Пристрій для керування електричними розрядами при електроерозійному диспергуванні металів

Пристрій для керування електричними розрядами при електроерозійному диспергуванні металів, що містить керований генератор робочих імпульсів і підключений паралельно йому генератор запалювальних імпульсів, реактор з перфорова 3 реакторі і приводить до переходу іскрових розрядів у дугові розряди. З появою в реакторі дугових розрядів відбувається зміна гранулометричного складу порошку убік збільшення розмірів часток, у той час, як при виробництві порошків необхідно не допускати зміни дисперсності отриманого порошку убік збільшення розмірів часток. В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача підвищення продуктивності електроерозійного диспергування металів і одержання високодисперсних порошків заданого гранулометричного складу. Поставлена задача вирішується за рахунок збільшення енергії електричних розрядів у реакторі в міру зменшення розмірів металевих гранул шляхом збільшення амплітуди напруги робочих імпульсів при збереженні тривалості імпульсів. Це дозволяє збільшити продуктивність диспергування металів при збереженні необхідного гранулометричного складу порошку. Запропонований, як і відомий пристрій для керування електричними розрядами при електроерозійному диспергуванні металів містить керований генератор робочих імпульсів і підключений паралельно йому генератор запалювальних імпульсів, реактор з перфорованим днищем і патрубком для прокачування робочої рідини та електродами, один із яких з'єднаний з першим виходом керованого генератора робочих імпульсів, а другий електрод підключений до першого виходу датчика струму, вхід якого з'єднаний із другим виходом керованого генератора робочих імпульсів а, відповідно до пропозиції, він містить блок усереднення струму, входом з'єднаний із другим виходом датчика струму, а керований генератор робочих імпульсів містить блок керування амплітудою робочих імпульсів, вхід якого підключений до виходу блока усереднення струму. Блок усереднення струму, входом з'єднаний із другим виходом датчика струму, забезпечує одержання середнього імпульсного струму між електродами реактора за допомогою усереднення струмів декількох підряд послідовних робочих імпульсів. Це дозволяє відслідковувати зміну розмірів гранул у реакторі, оскільки в процесі диспергування розміри гранул постійно зменшуються. Зменшення гранул приводить до того, що струмопровідні ланцюжки і електроерозійні проміжки між гранулами подовжуються, кількість розрядних проміжків між гранулами зростає і, відповідно, збільшується опір струмопровідних ланцюжків. У результаті зменшується величина середнього струму через реактор. Зміна середнього струму, що протікає через електроди реактора, є інтегральною характеристикою працюючого реактора і відповідає зміні розмірів металевих гранул у процесі диспергування. Усереднення струму робочих імпульсів необхідно з тієї причини, що опір струмопровідних ланцюжків змінюється хаотично і коливається біля деякого середнього значення. У процесі диспергуванні середній струм через реактор має тенденцію до зменшення. Швидкість зміни струму визначається продуктивністю процесу диспергуванні. Включення до складу генератора блоку керування амплітудою робочих імпульсів і підключення його до виходу блока усереднення струму дозво 17378 4 ляє збільшувати енергію електричних розрядів у реакторі в міру зменшення розмірів металевих гранул. При зменшенні розмірів гранул середній струм через реактор зменшується. Амплітуду напруги робочих імпульсів збільшують пропорційно зменшенню величини середнього струму через реактор. Це дозволяє зберегти протягом усього процесу диспергування однакові умови електроерозії металу і, відповідно, підвищити продуктивність електроерозійного диспергування і забезпечити необхідний гранулометричний склад отриманого порошку. На кресленні представлена схема пристрою для керування електричними розрядами при електроерозійному диспергуванні металів. Пристрій містить реактор 1 з перфорованим днищем 2, патрубком 7 для прокачування робочої рідини і електродами 3 і 4, один із яких з'єднаний з першим виходом керованого генератора робочих імпульсів 6, а другий електрод підключений через датчик струму 8 до другого виходу керованого генератора робочих імпульсів 6 і виходом зв'язаний із блоком 9 усереднення струму, вихід якого підключений до входу блоку 10 керування амплітудою робочих імпульсів генератора робочих імпульсів 6. Паралельно керованому генераторові робочих імпульсів 6 підключений генератор запалювальних імпульсів 11. Пристрій для керування електричними розрядами при електроерозійному диспергуванні металів працює в такий спосіб. У судину 1, що виготовлена з діелектричного матеріалу та має перфороване днище 2 і електроди 3 і 4, завантажують металеві гранули для диспергування 5, які розміщають рівномірним шаром на його перфорованому днищі 2. Електроерозійне диспергування гранул 5 металу здійснюють робочими електричними імпульсами, що формують за допомогою керованого генератора робочих імпульсів 6. За допомогою генератора запалювальних імпульсів 11 подають допоміжні імпульси напруги на електроди 3 і 4. Допоміжні імпульси мають амплітуду, що перевищує величину напруги робочих імпульсів, але значно меншу потужність. Вони потрібні для пробою електроерозійних проміжків. При цьому з великою імовірністю відбувається робочий розряд. Робочі імпульси від керованого генератора 6 надходять на електроди 3 і 4. У судину 1 через патрубок 7 і через отвори в перфорованому днищі 2 надходить робоча рідина. У зонах контакту металевих гранул 5 один з одним і з електродами 3 і 4 виникають іскрові розряди, що утворять електроерозійні проміжки, під час яких відбувається диспергування металу. У каналах розряду температура досягає 10 тис. градусів. При цьому за рахунок електричної ерозії відбувається утворення металевого порошку. Під дією електричних розрядів у рідкому середовищі розвиваються значні гідродинамічні сили і виникають ультразвукові хвилі, що приводять до кавітації. При кавітації виникають кавітаційні пузирі, які при схлопуванні виділяють велику енергію. Надзвукові хвилі в рідині і високій температурі забезпечують інтенсивне диспергування металевих гранул 5. 5 17378 Під час проходження імпульсів струму по ланцюжках, що утворюються металевими гранулами 5, на гранули 5 впливає робоча рідина, яка створює псевдозріджений киплячий шар, що нагадує "кипіння" металевих гранул у холодній рідині. Рух металевих гранул 5 у псевдозрідженому шарі приводить до їхніх хаотичних торкань один з одним і з електродами 3 і 4, при яких виникають і зникають струмопровідні ланцюжки зі шматочків металу та електроерозійні проміжки, під час яких відбувається електричний пробій, іскровий розряд і диспергування металу. Псевдозрідження зменшує імовірність виникнення коротких замикань між шматочками металу 5 і електродами 3 і 4, що підвищує продуктивність електроерозійного диспергування металу. За рахунок випадкового характеру появи електроерозійних проміжків між металевими гранулами 5 опір струмопровідних ланцюжків змінюється і коливається біля деякого середнього значення. У процесі диспергування розміри металевих гранул 5 зменшуються. Утворені дрібними металевими гранулами 5 струмопровідні ланцюжки мають значно більшу кількість контактів усередині струмопровідних ланцюжків і значно більшу кількість електроерозійних проміжків. Це приводить до збільшення опору струмопровідних ланцюжків і, як наслідок, до зменшення струму через електроерозійні проміжки. Імпульсний струм між електродами виміряється датчиком струму 8. Блок 9 робить усереднення струму на декількох послідовних робочих імпульсах і визначає середнє значення струму. Керований генератор робочих імпульсів 6 містить блок 10 керування амплітудою робочих імпульсів. У залежності від величини середнього струму за сигналом з блоку 9 блок 10 змінює амплітуду робочих імпульсів генератора 6. При зменшенні середнього Комп’ютерна верстка А. Крулевський 6 струму через реактор 1 амплітуда імпульсів робочого струму збільшується. Це приводить до відновлення початкової величини струму через реактор 1 і до збільшення енергії електричних розрядів при збереженні тривалості робочих імпульсів, що дозволяє зберегти протягом усього процесу диспергування однакові умови електроерозії металу і забезпечити високу продуктивність електроерозійного диспергування і необхідний гранулометричний склад одержуваного порошку. Приклад. Гранули відходів твердого сплаву марки ВН8 (WC+8% мас. Ni) завантажували в реактор для електроерозійного диспергування, які під дією сили ваги рівномірно розміщалися на перфорованому днищі судини. Потім у судину насосом через патрубок подавали робочу рідину, поступово збільшуючи її витрату і домагалися, щоб рідина ворушила шар гранул, що знаходяться між електродами в судині. На електроди подавали імпульси напруги. У результаті в реакторі відбувалися електричні розряди між електродами по ланцюжках контактуючих між собою гранул. При цьому відбувалося електроерозійне диспергування металевих гранул у псевдозрідженому шарі. У процесі диспергуванні розміри гранул постійно зменшувалися. Зменшення гранул приводило до того, що струмопровідні ланцюжки і електроерозійні проміжки між гранулами подовжувалися, кількість розрядних проміжків між гранулами збільшувалось, а це, в свою чергу, приводило до збільшення опору струмопровідних ланцюжків. При диспергуванні вимірялася величина струму в імпульсах і визначалося середнє значення струму. При зменшенні величини середнього струму збільшували амплітуду напруги робочих імпульсів до відновлення початкової величини струму через реактор. Це приводило до збільшення енергії електричних розрядів у реакторі. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601