Claims (6)
1. Устройство для получения ультрадисперсных порошков металлов, содержащее камеру испарителя, плавильную камеру, камеру конденсации металлического пара, испаритель, содержащий нагреватель, контейнер с цилиндрическими ячейками, образующими емкость для расплава, каналы для впуска расплава и выхода металлического пара, цилиндрический экран с помещенным в него контейнером, размещенные внутри нагревателя, при этом цилиндрические ячейки емкости контейнера, образованные дискообразными тарелями с окружной выточкой в средней части тарелей установлены вертикально друг над другом соосно на несущем стержне, сочлененном с крышкой цилиндрического экрана, а по оси стержня выполнен канал для подачи расплава, выведенный в верхнюю цилиндрическую ячейку и сообщающийся с последующими цилиндрическими ячейками через перепускные патрубки-распределители, а канал для выхода пара расплава образован кольцевым зазором между торцом внешней вертикальной стенки тарели и основанием предыдущей тарели, крышкой цилиндрического экрана, а также между внешними стенками тарелей и внутренними стенками цилиндрического экрана и далее отверстием выпускной форсунки, установленной в дне цилиндрического экрана по оси несущего стержня напротив окна в нагревателе, при соотношении площади поперечного сечения канала форсунки к суммарной площади внутренней донной части всех цилиндрических ячеек, равном (2-7)×10-3, а отношение ширины торца внешней вертикальной стенки тарели к величине кольцевого зазора между торцом внешней вертикальной стенки тарели и основанием предыдущей тарели, а также крышкой цилиндрического экрана равно 3-10, отличающееся тем, что форсунка выполнена по крайней мере с двумя каналами, суммарное сечение которых связано установленным соотношением суммы площадей поперечного сечения всех каналов при минимальном диаметре каждого не менее 3 мм к суммарной площади внутренней донной части цилиндрических ячеек, причем каналы форсунки выполнены под прямым углом к образующей нижней конической поверхности форсунки, которая составляет с поверхностью дна цилиндрического экрана угол 5-12°, равный углу наклона каждой оси канала к вертикальной оси форсунки, кроме того, внутри цилиндрического экрана на внешней поверхности дна нижней тарели с зазором установлен теплоизолирующий экран, а над впускным каналом испарителя размещен цилиндрический зонт-ловушка, находящийся в нижней части плавильной камеры, выполненной заодно с крышкой цилиндрического экрана.1. A device for producing ultrafine metal powders containing an evaporator chamber, a melting chamber, a metal vapor condensation chamber, an evaporator containing a heater, a container with cylindrical cells forming a melt tank, channels for melt inlet and exit of metal vapor, a cylindrical screen placed in container placed inside the heater, while the cylindrical cells of the container’s capacity, formed by disk-shaped plates with a circumferential recess in the middle of the plates at are mounted vertically one above the other coaxially on the supporting rod, articulated with the cover of the cylindrical screen, and along the axis of the rod there is a channel for supplying the melt discharged into the upper cylindrical cell and communicating with subsequent cylindrical cells through the bypass distributors, and the channel for the exit of the melt vapor is formed the annular gap between the end of the outer vertical wall of the plate and the base of the previous plate, the cover of the cylindrical screen, and also between the outer walls of the plates and the inner walls s cylindrical screen and further opening the outlet nozzle mounted in the bottom of the cylindrical screen by the axis of the carrier rod opposite the window in the heater at a ratio of cross sectional area of the nozzle channel to the total area of the inner bottom portion of cylindrical cells is equal to (2-7) × 10 -3 and the ratio of the width of the end face of the outer vertical wall of the plate to the size of the annular gap between the end of the outer vertical wall of the plate and the base of the previous plate, as well as the cover of the cylindrical screen, is 3-10, distinguishing the fact that the nozzle is made with at least two channels, the total cross section of which is connected by the established ratio of the sum of the cross-sectional areas of all channels with a minimum diameter of each not less than 3 mm to the total area of the inner bottom of the cylindrical cells, the nozzle channels being made at right angles to forming the lower conical surface of the nozzle, which makes an angle of 5-12 ° with the bottom surface of the cylindrical screen, equal to the angle of inclination of each axis of the channel to the vertical axis of the nozzle, in addition, Inside the outer surface of the lower bottom of the cylindrical screen of a plate mounted with clearance thermal insulating screen and over the evaporator inlet is placed a cylindrical umbrella-trap, located at the bottom of a melting chamber formed integrally with the lid of the cylindrical screen.
2. Устройство для получения монодисперсных ультра- и нанодисперсных порошков металлов, содержащее камеру испарения, плавильную камеру, камеру конденсации металлического пара, испаритель, содержащий нагреватель, контейнер с цилиндрическими ячейками, образующими емкость для расплава, каналы для впуска расплава и выхода металлического пара, цилиндрический экран с помещенным в него контейнером, размещенные внутри нагревателя, при этом цилиндрические ячейки емкости контейнера, образованные дискообразными тарелями с окружной выточкой в средней части тарелей установлены вертикально друг над другом соосно на несущем стержне, сочлененном с крышкой цилиндрического экрана, а по оси стержня выполнен канал для подачи расплава, выведенный в верхнюю цилиндрическую ячейку и сообщающийся с последующими цилиндрическими ячейками через перепускные патрубки-распределители, а канал для выхода пара расплава образован кольцевым зазором между торцом внешней вертикальной стенки тарели и основанием предыдущей тарели, крышкой цилиндрического экрана, а также между внешними стенками тарелей и внутренними стенками цилиндрического экрана и далее отверстием выпускной форсунки, установленной в дне цилиндрического экрана по оси несущего стержня напротив окна в нагревателе, при соотношении площади поперечного сечения канала форсунки к суммарной площади внутренней донной части всех цилиндрических ячеек равным (2-7)×10-3, а отношение ширины торца внешней вертикальной стенки тарели к величине кольцевого зазора между торцом внешней вертикальной стенки тарели и основанием предыдущей тарели, а также крышкой цилиндрического экрана равно 3-10, отличающееся тем, что внутри цилиндрического экрана на внешней поверхности дна нижней тарели с зазором установлен теплоизолирующий экран, а над впускным каналом испарителя размещен цилиндрический зонт-ловушка, находящийся в нижней части плавильной камеры, выполненной заодно с крышкой цилиндрического экрана, кроме этого соосно с форсункой на ее верхней части установлен брызгоотражатель, выполненный в виде тарели с крышкой и с вертикальными боковыми прорезями шириной 0,8-1,2 мм по периметру стенки, причем суммарная площадь прорезей равна не менее площади поперечного сечения канала форсунки, диаметр которой связан с внутренним диаметром камеры конденсации соотношением (2,5-1,7)×10-2, а отношение диаметра форсунки к длине камеры конденсации равно или менее 2,5×10-3.2. Device for producing monodisperse ultrafine and nanodispersed metal powders, comprising an evaporation chamber, a melting chamber, a metal vapor condensation chamber, an evaporator containing a heater, a container with cylindrical cells forming a melt container, channels for melt inlet and metal vapor exit, cylindrical a screen with a container placed in it, placed inside the heater, while the cylindrical cells of the container's capacity, formed by disk-shaped plates with a circumferential groove in the back of the plates are mounted vertically one above the other coaxially on the supporting rod, articulated with the cover of the cylindrical screen, and along the axis of the rod there is a channel for supplying melt discharged into the upper cylindrical cell and communicating with subsequent cylindrical cells through the bypass distributors, and the channel for exit the melt pair is formed by an annular gap between the end face of the outer vertical wall of the plate and the base of the previous plate, the cover of the cylindrical screen, and also between the outer walls of the plates it and the inner walls of the cylindrical screen and then the hole of the exhaust nozzle installed in the bottom of the cylindrical screen along the axis of the supporting rod opposite the window in the heater, with the ratio of the cross-sectional area of the nozzle channel to the total area of the inner bottom of all cylindrical cells equal to (2-7) × 10 -3, and the ratio of the width of the outer end face of the vertical wall tareli to the magnitude of the annular gap between the outer end face of the vertical wall and the base of the previous tareli tareli and lid of a cylindrical screen equal to 3-10, characterized in that a heat-insulating screen is installed inside the cylindrical screen on the outer surface of the bottom of the lower plate with a gap, and a cylindrical umbrella-trap located in the lower part of the melting chamber integral with the cover of the cylindrical screen is placed above the inlet channel of the evaporator of this coaxially with the nozzle on its upper part there is a spray deflector made in the form of a plate with a lid and with vertical side slots with a width of 0.8-1.2 mm around the perimeter of the wall, and the total area of the gap zey is equal to at least the cross-sectional area of the nozzle channel, the diameter of which is connected with the inner diameter of the condensation chamber by the ratio (2.5-1.7) × 10 -2 , and the ratio of the nozzle diameter to the length of the condensation chamber is equal to or less than 2.5 × 10 - 3 .
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что камера конденсации выполнена в виде набора полых цилиндрических секций, снабженных рубашкой водяного охлаждения и дном на нижней секции.3. The device according to claim 2, characterized in that the condensation chamber is made in the form of a set of hollow cylindrical sections equipped with a water cooling jacket and a bottom on the lower section.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что камера конденсации снабжена смотровыми окнами для контроля технологического процесса.4. The device according to claim 3, characterized in that the condensation chamber is equipped with inspection windows for monitoring the process.
5. Способ получения ультрадисперсных порошков металлов, включающий удаление воздуха из устройства, разогрев испарителя до рабочей температуры, напуск инертного газа в камеры устройства, загрузку твердого металла и его расплавление в плавильной камере, подачу расплавленного металла в контейнер испарителя, наведение рабочего давления металлического пара в объеме цилиндрического экрана испарителя, отвод металлического пара в виде нисходящего потока в камеру конденсации, отличающийся тем, что его осуществляют в устройстве по п.1, причем в объеме герметически замкнутого устройства создают и поддерживают остаточное давление инертного газа в интервале 700-2000 Па, а нисходящий поток металлического пара в камеру конденсации разделяют на два и более изолированных друг от друга потоков.5. A method of producing ultrafine metal powders, including removing air from the device, heating the evaporator to operating temperature, inflowing inert gas into the chambers of the device, loading solid metal and melting it in the melting chamber, supplying molten metal to the evaporator container, pointing the working pressure of the metal vapor into the volume of the cylindrical screen of the evaporator, the removal of metal vapor in the form of a downward flow into the condensation chamber, characterized in that it is carried out in the device according to claim 1, and in the volume of the hermetically sealed device creates and maintains a residual inert gas pressure in the range of 700-2000 Pa, and the downward flow of metal vapor into the condensation chamber is divided into two or more isolated from each other flows.
6. Способ получения монодисперсных ультра- и нанодисперсных порошков металлов, включающий удаление воздуха из устройства, разогрев испарителя до рабочей температуры, напуск инертного газа в камеру устройства, загрузку твердого металла и его расплавление в плавильной камере, подачу расплавленного металла в контейнер испарителя, наведение рабочего давления металлического пара в объеме цилиндрического экрана испарителя, отвод металлического пара в виде нисходящего потока в камеру конденсации, отличающийся тем, что его осуществляют в устройстве по п.2, причем нисходящий поток металлического пара в камеру конденсации выводят через брызгоотражатель и одноканальную форсунку при давлении остаточного инертного газа в камерах устройства 15-670 Па, при этом его отношение к рабочему давлению металлического пара в объеме цилиндрического экрана составляет 1/(20-22), а поток металлического пара круглого сечения формируют соосно цилиндрической камеры конденсации протяженностью 0,8-0,9 ее длины.
6. A method of producing monodispersed ultrafine and nanodispersed metal powders, including removing air from the device, heating the evaporator to operating temperature, inflowing inert gas into the chamber of the device, loading solid metal and melting it in the melting chamber, supplying molten metal to the evaporator container, guiding the worker the pressure of the metal vapor in the volume of the cylindrical screen of the evaporator, the removal of metal vapor in the form of a downward flow into the condensation chamber, characterized in that it is carried out in the mouth device according to claim 2, wherein the downward flow of metal vapor into the condensation chamber is discharged through a spray deflector and a single-channel nozzle at a residual inert gas pressure in the chambers of the device of 15-670 Pa, while its ratio to the working pressure of the metal vapor in the volume of the cylindrical screen is 1 / ( 20-22), and a stream of metal vapor of circular cross section is formed coaxially with a cylindrical condensation chamber with a length of 0.8-0.9 of its length.