RU162828U1 - DRIVING ROTATION DRIVE IN A CENTRIFUGAL SPRAY UNIT - Google Patents

Abstract

Привод вращения заготовки установки центробежного распыления, содержащий два приводных электродвигателя и камеру блока приводов, которая включает два опорных вращающихся барабана на подшипниковых опорах с газовым охлаждением, прижимной ролик и толкатель, отличающийся тем, что он снабжен магнитной муфтой, размещенной в камере блока приводов, состоящей из наружной и внутренней полумуфт и диэлектрического стакана и имеющей момент вращения больше момента вращения приводных электродвигателей.A rotation drive of a workpiece of a centrifugal spraying installation, comprising two drive electric motors and a drive unit chamber, which includes two supporting rotating drums on gas-cooled bearings, a pressure roller and a pusher, characterized in that it is equipped with a magnetic coupling located in the drive unit chamber, consisting of from the outer and inner coupling halves and the dielectric cup and having a torque greater than the rotation moment of the drive motors.

Description

Полезная модель относится к области порошковой металлургии, в частности к установкам, предназначенным для непрерывного получения металлического порошка химически активных металлов и сплавов.The utility model relates to the field of powder metallurgy, in particular to plants intended for the continuous production of metal powder of chemically active metals and alloys.

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.Magnetic couplings are widely used in circulating pumping systems for pumping environmentally hazardous and aggressive liquids in the chemical, oil and gas processing, food and other industries. In addition, they can be used as safety devices, since a break in the magnetic connection does not lead to equipment breakdown.

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.For example, magnetic couplings are used in submersible electric pumping units for oil production (RU 52124 U1, 03/10/2006). A magnetic coupling is installed between the electric motor and the pump and transmits the torque from the motor to the pump without mechanical contact between them. The magnetic coupling consists of two coupling halves arranged concentrically, on each of which permanent magnets are installed. One of the coupling halves is rigidly articulated with the motor shaft, the other with the pump shaft. Between the coupling halves concentrically located with them a separation sleeve made of non-magnetic and non-conductive material. The use of a magnetic coupling in an electric pump submersible installation provides protection of the internal cavity of the electric motor from ingress of pumped liquid without a hydroprotection device. Due to the tight isolation of the internal cavity of the electric motor from the pumped liquid and the absence of the need to fill this cavity with insulating liquid, the rotor of the electric motor rotates in air, the friction losses of the rotor against the liquid are eliminated, and the efficiency and service life of the electric motor are increased.

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.Magnetic couplings are also used in vertical centrifugal pumping units designed to pump liquid under high pressure, which can be used for various consumer needs, for example, to maintain reservoir pressure (RU 135740 U1, 12.20.2013). In such installations, the shafts of the electric motor and the submersible centrifugal pump are connected by means of a magnetic coupling, which ensures high tightness of the pump without the use of additional sealing means, high inlet pressures, and also prevents breakage of the motor shaft in case of jamming of the pump shaft.

Однако, в установках, предназначенных для получения металлического порошка жаропрочных материалов, применение магнитных муфт не известно из уровня техники.However, in installations designed to produce metal powder of heat-resistant materials, the use of magnetic couplings is not known in the art.

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.A known installation for the production of metal powders by spraying a rotating workpiece, including a chamber with a drive of workpieces and a device for their piece feeding to spray, a chamber with a mechanism for rotating the workpiece in the form of two drive support drums on bearing bearings with two pressure rollers, a mechanism for the longitudinal feed of the workpiece with a pusher and drive electric motors, a melting chamber with a plasma torch (RU 2549797 C1, 04/27/2015). A chamber with a storage of blanks, a chamber with a mechanism for rotating the blanks and a melting chamber are interconnected and together form a single sealed internal space of the installation, which is in communication with the gas and vacuum systems through the corresponding holes with nozzles.

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.The disadvantage of the above installation for producing metal powders by spraying a rotating billet is the device of the chamber of the mechanisms for rotating the billet, since the drive electric motor is located directly inside a single sealed vacuum system. As a result of this, metal dust, which is formed during the operation of the installation, leads to a decrease in reliability, rapid wear and destruction of the mechanisms of the motor.

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).A known installation for producing metal powder, taken as a prototype, in which the mechanism chamber consists of a vacuum-tight housing, inside of which there are two horizontal cylindrical rolls on gas-cooled bearings, an electric drive of rotation from individual electric motors, a push movable roller, an axial movement mechanism for workpieces with a pusher (RU 2356696 C1, 05.27.2009).

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.The disadvantage of the mechanism chamber in this installation is that the electric motors are located directly inside the vacuum-tight housing, as a result of which additional cooling of the electric rotation drive is necessary, as well as the electric motors more quickly fail due to the ingress of metal dust, which is formed during the operation of the installation, inside motor housing and drive shaft.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы приводных электродвигателей в установке центробежного распыления и производительности процесса получения порошка.The objective of the proposed utility model is to increase the reliability of drive electric motors in a centrifugal spray installation and the performance of the powder production process.

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.The problem is solved by the use of centrifugal spraying installations to obtain a metal powder drive rotation of the workpiece, containing two drive electric motors and a chamber of the drive unit, which includes two supporting rotating drums on bearings with gas cooling, a pressure roller, a pusher and a magnetic coupling, consisting of the outer and inner coupling halves and the dielectric cup, while the rotation torque of the magnetic coupling is greater than the rotation torque of the drive motors. The use of a magnetic coupling in the chamber of the drive unit allows you to mount the drive motors outside the vacuum-tight housing.

Предлагаемый привод вращения заготовки, содержащий магнитные муфты, обеспечивает увеличение надежности и срока эксплуатации приводных электродвигателей.The proposed drive rotation of the workpiece, containing magnetic couplings, provides an increase in the reliability and life of the drive electric motors.

На фиг. 1 изображена установка центробежного распыления для получения металлических порошков жаропрочных сплавов.In FIG. 1 shows a centrifugal spraying apparatus for producing metal powders of heat-resistant alloys.

На фиг. 2 изображен узел привода вращения заготовки, в котором установлены магнитные муфты.In FIG. 2 shows a workpiece rotation drive assembly in which magnetic couplings are mounted.

На фиг. 3 изображен узел магнитной муфты.In FIG. 3 shows a magnetic clutch assembly.

Привод вращения заготовки представляет собой конструкцию, изготовленную из нержавеющей стали без водяного охлаждения.The workpiece rotation drive is a structure made of stainless steel without water cooling.

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.The rotation drive 1 (Fig. 1) in a centrifugal spraying installation includes the following components (Fig. 2): two supporting rotating drums 2 on bearings 3 with gas cooling, a temperature control sensor 4, tray 5, located at an angle no more than 5-8 ° to the horizontal plane, electrode spacer 6, including coaxially mounted spacer discs with a groove radius greater than the radius of the workpiece. The rotation of the workpiece 7 on the supporting drums 2 is carried out by a pressure roller 8 of a special design that absorbs vibration. For axial movement of the workpiece 7, a pusher 9 is used, which is made with a nozzle apparatus at the end facing the supply side of the workpiece. On the platform, coaxially with the supporting drums 2, drive motors 10 are installed, which are two electric spindles that rotate the supporting drums 2 through magnetic couplings 11. The magnetic coupling (Fig. 3) is used to transmit torque from the drive shaft of the electric motor 12 to the driven shaft of the bearings drums 13 without mechanical contact, due to the interaction of magnetic fields. The magnetic field is created by permanent magnets mounted in the outer 14 and inner 15 half couplings. The dielectric cup 16 located between the coupling halves ensures tightness. The magnetic coupling is selected so that its rotation moment is greater than the rotation moment of the electric spindles. Magnetic couplings do not create noise, vibrations and have no wearing parts. The axis of the drive motors must strictly coincide with the axis of the drive shaft and the axis of the support drums in order to avoid vibration of the drive unit.

Принцип работы привода вращения заготовки в установке центробежного распыления.The principle of operation of the drive rotation of the workpiece in a centrifugal spray installation.

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.The centrifugal spraying unit is designed to produce metal powders of heat-resistant alloys by centrifugal spraying of workpieces melted by a plasma heater in an inert gas environment while transporting the resulting powder materials into a sealed bulk container without contact with air.

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.The cylindrical billet 7 is loaded into the chamber of the drive unit through the tray 5 using the electrode spacer 6. The billet 7 enters the groove of the spacer disc, due to the rotation of the electrode spacer 6, is rolled over the tray 5 into two supporting drums 2 and pressed against them by the pressure roller 8. Two the electrospindle 7 rotate the supporting drums 2 through the magnetic clutch 11. Using a linear guide 17 of the type of ball screw pair (ballscrew) by means of the pusher 9, the rotating workpiece 7 is moved outside the chamber of the drive unit in lavilnuyu chamber 18. Between the plunger 7 and the workpiece 9, an air cushion that prevents overheating and reduces friction and wear on the pusher. The axial movement of the workpiece 7 of the linear guide 17 with the pusher 9 continues until the length of the remaining unmelted part reaches the minimum length, at which the workpiece 7 can still hold the workpiece 7 on the support drums 2 in the melting chamber 18, the workpiece 7 is heated to a melting point by a special plasma heating source 19. As a result of melting at the end of the workpiece 7, a liquid metal film is formed. The particles of the melt of the rotating workpiece detached from the crown moving in the gas medium form a spherical powder after crystallization. Crystallization powder enters the filling device 20, where additional cooling of the powder takes place, sampling is performed and then it enters the hopper 21, which, after the end of the process, is sealed with a vacuum shutter.

Предлагаемый привод вращения заготовки, в котором установлена магнитная муфта и приводные электродвигатели выведены за пределы вакуум-плотного корпуса, обеспечивает:The proposed drive rotation of the workpiece, in which a magnetic coupling is installed and the drive motors are outside the vacuum tight housing, provides:

- 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;- improving reliability, preventing rapid wear and tear and increasing the life of drive electric motors, since it eliminates the possibility of metal dust generated during installation, on the parts of electric motors;

- снижение вибрации при передаче вращения на вал опорных барабанов через магнитную муфту, что ведет к улучшению качества металлического порошка по фракционному составу;- reduction of vibration during transmission of rotation to the shaft of the supporting drums through a magnetic coupling, which leads to an improvement in the quality of the metal powder in fractional composition;

- охлаждение электродвигателя внешней средой, что исключает возможность перегрева приводных электродвигателей;- cooling of the electric motor by the external environment, which eliminates the possibility of overheating of the drive electric motors;

- снижение габаритных размеров камеры блока приводов.- reducing the overall dimensions of the camera drive unit.

Claims (1)

Привод вращения заготовки установки центробежного распыления, содержащий два приводных электродвигателя и камеру блока приводов, которая включает два опорных вращающихся барабана на подшипниковых опорах с газовым охлаждением, прижимной ролик и толкатель, отличающийся тем, что он снабжен магнитной муфтой, размещенной в камере блока приводов, состоящей из наружной и внутренней полумуфт и диэлектрического стакана и имеющей момент вращения больше момента вращения приводных электродвигателей.

A rotation drive of a workpiece of a centrifugal spraying installation, comprising two drive electric motors and a drive unit chamber, which includes two supporting rotating drums on gas-cooled bearings, a pressure roller and a pusher, characterized in that it is equipped with a magnetic coupling located in the drive unit chamber, consisting of from the outer and inner coupling halves and the dielectric cup and having a torque greater than the torque of the drive electric motors.

Images