RU177159U1

RU177159U1 - INSTALLATION FOR ELECTRIC PROCESSING OF CASTING BINDING MATERIAL

Info

Publication number: RU177159U1
Application number: RU2016145336U
Authority: RU
Inventors: Юрий Мурадович Погосбекян; Роман Сергеевич Паскевич; Михаил Юрьевич Погосбекян
Original assignee: Юрий Мурадович Погосбекян; Роман Сергеевич Паскевич; Михаил Юрьевич Погосбекян
Priority date: 2016-11-21
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2018-02-12

Abstract

Полезная модель относится к области литейного производства и предназначена для повышения прочности формовочных и стержневых смесей. Установка для электрической обработки связующего материала содержит емкость для связующего материала, в которой установлены электроды. Она также содержит высоковольтный трансформатор, соединенный с прерывателем тока для преобразования входящего тока в импульсный ток и с умножителем напряжения, выход которого соединен с электродами. В установку включен баллон с аргоном для продувки аргоном емкости со связующим материалом через охладительную камеру для аргона, датчик расхода аргона, связанный газовой линией с баллоном с аргоном, датчик для измерения температуры аргона, датчик для измерения частоты электрических разрядов в емкости. Все датчики соединены с компьютером, выполненным с возможностью вывода всех параметров работы установки с помощью программы Lab View.The utility model relates to the field of foundry and is intended to increase the strength of molding and core mixtures. Installation for the electrical processing of a binder material contains a container for a binder material in which electrodes are installed. It also contains a high voltage transformer connected to a current chopper for converting the incoming current to pulsed current and to a voltage multiplier, the output of which is connected to the electrodes. The installation includes a cylinder with argon for purging with argon a container with a binder through a cooling chamber for argon, an argon flow sensor connected by a gas line to a cylinder with argon, a sensor for measuring argon temperature, a sensor for measuring the frequency of electric discharges in a container. All sensors are connected to a computer configured to output all parameters of the installation using the Lab View program.

Description

Полезная модель относится к области литейного производства и предназначена для повышения концентрации радикалов в литейном связующем материале и стабильности его электроактивации.The utility model relates to the field of foundry and is intended to increase the concentration of radicals in the foundry binder material and the stability of its electrical activation.

Известна, конструкция установки для обработки связующих магнитным полем и электрическим током с целью повышения их адгезионных свойств [1]. Известна конструкция колонки [2] для активации связующих материалов, включающая в себя корпус и активирующую систему, в которой с целью повышения эффективности и стабильности электроактивации связующих материалов, корпус, служащий катодом, выполнен в виде полого металлического цилиндра, внутри которого установлен концентрически вращаемый металлический анод, вдоль продольной оси которого расположен диэлектрический скребок, рабочая поверхность которого повторяет очертания наружной поверхности анода,Known design of the installation for processing binders with a magnetic field and electric current in order to increase their adhesive properties [1]. A known column design [2] for activating binders, including a housing and an activating system, in which, in order to increase the efficiency and stability of electroactivation of binders, the cathode serving casing is made in the form of a hollow metal cylinder inside which a concentrically rotated metal anode is mounted along the longitudinal axis of which there is a dielectric scraper, the working surface of which repeats the outline of the outer surface of the anode,

Недостатком вышеуказанных установок является то, что при обработке связующих не имеет место электрокавитация и электромагнитные излучения, что существенно уменьшает эффективность электрической обработки связующих материалов.The disadvantage of the above installations is that in the processing of binders there is no electrocavitation and electromagnetic radiation, which significantly reduces the efficiency of electrical processing of binder materials.

Известное устройство для электрической обработки жидкости, основанная на использовании электрогидравлического эффекта Юткина [3], принятый за прототип, сущность которого состоит в том, что внутри объема жидкости, находящегося в зоне электрического разряда возникают сверхвысокие гидравлические давления и электрокавитация, способная совершать полезную работу, электромагнитные излучения в широком спектре частот. Вследствие этого в жидкости образуются свободные радикалы [4]. Большой вклад в исследование свободных радикалов внесли академик Разуваев Г.А., Минков Г. и другие исследователи.The known device for the electrical treatment of liquids, based on the use of the electro-hydraulic Yutkin effect [3], adopted as a prototype, the essence of which is that ultrahigh hydraulic pressures and electrocavitation capable of performing useful work, electromagnetic, occur inside the volume of liquid in the zone of electric discharge radiation in a wide range of frequencies. As a result, free radicals are formed in the liquid [4]. Academician G.A. Razuvaev, G. Minkov and other researchers made a great contribution to the study of free radicals.

Погосбекяном Ю.М. было сформулировано условие эффективности электрической обработки связующих материалов: электрическая обработка эффективна лишь в том случаи, если скорость образования свободных радикалов в жидкости в процессе обработки больше скорости их гибели.Pogosbekyanom Yu.M. a condition was formulated for the efficiency of the electrical processing of binder materials: electrical processing is effective only if the rate of formation of free radicals in the liquid during processing is greater than the rate of their death.

Недостатком известного устройства является то, что жидкость не продувается охлажденным аргоном и не изолируется от воздуха, тем самым снижается концентрация свободных радикалов в жидкости, которая определяют эффективность электрической обработки.A disadvantage of the known device is that the liquid is not blown with cooled argon and is not isolated from air, thereby reducing the concentration of free radicals in the liquid, which determine the efficiency of electrical processing.

Исследованиями многих ученых установлено, что при контакте с кислородом воздуха время жизни свободных радикалов уменьшается. Если же радикалы лишены возможности контактировать с кислородом воздуха, то время жизни радикалов увеличивается до нескольких дней. По этой причине в патентуемом устройстве для изоляции связующего от контакта с воздухом используется аргон, так как он тяжелее воздуха. Помимо этого в устройстве используются возбужденные атомы аргона потенциал ионизации, которых больше потенциала ионизации химических элементов связующих, По этой причине при столкновении возбужденных атомов с атомами связующих образуются радикалы. Идея использования возбужденных атомов аргона для определения упругости паров металла на примере паров ртути была предложена Погосбекяном Ю.М., которая была успешно реализована в дипломной работе под руководством проф. Жуховицкого А.А. в Московском институте стали и сплавов в 1962 г.Studies by many scientists have found that when exposed to oxygen in the air, the lifetime of free radicals decreases. If the radicals are unable to contact with oxygen in the air, then the lifetime of the radicals increases to several days. For this reason, in the patented device for the isolation of the binder from contact with air, argon is used, since it is heavier than air. In addition, the device uses excited argon atoms, the ionization potential, which is greater than the ionization potential of the chemical elements of the binder. For this reason, when excited atoms collide with the binder atoms, radicals are formed. The idea of using excited argon atoms to determine the vapor pressure of a metal using mercury vapor as an example was proposed by Yu.M. Pogosbekyan, which was successfully implemented in a thesis under the guidance of prof. Zhukhovitsky A.A. at the Moscow Institute of Steel and Alloys in 1962

Недостатком известного устройства является также то, что его конструкция не позволяет получать нужный объем информации о технологических параметрах электрической обработки и не компьютеризировано, что существенно уменьшает точность измерения и не позволяет управлять технологическим процессом электрической обработки связующих материалов.A disadvantage of the known device is also that its design does not allow to obtain the required amount of information about the technological parameters of electrical processing and is not computerized, which significantly reduces the measurement accuracy and does not allow to control the technological process of electrical processing of binder materials.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение концентрации свободных радикалов в связующих материалах с целью повышения эффективности электрической обработки.The technical problem to which the utility model is directed is to increase the concentration of free radicals in binders in order to increase the efficiency of electrical processing.

Дополнительной технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение информативности и точности измерений технологических параметров электрической обработки путем использования электронных датчиков сигналов импульсов, расхода аргона, давления, температуры в патентуемой установке, связанных с электрическими линиями связи через плато сбора данных с компьютером с установленной на нем программой LabView.An additional technical problem solved by the utility model is to increase the information content and accuracy of measurements of technological parameters of electrical processing by using electronic sensors of pulse signals, argon flow, pressure, temperature in a patented installation associated with electric communication lines through a data collection plate with a computer with it installed LabView program.

Для решения указанных задач предложена установка для электрической обработки литейного связующего материала, содержащая емкость для связующего материала, в которой установлены электроды, высоковольтный трансформатор, соединенный с прерывателем тока для преобразования входящего тока в импульсный ток, умножитель напряжения, соединенный с электродами, баллон с аргоном для продувки аргоном емкости со связующим материалом через охладительную камеру для аргона, датчик расхода аргона, связанным газовой линией с баллоном с аргоном, датчик для измерения температуры аргона, датчик для измерения частоты электрических разрядов в емкости, при этом датчик расхода аргона, датчик для измерения температуры аргона и датчик для измерения частоты электрических разрядов выполнены с возможностью связи с компьютером через плато сбора данныхTo solve these problems, the proposed installation for the electrical processing of casting binder material containing a container for a binder material in which electrodes are installed, a high-voltage transformer connected to a current chopper to convert the incoming current to pulsed current, a voltage multiplier connected to the electrodes, an argon cylinder for purging with argon a container with a binder material through a cooling chamber for argon, an argon flow sensor, a gas line connected to an argon cylinder, a sensor for measuring argon temperature, a sensor for measuring the frequency of electric discharges in the tank, while the argon flow sensor, a sensor for measuring argon temperature and a sensor for measuring the frequency of electric discharges are configured to communicate with a computer via a data acquisition plateau

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена схема предлагаемой установки для электрической обработки литейных связующих материалов. Установка для электрической обработки литейных связующих материалов состоит из прерывателя тока 1, необходимого для формирования импульсного тока низкого напряжения, высоковольтного трансформатора 2. необходимого для преобразования тока низкого напряжения, примерно, 12 В в ток высокого напряжения, от 15 кВ (зависит от выходных характеристик высоковольтного трансформатора) на вторичной обмотке высоковольтного трансформатора), резистора 3, позволяющего ограничить ток заряда конденсаторов до требуемого, а также снижает нагрузку на основной элемент системы - высоковольтный трансформатор, умножителя напряжения 4, позволяющего увеличивать, выходное напряжение, в данном случае, примерно, на два порядка, который состоит из двух высоковольтных диодов (а), проводящих напряжение в одном направлении, запирая накопившуюся на конденсаторах энергию от движения к трансформатору, высоковольтные конденсаторы (б), которые накапливают полученную энергию до возникновения условий, при которых происходит пробой воздушного пространства и жидкой среды, общая емкость конденсаторной батареи, не менее 0,2 мкф, максимальное напряжение каждого конденсатора, не менее 20 кВ, формирующий искровой промежуток с изменяемым зазором 5, необходимый для заряда высоковольтных конденсаторов, регулировки частоты и мощности разрядов в обрабатываемом веществе, датчик 6 для измерения частоты электрических разрядов, два электрода 7, емкость со связующим 8 для проведения обработки, баллон с аргоном 9, регулирующий элемент 10, газовая линия 11, датчик расхода газа 12, охладительная камера для газа (аргона) 13, датчик для измерения температуры 14 газа, трубка 15 для подачи охлажденного газа (аргона) в жидкость (в связующее), электрическая линия охлажденного газа (аргона) в жидкость (в связующее), электрическая линия связи 16, плато сбора данных 17, для связи электронных датчиков с персональным компьютером 18.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a diagram of the proposed installation for electrical processing of foundry binder materials. The installation for the electrical processing of foundry binder materials consists of a current chopper 1, which is necessary for generating a low-voltage pulse current, a high-voltage transformer 2. It is necessary for converting a low-voltage current of approximately 12 V to a high-voltage current, from 15 kV (depends on the output characteristics of the high-voltage transformer) on the secondary winding of a high-voltage transformer), a resistor 3, which allows to limit the charge current of the capacitors to the required, and also reduces the load on the main the first element of the system is a high-voltage transformer, voltage multiplier 4, which allows increasing the output voltage, in this case, by about two orders of magnitude, which consists of two high-voltage diodes (a) conducting voltage in one direction, locking the energy stored in the capacitors from movement to the transformer, high-voltage capacitors (b), which accumulate the received energy before the occurrence of conditions under which breakdown of air space and liquid medium occurs, the total capacity of the capacitor bank, n e less than 0.2 microfarads, the maximum voltage of each capacitor, at least 20 kV, forming a spark gap with a variable gap 5, necessary for charging high-voltage capacitors, adjusting the frequency and power of discharges in the substance being processed, sensor 6 for measuring the frequency of electric discharges, two electrodes 7, a container with a binder 8 for processing, a cylinder with argon 9, a regulating element 10, a gas line 11, a gas flow sensor 12, a cooling chamber for gas (argon) 13, a sensor for measuring gas temperature 14, tube 15 for supplying chilled gas (argon) to a liquid (to a binder), an electric line of chilled gas (argon) to a liquid (to a binder), an electric communication line 16, a data collection plate 17, for communicating electronic sensors with a personal computer 18.

Установка работает следующим образомInstallation works as follows

Электрическая обработка литейных связующих материалов (фиг. 1) производится следующим образом: через прерыватель 1 включается в электрическую цепь высоковольтный трансформатор 2 через резистор 3. С помощью умножителя напряжения 4 увеличивается выходное напряжение примерно на два порядка, а высоковольтные конденсаторы (4б) накапливают полученную энергию до возникновения условий, при которых происходит пробой воздушного пространства и жидкой среды, формирующийся искровой промежуток с изменяемым зазором 5 служит для изменения частоты электрических разрядов и их мощности, которые измеряются датчиком 6, соединенным электрической линией связи 16 с компьютером 18 через плато 17 сбора данных. Два электрода 7, которые соединяются с умножителем напряжения, помещаются в емкость, предварительно продутую аргоном, заполняемую литейным связующим, в котором происходят электрические разряды. Для продувки аргоном емкости 8 с жидкостью (литейным связующим) используется баллон с аргоном 9, через регулирующийся элемент расхода 10 по газовой линии 11 аргон поступает в охладительную камеру 13, расход аргона и его температура измеряются датчиками 12 и 14, соединенными электрическими линиями связи 16 с компьютером 18 через плато 17 сбора данных.The electrical processing of casting binder materials (Fig. 1) is performed as follows: through a chopper 1, a high-voltage transformer 2 is connected to the electric circuit through a resistor 3. Using a voltage multiplier 4, the output voltage increases by about two orders of magnitude, and the high-voltage capacitors (4b) accumulate the received energy before the conditions under which breakdown of air space and a liquid medium occurs, the formed spark gap with a variable gap 5 serves to change the frequency of the electric tric discharges and their power, which are measured by a sensor 6 connected by an electric communication line 16 to a computer 18 through a plateau 17 of data collection. Two electrodes 7, which are connected to a voltage multiplier, are placed in a container previously purged with argon, filled with a casting binder, in which electric discharges occur. For argon purging of a container 8 with a liquid (casting binder), a cylinder with argon 9 is used, through an adjustable flow element 10 through a gas line 11, argon enters the cooling chamber 13, the flow of argon and its temperature are measured by sensors 12 and 14 connected by electric communication lines 16 s computer 18 through the plateau 17 data collection.

Таким образом, в полезной модели сформулировано условие эффективности электрической обработки литейных связующих материалов: электрическая обработка эффективна при условии что, если скорость образования свободных радикалов больше скорости их гибели. Разработана конструкция компьютеризированного устройства для электрической обработки связующих материалов, которая позволяет организовать автоматический режим обработки экспериментальных данных и оптимизацию технологического процесса электрической обработки связующих материалов. Использование в предлагаемой полезной модели продувки охлажденным аргоном связующих материалов, использование возбужденных атомов аргона повышает концентрацию замороженных радикалов, что обеспечивает повышение стабильности электроактивацией литейных связующих материалов.Thus, in a utility model, the condition for the efficiency of electrical processing of foundry binder materials is formulated: electrical processing is effective provided that if the rate of formation of free radicals is greater than the rate of their death. The design of a computerized device for the electrical processing of binder materials has been developed, which allows you to organize an automatic processing mode of experimental data and optimization of the technological process of electrical processing of binder materials. The use of binder materials in a proposed utility model for purging with cooled argon, the use of excited argon atoms increases the concentration of frozen radicals, which provides increased stability by electroactivation of foundry binder materials.

Источники информацииInformation sources

1. Токарев А.И., Беляков А.И. Обработка связующих магнитным полем и электрическим током // Литейное производство, 1973, №3.1. Tokarev A.I., Belyakov A.I. The processing of binders by magnetic field and electric current // Foundry, 1973, No. 3.

2. Ледян Ю.П., Кукуй Д.М. Колонка для активации связующих материалов // Патент на изобретение RU №737101. Опубл. 30.05.1980, Бюл. М 20 (451).2. Ledyan Yu.P., Kukuy D.M. Column for activating binding materials // Patent for invention RU No. 737101. Publ. 05/30/1980, Bull. M 20 (451).

3. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. - Л. Машиностроение, 1986, с. 246.3. Yutkin L.A. Electro-hydraulic effect and its application in industry. - L. Mechanical Engineering, 1986, p. 246.

4. Кондратьев В.П. Свободные радикалы - активная форма вещества. - М. издательство академия СССР, 1960, с. 56.4. Kondratiev V.P. Free radicals are an active form of matter. - M. Publishing House Academy of the USSR, 1960, p. 56.

Claims

Installation for the electrical processing of foundry binder material containing a container for a binder material, in which electrodes are installed, a high-voltage transformer connected to a current chopper for converting the incoming current to pulsed current, a voltage multiplier connected to the electrodes, an argon cylinder for purging argon containers with a binder material through a cooling chamber for argon, an argon flow sensor connected by a gas line to a cylinder with argon, a sensor for measuring argon temperature, sensors k for measuring the frequency of electric discharges in the tank, while the argon flow sensor, a sensor for measuring argon temperature and a sensor for measuring the frequency of electric discharges are configured to communicate with a computer via a data acquisition board.