SU975206A1 - Установка дл получени дроби из расплавов - Google Patents

Description

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ДРОБИ ИЗ РАСПЛАВОВ

Изобретение относитс  к гранул ции расплазов , в частности к производству металлической дроби.

Известны установки дл  получени  металлической дроби из расплавов, включающие центробежный диспергатор, механизм вращени , охладительный бассейн и механизм извлечени  дроби 1.

Недостатки таких установок заключаютс  в том, что диспергаторы их недолговечны , а получаемые гранулы характеризуютс  значительной размерной неоднородностью и неправильной формой.

Известна также установка дл  получени  дроби из расплавов, смонтированна  в центре охладительного бассейна и включающа  разливочный тигель, регулируемый привод , полый приводной вал, вращающиес  совместно с ним, без возможности относительного смещени  водоохлаждаемый диспергатор и конусообразный корпус с винтовыми лопаст ми на внутренней поверхности. При этом внутренн   поверхность корпуса и наружна  поверхность диспергатора образуют между собой расшир ющийс  кверху зазор дл  прохода охладител .

Процесс гранул ции на этой установке осуществл етс  следующим образом. Расплав из разливочного тигл  струей падает на дно вращающегос  диспергатора, приобретает скорость его движени , поднимаетс  вверх и сбрасываетс  с верхнего торца диспергатора 2.

Недостаток устройства заключаетс  в том, что охлаждение поверхности диспергатора дл  мощных центробежных установок 10 (20 т/ч и выще) недостаточно. Это объ сн етс  тем, что вращение диспергатора и корпуса с винтовыми лопаст ми в одну сторону с одинаковыми угловыми скорост ми (частотами вращени ) приводит к тому, что охладитель уже в самом начале своего движени 

15 в зазоре приобретает такую же частоту вращени , что и заключающие его стенки и лопасти , и интенсивность теплоотдачи от стенок диспергатора определ етс  только скоростью движени  охладител  в основном 20 вдоль вертикальной образующей поверхности диспергатора.

Одновременно согласно 3 при вертикальной оси вращени  центробежной мащины в охладителе образуетс  внутренн   свободна  поверхность, представл юща  собой параболу, и следовательно, охладитель имеет продольную разностенность, уменьшающуюс  к верщине, в результате в верхней части диспергатора образуетс  слабоохлаждающа  газова  пустота. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  установка дл  получени  дроби из расплавов, включающа  разливочный тигель, бассейн с водой, регулируемый привод , редуктор с полым приводным валом, водоохлаждаемый диспергатор с возможное-, тью вращени  и конусообразный подвижный корпус с лопаст ми на внутренней поверхности , образующей с диспергатором кольцевой зазор 4. Однако охладитель в известной установке , движущийс  под действием давлени  P в виде расщир ющегос  конуса, никакого противодействи  не встречает. В результате, в мощных центробежных мащинах, имеющнх щирокие кольцевые зазоры от 10 мм и более, образуетс  слабоохлаждающа  газова  пустота. Зафиксированы случаи прогара именно в этих местах диспергатора. Цель изобретени  - повыщение надежности и долговечности установки путем интенсификации охлаждени  диспергатора. Поставленна  цель достигаетс  тем, что установка дл  получени  дроби из расплавов , включающа  разливочный тигель, бассейн с водой, регулируемый привод, редуктор с полым приводным валом, водоохлаждаемый диспергатор с возможностью вращени  и конусообразный подвижный корпус с лопаст ми на внутренней поверхности,, образующий с диспергатором кольцевой зазор, снабжена подщипниками качени , дополнительным зубчатым колесом и зубчатым венцом внутреннего зацеплени , св занным через щестерни-сателлиты с дополнительным зубчатым колесом, закрепленным на приводном валу, а корпус установлен на подщипниках качени , при этом внутренн   конусообразна  поверхность корпуса выполнена сужающейс  кверху. На фиг. 1 представлена установка, общий вид; на фиг. 2 - схема образовани  пустоты между вращающимис  в одну сторону диспергатором и подвижным корпусом в известном устройстве; на фиг. 3 - схема диспергатора и подвижного корпуса. Установка включает водоохлаждаемый диспергатор 1, установленный посредством хвостовика на полом приводном валу 2, смонтированном с помощью подшипников в обойме 3 и корпусе 4 редуктора, скрепленных болтами 5. Подвижный корпус 6, имеющий сужающуюс  кверху внутреннюю поверхность А и винтовые лопасти 7, винтами 8 скреплен с зубчатым венцом 9 внутреннего зацеплени , св занным через шестерни-сателлиты 10 с дополнительным зубчатым колесом 11, жестко закрепленным На приводном валу 2. Зубчатый венец 9 с помощью подшипников 12 смонтирован на обойме 3. Шестерни-сателлиты 10 свободно посажены на оси 13, жестко смонтированные во фланце 14, который винтами 15 скреплен с обоймой 3. Уплотнени  16 защищают механизм от проникновени  охладител . Работа установки и получение дроби осуществл етс  следующим образом. При включении привода (не показан) начинаетс  вращение диспергатора 1 и корпуса 6, одновременно включаетс  система охлаждени  (не показана). Охладитель, например вода, под давлением 3-5 кГс/см поступает по полому приводному валу 2 через хвостовик в зазор Б между диспергатором 1 н корпусом 6. Корпус 6, враща сь в сторону, противоположную диспергатору, создает высокую степень проскальзывани  охладител  относительно диспергатора, а его коническа  внутренн   поверхность А, сужающа с  кверху в направлении движени  охладител , преп тствует отходу охладител  от стенок диспергатора и противодействует образованию газовой пустоты. Проскальзывание охладител  при вращении диспергатора и корпуса в противоположные стороны увеличивает скорость охладител  относительно охлаждаемой поверхности диспергатора, при этом суммарна  скорость равна геометрической сумме векторов скоростей вдоль вертикальной образующей диспергатора (напорна  составл юща ) и по касательной к ней (скорость проскальзывани ), т. е.I. Vod + V , где -суммарна  скорость движени  охладител ; (i ) - скорость проскальзывани ; т| - коэффициент проскальзывани ; D -диаметр охлаждаемой поверхности диспергатора; П,ип2-частоты вращени  диспергатора и корпуса охладител ; VH -напорна  составл юща  скорости. Согласно указанному выражению проведен расчет, который показал, что при диаметре диспергатора 0,4 м, частоте вращени  диспергатора 10 об/с, и такой же дл  корпуса. но в другую сторону, степени проскальзывани  30% касательна  составл юща  скорости равна 7,5 м/с. Напорна  часть при использовании мощного насоса с расходом 120 при толщине зазора 10 мм на диспергаторе того же диаметра равна только 2,8 м, т. е. при сохранении неизменным расхода охладител  обща  скорость его движени  относительно диспергатора в этих услови х составл ет 8 м, что почти в 3 раза больше значени  скорости в тех же услови х, но при вращении диспергатора и корпуса в одйом направлении и с равными частотами. Однако вращение корпуса и диспергатора в разные стороны не полностью исключают возможности образовани  в верхней части диспергатора газовой пустоты. Выполнение корпуса сужающимс  кверху в направлении движени  охладител ; создает силу РВ , направленную перпендикул рно к стопке корпуса внутрь жидкости, движущейс  в зазоре. Эта сила преп тствует отходу охладител  от стенки диспергатора, противодействует образованию газовой пустоты и, кроме того, способствует дополнительному перемещиванию охладител , что улучщает теплоотвод от стенок диспергатора.

На чертеже (фиг. 3) показана схема образовани  дополнительной скорости движени  охладител  относительно диспергатора 1 и исключени  газовой пустоты образующейс  между диспергатором 1 и подвижным корпусом 3 с лопаст ми 2 за счет силы

РЗ, .А,

где РН -давление охладител  в зазоре между диспергатором и корпусом; d -угол наклона внутренней стенки корпуса относительно вертикали.

В предлагаемом устройстве не рассматриваетс  дополнительное давление, возникающее от центробежной силы, создаваемой подвижным корпусом и диспергатором при вращении в противоположные стороны (они работают как центробежный насос). Ее вертикальна  составл юща  способствует усилению давлени , а также компенсирует некоторое увеличение мощности, необходимой дл  преодолени  сопротивлени  суживающейс  поверхности корпуса охладител .

Расплав из тигл  поступает во вращающийс  диспергатор 1 и, преобрета  скорость его вращени , сбрасываетс  с верхнего его торца в виде струй, планок или отдельных капель, при этом образующиес  гранулы затвердевают в воде бассейна, из которого удал ютс  с помощью подъемника (не показан).

В результате размещени  подвижного корпуса с возможностью вращени  его в сторону , противоположную вращению диспергатора , и выполнени  его сужающимс  кверху (в Направлении движени  охладител )

возникают дополнительный эффект «сдирани  - проскальзывани  охладител  относительно поверхности диспергатора и сила РВ , преп тствующа  отходу охладител  от стенки диспергатора.

Эти факторы предотвращают возникновение газовой пустоты, увеличивают скорость движени  охладител , способствуют дополнительному его перемешиванию и тем самым интенсифицируют охлаждение диспергатора , т. е. позвол ют повысить долговечность и надежность установки.

Claims (4)

1.Авторское свидетельство СССР № 216932, кл. В 22 F 9/00, 1968.

2.Авторское свидетельство СССР № 761145, кл. В 22 F 9/08, 1978.

3.Юдин С. Б. и др. Центробежное литье. М., «Мащиностроение, 1972, с. 15.

4. Авторское свидетельство СССР № 799916, кл. В 22 F 9/08, 1978.

бассейн с одой

cfluCTMoS i

уродеиь охладител 

Н при 5од 1