Металотермічний реактор

Металотермічний реактор, що складається з верхньої та нижньої камер, запобіжної пластинки, який відрізняється тим, що додатково оснащений подвійним шарніром, осі якого взаємно перпендикулярні. Корисна модель відноситься до ливарного виробництва, а саме до обладнання металотермії і може бути використана при терміновому виготовленні та термітному зварюванні заготовок і деталей на рухомих виробничих ремонтних платформах, на кораблях, на залізничному транспорті та ін., де виникає бокове (або кільове) хитання або зміщення. Найбільш близьким за своєю сутністю до запропонованої корисної моделі є металотермічний реактор (див. додаток), що складається з верхньої камери, де проходить металотермічна реакція горіння екзотермічної суміші для синтезу сплаву; нижньої камери, де проходить розчинення відповідних домішок (лігатури); пластинки, що розділяє камери, для запобігання протіканню розплаву з верхньої камери у нижню камеру до моменту повного розділення двох рідких фаз - металеву та шлакову, зварювального проміжку між деталями і пластинки, яка розчиняючись, дозволяє розплаву потрапити у проміжок зварювання [1]. Недоліком найближчого аналогу є те, що його конструкція не запобігає висипанню (виливанню) з нього металотермічної суміші (розплаву) у процесі його синтезу під дією розхитаної платформи, на якій проводиться технологія саморозповсюджувального високотемпературного синтезу (СВС) або комбінованого процесу (СВС і металотермії). Завдання корисної моделі полягає у вдосконаленні конструкції металотермічного реактору, який забезпечував би можливість ручного, напівавтоматичного, або автоматичного регулювання положення металотермічного реактора, і одночасно кращу систему заливки метала у форму, краще зварювання, економію метала та більшу безпеку праці для робітника, який обслуговує металотермічний реактор, що дозволяє використовувати його при терміновому виготовленні та зварюванні заготовок і деталей на рухомих виробничих ремонтних платформах, на кораблях, на залізничному транспорті та ін., де виникає бокове (або кільове) хитання або зміщення. Поставлене завдання досягається тим, що металотермічний реактор, що складається з верхньої та нижньої камер, запобіжної пластинки, згідно корисної моделі, додатково оснащений подвійним шарніром, осі якого взаємно перпендикулярні. Перевага запропонованого металотермічного реактору полягає у тому, що реактор після синтезу рідкого сплаву витримується у певному положенні без розбризкування і дає можливість досягати кращої системи заливки сплаву у форму із економією сплаву за рахунок цього, а також покращити якість і міцність зварювального шва. На Фіг. 1 приведена схема металотермічного реактору, де 1 - обойма; 2 - верхня камера; 3 нижня камера; 4 - запобіжна пластинка; 5 і 6 - опори подвійного шарніра. Металотермічний реактор працює наступним чином - у верхній камері 2 проходить металотермічна реакція горіння екзотермічної суміші для синтезу сплаву та розчинення відповідних домішок, а також розділення рідких продуктів реакції на металічну і шлакову фази. При цьому шлакова фаза спливає, а рідкий чавун збирається у нижній частині камери і пропалює тонку пластинку 4. Час пропалювання пластини, залежить від її товщини і повинен бути достатнім для повного розділення двох рідких фаз у камері 2. Нижня камера 3 служить для проведення пізнього модифікування 00 О) О) 9847 сплаву і, одночасно, його легування іншими елементами Отвір у нижній камері можна прикрити ВІДПОВІДНОЮ пластинкою, після розчинення якої сплав виливається у ливарну форму або у порожнину зварювання між зварюваними деталями (ливарна форма та зварювані деталі на Фіг не показані) Опорою 5 реактор кріпиться до обойми 1, яка у свою чергу кріпиться опорою 6 до певного корпусу За рахунок двохосьової шарнірної системи металотермічний реактор можна витримувати у необхідному положенні, запобігаючи висипанню (виливанню) з нього металотермічної суміші (розплаву) Таким чином, запропонований металотермічний реактор дозволяє досягати кращого положення при заливанні синтезованого сплаву з реактора у форму або зварювальний проміжок, при цьому запобігти виливанню рідкого сплаву та шлаку, а також підвищити безпеку праці і забезпечити керування процесом зливання шлаку і заливання сплаву Використання металотермічного реактора дає можливість отримувати ЯКІСНІ ВИЛИВКИ, прово дити якісне термітне зварювання заготовок за рахунок забезпечення неперервного струменя рідкого сплаву та усунення типових дефектів литва та зварювання (неспаї, спліни та ін ) Приклад конкретного використання Після завершення операції прожарювання у камеру 2 закладалася суміш терміту та графітового порошку, яка була попередньо підготовлена (скомпонована, просушена та перемішана) Суміш підпалювалася термітним сірником (для цього можна застосовувати запалювальні порошки магнію чи титану, які у свою чергу підпалюються звичайним сірником) Металотермічний реактор розташовувався на платформі, що періодично коливалася Приблизно через 20-25 секунд після початку технологічної операції синтезу отриманий рідкий сплав (чавун марки СЧ20) виливався у форму для зварювання торців двох деталей виготовлених також з чавуну СЧ20 В наступному з нього вирізалися трефи для механічних випробувань Результати дослідження механічних властивостей металотермічного сплаву показали відсутність браку, див табл Таблиця Властивості термітного зварного шва № п/п плавки 1 2 3 4 5 Метал Сірий Сірий Сірий Сірий Сірий чавун^ чавун* чавун^ чавун^ чавун^ Властивості зони зварювання1 а в , МПа Твердість, НВ 170 215 175 220 172 218 213 165 175 218 510*,% 0 0 0 0 0 1 2 Механічні властивості визначено на стандартних зразках діаметром 10мм Відбіл відсутній Техніко-економічна ефективність корисної моделі Термітний сплав, виготовлений у даному металотермічному реакторі значно простіше заливати у проміжок зварювання або ливарну форму, дозволяє зменшити вірогідність виникнення браку Економічний ефект досягається тільки при застосуванні корисної моделі для виготовлення ремонтного литва в умовах пересувних рухомих майстерень та інших виробничих приміщень не пристосованих для звичайних методів плавки, на залізничних ремонтних платформах під час їх руху або на крупних кораблях, оснащених ремонтними майстернями Корисна модель може бути використана і при терміновому термітному зварюванні у вищенаведених умовах, а також для живлення виливків у технології ливарних додатків високого температурного градієнту при додатковому розігріві металу додатку Очікуваний економічний ефект за оцінковими даними перевищує 200тис грн Джерела інформації 1 Металотермічний реактор /Жигу Ю Ю Бюл №1, 2003 - прототип Патент України №52962 А ФІГ.1 Додаток Комп'ютерна верстка Л Литвиненко 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 - 4 2 , 01601