SE445810B - Roterande finfordelningsorgan for smelt metall - Google Patents

Description

7812698-4 2' formad utloppskanal, samt dels ett organ som fixerar kylplattan vid drivaxeln för rotation därmed.

Ett dylikt roterande finfördelningsorgan är tidigare känt genom exempelvis DE-Al-25 53 l3l.

I det kända organet är kylplattans ovan-, kant- och botten- sidor åtskilda från intilliggande ytor hos den cylindriska hålig- heten i skivan. Kylmedelflödet tillföres via det inre röret och fördelas därefter över kylplattans ovansida, strömmar runt kyl- plattans kantyta och därefter mot cylinderutrymmets centrum för utströmning genom ringöppningen i centrum av skivans nedre vägg.

Den kända kylflödesbanan medger erforderlig kylning av den rote- rande skivan för framställning av järnbaserade legeringspartiklar.

Det har visat sig att det kända organet emellertid ej är lämpligt för framställning av nickelbaserade, varmhållfasta legerings- partiklar. Den smälta nickelbaserade och varmhållfasta legeringen har en mycket högre temperatur än järnbaserade legeringar och det kända organet kan inte effektivt skydda komponenter i rotorskivan mot alltför snabb värmenedbrytning vid användning med dylika varm- hållfasta nickelbaserade legeringar. Det kända organets otillräck- liga kylförmåga för att tillräckligt skydda detsammas komponenter vid användning med varmhållfasta legeringar, beror på kylflödes- banorna i organet. I det kända organet expanderar kylmedlet då det- samma ledes ut genom öppningen i kylplattans ovansida för fördel- ning över densamma. Vid kylplattans undersida samlas kylmedlet upp på nytt och flödet därav föres samman och ledes radiellt inåt mot den centrala ringöppningen i skivans nedre vägg. Denna expan- sion och sammandragning av kylmedelflödet medför stor turbulens med inre flödesförluster och tendens till flödesseparation, vil- ket tillsammans resulterar i en lägre kylmedelflödeshastighet, och kan kylmedlet vid skivans övre yta inte fördelas ordentligt för lika avkylning i alla punkter på den roterande skivan, varvid värmepâ- känningar alstras i skivan.

Syftet med föreliggande uppfinning är således att förbättra det kända organet för att reducera kylmedelflödets sammanförings- och expansionsförluster samt reducera tendensen till flödessepara- tion för förbättrad avkylning.

Detta syfte uppnås“genom att den ringformade kylplattan upp- visar radiella kanaler i ovan- och bottensidorna, varvid kanalerna i ovansidan ligger i linje med kanalerna i bottnen, samt axiella kanaler i kylplattans ytterkantsida, vilka förbinder de radiella ytterändarna på respektive par i linje liggande kanaler, och att 3- 7812698-4 cylinderutrymmets cirkelformade ovansida anligger mot kylplattans I ringformade ovansida, medan detsammas ringformade botten anligger mot kylplattans ringformade botten och detsammas cylindriska utsida anligger mot kylplattans ytterkantsida.

Härigenom expanderas kylflödet ej längre för fördelning över kylplattans hela ovansida och samanföres detsamma ej heller för uppsamling vid den centrala nedre utloppsöppníngen. Istället ledes kylflödet genom smala radiella kanaler med konstant yta i kyl- plattans övre kant- och nedre ytor, varvid flödesexpansions- och -sammanföringsturbulens och därmed flödesförluster som kan med- föra att flödesseparation undvikes. Således ökar avkylningshastig- heten väsentligt, varvid organet blir lämpligt för smälta, varm- hållfasta legeringar och lokala värmepåkänningar i skivan und- vikes.

Uppfinningen skall nedan närmare beskrivas med hänvisning till bifogad ritning, på vilken fig. l är ett snitt genom ett avkylt finfördelningsorgan för flytande metall och ansluten till en rotationsaxelände; fig. 2 är en planvy på finfördelningsorganets cirkelformade platta med radiella kanaler; och fig. 3 är en perspektivvy över inloppskylrörets förvirvel- rörinsats.

Ett roterande finfördelningsorgan l visas för mottagande av ett flöde x av smält metall och för att accelerera detsamma radiellt utåt i en apparat för framställning av metallpulver.

Emedan vilken som helst typ av degel kan användas för upp- värmning och hällning, visas en dylik konstruktion i US patent- skrift 4 025 249, där en degel med anslutande induktionsugn är svängbart monterad i en rörlig stödvagn. En sådan konstruktion kan användas för att hälla den smälta metallen och ett induktions- kontrollorgan är anordnat för att kontrollera metallsmältans tem- peratur.

Finfördelningsorganet l innefattar en skiva 2 som är fast för- ankrad överst på en drivaxel 4. Drivaxeln 4 är monterad för rota- tion medelst vilket som helst lämpligt organ 7, exempelvis en elekt- risk motor eller en luftturbin. I föreliggande utförande är ett varvtal på 10000 högt, och ett på 25000 mycket högt. Ett kylorgan 6 är anordnat i skivan 2 och drivaxeln 4. Skivan är utformad med en nedre del 8 och en sammansatt övre del 10. Delen 10 är fäst vid delen 8 medelst en stor låsmutter 12.

Den nedre delen 8 är utformad med en cylindrisk del l4 som 7812698-4 skjuter uppåt från en ringformad dels 16 ytterkant. En cylindrisk del l8 sträcker sig nedåt likaså från delens l6 ytterkant. En kor- tare cylindrisk del 20 sträcker sig nedåt från delens l6 inner- kant; De två nedåtriktade cylindriska delarna l8, 20 bildar ett ringformat spår som mottager drivaxelns 4 övre ände och en adap- terdel 22, som beskrives nedan.

Den sammansatta övre delen lO är utformad med en övre del 23 med en nedåtskjutande fläns 24 som passar mot insidan på den nedre delens 8 cylinderdel 14. Denna konstruktion avgränsar ett cylind- riskt utrymme 26 mellan den övre delen 23 och den nedre delen 8.

En radiell fläns 28 sträcker sig utåt kring den övre delens 23 ytterkant och med dess nedre yta anliggande mot cylinderdelens l4 tßpp, medan en kortare toppyta är utformad för annat syfte (se nedan).

Den övre delens 23 topp eller ovansida är konkav, men kan även vara plan. En yttre metallring 30 är fäst i ett periferiskt urtag 32 runt toppen på den övre delens 23 ytterkant. Ringdelens 30 ovan- sida sträcker sig förbi delens 23 ovansida för att underlätta applicering av en keramisk beläggning 34.

Den nedre delens 8 utsida är gängad vid A för gängning med lâsmutterns 12 invändiga gängor B. Mutterns 12 topp uppvisar en inåt sig sträckande, ringformad fläns 36, som anligger mot den kor- tare ovansidan på den radiella flänsen 28 för att hålla den övre delen 23 i läge mot den nedre delen 8. Toppen på den ihåliga driv- axeln 4 är utformad med ett urtag 38 för att mottaga den nedåt- skjutande, korta cylinderdelen 20. Adaptern 22 är anordnad att fylla ut utrymmet mellan drivaxelns 4 topp och cylinderdelen 18.

Bultar 40 sträcker sig genom cylinderdelen l8, adaptern 22 och in i toppen på drivaxeln 4, varvid skivan 2 är fast förankrad vid driv- axeln 4.

En cirkelformad kylplatta 42 är anordnad i det cylindriska utrymmet 26 med ett inloppskylrör 44 fäst i dess centrum för tillförsel av ett kylfluidum genom en central öppning som sträcker sig genom plattan 42. Kanaler 46 sträcker sig radiellt utåt längs botten på den cirkelformade plattan 42 från inloppskylröret 44, uppåt runt plattans kant och inåt längs ovansidan till kanten på öppningen i mitten. Ytorna 49 mellan kanalerna 46 lokaliserar plattan 42 korrekt i utrymmet 26. Kylplattan 42 är fäst för för- skjutning med skivan 2 medelst tappar 50, och hål 52 kan vara ut- formade på ett eller flera ställen på kylplattan mellan intillig- gande kanaler 46 samt mynna i motsvarande ytor 49 på motsatta sidor

Claims (8)

1. 5' 7812698-4 därav. En motsvarande öppning 54 är utformad i ringdelen 16, som bildar botten på cylinderutrymmet 26. En tapp 56 är placerad i de i linje liggande hålen 52 och 54 och hålles däri av den övre delen 23.

2. Inloppskylröret 44 är försett med distansorgan 48 för kor- rekt placering av detsamma i den ihåliga axeln 4. Kylmedlet pumpas uppåt in i röret 44 medelst en pump 45, runt kylplattan 42 och nedåt mellan röret 44 och cylinderdelen 20 och det inre av driv- axeln 4. Kylfluidet håller den övre delen 10 vid en temperatur under dess smältpunkt och underlättar upprättandet av termisk jämvikt för stabil drift av finfördelningsorganet.

3. För att ytterligare underlätta kylmedelflödet genom kylorga- net 6, innefattande inloppskylröret 44, radialkanalerna 46 och ut- loppskylkanalen mellan röret 44 och cylinderdelen 20 och drivaxelns 4 inre, är en förvirvelrörinsats 60 lokaliserad i röret 44. För- virvelrörinsatsen 60 kan bestå av en långsträckt platta 62 som anordnats utmed röret 44 vid dess övre ände till den punkt där detsamma kommer in i kanalerna 46 i kylplattan 42, för att sätta vattenpelaren i inloppskylröret i virvelrörelse med samma varvtal som röret. Den långsträckta plattan 62 reducerar tendensen till tillbakaströmning vid mycket höga varvtal.

4. Förvirvelrörinsatsen 60 enligt figur 3 utgöres av en lång- sträckt remsa som bildar en långsträckt skärm eller platta 62. Vid insatsens 60 respektive ände sträcker sig plana delar A och B utåt från varje sida, varvid varje plan del A, B är krökt kring plattans 62 motsatta sida till bildande av en cylindrisk centrumdel som kan glidbart anligga mot rörets 44 insida. En liknande stödstruk- tur kan utformas halvvägs mellan ändarna. Då det är nödvändigt att använda en förvirvelrörinsats 60, kan en sådan placeras i röret 44 och lödas fast eller fixeras på annat lämpligt sätt.

5. I ett modifierat utförande, försågs den cylindriska kyl- plattan med 16 radiella kanaler 46 med konstant area, där djup och bredd var 0,254 om. Vid drift i en apparat för framställning av metallpulver, var det använda kylmedlet vatten.

6. Patentkrav: l. Roterande finfördelningsorgan för att mottaga en ström av smält metall på en övre yta för framställning av stelnade metall- partiklar och innefattande dels en drivaxel (4) som är roterbart monterad, dels en skiva (2) som är fast förankrad överst på driv- axeln, varvid skivan uppvisar en nedre metalldel (8) som är fäst 7812698-4 6- på drivaxeln och en övre metalldel (10) som är fäst på den nedre metalldelen och varvid de nedre och övre metalldelarnas motstående sidor är utformade att dessemellan avgränsa ett cylindriskt ut- rymme (26), vilket uppvisar en cylindrisk sidovägg med en cirkel- formad ovansida och en ringformad botten och vilket är anordnat koaxiellt med drivaxeln, dels en långsträckt öppning som sträcker sig genom drivaxelns centrum och den nedre metalldelen och som mynnar i cylinderutrymmets ringformade botten, dels en ringformad kylplatta (42), vilken i centrum uppvisar en öppning, vilken upp- visar en ringformad ovansida och en ringformad botten och vilken uppvisar en ytterkantyta mellan ovansidan och bottnen, dels ett rör (44) som är anslutet till den ringformade kylplattan kring öppningen och som sträcker sig nedåt genom öppningen i cylinder- utrymmets ringformade botten och den långsträckta öppningen, dels ett organ som centrerar inloppskylröret i den långsträckta öpp- ningen till bildande av en ringformad utloppskanal, samt dels ett organ som fixerar kylplattan vid drivaxeln för rotation därmed, k ä n n e t e c k n a t a v att den ringformade kylplattan (42) uppvisar radiella kanaler (46) i ovan- och bottensidorna, varvid kanalerna i ovansidan ligger i linje med kanalerna i bottnen, samt axiella kanaler i kylplattans ytterkantsida, vilka förbin- der de radiella ytterändarna på respektive par i linje liggande kanaler, och att cylinderutrymmets (26) cirkelformade ovansida anligger mot kylplattans ringformade ovansida, medan detsammas ringformade botten anligger mot kylplattans ringformade botten och detsammas cylindriska utsida anligger mot kylplattans ytter- kantsida. 2. Roterande finfördelningsorgan enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t a v att kanalerna (46) i ovan- och bottensidorna med anslutande kanaler i den ringformade kylplattans (42) ytterkantsida uppvisar en konstant flödesyta. 3. Roterande finfördelningsorgan enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t a v att kanalerna (46) i ovan- och bottensidorna med anslutande kanaler i den ringformade kylplattans (42) ytterkantsida är smalt utformade. 4. Roterande finfördelningsorgan enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a t a v att kanalerna (46) i ovan- och bottensidorna med anslutande kanaler i den ringformade kylplattans (42) ytterkantsida är utformade med en bredd på ca. 0,254 cm. 5. Roterande finfördelningsorgan enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t a v att en långsträckt skärm eller platta

7. - 781269

8. -4 (62) är fäst i inloppskylröret (44), varvid skärmens övre ände är lokaliserad vid rörets tapp så att en kylmedelpelare i röret ro- terar med samma varvtal som den ringformade kylplattan (42) då kylmedlet strömmar in i ovansidekanalerna (46). 6. Roterande finfördelningsorgan enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a t a v att den långsträckta plattan (62) uppvisar cylindriska centrumdelar anordnade vid flera ställen runtomkring densamma, varvid centrumdelarna står i kontakt med in- loppskylrörets (44) inre samt är fästa vid röret.