателем 4, в огнеупорной футеровке 5 которого размещен двухкамерный металлоприемник, посредством двигателя 18 поворачивают и устанавливают в опорах 1 станины 2 устройства так, чтобы камера 7 нанесения материала покрытия на изделие металлоприемника располагалась строго вертикально над камерой 6 плавления материала покрытия. После этого торцевую стенку камеры 6 плавления материала покрытия, выполненную в виде Т-образной заглушки 11 (фиг. 1, 2, 4) из тугоплавкого материала вынимают, обеспечивая при этом возможность загрузки указанной камеры 6 твердым материалом покрытия, например, медью. Затем заглушку 11 возвращают на место, при этом заявляемая форма и материал заглушки 11 обеспечивают плотное прилегание ее к стенкам камеры 6, обеспечивая ее герметичность при плавлении материала покрытия изделия. Одновременно с этим в камеру 7 (фиг. 1. 2, 4) заправляют изделие, например стальную проволоку 17, на поверхность которой будут наносить покрытие. Для этого из разматывателя (на рис. не показан) на входе в устройство проволоку 17 через сквозной канал 15 (фиг. 1, 2) направляющей вставки 16 заводят в горизонтальный канал 14 (фиг. 4) вкладыша 13, выполненного из тугоплавкого материала, и далее проводят в полость камеры 7 нанесения покрытия через ее торцевые стенки, полсе чего через горизонтальный канал 14 (фиг. 1, 2) вкладыша 13 и канал 15 направляющей вставки 16 стальную проволоку 17 выводят из устройства и закрепляют на тянущем устройстве (на рис. не показано).

После этого включают индукционный нагреватель 4, который обеспечивает расплавление материала покрытия в камере 6 плавления.

Затем посредством двигателя 18 (фиг. 3) и механизма поворота 19 осуществляют плавный поворот в вертикальной плоскости на 180° силовой рамы 3 с жестко установленным в нем индукционным нагревателем 4 и размещенным двухкамерным металлоприемником. При этом камера 6 (фиг. 2) плавления материала покрытия при указанном угле поворота силовой рамы 3 будет располагаться над камерой 7 нанесения покрытия на изделие. Жидкий расплав материала покрытия из камеры 6 через сквозное щелевое отверстие 9, смещенное в сторону одной из общих боковых стенок камер 6 и 7, начнет поступать в полость камеры 7 нанесения покрытия с размещенной в ней обрабатываемой стальной проволокой 17, заполняя указанную полость. При этом заявляемая форма и размеры сквозного щелевого отверстия 9, а также его месторасположение обеспечат плавное скольжение расплава материала покрытия сплошным потоком по стенке 10 камеры 7, предотвращая тем самым конвективные завихрения как самого расплава, так и частиц шлака, находящихся в нем, что обеспечит эффективное осаждение их на дно камеры 7, а не на поверхность обрабатываемой стальной проволоки 17.

Протяжку стальной проволоки 17 (фиг. 1, 2, 4) начинают с помощью тянущего устройства после заполнения камеры 7 на одну треть объема жидким расплавом материала покрытия.

Таким образом, в процессе протяжки проволоки 17 через указанную камеру 7 обеспечивается равномерный объемный контакт поверхности проволоки 17 с однородным расплавом материала покрытия, находящимся вокруг нее в спокойном состоянии. Это предотвращает прилипание частиц шлака к поверхности обрабатываемой проволоки 17, обеспечивая однородный состав слоя покрытия, а, следовательно, повышает качество изделия.

Кроме того, вкладыши 13, выполненные из тугоплавкого материала и установленные с противоположны сторон камеры 7 с охватом горизонтального канала 14, позволяют за счет тугоплавких и прочных свойств материала обеспечить сохранность правильной формы их внутренней поверхности, что позволяет при входе обрабатываемой проволоки 17 в полость камеры 7 (фиг. 1, 2, 4) предотвратить тепловую деформацию (коробление) поверхности проволоки, что способствует качественному сцеплению последней с материалом покрытия, а на выходе из камеры 7 - произвести в горизонтальном канале 14 вкладыша 13 сглаживание наносимого на проволоку 17 поверхностного слоя материала покрытия, обеспечивая равнотолщинность последнего. Все это позволяет повысить качество наносимого на изделие покрытия.

Далее готовое изделие с нанесенным на него качественным биметаллическим покрытием по выходу из вкладыша 13 (фиг. 4) устройства и направляющей вставки 16 (фиг. 2) сматывают в бунты на тянущем устройстве (на фиг. не показано).

Одновременно с этим заявляемое устройство обеспечивает снижение потерь дорогостоящего материала покрытия в процессе его работы за счет полной бесперебойной подачи расплава жидкого материала покрытия из камеры 6 плавления в камеру 7 нанесения покрытия. Для пополнения указанной камеры 6 (фиг. 1) твердым материалом покрытия вначале производят поворот на 180 градусов силовой рамы 3, отключают индукционный нагреватель 4 и после остывания камер 6 и 7 устройства осуществляют вышеописанные действия по заполнению твердым материалом камеры 6. Кроме того, заявляемая конструкция устройства позволяет в любых аварийных ситуациях исключить потери дорогостоящего материала покрытия за счет того, что неиспользованный расплав, находящийся в процессе работы устройства в камере 7 нанесения покрытия, можно слить в камеру 6 плавления, где материал будет храниться без выведения его из устройства до следующего включения последнего. Для этого силовую раму 3 с находящимися в ней конструктивными узлами вновь поворачивают в вертикальной плоскости на 180°, обеспечивая при этом расположение камеры 7 (фиг. 1) над камерой 6, в результате чего жидкий материал покрытия через сквозное щелевидное отверстие 9 перетекает из камеры 7 в камеру 6.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемое устройство позволяет снизить расход дорогостоящего материала покрытия изделия при одновременном повышении качества последнего.

Claims (2)

1. Устройство для нанесения покрытия на изделие, содержащее установленную в опорах станины силовую раму с жестко закрепленным в ней индукционным нагревателем, заполненным огнеупорной футеровкой, в которой размещен металлоприемник, состоящий из расположенных в вертикальной плоскости и сообщающихся между собой камеры плавления материала покрытия и камеры нанесения покрытия на изделие, снаружи торцевых стенок которой установлены соосно друг другу вкладыши из тугоплавкого материала с горизонтальными каналами для протягивания изготовляемого изделия, причем каждый из указанных каналов одним концом соединен с полостью камеры нанесения покрытия на изделие, а другим противоположным концом - со сквозным каналом соответствующей ему направляющей вставки, установленной снаружи индукционного нагревателя, отличающееся тем, что камера плавления материала покрытия и камера нанесения покрытия на изделие, расположенные в вертикальной плоскости, выполнены за одно целое в виде замкнутых полостей, сопряженных между собой единой горизонтально расположенной перегородкой, в которой выполнено смещенное в сторону одной из боковых стенок сквозное щелевидное отверстие, при этом одна из торцевых стенок камеры плавления материала покрытия выполнена в виде герметично установленной съемной Т-образной заглушки из тугоплавкого материала, а силовая рама с жестко закрепленным в ней нагревателем в виде цилиндрического индукционного нагревателя выполнена приводной и установлена в опорах станины с возможностью поворота в вертикальной плоскости на 180°.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что длина сквозного щелевидного отверстия составляет 0,3-0,4 длины единой горизонтальной перегородки.

Images