RU2614860C1

RU2614860C1 - Device for electroerosive metal dispersion

Info

Publication number: RU2614860C1
Application number: RU2015155670A
Authority: RU
Inventors: Леонид Дмитриевич Рудник; Виталий Юрьевич Хатьков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-инженерный центр плазмохимических технологий"
Priority date: 2015-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2017-03-29

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: device comprises a vessel made of a dielectric material with a lid and an opening at the bottom for working fluid supply, with additional net bottom disposed within the vessel, and cylindrically shaped electrodes connected inside the vessel, connected to an electrical pulses generator and arranged for rotational translational movement in the internal vessel volume direction. Net bottom is made with a cylindrical surface and placed near electrodes without preventing their movement.

EFFECT: improved device reliability.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии и катализаторной промышленности и может быть использовано для получения мелкодисперсных порошков электропроводных металлов методом электроэрозионного диспергирования.The invention relates to the field of powder metallurgy and the catalyst industry and can be used to obtain fine powders of electrically conductive metals by the method of electroerosive dispersion.

Мелкодисперсные порошки металлов представляют собой новый класс перспективных материалов, находящих применение в различных областях промышленности, в связи с чем требования к дисперсности получаемых порошков очень высоки, а для удовлетворения потребностей в этих материалах установки для их получения должны обладать высокой производительностью. Метод электроэрозионного диспергирования способен обеспечить получение конечного продукта высокого качества.Fine metal powders represent a new class of promising materials that are used in various industries, and therefore the dispersion requirements for the obtained powders are very high, and to meet the needs for these materials, the plants for their production must have high performance. The method of electroerosive dispersion is able to provide a final product of high quality.

Известно «Устройство для электроэрозионного диспергирования металлов» в соответствии с авторским свидетельством №1217581 (опубл. 15.03.1986 г., МПК⁴ B22F 9/14). Устройство содержит сосуд с патрубками для загрузки исходного материала и выгрузки полученного продукта, а также патрубком для подачи рабочей жидкости снизу, в нижней части сосуда горизонтально размещены перфорированные электроды, внутри сосуда между сопрягающимися поверхностями электродов вертикально размещена диэлектрическая перегородка. Образующийся уплотненный слой гранул защищает электроды от износа, но при этом способствует увеличению электрического сопротивления слоя, что приводит к потерям электроэнергии и снижает КПД процесса в целом. Кроме того, наличие уплотненного слоя затрудняет вывод продуктов эрозии потоком рабочей жидкости, что приводит к остановке процесса и последующей разборке установки.It is known "Device for electroerosive dispersion of metals" in accordance with the copyright certificate No. 1217581 (publ. March 15, 1986, IPC ⁴ B22F 9/14). The device contains a vessel with nozzles for loading the starting material and unloading the resulting product, as well as a nozzle for supplying working fluid from below, perforated electrodes are horizontally placed in the lower part of the vessel, a dielectric partition is vertically placed inside the vessel between the mating surfaces of the electrodes. The resulting compacted layer of granules protects the electrodes from wear, but at the same time increases the electrical resistance of the layer, which leads to energy losses and reduces the efficiency of the process as a whole. In addition, the presence of a compacted layer complicates the removal of erosion products by the flow of a working fluid, which leads to a shutdown of the process and subsequent disassembly of the installation.

Известно устройство для электроэрозионного диспергирования металлов в соответствии с патентом РФ №2255837 (опубл. 10.07.2005 г., МПК⁴ B22F 9/14). Устройство содержит диэлектрический сосуд с отверстием в нижней части для подачи в него рабочей жидкости, дополнительное днище из диэлектрического материала с отверстиями, пластинчатые электроды параллельно подключенных к генератору электрических импульсов. Электроды снабжены подвижными диэлектрическими шторками, закрывающими электроды. Данное устройство не позволяет производить замену электродов без остановки процесса, что значительно снижает его производительность. Данное устройство принято в качестве ближайшего аналога.A device for electroerosive dispersion of metals in accordance with the patent of the Russian Federation No. 22585837 (publ. July 10, 2005, IPC ⁴ B22F 9/14). The device comprises a dielectric vessel with an opening in the lower part for supplying a working fluid to it, an additional bottom made of dielectric material with holes, plate electrodes connected in parallel to an electric pulse generator. The electrodes are equipped with movable dielectric shutters that cover the electrodes. This device does not allow the replacement of electrodes without stopping the process, which significantly reduces its performance. This device is accepted as the closest analogue.

Техническим результатом заявленного технического решения является повышение производительности, а также надежности работы устройства.The technical result of the claimed technical solution is to increase productivity, as well as the reliability of the device.

Заявленный технический результат достигается тем, что в устройстве для электроэрозионного диспергирования металлов, содержащем сосуд из диэлектрического материала с крышкой и отверстием в нижней части для подвода рабочей жидкости, размещенное внутри сосуда дополнительное сетчатое днище, электроды, подведенные внутрь сосуда и подключенные к генератору электрических импульсов, электроды имеют цилиндрическую форму и выполнены с возможностью вращательно-поступательного движения в направлении внутреннего объема сосуда, сетчатое днище выполнено в виде части цилиндрической поверхности и размещено вблизи поверхности электродов.The claimed technical result is achieved by the fact that in the device for electroerosive dispersion of metals, containing a vessel of dielectric material with a lid and a hole in the lower part for supplying the working fluid, an additional mesh bottom located inside the vessel, electrodes brought into the vessel and connected to the electric pulse generator, the electrodes have a cylindrical shape and are made with the possibility of rotational-translational movement in the direction of the internal volume of the vessel, the mesh bottom made as part of a cylindrical surface and placed near the surface of the electrodes.

Периодическое вращение электродов разрушает образующиеся короткозамкнутые цепочки гранул, что обеспечивает непрерывную работу устройства, а также равномерное вырабатывание электродов по высоте сосуда. При этом замена электродов осуществляется простой стыковкой новых электродов в торец старых без остановки процесса или с кратковременной остановкой без нарушения герметизации сосуда. Выполнение сетчатого днища в виде части цилиндрической поверхности позволило ликвидировать застойные зоны в углах реактора, где периодически происходило «сваривание» гранул, приводящее к короткому замыканию. Размещение сетчатого днища вблизи поверхности электродов обеспечивает равномерное поступление рабочей жидкости к гранулам, не препятствуя при этом свободному вращательно-поступательному перемещению электродов.Periodic rotation of the electrodes destroys the formed short-circuited chains of granules, which ensures continuous operation of the device, as well as uniform generation of electrodes along the height of the vessel. In this case, the replacement of the electrodes is carried out by simply connecting the new electrodes to the end of the old ones without stopping the process or with a short stop without violating the sealing of the vessel. The implementation of the mesh bottom as part of a cylindrical surface made it possible to eliminate stagnant zones in the corners of the reactor, where granules “welded” periodically, leading to a short circuit. Placing the mesh bottom near the surface of the electrodes ensures uniform flow of working fluid to the granules, without interfering with the free rotational-translational movement of the electrodes.

На чертежах схематически показаны следующие виды устройства:The drawings schematically show the following types of devices:

Фиг. 1 - фронтальный разрез;FIG. 1 - frontal section;

Фиг. 2 - боковой вид с разрезом.FIG. 2 is a side view with a section.

Устройство состоит из сосуда 1, выполненного из диэлектрического материала (например, текстолит или органическое стекло), сетчатого днища 2, выполненного из того же материала, что и сосуд, патрубка 4 для подачи рабочей жидкости, крышки 7 сосуда с патрубками 5 вывода продуктов эрозии в виде суспензии и патрубка 6 для загрузки гранул. Два электрода 10, выполненные в виде круглых стержней, вводятся в сосуд с двух противоположных сторон через уплотнительные узлы 8. Подача импульсов производится через скользящие токоподводы 9. Тип привода для вращения и подачи электродов выбирается изготовителем. Торцы электродов 10 желательно оборудовать посадочным местом для стыковки с приводом и для точной подстыковки новых электродов.The device consists of a vessel 1 made of a dielectric material (for example, textolite or organic glass), a mesh bottom 2 made of the same material as the vessel, a pipe 4 for supplying working fluid, a cover 7 of the vessel with pipes 5 for outputting erosion products into in the form of a suspension and pipe 6 for loading granules. Two electrodes 10, made in the form of round rods, are introduced into the vessel from two opposite sides through the sealing nodes 8. The impulses are supplied through sliding current leads 9. The type of drive for rotation and electrode feeding is selected by the manufacturer. The ends of the electrodes 10, it is desirable to equip a seat for docking with the drive and for the exact pairing of new electrodes.

Устройство работает следующим образом. Исходные гранулы металла через патрубок 6 попадают в межэлектродное пространство 3. От генератора импульсного напряжения (не показан) импульсы напряжения подаются на электроды 10. Через патрубок 4 подается рабочая жидкость. В процессе электроэрозионного диспергирования происходит образование суспензии за счет разрушения гранул и электродов (на долю электродов приходится от 6% до 10% вклада в получаемый продукт). Электроды 10 могут быть изготовлены из того же материала, что и гранулы, в случае, если материалы разные, то полученный продукт будет иметь примесь материала электродов. По мере срабатывания электродов проводится поворачивание их вокруг своей оси с некоторым поступательным продвижением. При этом выдерживается примерно одинаковое межэлектродное расстояние за все время работы, что положительно сказывается на стабильности процесса, а следовательно, на производительности, нет образования короткозамкнутых цепочек, также снижающих производительность и КПД процесса в целом. Наличие скругленного днища позволило ликвидировать застойные зоны в углах реактора, где периодически происходило «сваривание» гранул, приводящее к короткому замыканию и, соответственно, к остановке работы устройства.The device operates as follows. The initial metal granules through the nozzle 6 fall into the interelectrode space 3. From the pulse voltage generator (not shown), voltage pulses are supplied to the electrodes 10. Through the nozzle 4, the working fluid is supplied. In the process of electroerosive dispersion, a suspension is formed due to the destruction of granules and electrodes (electrodes account for 6% to 10% of the contribution to the resulting product). The electrodes 10 can be made of the same material as the granules, if the materials are different, then the resulting product will have an admixture of electrode material. As the electrodes are triggered, they are rotated around their axis with some progressive advancement. At the same time, approximately the same interelectrode distance is maintained for the entire time of operation, which positively affects the stability of the process, and therefore, productivity, there is no formation of short-circuited chains, which also reduce the productivity and efficiency of the process as a whole. The presence of a rounded bottom made it possible to eliminate stagnant zones in the corners of the reactor, where granules “welded” periodically, leading to a short circuit and, accordingly, to a stop of the operation of the device.

Заявленное устройство обладает высокой производительностью и надежностью, при этом обеспечивая получение порошков высокого качества.The claimed device has high performance and reliability, while ensuring the production of high quality powders.

Claims

Device for electroerosive dispersion of metals, containing a vessel of dielectric material with a lid and an opening in the lower part for supplying a working fluid, an additional mesh bottom placed inside the vessel, electrodes brought into the vessel and connected to an electric pulse generator, characterized in that the electrodes have a cylindrical shape and made with the possibility of rotational-translational movement in the direction of the inner volume of the vessel, and the mesh bottom is made with a cylindrical ited and placed near the electrodes, preventing their movement.