Установка для получения порошков и гранул

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения сферических порошков и гранул из жаропрочных сплавов на основе никеля. Установка содержит рабочую камеру, заполняемую инертным газом, дуговой плазмотрон для плавления вращающейся заготовки и компрессоры с трубопроводами для непрерывной откачки инертного газа из рабочей камеры и подачи его в плазмотрон. В качестве компрессоров установлены вакуумные мембранные наносы, а трубопроводы снабжены вентилями. При этом устройство выполнено с возможностью предварительной откачки воздуха из рабочей камеры, заполнения ее инертным газом и последующей непрерывной откачки газа из камеры и подачи его в плазмотрон. Технический результат - снижение затрат на изготовление и эксплуатацию установки за счет упрощения конструкции. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения сферических порошков и гранул из жаропрочных сплавов на основе никеля.

Известны установки для получения порошков и гранул, содержащие рабочую камеру, заполняемую инертным газом, и дуговой плазмотрон для плавления вращающейся заготовки. Расплавленные частицы металла под действием центробежных сил разлетаются и затвердевают в среде инертного газа в виде порошка или гранул. В плазмотрон непрерывно подают инертный газ, а излишки его выпускают из рабочей камеры в атмосферу, что приводит к непроизводительным затратам (см., например, авт. свидетельство СССР №688282, кл. В22Р 9/10, заявл. 27.01.1977).

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по сущности и совокупности признаков является установка для получения порошков и гранул, содержащая рабочую камеру, заполняемую инертным газом, дуговой плазмотрон для плавления вращающейся заготовки и компрессоры с трубопроводами для непрерывной откачки инертного газа из рабочей камеры и подачи его в плазмотрон, а также вакуумную систему, состоящую из насоса предварительного разрежения и высоковакуумного насоса (см. авт. свидетельство СССР №521021, кл. В22D 23/02, заявл. 24.02.1975).

В данной установке инертный газ циркулирует из рабочей камеры в плазмотрон без пополнения газа извне, что позволяет получить заметную экономию. Однако для этого необходимы затраты на изготовление и последующую эксплуатацию дополнительного устройства для циркуляции инертного газа.

Заявляемое техническое решение направлено на достижение технического результата и на решение задачи снижения затрат на изготовление и эксплуатацию установки для получения порошков и гранул.

Эта задача решается тем, что установка для получения порошков и гранул, содержащая рабочую камеру, заполняемую инертным газом, дуговой плазмотрон для плавления вращающейся заготовки и компрессоры с трубопроводами для непрерывной откачки инертного газа из рабочей камеры и подачи его в плазмотрон, отличается от известных технических решений тем, что в качестве компрессоров установлены вакуумные механические насосы, а трубопроводы снабжены вентилями с возможностью предварительной откачки воздуха из рабочей камеры, заполнения ее инертным газом и последующей непрерывной откачки газа из камеры с подачей его в плазмотрон.

Целесообразно в качестве компрессоров установить вакуумные мембранные насосы, например, типа НВМ-10.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема установки для получения порошков и гранул.

Установка для получения порошков и гранул содержит герметичную рабочую камеру 1, заполняемую инертным газом, дуговой плазмотрон 2 для плавления вращающейся заготовки 3, а также компрессоры 4 и 4' с трубопроводами 5 для непрерывной откачки инертного газа из камеры 1 и подачи его в плазмотрон 2. В контур циркуляции газа также входит фильтр 6 для очистки газа от механических примесей и ресивер 7 для устранения пульсаций давления газа, которыми сопровождается работа компрессоров. В установке имеется источник 8 сжатого инертного газа для заполнения рабочей камеры 1 через вентиль 9. Оба компрессора 4 и 4' являются однотипными и снабжены вентилями на входе 10 и 10' и вентилями на выходе 11 и 11' с возможностью подключения к трубопроводам 5 либо одного из компрессоров, либо двух компрессоров, для их совместной работы. Для создания высокой степени разрежения в установке имеется высоковакуумный насос 12 с вентилем 13.

Новым в установке является то, что в качестве компрессоров установлены вакуумные мембранные насосы 4 и 4', а трубопроводы 5 снабжены вентилями 14, 15, 16 и 17 с возможностью предварительной откачки воздуха из рабочей камеры 1, заполнения ее инертным газом и последующей откачки газа из камеры 1 и подачи его в плазмотрон 2.

При получении порошков и гранул высокой чистоты, что необходимо для жаропрочных никелевых сплавов, целесообразно использовать вакуумные мембранные насосы, не загрязняющие перекачиваемый газ вследствие отсутствия масла и повышенной герметичности, например насосы вакуумные мембранные типа НВМ-10.

Установка для получения порошков и гранул действует следующим образом.

В исходном положении рабочая камера 1 герметизирована, а все вентили закрыты. Для вакуумирования камеры 1 открывают вентили 10, 11, 14, 15 и 16. Включают вакуумный мембранный насос 4. Для ускорения откачки можно включить второй насос 4', предварительно открыв вентили 10' и 11'. Происходит откачка воздуха из камеры 1, плазмотрона 2, фильтра 6 и ресивера 7 с выбросом воздуха в атмосферу через вентиль 16. Достигнув номинальной для насоса 4 величины разрежения, выхлопной вентиль 16 закрывают, насосы 4 и 4' отключают. Более глубокое разрежение, необходимое для плавки жаропрочных никелевых сплавов, обеспечивают подключением к камере 1 высоковакуумного насоса 12 через открытый вентиль 13. После достижения необходимой величины вакуума вентиль 13 закрывают.

Затем открывают вентиль 9 и заполняют инертным газом рабочую камеру 1 и контур циркуляции газа, включая трубопроводы 5, фильтр 6, насосы 4 и 4', ресивер 7 и плазмотрон 2. После заполнения установки инертным газом до заданного избыточного давления закрывают вентиль 9, открывают вентиль 17. Включают насос 4 и, при необходимости, насос 4'. Происходит перекачка инертного газа из камеры 1 в плазмотрон 2. Далее зажигают плазмотрон и приступают к рабочему циклу плавки и центробежного распыления вращающейся заготовки 3.

Преимуществом данного предлагаемого изобретения перед прототипом является снижение затрат на изготовление и эксплуатацию установки для получения порошков и гранул за счет использования одного аппарата (вакуумного механического насоса) вместо прежних двух: вакуумного насоса предварительного разрежения и компрессора для подачи инертного газа в плазмотрон.

Существует и испытан опытный образец установки для получения порошков и гранул в соответствии с предлагаемым изобретением. Как следует из описания конкретных примеров реализации, данное техническое решение осуществимо в производственных условиях и позволяет достигнуть намеченный технический результат.

1. Установка для получения порошков или гранул, содержащая рабочую камеру, заполняемую инертным газом, дуговой плазмотрон для плавления вращающейся заготовки и компрессоры с трубопроводами для непрерывной откачки инертного газа из рабочей камеры и подачи его в плазмотрон, отличающаяся тем, что в качестве компрессоров установлены вакуумные мембранные наносы, а трубопроводы снабжены вентилями, при этом устройство выполнено с возможностью предварительной откачки воздуха из рабочей камеры, заполнения ее инертным газом и последующей непрерывной откачки газа из камеры и подачи его в плазмотрон.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве компрессоров установлены вакуумные мембранные насосы типа НВМ-10.