UA130939U

UA130939U - DEVICE FOR OBTAINING METAL COLOID

Info

Publication number: UA130939U
Application number: UAU201809540U
Authority: UA
Inventors: Валентин Вікторович Олішевський; Євген Миколайович Бабко; Олексій Петрович Балтажи; Сергій Олександрович Лапшин; Костянтин Георгійович Лопатько
Original assignee: Олексій Петрович Балтажи
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2018-12-26

Abstract

Пристрій для отримання колоїду металу містить щонайменше один генератор імпульсів та розрядні камери, причому розрядні камери виконані у формі трикутної призми, нахил бокових граней яких дорівнює від 30° до 40°, та які у кількості двох і більше одночасно підключені до щонайменше одного генератора розрядних імпульсів.Device for producing colloid metal contains at least one pulse generator and discharge chambers, the discharge chambers are made in the form of a triangular prism, the inclination of the lateral faces of which is from 30 ° to 40 °, and which in the number of two or more simultaneously connected to at least one bit pulse generator .

Description

Корисна модель належить до порошкової металургії, зокрема до пристроїв для одержання порошків та колоїдних розчинів методом електроерозійного диспергування.The useful model belongs to powder metallurgy, in particular to devices for obtaining powders and colloidal solutions by the electroerosion dispersion method.

Відомий пристрій для електроерозійного диспергування металів, в якому циліндрові електроди діаметром 10 мм виготовлені з металу, що подрібнюється, встановлюють на відстані, рівній 1-2 мм, в цангових затискачах, осі яких зміщені по відношенню один до одного на величину, яка дорівнює 2 мм. Потім електроди занурюють в посудину із неіржавіючої сталі з робочою рідиною, якою є дистильована вода, включають обертання верхнього електрода, виконавчий пристрій і генератор імпульсної напруги. За допомогою виконавчого пристрою електроди зближуються до появи розрядів. При появі розрядів відбувається рівномірне спрацьовування поверхонь торців електродів і утворення порошку, який виноситься з міжелектродного проміжку і накопичується в посудині. (Ас. СССР Мо 1822032. Пристрій для електроерозійного диспергування металів. МІПКб В22Е 9/14. Опубл. 1995.08.09|. Недоліком відомого пристрою є те, що порошок отримується в результаті електроерозійного руйнування електрода. Така технологія вимагає спеціального виробництва електродів, заданого хімічного складу, постійної заміни електродів і відзначається складністю забезпечення усталеності технологічного режиму диспергування.A known device for electroerosion dispersion of metals, in which cylindrical electrodes with a diameter of 10 mm made of metal to be crushed are installed at a distance equal to 1-2 mm in collet clamps, the axes of which are offset relative to each other by a value equal to 2 mm . Then the electrodes are immersed in a vessel made of stainless steel with a working fluid, which is distilled water, include the rotation of the upper electrode, the actuator and the pulse voltage generator. With the help of an executive device, the electrodes are brought closer to the appearance of discharges. When discharges occur, there is a uniform activation of the surfaces of the electrode ends and the formation of powder, which is carried out from the interelectrode gap and accumulates in the vessel. (Ass. USSR Mo 1822032. Device for electroerosion dispersion of metals. MIPKb B22E 9/14. Publ. 1995.08.09|. The disadvantage of the known device is that the powder is obtained as a result of electroerosion destruction of the electrode. This technology requires special production of electrodes, a given chemical composition, constant replacement of electrodes and is characterized by the difficulty of ensuring the stability of the dispersion technological regime.

Відомий пристрій для електроерозійного диспергування металів у насипному шарі, що містить діелектричну судину з отвором в її донній частині для подачі робочої рідини, плоскі електроди, які встановлені в судині над отвором і вертикальну діелектричну перегородку з пристосуванням для переміщення перегородки вгору і вниз і регулювання висоти перевищення її над краями електродів (див. Патент Мо 6863. МПК В22Е 9/14). Недоліком пристрою є низька технологічність внаслідок необхідності постійного регулювання висоти виступу перегородки над краями електродів для переміщення гранул. Відома установка для електроерозійного диспергування металів у середовищі робочої рідини, яка включає реактор, виготовлений у вигляді посудини з отворами для подання гранул металевих матеріалів і для прокачування через нього робочої рідини, електродами, розташованими у порожнині реактора і підключеними до джерела імпульсного струму, та насос, призначений для прокачування робочої рідини через реактор, виготовлений у вигляді тіла обертання, з можливістю обертання навколо горизонтальної осі та має осьові отвори для подання гранул металевих матеріалів і дляA known device for electroerosion dispersion of metals in a bulk layer, containing a dielectric vessel with an opening in its bottom part for supplying the working fluid, flat electrodes that are installed in the vessel above the opening and a vertical dielectric partition with a device for moving the partition up and down and adjusting the height of the excess it above the edges of the electrodes (see Patent Mo 6863. IPC B22E 9/14). The disadvantage of the device is the low manufacturability due to the need to constantly adjust the height of the protrusion of the partition above the edges of the electrodes to move the granules. A known installation for electroerosion dispersion of metals in the medium of a working fluid, which includes a reactor made in the form of a vessel with openings for supplying pellets of metallic materials and for pumping the working fluid through it, electrodes located in the reactor cavity and connected to a pulsed current source, and a pump, intended for pumping the working fluid through the reactor, made in the form of a body of rotation, with the possibility of rotation around a horizontal axis and having axial holes for supplying pellets of metallic materials and for

Зо прокачування через реактор робочої рідини виконані у днищах реактора (Патент України Мо 2516. МПК В2ЗН 9/00, публ. 17.05.2004, бюл. Мо 5/2004)|. Недоліком установки є складність конструкції, оскільки необхідний спеціальний привід для обертання реактора і спеціальна конструкція елементів, що підводять електричні імпульси на електроди та гідросистеми для подачі води під час обертання реактора.The pumping of the working fluid through the reactor is carried out in the bottoms of the reactor (Patent of Ukraine Mo 2516. МПК В2ЗН 9/00, publ. 05/17/2004, bulletin Mo 5/2004)|. The disadvantage of the installation is the complexity of the design, since a special drive is required for the rotation of the reactor and a special design of the elements that supply electric impulses to the electrodes and hydraulic systems for supplying water during the rotation of the reactor.

Відома установка для електроерозійного диспергування металів, яка містить реактор, бічні стінки якого виготовлено з струмопровідного матеріалу, і які одночасно є електродами (ПатентA known installation for electroerosion dispersion of metals, which contains a reactor, the side walls of which are made of conductive material, and which at the same time are electrodes (Patent

України Мо 72324. Установка для електроерозійного диспергування металів. МПК В22Е 9/14;Mo 72324 of Ukraine. Installation for electroerosion dispersion of metals. IPC B22E 9/14;

В22Е 11/02. публ. 15.02.2005, бюл. Мо 2/2005). Недоліком такого пристрою є те, що протягом електроерозійного диспергування металів відбувається руйнування електродів, а якщо електродами є стінки реактора, то, відповідно, руйнування їх. Це призводить до того, що після певного часу роботи пристрою потрібна заміна електродів, а у даному випадку стінок реактора, що ускладнює технологію виробництва порошку та збільшує його вартість.B22E 11/02. publ. 15.02.2005, Bull. Mo 2/2005). The disadvantage of such a device is that during the electroerosion dispersion of metals, the electrodes are destroyed, and if the electrodes are the walls of the reactor, then, accordingly, they are destroyed. This leads to the fact that after a certain time of operation of the device, the replacement of the electrodes, and in this case the walls of the reactor, is required, which complicates the powder production technology and increases its cost.

Відомі пристрої для електроерозійного диспергування металів, що містять діелектричну посудину з отвором в її донній частині для подачі робочої рідини, плоскі електроди, які виготовлені у вигляді площин, що розходяться вгору з кутом розкриття між ними від 70 до 85"Known devices for electroerosion dispersion of metals, containing a dielectric vessel with an opening in its bottom part for supplying the working fluid, flat electrodes, which are made in the form of planes diverging upwards with an opening angle between them from 70 to 85"

ІА. с. СССР Мо 663515. Устройство для злектрозрозионного диспергирования металлов. МПКIA. with. USSR Mo 663515. Device for electrodispersion of metals. IPC

В2ЗР 1/02. Опубл. 25.05.1979. Бюл. Мо 19)| або від 45 до 120" (Патент РФ Мо 2001719.B2ZR 1/02. Publ. 05/25/1979. Bul. Mo 19)| or from 45 to 120" (Russian Patent No. 2001719.

Устройство для злектрозрозионного диспергирования металлов в насьшном слое. МПК В22Р 9/14. Опубл. 30.10.1993. Бюл. Мо 39-40). Недоліком відомих пристроїв є широка крива розподілу дисперсності порошку, що одержується, яка обумовлена тим, що відстань між нижніми кінцями електродів менше, ніж між верхніми і електричний опір нижнього шару металу, що диспергується, значно менше, ніж верхнього шару, що створює неоднакові умови диспергування по висоті шару металевих гранул в реакторі.Device for electroerosion dispersion of metals in our layer. IPC B22R 9/14. Publ. 30.10.1993. Bul. Mo 39-40). The disadvantage of the known devices is the wide distribution curve of the dispersion of the obtained powder, which is due to the fact that the distance between the lower ends of the electrodes is smaller than between the upper ones and the electrical resistance of the lower layer of the dispersing metal is much less than that of the upper layer, which creates unequal dispersion conditions along the height of the layer of metal granules in the reactor.

Найбільш близьким до запропонованого за технічною суттю є пристрій для отримання колоїдних розчинів ультрадисперсних порошків металів, який обрано за найближчий аналог, що включає генератор імпульсів, реактор, встановлений на віброплатформі зі встановленим під нею вібратором, яка з'єднана за допомогою пружних елементів з основою, електроди, які встановлені на пружних підвісках з можливістю вібрації в одній або в двох, або в трьох ортогональних площинах і які з'єднані з виходами генератора імпульсів |Патент 38461 ОА, МПК 60 вВ22Е 9/08 (2006.01), публ. 12.01.2009, бюл. Мо 1/2009). Недоліком найближчого аналога є те, що вібрація реактора з гранулами ускладнює загальну конструкцію технологічного комплексу для отримання колоїду металу, збільшує його вартість та ууоеможливлює забезпечення стабілізацію параметрів розрядних імпульсів, коли до генератора розрядних імпульсів підключено дві або більше розрядних камер одночасно.The device for obtaining colloidal solutions of ultradispersed metal powders is the closest to the proposed one in terms of technical essence, which is chosen as the closest analog, which includes a pulse generator, a reactor installed on a vibrating platform with a vibrator installed under it, which is connected to the base by means of elastic elements, electrodes that are installed on elastic suspensions with the possibility of vibration in one or two or three orthogonal planes and which are connected to the outputs of the pulse generator |Patent 38461 OA, MPK 60 vB22E 9/08 (2006.01), publ. 12.01.2009, Bull. May 1/2009). The disadvantage of the closest analogue is that the vibration of the pellet reactor complicates the overall design of the technological complex for obtaining metal colloid, increases its cost and makes it impossible to ensure the stabilization of the discharge pulse parameters when two or more discharge chambers are connected to the discharge pulse generator at the same time.

В основу корисної моделі поставлена задача, яка полягає у підвищенні продуктивності пристрою, а саме отримання продукту - колоїду металу - з мінімальними енергетичними і тепловими втратами.The useful model is based on the task of increasing the productivity of the device, namely obtaining a product - a metal colloid - with minimal energy and heat losses.

Технічний результат досягається за рахунок того, що пристрій для отримання колоїду металу, що містить щонайменше один генератор імпульсів та розрядні камери, причому розрядні камери виконані у формі трикутної призми, нахил бокових граней яких дорівнює від 30" до 40", та які у кількості двох і більше одночасно підключені до щонайменше одного генератора розрядних імпульсів.The technical result is achieved due to the fact that the device for obtaining a metal colloid, containing at least one pulse generator and discharge chambers, and the discharge chambers are made in the form of a triangular prism, the slope of the side faces of which is from 30" to 40", and which are in the number of two and more are simultaneously connected to at least one discharge pulse generator.

Суть корисної моделі пояснюється наступними графічними матеріалами: фіг. 1 - Схема пристрою в повздовжньому розрізі; фіг. 2 - Схема пристрою у фронтальній проекції.The essence of the useful model is explained by the following graphic materials: fig. 1 - Scheme of the device in a longitudinal section; fig. 2 - Scheme of the device in front projection.

До складу пристрою входять генератор розрядних імпульсів (далі - ГРІ) 6 та щонайменше дві розрядні камери 1. Розрядні камери 1 виконані у формі трикутної призми з діелектричного матеріалу. Унизу кожної камери розташовані металеві електроди 2, 3, на які подається імпульсний струм із ГРІ 6. Співвідношення розмірів розрядної камери 1 ширина дна а : висота р : ширина верху с відповідає як 1:3:2 і забезпечує режим роботи пристрою з отримання продукту - колоїду металу - з мінімальними енергетичними і тепловими втратами. Довжина а розрядної камери 1 відповідає співвідношенню до висоти бр як 10:1. Кут о; нахилу граней розрядної камери 1 дорівнює від 307" до 40". Електроди у вигляді плоских пластин, які з'єднані з виходами генератора імпульсів і встановлені в кожній розрядній камері для електроерозійного диспергування гранул металів в рідині.The device includes a discharge pulse generator (hereinafter referred to as a discharge pulse generator) 6 and at least two discharge chambers 1. The discharge chambers 1 are made in the form of a triangular prism made of dielectric material. At the bottom of each chamber there are metal electrodes 2, 3, to which a pulsed current is supplied from the GRI 6. The ratio of the dimensions of the discharge chamber 1 bottom width a : height p : top width c corresponds to 1:3:2 and ensures the operation mode of the device for obtaining the product - metal colloid - with minimal energy and heat losses. The length of the discharge chamber 1 corresponds to the ratio to the height of the br as 10:1. Angle o; the slope of the faces of the discharge chamber 1 is from 307" to 40". Electrodes in the form of flat plates, which are connected to the outputs of the pulse generator and installed in each discharge chamber for electroerosion dispersion of metal granules in the liquid.

Робота пристрою полягає у наступній послідовності дій елементів, що входять до його складу. В розрядну камеру 1 додають гранули металу 4, які заповнюють розрядну камеру 1 до половини її висоти Б, та заповнюють на 2/3 об'єму розрядної камери 1 діелектричною рідиною 5.The operation of the device consists in the following sequence of actions of the elements included in its composition. Metal granules 4 are added to the discharge chamber 1, which fill the discharge chamber 1 to half its height B, and fill 2/3 of the volume of the discharge chamber 1 with dielectric liquid 5.

На електроди 2,3, один з яких є анодом (А) та другий є катодом (-К), з ГРІ 6 подаєтьсяElectrodes 2, 3, one of which is the anode (A) and the second is the cathode (-K), are fed from the GRI 6

Зо імпульсний струм, що викликає руйнування гранул металу 4 та утворення колоїдних розчинів нанорозмірних порошків металів.A pulsed current that causes the destruction of metal granules 4 and the formation of colloidal solutions of nanosized metal powders.

Причинно-наслідковий зв'язок між застосуванням корисної моделі та заявленим технічним результатом полягає у тому, що форма розрядної камери 1 та співвідношення розмірів її сторін призводить до зміни площі контактів між гранулою металу 4 і електродом, за рахунок чого знижуються енерго- і теплозатрати, а продуктивність роботи пристрою зростає.The cause-and-effect relationship between the application of the useful model and the declared technical result is that the shape of the discharge chamber 1 and the ratio of the dimensions of its sides leads to a change in the contact area between the metal granule 4 and the electrode, due to which energy and heat costs are reduced, and the performance of the device increases.

Claims

FORMULATION OF THE UTILITY MODEL A device for obtaining a metal colloid containing at least one pulse generator and

40 discharge chambers, which is characterized by the fact that the discharge chambers are made in the form of a triangular prism, the slope of the side faces of which is from 30" to 40", and which in the number of two or more are simultaneously connected to at least one generator of discharge pulses.