ПРИВОД ВРАЩЕНИЯ ЗАГОТОВКИ В УСТАНОВКЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО РАСПЫЛЕНИЯ

Полезная модель относится к области порошковой металлургии, в частности к установкам, предназначенным для непрерывного получения металлического порошка химически активных металлов и сплавов.
Магнитные муфты широко применяются в циркуляционных насосных системах для перекачивания экологически опасных и агрессивных жидкостей в химической, нефте- и газоперерабатывающей, пищевой и других отраслях промышленности. Кроме того они могут использоваться как предохранительные, поскольку разрыв магнитной связи не ведет к поломке оборудования.
Например, магнитные муфты используются в электронасосных погружных установках для нефтедобычи (RU 52124 U1, 10.03.2006). Магнитная муфта установлена между электродвигателем и насосом и передает момент вращения от двигателя к насосу без механического контакта между ними. Магнитная муфта состоит из двух полумуфт, расположенных концентрично, на каждой из которых установлены постоянные магниты. Одна из полумуфт жестко сочленена с валом электродвигателя, другая с валом насоса. Между полумуфтами концентрично с ними расположена разделительная гильза, выполненная из немагнитного и неэлектропроводного материала. Использование магнитной муфты в электронасосной погружной установке обеспечивает защиту внутренней полости электродвигателя от попадания в нее перекачиваемой жидкости без устройства гидрозащиты. Благодаря герметичной изоляции внутренней полости электродвигателя от перекачиваемой жидкости и отсутствии надобности в заполнении этой полости изолирующей жидкостью, ротор электродвигателя вращается в воздушной среде, исключаются потери на трение ротора о жидкость, увеличивается КПД и срок службы электродвигателя.
Также магнитные муфты используют в вертикальных центробежных насосных установках, предназначенных для нагнетания под высоким давлением жидкости, которая может использоваться для различных нужд потребителя, например, для поддержания пластового давления (RU 135740 U1, 20.12.2013). В таких установках валы электродвигателя и погружного центробежного насоса соединены посредством магнитной муфты, что обеспечивает высокую герметичность насоса без использования дополнительных уплотнительных средств, высокие входные давления, а также предотвращает поломку вала электродвигателя в случае заклинивания вала насоса.
Однако, в установках, предназначенных для получения металлического порошка жаропрочных материалов, применение магнитных муфт не известно из уровня техники.
Известна установка для получения металлических порошков распылением вращающейся заготовки, включающей камеру с накопителем заготовок и устройством их поштучной подачи на распыление, камеру с механизмом вращения заготовки в виде двух приводных опорных барабанов на подшипниковых опорах с двумя нажимными роликами, механизмом продольной подачи заготовки с толкателем и приводными электродвигателями, камеру плавления с плазмотроном (RU 2549797 С1, 27.04.2015). Камера с накопителем заготовок, камера с механизмом вращения заготовок и камера плавления сообщены между собой и все вместе образуют единое герметичное внутреннее пространство установки, которое сообщено с газовой и вакуумной системами посредством соответствующих отверстий с патрубками.
Недостатком вышеуказанной установки для получения металлических порошков распылением вращающейся заготовки является устройство камеры механизмов вращения заготовки, поскольку приводной электродвигатель находится непосредственно внутри единой герметичной вакуумной системы. В результате этого металлическая пыль, которая образуется во время работы установки, приводит к снижению надежности, быстрому износу и разрушению механизмов электродвигателя.
Известна установка для получения металлического порошка, взятая за прототип, в которой камера механизмов состоит из вакуум-плотного корпуса, внутри которого находятся два горизонтальных цилиндрических валка на подшипниковых опорах с газовым охлаждением, электропривод вращения от индивидуальных электродвигателей, нажимной подвижный ролик, механизм осевого перемещения заготовок с толкателем (RU 2356696 С1, 27.05.2009).
Недостатком камеры механизмов в этой установке является то, что электродвигатели находятся непосредственно внутри вакуум-плотного корпуса, в результате чего необходимо дополнительное охлаждение электропривода вращения, а также электродвигатели быстрее выходят из строя из-за попадания металлической пыли, которая образуется во время работы установки, внутрь корпуса электродвигателя и приводного вала.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы приводных электродвигателей в установке центробежного распыления и производительности процесса получения порошка.
Поставленная задача решается применением в установках центробежного распыления для получения металлического порошка привода вращения заготовки, содержащего два приводных электродвигателя и камеру блока приводов, которая включает в себя два опорных вращающихся барабана на подшипниковых опорах с газовым охлаждением, прижимной ролик, толкатель и магнитную муфту, состоящую из наружной и внутренней полумуфт и диэлектрического стакана, при этом момент вращения магнитной муфты больше момента вращения приводных электродвигателей. Использование магнитной муфты в камере блока приводов позволяет смонтировать приводные электродвигатели вне вакуум-плотного корпуса.
Предлагаемый привод вращения заготовки, содержащий магнитные муфты, обеспечивает увеличение надежности и срока эксплуатации приводных электродвигателей.
На фиг. 1 изображена установка центробежного распыления для получения металлических порошков жаропрочных сплавов.
На фиг. 2 изображен узел привода вращения заготовки, в котором установлены магнитные муфты.
На фиг. 3 изображен узел магнитной муфты.
Привод вращения заготовки представляет собой конструкцию, изготовленную из нержавеющей стали без водяного охлаждения.
Привод вращения 1 (фиг. 1) в установке центробежного распыления включает в себя следующие составные части (фиг. 2): два опорных вращающихся барабана 2 на подшипниковых опорах 3 с газовым охлаждением, датчик контроля температуры 4, лоток 5, расположенный под углом не более 5-8° к горизонтальной плоскости, разделитель электродов 6, включающий соосно установленные разделительные диски с радиусом паза большим радиуса заготовки. Удержание вращающейся заготовки 7 на опорных барабанах 2 осуществляется прижимным роликом 8 специальной конструкции, поглощающей вибрации. Для осевого перемещения заготовки 7 используется толкатель 9, который выполнен с сопловым аппаратом на торце, обращенным в сторону подачи заготовки. На платформе соосно с опорными барабанами 2 установлены приводные электродвигатели 10, представляющие собой два электрошпинделя, которые приводят во вращение опорные барабаны 2 через магнитные муфты 11. Магнитная муфта (фиг. 3) предназначена для передачи крутящего момента с ведущего вала электродвигателя 12 на ведомый вал опорных барабанов 13 без механического контакта, за счет взаимодействия магнитных полей. Магнитное поле создается постоянными магнитами, установленными в наружной 14 и внутренней 15 полумуфтах. Диэлектрический стакан 16, находящийся между полумуфтами, обеспечивает герметичность. Магнитная муфта выбирается таким образом, чтобы ее момент вращения был больше момента вращения электрошпинделей. Магнитные муфты не создают шума, вибраций и не имеют изнашивающихся деталей. Ось приводных электродвигателей должна строго совпадать с осью ведущего вала и осью опорных барабанов во избежании вибрации блока приводов.
Принцип работы привода вращения заготовки в установке центробежного распыления.
Установка центробежного распыления предназначена для получения металлических порошков жаропрочных сплавов методом центробежного распыления заготовок, оплавляемых плазменным нагревателем в среде инертных газов с одновременной транспортировкой получаемых порошковых материалов в объемную герметичную емкость без контакта с воздухом.
Заготовка цилиндрической формы 7 загружается в камеру блока приводов по лотку 5 с помощью разделителя электродов 6. Заготовка 7 попадает в паз разделительного диска, за счет вращения разделителя электродов 6 перекатывается по лотку 5 на два опорных барабана 2 и прижимается к ним прижимным роликом 8. Два электрошпинделя 7 приводят во вращение опорные барабаны 2 через магнитные муфты 11. С помощью линейной направляющей 17 типа шариковинтовой пары (ШВП) посредством толкателя 9 вращающаяся заготовка 7 перемещается за пределы камеры блока приводов в плавильную камеру 18. Между заготовкой 7 и толкателем 9 образуется воздушная подушка, которая предотвращает перегрев, снижает трение и износ толкателя. Процесс осевого перемещения заготовки 7 линейной направляющей 17 с толкателем 9 продолжается до тех пор, пока длина оставшейся нерасплавленной ее части не достигнет минимальной длины, при которой способен еще надежно удержать на опорных барабанах 2 заготовку 7 прижимной ролик 8. В плавильной камере 18 заготовка 7 нагревается до температуры плавления специальным плазменным источником нагрева 19. В результате оплавления на торце заготовки 7 образуется жидкая пленка металла. Частицы расплава оторвавшегося от венца вращающейся заготовки перемещаясь в газовой среде образуют после кристаллизации порошок сферической формы. Кристаллизационный порошок попадает в пересыпное устройство 20, где происходит дополнительное охлаждение порошка, производится отбор проб и затем он попадает в бункер 21, который после окончания технологического процесса герметизируется вакуумным затвором.
Предлагаемый привод вращения заготовки, в котором установлена магнитная муфта и приводные электродвигатели выведены за пределы вакуум-плотного корпуса, обеспечивает:
- повышение надежности, предотвращение быстрого износа и повышение срока эксплуатации приводных электродвигателей, поскольку исключается возможность попадания металлической пыли, образующейся во время работы установки, на детали электродвигателей;
- снижение вибрации при передаче вращения на вал опорных барабанов через магнитную муфту, что ведет к улучшению качества металлического порошка по фракционному составу;
- охлаждение электродвигателя внешней средой, что исключает возможность перегрева приводных электродвигателей;
- снижение габаритных размеров камеры блока приводов.