RU2015859C1

RU2015859C1 - Device for electroerosion dispersion of metals in filled layer

Info

Publication number: RU2015859C1
Authority: RU
Inventors: Леонид Павлович Фоминский
Original assignee: Леонид Павлович Фоминский
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1992-05-18
Publication date: 1994-07-15

Abstract

FIELD: powder metallurgy. SUBSTANCE: device consists of dielectric vessel with hole in bottom part for supply of working fluid, flat electrodes installed above hole, and vertical dielectric partition between then to make electric discharges between electrodes over chains of granules of filled layer bend round partition from atop to extend in this way the discharge circuit. Partition is installed for its motion up and down, and device has mechanism for moving partition up and down, and adjust its protrusion above electrode edges. This allows regulation of electric resistance of discharge circuit and adjust it with source of current pulses. Besides, it is practicable to make lower edge of dielectric partition come beyond lower edges of electrodes for length exceeding partition thickness in its any position with adjustable height of projection of partition above electrode edges. This makes the path of current leakage in working fluid under partition longer to reduce losses of power. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 3 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения порошков, порошковых суспензий и паст электроэрозионным диспергированием металлов. The invention relates to powder metallurgy, in particular to devices for producing powders, powder suspensions and pastes by electroerosive dispersion of metals.

Известны устройства для электроэрозионного диспергирования металлов в насыпном слое, предназначенные для получения порошков металлов, карбидов, оксидов и гидроксидов при использовании в качестве сырья гранулированного или нарубленного на мелкие куски металла, а также стружки и других сыпучих металлоотходов. Известно устройство [1] для электроэрозионного диспергирования металлов, состоящее из диэлектрического сосуда с отверстием в его днище для подачи в сосуд рабочей жидкости, над которым установлено дополнительное сетчатое днище из диэлектрического материала, а в сосуд опущены до упора в сетчатое днище два электрода, установленные под углом к днищу 70-85^о.Known devices for electroerosive dispersion of metals in a bulk layer, designed to obtain powders of metals, carbides, oxides and hydroxides when used as raw materials granular or chopped into small pieces of metal, as well as shavings and other loose metal waste. A device [1] is known for electroerosive dispersion of metals, consisting of a dielectric vessel with an opening in its bottom for supplying a working fluid to the vessel, over which an additional mesh bottom of dielectric material is installed, and two electrodes placed under the mesh bottom against the stop, mounted under angle to the bottom of 70-85 ^about .

Через горловину в крышке сосуда в него засыпают гранулы металла, подлежащего электроэрозионному диспергированию, а на электроды подают импульсы электрического напряжения. При этом между электродами происходят электрические разряды по цепочкам из гранул, контактирующих друг с другом и с электродами. В точках контакта гранул друг с другом и с электродами возникают искровые разряды в жидкости, осуществляющие электроэрозионное диспергирование металла гранул и электродов. Продукты электроэрозии выносятся потоком рабочей жидкости, прокачиваемой через сосуд снизу вверх. Этот же поток осуществляет перемешивание слоя гранул над сетчатым дополнительным днищем, что предотвращает его утрамбовку и спаивание, ведущие к коротким замыканиям в нагрузке источника электропитания. Высокая эффективность перемешивания достигается тем, что в расходящемся кверху пространстве между наклонными электродами возникает фонтанирующий псевдоожиженный слой из гранул. Through the neck in the lid of the vessel granules of metal to be dispersed are sprayed into it, and voltage pulses are applied to the electrodes. In this case, electric discharges occur between the electrodes along chains of granules in contact with each other and with the electrodes. At the points of contact of the granules with each other and with the electrodes, spark discharges occur in the liquid, which carry out electroerosive dispersion of the metal of the granules and electrodes. Products of electroerosion are carried out by the flow of the working fluid pumped through the vessel from the bottom up. The same stream mixes the layer of granules over the additional mesh bottom, which prevents tamping and soldering, leading to short circuits in the load of the power source. High mixing efficiency is achieved by the fact that in the upward diverging space between the inclined electrodes, a gushing fluidized bed of granules arises.

Недостатком этого устройства является быстрый эрозионный износ электродов под действием искровых разрядов, происходящих у их поверхности. The disadvantage of this device is the fast erosion wear of the electrodes under the action of spark discharges occurring at their surface.

Для уменьшения эрозионного износа электродов [2] предложено все пространство в диэлектрическом сосуде между двумя плоскими электродами, установленными вертикально параллельно друг другу, разделитель на три отсека двумя плоскими вертикальными перегородками, установленными параллельно электродами. При этом в нижней части перегородок выполнена перфорация, позволяющая гранулам соседних отсеков контактировать друг с другом через отверстия в перегородке. Загрузку гранул металла в средний отсек осуществляют до высоты их слоя, меньшей, чем высота слоя гранул в двух крайних отсеках, прилегающих к электродам. При подаче на электроды импульсов напряжения искровые разряды происходят в основном в среднем отсеке, где слой гранул менее сжат своим весом. А в крайних отсеках гранулы плотно прижаты к электродам и друг к другу под действием веса более толстого слоя гранул. Здесь искровые разряды происходят реже. В результате эрозионный износ электродов уменьшается, что продлевает срок их службы. To reduce the erosive wear of the electrodes [2], the entire space in the dielectric vessel between two flat electrodes mounted vertically parallel to each other, a separator into three compartments with two flat vertical partitions installed parallel to the electrodes is proposed. At the same time, perforation is made in the lower part of the partitions, allowing granules of adjacent compartments to contact each other through openings in the partition. The loading of metal granules in the middle compartment is carried out to a height of their layer less than the height of the layer of granules in the two extreme compartments adjacent to the electrodes. When voltage pulses are applied to the electrodes, spark discharges occur mainly in the middle compartment, where the granule layer is less compressed by its weight. And in the extreme compartments, the granules are tightly pressed to the electrodes and to each other under the influence of the weight of a thicker layer of granules. Here spark discharges occur less frequently. As a result, erosion wear of the electrodes is reduced, which extends their service life.

Недостатком этого устройства является то, что через отверстия в перфорированных перегородках гранулам не всегда удается соприкоснуться, что приводит к уменьшению производительности электроэрозионного диспергирования. Кроме того, в двух крайних отсеках возникают застойные зоны, в которых происходит утрамбовка и слипание слоя гранул в комки, края которых, обращенные к перфорированной перегородке, после их эрозионного износа перестают доставать до гранул, находящихся на противоположной стороне перфорированной перегородки. Тогда процесс диспергирования прерывается. The disadvantage of this device is that through the holes in the perforated partitions, the granules do not always manage to touch, which leads to a decrease in the performance of electroerosive dispersion. In addition, stagnant zones arise in the two extreme compartments in which the layer of granules is compacted and coalesced into lumps, the edges of which facing the perforated partition, after their erosion wear, cease to reach the granules located on the opposite side of the perforated partition. Then the dispersion process is interrupted.

Наиболее близким к заявляемому известным техническим решением (прототипом) является устройство для электроэрозионного диспергирования металлов [3]. Оно состоит из диэлектрического сосуда с отверстием в днище для подачи снизу вверх рабочей жидкости и установленного горизонтально над этим отверстием дополнительного днища, образованного двумя плоскими перфорированными электродами, обращенными своими краями друг к другу и разделенными сплошной вертикальной перегородкой, которая выступает над поверхностью электродов на высоту, меньшую верхнего уровня слоя гранул, подлежащих электроэрозионному диспергированию и насыпаемым в сосуд через горловину в его крышке. Closest to the claimed known technical solution (prototype) is a device for electroerosive dispersion of metals [3]. It consists of a dielectric vessel with an opening in the bottom for supplying a working fluid from bottom to top and an additional bottom horizontally installed above this hole, formed by two flat perforated electrodes facing each other and separated by a continuous vertical partition that projects above the surface of the electrodes to a height of lower than the upper level of the layer of granules subject to electroerosive dispersion and poured into the vessel through the neck in its lid.

Слой гранул, насыпанных в сосуд, плотно прижимает своим весом нижние гранулы к горизонтальной поверхности плоских перфорированных электродов. А у поверхности насыпного слоя гранулы менее сжаты и даже слегка шевелятся восходящим потоком рабочей жидкости, прокачиваемой через устройство. Поэтому при подаче на электроды импульсов электрического напряжения искровые разряды происходят преимущественно у поверхности слоя гранул над вертикальной перегородкой и вблизи ее поверхности. А по нижним гранулам, плотно прижатым к электродам, электрический ток проходит почти без искрения в точках контакта их друг с другом и с электродами. Этим достигается уменьшение эрозионного износа электродов. Продукты электроэрозии выносятся восходящим потоком рабочей жидкости из устройства. The layer of granules poured into the vessel tightly presses the lower granules with their weight against the horizontal surface of the flat perforated electrodes. And at the surface of the bulk layer, the granules are less compressed and even slightly move with an upward flow of working fluid pumped through the device. Therefore, when voltage pulses are applied to the electrodes, spark discharges occur mainly at the surface of the granule layer above the vertical partition and near its surface. And along the lower granules, tightly pressed to the electrodes, an electric current passes almost without sparking at the points of their contact with each other and with the electrodes. This reduces the erosion of the electrodes. Electroerosion products are carried out by an upward flow of the working fluid from the device.

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности регулирования электрического сопротивления нагрузки при переходе от одного вида сырья к другому и при изменении размеров гранул, загружаемых в устройство. В этих случаях приходится использовать другое почти такое же устройство, имеющее другую высоту диэлектрической перегородками, оптимальную для этого сырья. Отсутствие возможности плавного регулирования высоты перегородки не дает возможности оперативно подбирать оптимальное сопротивление нагрузки, а тем более корректировать его в ходе работы устройства, согласовывая с заданными выходными параметрами источника импульсов электрического напряжения и тока. Все это снижает эффективность работы устройства. The disadvantage of this device is the inability to control the electrical resistance of the load during the transition from one type of raw material to another and when changing the size of the granules loaded into the device. In these cases, you have to use another almost the same device, having a different height of the dielectric partitions, optimal for this raw material. The lack of the ability to smoothly control the height of the partition does not allow you to quickly select the optimal load resistance, and even more so to adjust it during operation of the device, matching with the given output parameters of the source of pulses of electric voltage and current. All this reduces the efficiency of the device.

Другим недостатком описанного известного устройства являются большие потери электроэнергии при использовании в качестве рабочей жидкости воды или других электропроводных жидкостей. Эти потери обусловлены утечками электрического тока с одного электрода на другой по рабочей жидкости под диэлектрической перегородкой, где расстояние в жидкости между краями электродов равно толщине этой перегородки. Another disadvantage of the described known device is the large loss of electricity when used as a working fluid, water or other electrically conductive fluids. These losses are caused by leakage of electric current from one electrode to another along the working fluid under the dielectric partition, where the distance in the fluid between the edges of the electrodes is equal to the thickness of this partition.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы устройства для электроэрозионного диспергирования металлов насыпном слое. The aim of the invention is to increase the efficiency of the device for electroerosive dispersion of metals in a bulk layer.

Другой целью является уменьшение утечек электрического тока по рабочей жидкости с одного электрода на другой. Another goal is to reduce leakage of electric current through the working fluid from one electrode to another.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для электроэрозионного диспергирования металла в насыпном слое, содержащем диэлектрический сосуд с отверстием в его донной части для подачи рабочей жидкости, установленные над отверстием плоские электроды и вертикальную диэлектрическую перегородку между ними, согласно предлагаемому изобретению, перегородка установлена с возможностью перемещения ее вверх и вниз, а устройство снабжено приспособлением для перемещения перегородки вверх и вниз и регулирования высоты выступления ее над краями электродов. This goal is achieved by the fact that in the known device for electroerosive dispersion of metal in a bulk layer containing a dielectric vessel with an opening in its bottom for supplying working fluid, flat electrodes installed above the opening and a vertical dielectric partition between them, according to the invention, the partition is installed with the ability to move it up and down, and the device is equipped with a device for moving the partition up and down and adjusting the height its over the edges of the electrodes.

Вторая поставленная цель достигается тем, что нижний край диэлектрической перегородки при любом ее положении в пределах регулируемой высоты выступления перегородки над краями электродов, согласно предлагаемому изобретению, выступает за нижние края электродов на длину, превышающую толщину перегородки. The second goal is achieved in that the lower edge of the dielectric partition at any position within the adjustable height of the protrusion of the partition above the edges of the electrodes, according to the invention, protrudes beyond the lower edges of the electrodes by a length exceeding the thickness of the partition.

Установление перегородки с возможностью перемещения ее вверх и вниз позволяет легко изменять высоту выступления перегородки над нижними краями электродов и тем самым без изменения конструкции устройства легко изменять в широких пределах сопротивление нагрузки разрядной цепи устройства (величину сопротивления току разряда по цепочке из гранул, идущей от одного электрода к другому, огибая перегородку сверху). А снабжение устройства приспособлением для перемещения перегородки вверх и вниз и регулирования высоты выступления ее над краями электродов позволяет осуществлять изменение и регулирование сопротивления разрядной цепи непосредственно во время работы устройства, не прерывая электрические разряды в нем. Более того, можно легко автоматизировать процесс подъема и опускания перегородки, если снабдить это приспособление электроприводом, управляемым от сигналов датчиков мощности нагрузки источника электропитания. Это позволяет автоматически поддерживать оптимальную для производительности электроэрозионного диспергирования величину сопротивления нагрузки и тем самым повысить эффективность работы устройства. The installation of the partition with the ability to move it up and down makes it easy to change the height of the protrusion of the partition above the lower edges of the electrodes and, thus, without changing the design of the device, it is easy to change the load resistance of the discharge circuit of the device (the value of the discharge current resistance along the chain of granules coming from one electrode to the other, bending around the partition from above). And supplying the device with a device for moving the partition up and down and regulating the height of its protrusion above the edges of the electrodes allows changing and regulating the resistance of the discharge circuit directly during operation of the device, without interrupting electrical discharges in it. Moreover, it is easy to automate the process of raising and lowering the partition, if you equip this device with an electric drive controlled by the signals of the load power sensors of the power source. This allows you to automatically maintain the optimal value for the performance of EDM dispersion load resistance and thereby increase the efficiency of the device.

Обеспечение выступления нижнего края диэлектрической перегородки за нижние края электродов на длину, превышающую толщину перегородки при любом ее положении в пределах регулируемой высоты выступления перегородки над краями электродов, позволяет при любом положении перегородки сохранять большой длину электрической цепи по рабочей жидкости для токов утечки с одного электрода к другому, огибающих перегородку снизу. А большая длина этой цепи обеспечивает большое сопротивление токам утечки и уменьшение потерь электроэнергии на эти токи утечки. Ensuring the protrusion of the lower edge of the dielectric partition beyond the lower edges of the electrodes by a length exceeding the thickness of the septum at any position within the adjustable height of the protrusion of the partition above the edges of the electrodes allows for any position of the septum to maintain a large length of the electrical circuit along the working fluid for leakage currents from one electrode to another, enveloping the partition below. And the large length of this circuit provides a large resistance to leakage currents and a reduction in the loss of electricity to these leakage currents.

На фиг. 1, 2 показано в двух проекциях предлагаемое устройство с горизонтальным расположением электродов; на фиг. 3 - в двух проекциях предлагаемое устройство с наклонным расположением электродов. In FIG. 1, 2 shows in two projections the proposed device with a horizontal arrangement of electrodes; in FIG. 3 - in two projections, the proposed device with an inclined arrangement of electrodes.

Предлагаемое устройство (фиг. 1, 2, 3) состоит из диэлектрического сосуда 1, имеющего в своем днище отверстие со штуцером 2 для подачи в сосуд рабочей жидкости. Над этим отверстием установлены два плоских электрода 3. При выполнении устройства по схеме (фиг. 1, 2) электроды 3 установлены горизонтально, а по всей их площади имеются отверстия перфорации для прохода рабочей жидкости. При выполнении устройства по схеме (фиг. 3) электроды 3 установлены наклонно друг к другу расходящимися концами кверху. В этом случае электроды не имеют отверстий перфорации. К электродам 3 присоединены токопроводы 4, идущие к источнику импульсов электрического напряжения (на фиг. не показан). The proposed device (Fig. 1, 2, 3) consists of a dielectric vessel 1 having a hole in its bottom with a fitting 2 for supplying a working fluid to the vessel. Two flat electrodes 3 are installed above this hole. When the device is designed according to the scheme (Fig. 1, 2), the electrodes 3 are mounted horizontally, and over their entire area there are perforation holes for the passage of the working fluid. When performing the device according to the scheme (Fig. 3), the electrodes 3 are mounted obliquely to each other with diverging ends up. In this case, the electrodes do not have perforation holes. Conductors 4 connected to the electrodes 3 are connected to a source of electric voltage pulses (not shown in FIG.).

Между сопрягаемыми краями электродов 3 установлена вертикальная плоская диэлектрическая перегородка 5, имеющая возможность перемещения вверх и вниз в вертикальных направляющих пазах, выполненных в боковых стенках диэлектрического сосуда 1. При выполнении устройства по схеме (фиг. 1, 2) края электродов 3 подходят вплотную к перегородке 5. А при выполнении устройства по схеме (фиг. 3) между нижними краями электродов 3 и перегородкой 5 оставлены зазоры, имеющие ширину, меньшую минимального размера металлических гранул, подлежащих электроэрозионному диспергированию в описываемом устройстве. К верхнему краю перегородки 5 прикреплены две вертикальные тяги 6 с винтовой резьбой, проходящие через отверстия в верхней крышке 7 диэлектрического сосуда, где установлены ходовые гайки 8, закрепленные стопорными шайбами 9. Ходовые гайки 8 могут снабжаться электроприводом (на фиг. не показан) для механизации и автоматизации перемещения перегородки 5. Between the mating edges of the electrodes 3, a vertical flat dielectric partition 5 is installed, with the ability to move up and down in the vertical guide grooves made in the side walls of the dielectric vessel 1. When performing the device according to the scheme (Fig. 1, 2), the edges of the electrodes 3 are close to the partition 5. And when performing the device according to the scheme (Fig. 3) between the lower edges of the electrodes 3 and the partition 5, gaps are left having a width smaller than the minimum size of the metal granules subject to electroerosion dispersion in the described device. Two vertical threaded rods 6 are attached to the upper edge of the partition 5, passing through the holes in the upper cover 7 of the dielectric vessel, where the driving nuts 8 are mounted, secured by lock washers 9. The driving nuts 8 can be equipped with an electric drive (not shown in Fig.) For mechanization and automation of the partition 5.

Возможны и другие варианты приспособлений для перемещения перегородки 5, например, гидропривод тяг 6. Рекомендуется устанавливать величину вертикального хода перегородки 5 такой, чтобы нижний край перегородки 5 при любом положении перегородки в пределах ее рабочего хода в направляющих выступал за нижние края электродов 3 на длину, большую толщины перегородки 5. Для этого рекомендуется делать расстояние от электродов 3 до отверстия 2 в днище сосуда большим высоты перегородки 5, а высоту перегородки 5 деталь меньшей расстояния от электродов 3 до крышки сосуда 8, но большей толщины слоя засыпки гранул диспергируемого металла в сосуде 1. В одной из боковых стенок сосуда 1 вблизи его крышки 7 имеется прямоугольное отверстие 10 для слива из сосуда рабочей жидкости вместе с продуктами электроэрозии. There are other options for devices to move the partition 5, for example, the hydraulic drive rods 6. It is recommended to set the vertical stroke of the partition 5 so that the lower edge of the partition 5 at any position of the partition within its working stroke in the guides protrudes beyond the lower edges of the electrodes 3, a greater thickness of the partition 5. For this, it is recommended that the distance from the electrodes 3 to the hole 2 in the bottom of the vessel be larger than the height of the partition 5, and the height of the partition 5 is a detail of a smaller distance from the electrodes 3 a lid 8 of the vessel, but a thicker layer of infill granules dispersible metal in the vessel 1. In one of the side walls of the vessel 1 near its lid 7 has a rectangular opening 10 for draining liquid from the vessel working together with the products electroerosion.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. Подлежащие электроэрозионному диспергированию металлические гранулы загружают в сосуд 1 через горловину в его крышке 7. Уровень загрузки гранул (толщину слоя гранул в сосуде 1) подбирают экспериментально для каждого вида сырья такой, чтобы при работе устройства количество искровых разрядов у поверхности электродов 3 было минимальным, но в то же время, чтобы восходящий поток рабочей жидкости в слое гранул осуществлял их шевеление и/или перемешивание. При этом толщину слоя гранул не рекомендуется делать больше половины расстояния от поверхности электрода 3 до крышки сосуда 7. The proposed device operates as follows. Subject to electroerosive dispersion metal granules are loaded into the vessel 1 through the neck in its lid 7. The granule loading level (granule layer thickness in the vessel 1) is selected experimentally for each type of raw material so that when the device is operated, the number of spark discharges at the electrode surface 3 is minimal, but at the same time, so that the upward flow of the working fluid in the layer of granules carries out their stirring and / or mixing. Moreover, the thickness of the layer of granules is not recommended to make more than half the distance from the surface of the electrode 3 to the lid of the vessel 7.

В устройство подают рабочую жидкость через патрубок 2, постепенно повышая расход жидкости до тех пор, пока гранулы в слое не начнут шевелиться. При этом в устройстве (фиг. 3) возникает фонтанирование псевдоожиженного слоя гранул, обеспечивающее перемешивание гранул между электродами. После этого на электроды подают импульсы напряжения от источника электропитания. При этом происходят электрические разряды между электродами 3 по цепочкам из гранул, контактирующих друг с другом и с электродами. Эти цепочки огибают перегородку 5 сверху. В тех точках цепочек, в которых гранулы слабо контактируют друг с другом, возникают искровые разряды в жидкости, осуществляющие электроэрозионное диспергирование металла гранул. У поверхности электродов 3, к которой прилегающие к ней гранулы прижаты силой тяжести слоя гранул, искровые разряды происходят наиболее редко. А над верхним краем диэлектрической перегородки 5, где гранулы наиболее подвижны и шевелятся потоком жидкости, искровые разряды происходят наиболее часто. Здесь и происходит преимущественно электроэрозионное диспергирование металла гранул. The working fluid is supplied to the device through the pipe 2, gradually increasing the flow rate of the liquid until the granules in the layer begin to move. Thus in the device (Fig. 3) there is a gushing fluidized bed of granules, providing mixing of the granules between the electrodes. After that, voltage pulses from the power supply are applied to the electrodes. In this case, electric discharges occur between the electrodes 3 along chains of granules in contact with each other and with the electrodes. These chains go around the partition 5 from above. At those points in the chains in which the granules are weakly in contact with each other, spark discharges occur in the liquid, which carry out electroerosive dispersion of the metal of the granules. At the surface of the electrodes 3, to which the granules adjacent to it are pressed by the gravity of the granule layer, spark discharges occur most rarely. And above the upper edge of the dielectric partition 5, where the granules are the most mobile and move the fluid stream, spark discharges occur most often. Here, the electroerosive dispersion of the metal of the granules occurs mainly.

При большой толщине слоя загруженных в устройство гранул и при большой плотности металла гранул нижние гранулы слоя могут оказаться столь плотно сжаты силой веса слоя гранул, что теряется их подвижность и может произойти нежелательное слипание, спаивание и комкование слоя гранул, препятствующее нормальному прохождению электрического тока по разрядным цепочкам. Величина электрического сопротивления этих цепочек электрическому току разряда зависит от длины этих цепочек, которая определяется высотой выступления диэлектрической перегородки 5 над сопрягаемыми краями электродов 3. Изменяя эту высоту, регулируют величину электрического сопротивления нагрузки, подбирая ее наиболее соответствующей электрическому напряжению и мощности источника электропитания. With a large thickness of the layer of granules loaded into the device and with a high density of the metal of the granules, the lower granules of the layer can be so densely compressed by the weight of the granule layer that their mobility is lost and unwanted adhesion, soldering and clumping of the granule layer can occur, which prevents the normal passage of electric current through the discharge chains. The magnitude of the electrical resistance of these chains to the electric current of the discharge depends on the length of these chains, which is determined by the height of the protrusion of the dielectric partition 5 above the mating edges of the electrodes 3. By changing this height, the magnitude of the electrical resistance of the load is adjusted, choosing it most suitable for the voltage and power of the power source.

После подбора оптимальной высоты выступления перегородки 5 ее фиксируют в данном положении до изменения условий работы, отражающихся на производительности электроэрозионного диспергирования и работе источника электропитания. Последнее можно контролировать его измерительными приборами. При наличии автоматизированного привода механизма подъема и опускания перегородки 5 управление процессом подъема и опускания перегородки 5 осуществляют от сигналов датчиков и приборов источника электропитания. Продукты электроэрозии металла гранул и электродов (высокодисперсный порошок и газы, образующиеся в результате пиролиза рабочей жидкости) выносятся из сосуда 1 потоком рабочей жидкости через отверстие 10 в боковой стенке сосуда 1, расположенное вблизи крышки сосуда 7. After selecting the optimal height of the performance of the partition 5, it is fixed in this position until the working conditions change, affecting the performance of electroerosive dispersion and the operation of the power source. The latter can be controlled by its measuring instruments. In the presence of an automated drive of the mechanism for raising and lowering the partition 5, the process of raising and lowering the partition 5 is controlled by signals from sensors and devices of the power supply. The products of electroerosion of metal of granules and electrodes (fine powder and gases resulting from the pyrolysis of the working fluid) are removed from the vessel 1 by the flow of the working fluid through the hole 10 in the side wall of the vessel 1, located near the lid of the vessel 7.

П р и м е р 1. Диэлектрический сосуд 1 (фиг. 1, 2) выполнен из оргстекла и имеет размеры в плане 100х100мм. В нем установлены горизонтально два плоских электрода 3 из листового титана толщиной 3 мм. В электродах по всех их площади просверлены отверстия диаметром 1 мм с шагом 10 мм между отверстиями. Между электродами 3 установлена вертикальная перегородка 5, выполненная из текстолита толщиной 5 мм. Полная высота перегородки 5 составляет 60 мм. Перегородка 5 имеет возможность перемещаться вверх и вниз в направляющих пазах, выфрезерованных в боковых стенках сосуда 1. Высоту выступления перегородки 5 над краями электродов 3 регулируют вручную вращением руками ходовых гаек 8. PRI me R 1. The dielectric vessel 1 (Fig. 1, 2) is made of plexiglass and has dimensions in terms of 100x100mm. Two flat electrodes 3 of titanium sheet 3 mm thick are installed horizontally in it. Holes with a diameter of 1 mm were drilled in the electrodes over all their area with a step of 10 mm between the holes. Between the electrodes 3 there is a vertical partition 5 made of 5 mm thick PCB. The total height of partition 5 is 60 mm. The partition 5 has the ability to move up and down in the guide grooves milled in the side walls of the vessel 1. The height of the protrusion of the partition 5 above the edges of the electrodes 3 is adjusted manually by turning the nuts 8 by hand.

В сосуд 1 загружены кусочки титана с размерами от 2 до 5 мм, имеющие вид осколков прямоугольной или округлой формы. Загрузку кусочков титана осуществляют до уровня выше верхнего края перегородки 5 на 10-20 мм. Через патрубок 2 подают в сосуд 1 керосин, постепенно увеличивая его расход до тех пор, пока кусочки титана в сосуде 1 в верхней части слоя кусочков титана (над перегородкой 5) не начнут шевелиться восходящим потоком жидкости. Затем подают на электроды 3 импульсы электрического напряжения с амплитудой 500В от источника импульсов электрического напряжения мощностью 10 кВт, повторяющиеся с частотой 1 кГц. При этом между электродами 3 происходят электрические разряды по цепочкам из контактирующих друг с другом и с электродами кусочков титана в керосине. In the vessel 1 loaded pieces of titanium with sizes from 2 to 5 mm, having the form of fragments of rectangular or rounded shape. The pieces of titanium are loaded to a level of 10-20 mm above the upper edge of the septum 5. Kerosene is fed into the vessel 1 through the pipe 2, gradually increasing its consumption until the titanium pieces in the vessel 1 in the upper part of the layer of titanium pieces (above the partition 5) begin to stir with an upward flow of liquid. Then served on the electrodes 3 pulses of electrical voltage with an amplitude of 500 V from a source of pulses of electrical voltage with a power of 10 kW, repeated with a frequency of 1 kHz. In this case, between the electrodes 3 there are electric discharges along the chains of pieces of titanium in kerosene in contact with each other and with the electrodes.

В тех точках этих цепочек, в которых кусочки не очень плотно соприкасаются друг с другом или с электродами, возникают искровые разряды в керосине. Их свечение можно наблюдать через прозрачные стенки сосуда 1. Наиболее интенсивное свечение наблюдается над верхним краем перегородки 5. Искровые разряды осуществляют электроэрозионное диспергирование металла кусочков и электродов. Порошкообразные продукты электроэрозии выносятся потоком керосина через сливное отверстие 10. Потом их отделяют от жидкости осаждением и центрофугированием и взвешивают. По результатам взвешивания порошка и остатков кусочков титана и электродов в сосуде 1 определяют производительность диспергирования и удельные энергозатраты. Параметры и результаты экспериментов сведены в табл. 1. At those points in these chains in which the pieces do not very closely contact each other or with the electrodes, spark discharges in kerosene occur. Their luminescence can be observed through the transparent walls of vessel 1. The most intense luminescence is observed above the upper edge of the septum 5. Spark discharges carry out electroerosive dispersion of metal pieces and electrodes. The powdery products of electroerosion are carried out by a stream of kerosene through the drain hole 10. Then they are separated from the liquid by sedimentation and centrifugation and weighed. According to the results of weighing the powder and the remnants of pieces of titanium and electrodes in the vessel 1, the dispersion performance and specific energy consumption are determined. The parameters and experimental results are summarized in table. 1.

П р и м е р 2. Устройство выполнено также, как в примере 1, с тем отличием, что электроды 3 изготовлены из свинца, а в устройство загружена свинцовая дробь с размерами от 1 до 3 мм. Высота перегородки 3 составляет 70 мм. Устройство работает также, как в примере 1, с тем отличием, что в качестве рабочей жидкости используют воду. Параметры и результаты экспериментов сведены в табл. 1. PRI me R 2. The device is also made as in example 1, with the difference that the electrodes 3 are made of lead, and lead shot is loaded into the device with sizes from 1 to 3 mm. The height of the partition 3 is 70 mm. The device works the same way as in example 1, with the difference that water is used as the working fluid. The parameters and experimental results are summarized in table. 1.

П р и м е р 3. Верхняя часть сосуда 1 (фиг. 3) имеет размеры в плане 500х100 мм. Две боковые стенки сосуда с выфрезерованными в них вертикальными пазами для перемещения в них диэлектрической перегородки выполнены из оргстекла и установлены вертикально. В сосуд опущены плоские прямоугольные электроды 3 из стали Ст3 толщиной 10 мм. Угол раствора между электродами 45^о. Расстояние между нижними краями электродов 3 составляет 12 мм. Между ними вставлена вертикальная перегородка 5, выполненная из стеклотекстолита толщиной 10 мм. Она имеет высоту 300 мм.PRI me R 3. The upper part of the vessel 1 (Fig. 3) has dimensions in terms of 500x100 mm. Two side walls of the vessel with vertical grooves milled in them for moving a dielectric partition in them are made of plexiglass and mounted vertically. Flat rectangular electrodes 3 of St3 steel 10 mm thick were lowered into the vessel. The angle of solution between the electrodes is 45 ^° . The distance between the lower edges of the electrodes 3 is 12 mm Between them is inserted a vertical partition 5 made of fiberglass with a thickness of 10 mm. It has a height of 300 mm.

Перегородку 5 перемещают вверх и вниз вращением вручную ходовых гаек 8. В устройстве осуществляют электроэрозионное диспергирование в воде железорудных металлизованных (востановленных в водороде) окатышей, имеющих размеры, указанные в табл. 2. Для этого на электроды устройства подают импульсы электрического напряжения 600 В при частоте повторения их 2 кГц и средней во времени мощности 40 кВт. Параметры и результаты экспериментов сведены в табл. 2. The partition 5 is moved up and down manually by rotating the lead nuts 8. The device performs electroerosive dispersion in water of iron ore metallized (recovered in hydrogen) pellets having the dimensions indicated in the table. 2. For this purpose, electric voltage pulses of 600 V are supplied to the device’s electrodes at a pulse repetition rate of 2 kHz and an average time power of 40 kW. The parameters and experimental results are summarized in table. 2.

П р и м е р 4. Устройство выполнено так же, как в примере 3, с тем отличием, что ходовые гайки 8 снабжены электроприводом, управляемым от датчиков усредненной мощности нагрузки источника импульсов электрического напряжения и тока. В устройстве осуществляют электроэрозионное диспергирование железорудных металлизованных окатышей в питьевой воде. Работает устройство так же, как в примере 5, с тем отличием, что в горловину крышки 7 по мере расхода гранул в сосуде 1 непрерывно добавляют новые порции гранул в количествах, равных производительности диспергирования их в устройстве. А перегородку 5 практически непрерывно перемещают вверх и вниз (сканируют) на 5-10 мм относительно оптимального ее положения с помощью электропривода, управляемого сигналами от датчиков мощности в нагрузке источника тока. PRI me R 4. The device is made in the same way as in example 3, with the difference that the running nuts 8 are equipped with an electric drive controlled from sensors of the average load power of the source of pulses of electric voltage and current. The device carries out electroerosive dispersion of iron ore metallized pellets in drinking water. The device operates in the same way as in example 5, with the difference that in the neck of the lid 7, as the granules are consumed in the vessel 1, new portions of granules are continuously added in amounts equal to the dispersion performance in the device. And the partition 5 is almost continuously moved up and down (scanned) by 5-10 mm relative to its optimal position using an electric drive controlled by signals from power sensors in the load of the current source.

При уменьшении мощности нагрузки перегородка опускается вниз на 5-10 мм. При этом уменьшается на 10-20 мм средняя длина цепей разряда по слою гранул и уменьшается сопротивление разрядной цепи, а в работу включается большее число разрядных цепей по гранулам. В результате возрастает мощность в нагрузке и производительность диспергирования. Когда же мощность в нагрузке начинает превышать оптимальную для данного источника электропитания, перегородка 5 автоматически поднимается с помощью того же электропривода на 5-10 мм и интенсивность разрядов в сосуде 1 уменьшается. Этим достигается непрерывность работы устройства в оптимальном режиме и повышение суммарной производительности. Параметры и результаты экспериментов сведены в табл. 2. With a decrease in load power, the partition lowers down by 5-10 mm. In this case, the average length of the discharge circuits along the layer of granules decreases by 10–20 mm and the resistance of the discharge circuit decreases, and a larger number of discharge circuits along the granules is included in the work. As a result, the load power and dispersion performance increase. When the power in the load begins to exceed the optimum for a given power source, the partition 5 is automatically raised by the same electric drive by 5-10 mm and the intensity of the discharges in the vessel 1 decreases. This ensures the continuity of operation of the device in the optimal mode and increase the total performance. The parameters and experimental results are summarized in table. 2.

Claims

1. DEVICE FOR ELECTROEROSION DISPERSION OF METALS IN THE FILLING LAYER, containing a dielectric vessel with an opening in the bottom for supplying working fluid, flat electrodes installed in the vessel above the opening, and a vertical dielectric partition between them, characterized in that it is equipped with a device for moving the partition up and down and regulating the height of its excess over the edges of the electrodes.

2. The device according to claim 1, characterized in that the lower edge of the dielectric partition when its position is within the adjustable height of the excess of the partition above the edges of the electrodes is installed with the protrusion of the lower edges of the electrodes by a length exceeding the thickness of the partition.