RU2539512C1 - Molten metals sputtering device - Google Patents

Molten metals sputtering device Download PDF

Info

Publication number
RU2539512C1
RU2539512C1 RU2013143180/02A RU2013143180A RU2539512C1 RU 2539512 C1 RU2539512 C1 RU 2539512C1 RU 2013143180/02 A RU2013143180/02 A RU 2013143180/02A RU 2013143180 A RU2013143180 A RU 2013143180A RU 2539512 C1 RU2539512 C1 RU 2539512C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
pressure
nozzle
gas pipeline
annular cavity
Prior art date
Application number
RU2013143180/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Афанасьевич Архипов
Максим Яковлевич Евсевлеев
Ирина Константиновна Жарова
Александр Степанович Жуков
Сергей Владиславович Змановский
Евгений Александрович Козлов
Алексей Иванович Коноваленко
Сергей Александрович Позолотин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ)
Priority to RU2013143180/02A priority Critical patent/RU2539512C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2539512C1 publication Critical patent/RU2539512C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: device for molten metals sputtering contains a housing with a lid and an annular cavity connected to a gas pipeline for the delivery of molten metal, and an additional gas pipeline connected to the annular cavity by a slide valve containing a rotating slide, and a cylindrical jet nozzle. The rotating slide is designed with half-round cut-outs equally spaced along its circle. Pressure in the additional gas pipeline and a diameter of the cylindrical jet nozzle are determined by mathematical expressions.
EFFECT: increasing mass fraction of fine fraction in a spray.
3 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения порошков алюминия, магния и их сплавов распылением расплавленных металлов газовым потоком.The invention relates to the field of powder metallurgy, in particular to devices for producing powders of aluminum, magnesium and their alloys by spraying molten metals with a gas stream.

Известны способы и устройства для получения металлических порошков распылением пленки расплава внешним кольцевым потоком сжатого газа. [1].Known methods and devices for producing metal powders by spraying a melt film with an external annular stream of compressed gas. [one].

Известна форсунка, в выходной части ниппеля которой для повышения дисперсности получаемого порошка (пульверизата) выполнены щелевидные пазы [2] для дополнительного ввода сжатого газа в зону распыления пленки расплава. Поступающие через щелевидные пазы струи газа внедряются в пленку расплава и создают в ней возмущения, способствующие образованию мелкодисперсных капель в факеле распыла.Known nozzle in the outlet part of the nipple which to increase the dispersion of the obtained powder (spray) made slit-like grooves [2] for additional input of compressed gas into the spray zone of the melt film. The jets of gas coming through slit-like grooves are introduced into the melt film and create disturbances in it, which contribute to the formation of fine droplets in the spray torch.

Известна форсунка для распыления расплавов металлов, в которой для повышения дисперсности получаемых порошков на движущуюся пленку жидкого металла накладываются возмущающие ее звуковые колебания, генерируемые спрофилированными определенным образом каналами для подачи распыляющего газа [3]. Основными недостатками данной форсунки являются сложность конструкции и необходимость ее охлаждения в рабочем режиме.Known nozzle for spraying molten metals, in which to increase the dispersion of the obtained powders on a moving film of liquid metal superimposed disturbing its sound vibrations generated by channels profiled in a certain way to supply atomizing gas [3]. The main disadvantages of this nozzle are the design complexity and the need for its cooling in the operating mode.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является форсунка для распыления расплава горячим сжатым газом [4], содержащая корпус с кольцевой полостью для подачи сжатого газа и ниппель с центральным каналом для подачи расплава, выполненным в виде двух соприкасающихся вершинами усеченных конусов.Closest to the proposed technical essence is the nozzle for spraying the melt with hot compressed gas [4], comprising a housing with an annular cavity for supplying compressed gas and a nipple with a central channel for supplying melt made in the form of two truncated cones in contact with the vertices.

Недостатком данной форсунки является низкий выход высокодисперсной фракции в наработанном порошке (~20 мас.% частиц диаметром менее 10 мкм [5]).The disadvantage of this nozzle is the low yield of the finely dispersed fraction in the produced powder (~ 20 wt.% Particles with a diameter of less than 10 microns [5]).

Техническим результатом изобретения является повышение массовой доли высокодисперсной фракции в пульверизате, образующемся при распылении расплава металла.The technical result of the invention is to increase the mass fraction of a finely dispersed fraction in the spray formed during the spraying of a molten metal.

Технический результат достигается тем, что разработано устройство для распыления расплавленных металлов, содержащее корпус с крышкой и кольцевой полостью, соединенной с газопроводом для подачи нагретого сжатого газа, и ниппель с центральным каналом для подачи расплава металла. Кольцевая полость соединена с дополнительным газопроводом через золотниковый клапан с вращающимся золотником и цилиндрическое сопло. Во вращающемся золотнике выполнены полукруглые вырезы, равномерно расположенные по его окружности. Давление в дополнительном газопроводе определяется соотношениемThe technical result is achieved by the fact that a device for spraying molten metals has been developed, comprising a housing with a lid and an annular cavity connected to a gas pipeline for supplying heated compressed gas, and a nipple with a central channel for supplying molten metal. The annular cavity is connected to an additional gas pipeline through a spool valve with a rotating spool and a cylindrical nozzle. In the rotating spool, semicircular cutouts are made uniformly located around its circumference. The pressure in the additional gas pipeline is determined by the ratio

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

а диаметр цилиндрического сопла - соотношениемand the diameter of the cylindrical nozzle is the ratio

Figure 00000002
,
Figure 00000002
,

где p1 - давление в газопроводе;where p 1 is the pressure in the gas pipeline;

p2 - давление в дополнительном газопроводе;p 2 - pressure in the additional gas pipeline;

k - показатель адиабаты газа;k is the gas adiabatic exponent;

d2 - диаметр цилиндрического сопла;d 2 - the diameter of the cylindrical nozzle;

S - площадь выходного сечения сопла, образованного внутренней поверхностью крышки и внешней поверхностью ниппеля.S is the area of the outlet section of the nozzle formed by the inner surface of the cap and the outer surface of the nipple.

Полученный положительный эффект изобретения связан со следующими факторами.The resulting positive effect of the invention is associated with the following factors.

1. При периодическом открывании золотникового клапана давление в кольцевой полости форсунки периодически повышается. Импульсный характер изменения давления распыляющего газа приводит к нестационарности поля скоростей в струе газа, что интенсифицирует процесс дробления пленки расплава и капель и, как следствие, повышает дисперсность получаемого порошка.1. When the spool valve is periodically opened, the pressure in the annular cavity of the nozzle periodically increases. The pulsed nature of the pressure change of the spraying gas leads to non-stationary velocity fields in the gas stream, which intensifies the process of crushing the melt film and droplets and, as a result, increases the dispersion of the resulting powder.

2. Значение давления в дополнительном газопроводе2. Pressure value in an additional gas pipeline

Figure 00000003
Figure 00000003

выбирается из условия обеспечения сверхкритического режима истечения газа из дополнительного газопровода в кольцевую полость форсунки. Критическое значение перепада давления определяется выражением [6]:is selected from the condition for ensuring the supercritical regime of gas outflow from the additional gas pipeline into the annular cavity of the nozzle. The critical value of the pressure drop is determined by the expression [6]:

Figure 00000004
Figure 00000004

где k - показатель адиабаты газа.where k is the gas adiabatic exponent.

Верхняя граница давленияUpper pressure limit

Figure 00000005
Figure 00000005

выбирается из условия обеспечения надежности и экономичности работы устройства. При значении давления в газопроводе p1=(4,0÷6,0) МПа технически сложно обеспечить герметичность системы импульсной подачи газа при высоких значениях давления в дополнительном газопроводе.is selected from the conditions for ensuring the reliability and efficiency of the device. With a pressure value in the gas pipeline p 1 = (4.0 ÷ 6.0) MPa, it is technically difficult to ensure the tightness of the pulsed gas supply system at high pressure values in the additional gas pipeline.

3. Значение диаметра цилиндрического сопла для пульсирующей подачи газа из дополнительного газопровода определяется из следующих условий:3. The value of the diameter of the cylindrical nozzle for a pulsating gas supply from an additional gas pipeline is determined from the following conditions:

- Формирование импульсов давления в кольцевой полости, обеспечивающих возмущающее воздействие на пленку расплава.- The formation of pressure pulses in the annular cavity, providing a disturbing effect on the melt film.

- Обеспечение устойчивости работы устройства, связанной с поддержанием необходимого уровня разрежения в выходном сечении кольцевого сопла за счет потока газа из газопровода.- Ensuring the stability of the device associated with maintaining the required level of vacuum in the output section of the annular nozzle due to the flow of gas from the gas pipeline.

Одновременное выполнение этих условий возможно только при корректном выборе диаметра цилиндрического сопла для подачи газа из дополнительного газопровода.The simultaneous fulfillment of these conditions is possible only with the correct choice of the diameter of the cylindrical nozzle for supplying gas from an additional gas pipeline.

Рассмотрим эквивалентную схему газового тракта заявляемого устройства (Фиг.1). Схема включает газопровод 1 с давлением p1, дополнительный газопровод 2 с давлением p2 и кольцевую полость 3 с давлением p. В кольцевую полость 3 газ поступает из газопровода 1 через патрубок 4 с площадью поперечного сечения S1 и из дополнительного газопровода 2 через золотниковый клапан и цилиндрическое сопло 5 с площадью поперечного сечения S2. Истечение газа из кольцевой полости 3 происходит через кольцевое сопло 6 с площадью поперечного сечения S.Consider the equivalent circuit of the gas path of the claimed device (Figure 1). The scheme includes a gas pipeline 1 with a pressure p 1 , an additional gas pipeline 2 with a pressure p 2 and an annular cavity 3 with a pressure p. Gas enters the annular cavity 3 from the gas pipeline 1 through a pipe 4 with a cross-sectional area S 1 and from an additional gas pipeline 2 through a spool valve and a cylindrical nozzle 5 with a cross-sectional area S 2 . The outflow of gas from the annular cavity 3 occurs through the annular nozzle 6 with a cross-sectional area S.

Уравнение сохранения массы включает равенство прихода газа от газопровода G1 и дополнительного газопровода G2 и расход газа G3 через кольцевое соплоThe mass conservation equation includes the equality of the gas supply from the gas pipeline G 1 and the additional gas pipeline G 2 and the gas flow rate G 3 through the annular nozzle

Figure 00000006
Figure 00000006

Приход газа из газопровода при давлении p1 в кольцевую полость корпуса форсунки происходит в докритическом режиме. При этом массовый секундный расход газа определяется формулой [6]:The flow of gas from the gas pipeline at a pressure p 1 into the annular cavity of the nozzle body occurs in a subcritical mode. In this case, the mass second gas flow rate is determined by the formula [6]:

Figure 00000007
Figure 00000007

где k - показатель адиабаты газа;where k is the gas adiabatic exponent;

φ1 - коэффициент расхода;φ 1 - flow coefficient;

R - газовая постоянная;R is the gas constant;

T - температура газа.T is the gas temperature.

Приход газа из дополнительного газопровода через золотниковый клапан и цилиндрическое сопло в кольцевую полость корпуса форсунки происходит в сверхкритическом режиме. При этом массовый секундный расход газа определяется формулой [6]:Gas from the additional gas pipeline through the spool valve and cylindrical nozzle into the annular cavity of the nozzle body occurs in supercritical mode. In this case, the mass second gas flow rate is determined by the formula [6]:

Figure 00000008
Figure 00000008

где Г(k) - функция показателя адиабатыwhere G (k) is the function of the adiabatic exponent

Figure 00000009
;
Figure 00000009
;

φ2 - коэффициент расхода.φ 2 - flow rate.

Расход газа из кольцевой полости через кольцевое сопло определяется формулойThe gas flow rate from the annular cavity through the annular nozzle is determined by the formula

Figure 00000010
Figure 00000010

где φ - коэффициент расхода кольцевого сопла.where φ is the annular nozzle flow coefficient.

Подставляя в (2) значения G1, G2 и G3 из уравнений (3)÷(5) и полагая значения T, R, k и коэффициентов расхода одинаковыми, получимSubstituting in (2) the values of G 1 , G 2 and G 3 from equations (3) ÷ (5) and assuming the values of T, R, k and flow coefficients to be the same, we obtain

Figure 00000011
Figure 00000011

Максимальное значение S2, не изменяющее режим работы форсунки, определяется отношением давленийThe maximum value of S 2 that does not change the nozzle operating mode is determined by the pressure ratio

Figure 00000012
.
Figure 00000012
.

При этом из уравнения (6) следуетMoreover, from equation (6) it follows

p2S2=pS.p 2 S 2 = pS.

Из этого уравнения определяется площадь поперечного сечения S2 и диаметр d2 цилиндрического сопла:From this equation, the cross-sectional area S 2 and the diameter d 2 of the cylindrical nozzle are determined:

Figure 00000013
Figure 00000013

Пример реализации изобретенияAn example implementation of the invention

На Фиг.2 показан пример осуществления предлагаемого устройства для распыления расплавленных металлов. Устройство состоит из корпуса 1, ниппеля с центральным каналом для подачи расплава 2, защитного стального чехла 3, крышки 4, патрубка 5 для подачи расплава и газопровода 6 для подачи горячего сжатого газа с давлением p1. В корпусе 1 выполнена кольцевая полость 7 для сжатого горячего газа, выходом из которой служит кольцевое сопло, образованное выходными конусами крышки 4 и ниппеля 2. С кольцевой полостью 7 через цилиндрическое сопло 8 соединен золотниковый клапан 9 с вращающимся золотником 10 [7], перекрывающим дополнительный газопровод 11 для дополнительной подачи сжатого газа с давлением p2. Вал 12 золотника 10 соединен с устройством, сообщающим золотнику вращательное движение, например, электродвигателем. На золотнике 10 выполнены равномерно расположенные по окружности полукруглые вырезы 13 (Фиг.3).Figure 2 shows an example implementation of the proposed device for spraying molten metals. The device consists of a housing 1, a nipple with a central channel for supplying the melt 2, a protective steel cover 3, a cover 4, a pipe 5 for supplying the melt and a gas pipe 6 for supplying hot compressed gas with a pressure p 1 . An annular cavity 7 for compressed hot gas is made in the housing 1, the output of which is an annular nozzle formed by the outlet cones of the cover 4 and the nipple 2. A spool valve 9 is connected to the annular cavity 7 through a cylindrical nozzle 8 with a rotating spool 10 [7], which overlaps the additional gas line 11 for additional supply of compressed gas with a pressure p 2 . The shaft 12 of the spool 10 is connected to a device that informs the spool of the rotational movement, for example, by an electric motor. On the spool 10 are made evenly spaced semicircular cutouts 13 (Figure 3).

Устройство работает следующим образом. Через газопровод 6 в кольцевую полость 7 корпуса форсунки 1 подается сжатый горячий газ (воздух или азот с контролируемым содержанием кислорода) с давлением p1. Истечение газа из кольцевого сопла создает разрежение в выходном конусе ниппеля 2, вызывая за счет эжекционного эффекта поступление расплавленного металла по патрубку 5 в центральный канал ниппеля 2. Одновременно газ с давлением p2 подается по дополнительному газопроводу 11 к золотниковому клапану 9 (в начальный момент клапан закрыт). Затем включается устройство, сообщающее вращательное движение золотнику 10. При вращении золотника 10 с вырезами 13 открывается дополнительный газопровод 11 и газ с давлением p2 поступает во внутреннюю полость золотникового клапана 9 и через цилиндрическое сопло 8 в кольцевую полость 7, где вызывает повышение давления. При дальнейшем вращении золотника 10 дополнительный газопровод 11 перекрывается и подача газа с давлением p2 прекращается, давление в кольцевой полости 7 уменьшается. Таким образом, вращение золотника 10 в золотниковом клапане 9 вызывает пульсации давления в кольцевой полости 7 и, следовательно, пульсации скорости газа в истекающей газовой струе. Частота и амплитуда колебаний давления в кольцевой полости 7 определяются скоростью вращения золотника 10, а также шириной и количеством вырезов 13 на золотнике.The device operates as follows. Through the gas pipeline 6, compressed hot gas (air or nitrogen with a controlled oxygen content) is supplied with pressure p 1 to the annular cavity 7 of the nozzle body 1 . The gas outflow from the annular nozzle creates a rarefaction in the outlet cone of the nipple 2, causing due to the ejection effect the molten metal flows through the nozzle 5 into the central channel of the nipple 2. At the same time, gas with pressure p 2 is supplied through an additional gas pipe 11 to the spool valve 9 (at the initial moment, the valve closed). Then the device is turned on, which rotates the spool 10. Rotating the spool 10 with cut-outs 13, an additional gas line 11 opens and gas with pressure p 2 enters the inner cavity of the spool valve 9 and through the cylindrical nozzle 8 into the annular cavity 7, where it causes an increase in pressure. With further rotation of the spool 10, the additional gas pipe 11 is blocked and the gas supply with pressure p 2 is stopped, the pressure in the annular cavity 7 decreases. Thus, the rotation of the spool 10 in the spool valve 9 causes pressure pulsations in the annular cavity 7 and, consequently, pulsations of the gas velocity in the outgoing gas stream. The frequency and amplitude of the pressure fluctuations in the annular cavity 7 are determined by the rotation speed of the spool 10, as well as the width and number of cuts 13 on the spool.

При использовании в качестве распыляющего газа азота (показатель адиабаты k=1.4) величина критического давления pкр=1.893p1, поэтому значение давления в дополнительном газопроводе выбирается в диапазоне p2=(1.9÷2.85)p1. При p1=5.0 МПа давление газа в дополнительном газопроводе выбирается в диапазоне p2=(9.5÷14.25) МПа. При ширине кольцевого зазора между ниппелем и крышкой, равного 0,54 мм, площадь поперечного сечения кольцевого сопла форсунки равна S=27 мм2, а значение диаметра цилиндрического сопла выбирается в диапазоне d2≤(4.25÷3.47) мм.When using nitrogen as an atomizing gas (adiabatic index k = 1.4), the critical pressure value is p cr = 1.893p 1 ; therefore, the pressure value in the auxiliary gas pipeline is selected in the range p 2 = (1.9 ÷ 2.85) p 1 . When p 1 = 5.0 MPa, the gas pressure in the additional gas pipeline is selected in the range p 2 = (9.5 ÷ 14.25) MPa. When the width of the annular gap between the nipple and the cap is 0.54 mm, the cross-sectional area of the annular nozzle of the nozzle is S = 27 mm 2 , and the diameter of the cylindrical nozzle is selected in the range d 2 ≤ (4.25 ÷ 3.47) mm.

Изменяя отношение давлений p2/p1, скорость вращения золотника 10, а также количество вырезов 13, можно изменять частоту и амплитуду следования импульсов давления и в конечном итоге дисперсность пульверизата.By changing the pressure ratio p 2 / p 1 , the rotation speed of the spool 10, as well as the number of cutouts 13, it is possible to change the frequency and amplitude of the pressure pulses and, ultimately, the dispersion of the spray gun.

Таким образом, предлагаемое устройство для распыления расплавленных металлов обеспечивает достижение заявленного положительного эффекта - повышение массовой доли высокодисперсной фракции в пульверизате, образующемся при распылении расплава металла, в следующей совокупности условий:Thus, the proposed device for spraying molten metals provides the claimed positive effect - increasing the mass fraction of the finely dispersed fraction in the spray formed during the spraying of the molten metal, in the following set of conditions:

1. Предлагаемое устройство за счет пульсирующей подачи газа из дополнительного газопровода обеспечивает создание нестационарного поля скоростей в распыляющей газовой струе, что интенсифицирует процесс дробления пленки и капель расплава.1. The proposed device due to the pulsating gas supply from an additional gas pipeline ensures the creation of an unsteady velocity field in the spraying gas stream, which intensifies the process of crushing the film and droplets of the melt.

2. Выбор соотношения давлений в газопроводе и дополнительном газопроводе в диапазоне2. The choice of the pressure ratio in the gas pipeline and the additional gas pipeline in the range

Figure 00000014
Figure 00000014

обеспечивает сверхкритический режим ввода дополнительного газа в кольцевую полость форсунки, а значение диаметра цилиндрического соплаprovides a supercritical mode of introducing additional gas into the annular cavity of the nozzle, and the value of the diameter of the cylindrical nozzle

Figure 00000015
Figure 00000015

обеспечивает формирование импульсов давления в кольцевой полости без нарушения устойчивости работы форсунки.provides the formation of pressure pulses in the annular cavity without violating the stability of the nozzle.

3. Подтверждена возможность осуществления изобретения в соответствии с описанием и прилагаемыми чертежами.3. Confirmed the possibility of carrying out the invention in accordance with the description and the accompanying drawings.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Федорченко И.М., Андриевский Р.А. Основы порошковой металлургии. - Киев: Изд-во АН УССР, 1963. - 420 с.1. Fedorchenko I.M., Andrievsky R.A. Fundamentals of powder metallurgy. - Kiev: Publishing House of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, 1963. - 420 p.

2. Пат. РФ №2321475, МПК B22F 9/08. Форсунка для распыления расплавленных металлов / А.В. Кукса, А.В. Мольков, А.В. Губанов, С.В. Линьков. - заявл.02.05.2006; опубл. 10.04.2008.2. Pat. RF №2321475, IPC B22F 9/08. Nozzle for spraying molten metals / A.V. Kuksa, A.V. Molkov, A.V. Gubanov, S.V. Linkov. - declared 02.05.2006; publ. 04/10/2008.

3. Patent US №4640806, МПК B22F 9/08. Process for atomizing liquid metals to produce finely granular powder / Thomas Duerig, Marcel Escudier, Jakob Keller, Killwangen. - заявл. 01.10.1985; опубл. 03.02.1987.3. Patent US No. 4640806, IPC B22F 9/08. Process for atomizing liquid metals to produce finely granular powder / Thomas Duerig, Marcel Escudier, Jakob Keller, Killwangen. - declared. 10/01/1985; publ. 02/03/1987.

4. Пат. РФ №2296648, МПК B22F 9/08. Форсунка для распыления расплавленных металлов / А.В. Кукса, А.В. Мольков, А.В. Губанов. - заявл. 19.10.2005; опубл. 10.04.2007.4. Pat. RF №2296648, IPC B22F 9/08. Nozzle for spraying molten metals / A.V. Kuksa, A.V. Molkov, A.V. Gubanov. - declared. 10/19/2005; publ. 04/10/2007.

5. Отчет по отработке технологии распыления алюминия с применением «модернизированной» форсунки. - Шелехов: ООО «СУАЛ-ПМ», 2011. - 11 с.5. Report on the development of aluminum spraying technology using a “modernized” nozzle. - Shelekhov: OOO SUAL-PM, 2011. - 11 p.

6. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. - М.: Наука, 1976. - 888 с.6. Abramovich G.N. Applied gas dynamics. - M .: Nauka, 1976. - 888 p.

7. Лемберг М.Д. Системы гидроавтоматики. - М. - Л.: Энергия, 1965. - 120 с.7. Lemberg M.D. Hydraulic systems. - M. - L .: Energy, 1965. - 120 p.

Claims (1)

Устройство для распыления расплавленных металлов, содержащее корпус с крышкой и кольцевой полостью, соединенной с газопроводом для подачи нагретого сжатого газа, и ниппель с центральным каналом для подачи расплава металла, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный газопровод, соединенный с кольцевой полостью посредством золотникового клапана, содержащего вращающийся золотник, и цилиндрического сопла, причем вращающийся золотник выполнен с полукруглыми вырезами, равномерно расположенными по его окружности, при этом давление в дополнительном газопроводе определяется по формуле:
Figure 00000016
,
а диаметр цилиндрического сопла по соотношению:
Figure 00000017
,
где p1 - давление в газопроводе, МПа;
p2 - давление в дополнительном газопроводе, МПа;
k - показатель адиабаты газа;
d2 - диаметр цилиндрического сопла, мм;
S - площадь выходного сечения сопла, образованного внутренней поверхностью крышки и внешней поверхностью ниппеля, мм2. A device for spraying molten metals, comprising a housing with a lid and an annular cavity connected to a gas pipeline for supplying heated compressed gas, and a nipple with a central channel for supplying a molten metal, characterized in that it contains an additional gas pipe connected to the annular cavity by means of a slide valve, containing a rotating spool, and a cylindrical nozzle, and the rotating spool is made with semicircular cuts evenly spaced around its circumference, while the pressure further pipeline is given by:
Figure 00000016
,
and the diameter of the cylindrical nozzle in the ratio:
Figure 00000017
,
where p 1 is the pressure in the gas pipeline, MPa;
p 2 - pressure in the additional gas pipeline, MPa;
k is the gas adiabatic exponent;
d 2 - the diameter of the cylindrical nozzle, mm;
S is the output sectional area of the nozzle formed by the inner surface of the cap and the outer surface of the nipple, mm 2 .
RU2013143180/02A 2013-09-23 2013-09-23 Molten metals sputtering device RU2539512C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013143180/02A RU2539512C1 (en) 2013-09-23 2013-09-23 Molten metals sputtering device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013143180/02A RU2539512C1 (en) 2013-09-23 2013-09-23 Molten metals sputtering device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2539512C1 true RU2539512C1 (en) 2015-01-20

Family

ID=53288559

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013143180/02A RU2539512C1 (en) 2013-09-23 2013-09-23 Molten metals sputtering device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2539512C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203831U1 (en) * 2020-04-03 2021-04-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" DEVICE FOR GAS SPRAYING OF MOLTEN METAL

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU897401A1 (en) * 1980-03-18 1982-01-15 Институт физики твердого тела АН СССР Atomizer for obtaining powders by spraying molten metals
US4640806A (en) * 1983-05-03 1987-02-03 Bbc Brown, Boveri & Company, Limited Process for atomizing liquid metals to produce finely granular powder
RU2296648C1 (en) * 2005-10-19 2007-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Molten metal spraying nozzle
RU2321475C2 (en) * 2006-05-02 2008-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Melt metals spraying jet

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU897401A1 (en) * 1980-03-18 1982-01-15 Институт физики твердого тела АН СССР Atomizer for obtaining powders by spraying molten metals
US4640806A (en) * 1983-05-03 1987-02-03 Bbc Brown, Boveri & Company, Limited Process for atomizing liquid metals to produce finely granular powder
RU2296648C1 (en) * 2005-10-19 2007-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Molten metal spraying nozzle
RU2321475C2 (en) * 2006-05-02 2008-04-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) Melt metals spraying jet

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU203831U1 (en) * 2020-04-03 2021-04-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" DEVICE FOR GAS SPRAYING OF MOLTEN METAL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ting et al. The effect of wake-closure phenomenon on gas atomization performance
US7080793B2 (en) Apparatus comprising an atomizer and method for atomization
Yin et al. Effect of injection pressure on particle acceleration, dispersion and deposition in cold spray
Ting et al. A computational fluid dynamics (CFD) investigation of the wake closure phenomenon
US9981315B2 (en) Atomizer for improved ultra-fine powder production
EP3017874B1 (en) Cold spray nozzles
ZA202000731B (en) Method for cost-effective production of ultrafine spherical powders at largescale using thruster-assisted plasma atomization
RU2539512C1 (en) Molten metals sputtering device
Zeoli et al. Computational validation of an isentropic plug nozzle design for gas atomisation
RU2496543C1 (en) Nozzle of kochstar type
JP5845733B2 (en) Cold spray nozzle and cold spray device
Volkov et al. Gas dynamics of a recessed nozzle in its displacement in the radial direction
RU2581756C2 (en) Low-thrust liquid-propellant engine chamber
Zhang et al. Numerical study on the effect of the cold powder carrier gas on powder stream characteristics in cold spray
EP3019246B1 (en) Air induction nozzle
RU2296648C1 (en) Molten metal spraying nozzle
EP2556262B1 (en) Adjustable fluid pressure amplifier
RU203831U1 (en) DEVICE FOR GAS SPRAYING OF MOLTEN METAL
Antipas Liquid column deformation and particle size distribution in gas atomization
RU173081U1 (en) NOZZLE FOR SPRAYING MELTED METALS
US7757966B2 (en) High-speed jet control
GB1571150A (en) Spraying apparatus
WO2008039647A2 (en) Systems and methods for producing fine particles
TWM574940U (en) Powder atomizer
RU2508964C1 (en) Method of molten metals spraying