Фильтр для очистки расплавленного металла

(51) 22 9/02 (2011.01) 22 9/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ(57) Полезная модель относится к металлургии и литейному производству, в частности к разливке металлов и сплавов и может быть использована для повышения качества заготовок. Фильтр для очистки расплавленного металла,содержит корпус,в котором установлен фильтрующий элемент, выполненный в виде щелевой решетки из параллельно и вертикально расположенных пластин,имеющих форму прямоугольных треугольников, образующих своими гипотенузами наклонную поверхность, гипотенузы прямоугольных треугольников образуют фигурный профиль наклонной входной поверхности в виде ступенчатых уступов глубиной (в) и высотой .(72) Суюндиков Мерхат Мадениевич Ибраев Иршек Кажикаримович Ибраева Оразбике Токтархановна(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) ФИЛЬТР ДЛЯ ОЧИСТКИ РАСПЛАВЛЕННОГО МЕТАЛЛА Полезная модель относится к металлургии и литейному производству, в частности к разливке металлов и сплавов и может быть использована для повышения качества заготовок. Известна конструкция фильтра сетчатого типа,который представляет собой фильтровальную сетку с правильными геометрическими формами отверстий (.., 1984, 148, . 11-19. Фундатор В.И. и др. Фирам-процесс - новый метод тонкой очистки металлических расплавов в литниковопитающих системах / Литейное производство, 1976,11, с. 1-3.). Недостатком сетчатого фильтра является то, что он улавливает в основном только твердые частицы на входной поверхности фильтра, превышающие по размеру диаметр отверстий в нем, и быстро засоряется. Известна конструкция объемного (зернистого) фильтра, который представляет собой фильтрующий слой огнеупорных гранулированных материалов 3(Курдюмов А.В. и др. Флюсовая обработка и фильтрование алюминиевых расплавов. - М. Металлургия, 1980. - 196 с). Недостатки объемного (зернистого) фильтра в том, у него малая скорость фильтрации из-за большого гидросопротивления. Большая теплоемкость зернистых фильтров вызывает захолаживание расплава при фильтрации. Наиболее близким прототипом служит щелевой фильтр (Патент на полезную модель РФ 48992,Фильтр для очистки расплавленного металла / В.В. Марков, С.А. Питкя.). Такой щелевой фильтр для очистки расплавленного металла содержит корпус, в котором установлен фильтрующий элемент,выполненный в виде щелевой решетки из параллельно и вертикально расположенных пластин,имеющих форму прямоугольных треугольников, образующих своими гипотенузами наклонную поверхность. Недостатком щелевого фильтра по прототипу является постепенное скопление задержанных на входной поверхности частиц неметаллических включений в случае фильтрования расплава в нисходящем потоке и связанное с этим уменьшение объема профильтрованного за один цикл металла. Технический результат - снижение засоряемости фильтра при высокой степени очистки разливаемого металла. Этот технический результат достигается тем, что в фильтре, содержащем корпус в котором установлен фильтрующий элемент, фильтрующий элемент выполнен в виде щелевой решетки из параллельно и вертикально расположенных пластин, имеющих внешнюю форму прямоугольных треугольников, образующих своими гипотенузами фигурный профиль наклонной входной поверхности в виде ступенчатых уступов глубиной (в) и высотой с карманом в ее верхней части для удаляемых включений. Подобная конструкция фильтра обеспечивает высокую пропускную способность, так как предотвращает преждевременную блокировку щели 2 из-за накопления крупных неметаллических включений на поверхности фильтра. При расположении фильтра поперек горизонтального потока расплава вектор гидродинамической силы направлен горизонтально,в то время как архимедова сила направлена вертикально вверх. Результирующая сила действует на частицы включений по восходящей наклонной траектории(фиг. 1). Под действием результирующей силы частицы твердых включений приобретают движение вдоль входной поверхности фильтра, скользя по передней кромке пластин. Наличие ступенчатых уступов облегчает движение частиц, и они через определенное время срываются с поверхности фильтра,что позволяет предотвратить сцепление частиц с поверхностью фильтра. Угол а зависит от плотности нв и ме, а также скоростипотока. Предлагаемый фильтр приведен на чертеже Фиг. 1 - эпюра сил, действующих на неметаллические включения, Фиг. 2 - вид сверху,Фиг. 3 - вид сбоку (без боковой стенки корпуса). Фильтр содержит корпус 1, в котором установлен фильтрующий элемент 2. Фильтрующий элемент 2 выполнен в виде щелевой решетки из параллельно и вертикально расположенных пластин 3 в виде прямоугольных треугольников,образующих своими гипотенузами наклонную поверхность, наклонная входная поверхность выполнена в виде ступенчатых уступов 4, при этом отношение глубины (в) и высотыуступа к расстоянию между пластинамисоставляет соответственно - 11, 31. Расстояние между пластинами 3 до 1 мм. Подбор этого расстояния для различных металлов и сплавов позволяет надежнее удерживать включения. Верхняя часть пластин имеет ступенчатый уклон, благодаря которому неметаллические включения, за счет действия архимедовых сил смываются со входной поверхности, предотвращая засорение фильтра. Пластины могут выполняться из тонкой стали с нанесением на их поверхность покрытия из адгезионно активного к включениям материала. После использования фильтра это покрытие удаляется вместе с адсорбированными включениями и пластины вновь покрываются новым слоем активного материала, что позволяет многократно эксплуатировать щелевой фильтр. Кроме того щелевой фильтр обладает большой площадью сквозных каналов по сравнению с зернистыми фильтрами, меньшим сопротивлением потоку расплава и относительно быстро прогревается первыми порциями горячего расплавленного металла,что уменьшает возможность риска затвердевания металла в каналах фильтра в начальный период процесса, полностью исключая необходимость предварительного его подогрева. Фильтр работает следующим образом. Разливаемый металл проходит через фильтр и попадает в форму, а вредные включения оседают на наклонной поверхности 4 фильтра и под действием струи металла смываются с наклонной поверхности. Предлагаемая конструкция обеспечит полное исключение засоряемости фильтра и возможность многократного его использования, а простота конструкции позволяет применять фильтр в различных конструкциях и устройствах, как при переливах металла, так и при заливке его в форму. Это проверено на алюминиевых сплавах,результат положительный,подтверждает достижение технического результата. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ фильтрующий элемент, выполненный в виде щелевой решетки из параллельно и вертикально расположенных пластин,имеющих форму прямоугольных треугольников, образующих своими гипотенузами наклонную поверхность,отличающийся тем,что гипотенузы прямоугольных треугольников образуют фигурный профиль наклонной входной поверхности в виде ступенчатых уступов глубиной (в) и высотой ,при этом отношение глубины (в) и высотыуступа к расстоянию между пластинамисоставляет соответственно 11, 31. Фильтр для очистки расплавленного металла,содержащий корпус, в котором установлен