УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА

собой свободную (открытую) поверхность в вертикальном переливном патрубке. Поскольку в начале цикла разливки уровень жидкого металла в раздаточной емкости максимальный, то и результирующее давление (давление развиваемое насосом плюс давление гидростатического столба в раздаточной емкости) на столб жидкого металла в вертикальном переливном патрубке будет также максимальным и уровень жидкого металла в вертикальном переливном патрубке может существенно превышать его торец. В конце цикла разливки этот уровень будет снижаться, приближаясь к торцу вертикального переливного патрубка. Такие изменения уровня ведут к снижению точности стабилизации подачи в сливном патрубке.
Предлагаемой полезной моделью решается задача повышения точности стабилизации подачи жидкого металла за счет конструктивного выполнения металлопровода, обеспечивающего ограничение верхнего уровня жидкого металла в устройстве внутренней поверхностью переливного патрубка и постоянную величину превышения уровня жидкого металла на выходном торце переливного патрубка над соответствующим уровнем на торце сливного патрубка.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для подачи жидкого металла, включающем раздаточную емкость, выход которой соединен со сходом насоса металлопроводом, разветвляющимся за выходом насоса на сливной и переливной патрубки, при этом выход последнего расположен над раздаточной емкостью, расстояние между торцами выходных концов переливного и сливного патрубков равно высоте гидростатического столба между уровнями жидкого металла на этих торцах, определяемой соотношением
h  -L.2( А +1),где 2gd
h - высота гидростатического столба между уровнями жидкого металла на
торцах переливного и сливного патрубков;
L)c - скорость стабилизированного потока жидкого металла в сливном
патрубке;
- диаметр сливного патрубка;
/с - длина сливного патрубка;
Яс - коэффициент путевых потерь давления в сливном патрубке;
8 - коэффициент местных потерь давления в сливном патрубке;
g - ускорение свободного падения;
и выходное отверстие переливного патрубка обращено к поверхности
жидкого металла в раздаточной емкости.
Выполнение металлопровода таким образом, что верхний уровень жидкого металла в устройстве ограничен внутренней поверхностью переливного патрубка, выходное отверстие которого обращено к поверхности жидкого металла в раздаточной емкости, а уровень жидкого металла на торце выходного конца переливного патрубка превышает уровень жидкого металла на торце выходного конца сливного патрубка на высоту гидростатического столба /г, определяемую приведенным выше соотношением, позволяет стабилизировать подачу жидкого металла.
При работе устройства для подачи жидкого металла при достаточной величине давления, развиваемого насосом, происходит полное заполнение переливного патрубка на протяжении всего цикла разливки жидкого металла, уровень жидкого металла в переливном патрубке не изменяется (в отличие от известной, наиболее близкой установки) и в результате перекачиваемый металл в сливном патрубке на протяжении всего цикла разливки находится под постоянным давлением, определяемым высотой гидростатического столба h в соответствии с приведенным выше соотношением. А поскольку давление, воздействующее на перекачиваемый металл в сливном патрубке не изменяется, то и подача жидкого металла становится стабильной. V На фиг.1 представлен общий вид устройства для подачи жидкого металла; па фиг.2 - зависимость подачи жидкого металла во времени в метаплопроводе (jgs) сливном патрубке (Q и переливном патрубке ( на протяжении всего цикла стабилизированной разливки жидкого металла. Устройство для подачи жидкого металла (фиг Л) содержит раздаточную емкость 1, насос 2 (например, электромагнитный индукционный насос 4), врезанный в металлопровод 3, разветвленный на два патрубка: сливной 4 и переливной 5. Разность уровней торцов выходных концов переливного 5 и сливного 4 патрубков образуют высоту гидростатического столба h, под действием давления которого находится жидкий металл в сливном патрубке 4. Работа устройства для подачи жидкого металла осуществляется следующим образом. В начале цикла разливки уровень жидкого металла в раздаточной емкости 1 максимален. При подаче напряжения на обмотку насоса 2, которое на протяжении всего цикла разливки остается неизменным, в металлопроводе 3 развивается давление, под действием которого жидкий металл начинает, во-первых, циркулировать по контуру насос 2 - металлопровод 3 - переливной патрубок 5 - раздаточная емкость 1 - насос 2 и, во-вторых, ответвляться от металлопровода 3 в сливной патрубок 4 и далее в приемные емкости. По мере истечения жидкого металла через сливной патрубок 4 уровень металла в раздаточной емкости 1 снижается, в связи с этим с течением времени t снижается величина подачи бз через металлопровод 3 и з через переливной патрубок 5 (фиг.2). При этом величина подачи  через сливной патрубок 4 остается постоянной, т.к. сливной патрубок 4 находится под действием стабильной величины давления гидростатического столба h. К концу цикла стабилизированной разливки величина подачи Q через переливной патрубок 5 стремится к нулю, а поскольку в данном устройстве справедливо соотношение
TO К концу цикла величина 6з в металлонроводе 3 стремится к величине подачи б4 в сливном патрубке 4.
Работа устройства возможна и при ступенчатом изменении подаваемого на обмотку насоса 2 напряжения на протяжении одного цикла разливки и при повышенной величине развиваемого насосом 2 давления, при которой цикл разливки заканчивается при подаче жидкого металла в переливном патрубке 5, отличной от нуля. В том и другом случаях устройство обеспечивает стабильную подачу в сливном патрубке 4 на протяжении всего цикла разливки.
Работа устройства возможна и при подаче жидкого металла дозированными порциями, например, за счет использования электромагнитного клапана на сливном патрубке 4. Поскольку подача жидкого металла с течением времени стабильна, то дозированная разливка может осуществляться в течение равных промежутков времени. При этом циркуляция жидкого металла через переливной патрубок 5 может происходить непрерывно, перемешивая металл в раздаточной емкости 1 и поддерживая необходимый тепловой режим в устройстве за счет использования для нагревания металла электромагнитного индукционного насоса, например, 4.
Пример.
Приведенные на фиг.2 характеристики 6з -ДО, б4 ХО и Qs  f(t) получены в результате решения системы дифференциальных уравнений, записанных для различных участков предлагаемого устройства с конкретными размерами: внутренние диаметры металлопровода 3 - 0,03 м, сливного патрубка 4 - 0,01 м, переливного патрубка 5 - 0,04 м. Длина металлопровода 3 и каждого из патрубков  1,5 м. Высота гидростатического столба h  1,0 м. В качестве перекачиваемого жидкого металла принимался свинец.
M / f/ui/(/
5 63-65+64,
Погрешность стабилизации, представляющая собой отношение разницы подачи Q в начале и конце цикла стабилизированной разливки к Q в начале цикла, в процентах:
Q H-QAK .QQo/
в рассмотренном выше примере составляет 0% (см.фиг.2). При других соотношениях размеров установки погрешность стабилизации, как показывают расчеты, не превышает долей процента. 64
1.Х.А.Тийсмус, Ю.Я.Лаугис. Автоматизированный МГД-привод. М.: Энергия, 1980, 160 с.
2.Авторское свидетельство СССР № 313268, МПК Н 02п 4/20, опубл. 14.10.1971.
3.Л.А.Верте. Электромагнитная разливка и обработка жидкого металла. М.: Металлургия, 1967, 208 с.
4.Патент РФ № 854252, МКИ НО2К 44/06. Ю.Ф.Меренков, В.Д.Егоров, И.В.Попков. Электромагнитный индукционный насос. Опубл. В БИ 27.11.96, №33.
iuW -/Q о i/Cf
Литература