RU2013133223A

RU2013133223A - Устройство для получения ультра- и нанодисперсных порошков металлов (варианты) и способ их получения (варианты) с использованием данного устройства

Info

Publication number: RU2013133223A
Application number: RU2013133223/02A
Authority: RU
Inventors: Валерий Павлович Пастухов; Станислав Степанович Набойченко; Андрей Валерьевич Пастухов
Original assignee: Валерий Павлович Пастухов
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2015-01-27
Also published as: RU2541326C1

Abstract

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, 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

Claims

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.

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.

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.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что камера конденсации снабжена смотровыми окнами для контроля технологического процесса.

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.

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.