186110. lajstromszámú szabadalom • Forgó gázszóró szerkezet folyékony fémfürdő kezeléséhez
1 186110 2 A találmány tárgya forgó gázszóró szerkezet folyékony fémfürdőnek, nevezetesen alumíniumnak és ötvözeteinek kezeléséhez. Mint ismeretes a szakemberek előtt, a félkész fémtermékek formálási eljárása előtt szükség van a megmunkálandó nyers fém kezelésére, hogy megszabadítsák a benne lévő oldott gázoktól és nemfémes tisztátlanságoktól, amelyeknek a jelenléte megsemmisíti a kívánt tulajdonságokat, ezenfelül, hogy megkönnyítsék a gyártott darabok megszilárdulását. Jelenleg két fő kezelési eljárás ismeretes: az elsőnél a folyékony fémet átvezetik inaktív vagy aktív szűrőközegen, amely visszatartja a mechanikai vagy kémiai tisztátlanságokat, vagy mindkettőt; a másodiknál a közömbös vagy reaktív gázokat vagy ezek keverékét hasznosítják, amelyek több-kevesebb intenzitással keverednek a folyékony fémmel olyan termék mint pl. áram jelenlétében, vagy sem. Ez a két eljárás egyébként egymással kombinálható. A második megoldás szerint már számos megvalósítás jött létre, többek között olymódon, hogy a gázt a fémfürdőbe vezetik, ezzel a gáz jobb diszperzióját nyerve a folyadékban, tudva, hogy a kezelés hatékonysága kapcsolatban van a két fázis közötti érintkező felület nagyságával. Az 1 555 953 sz. francia szabadalmi leírás szerint a gázt úszó-merülővei vezetik a fürdőbe, amelynek belső részét rotációs készülékkel látják el, így biztosítva a keverést és a gáz eloszlását nagy fürdőfelületen. A 2 063 916 sz. francia szabadalmi leírás szerint a gázt a folyékony fémbe fújják vízzel hűtött kettős borítású szonda révén. A 2 166 014 sz. francia szabadalmi leírásban a gázt kis buborékok alakjában injektálják be, bordás forgórészre erősített forgótengely révén, amelynél a tengelyt merev karmantyú veszi körül és alsó végén egy bordás állórészhez van kapcsolva: a tengely és karmantyú között axiális szabad tér van, amelyen a gázok áthaladnak, majd a bordák nívóján vannak bevezetve — ahol kis buborékokra oszlanak és a forgórésszel mozgatott fémmel kapcsolatba kerülnek. A 2 200 364 sz. francia szabadalmi leírás szerint turbinás keverő forgásközéppontjába lesz a gáz bevezetve és kapcsolatba lesz hozva a folyékony fémmel, mégpedig olyan keverési körülmények között, ami minden emulgálást lehetetlenné tesz. Számos más megoldást is javasoltak a gáznak egészen kis buborék alakjában történő bevezetésére. Jóllehet mindegyik eljárás tartalnaz előnyöket, mégis mindegyiknek az a hátránya, hogy a folyékony fémben a gázbuborékok szabálytalan diszperziójához vezet. Ugyanis bármilyen kicsi is lehet a kibocsátott buborék alakulása pillanatában és kezdetileg és helyileg finom diszperziót adhat, a fürdőben való előrejutása során gyorsan megnövekszik a többi buborékkal való egyesülés következtében, és ezáltal durva diszperziót képez. A folyadék-gáz keveredés különösen a fürdő azon részeiben csökken, amelyek a gáz kibocsátásának pillanatában a gázzal nem érintkeznek, amiből a kezelés hatékonyságának bizonytalansága következik. Mivel ez az egyesülési jelenség nem kerülhető el, egy olyan rendszer kialakítására van szükség, amellyel a folyadék valamennyi elemi térfogata, amelyek a kezelőfürdő-együttest képezik, a gázzal ezt a megkívánt finom diszperziót hozzák létre, hogy így optimális hatékonyságot érjenek el. A találmány feladata egy olyan forgó gázszóró szerkezet létrehozása a folyékony fémfürdő kezeléséhez, amelynek alakja egyszerű, tehát könnyen és jól gyártható és amellyel a tartály bemenet és kimenet között cirkuláló fürdő egyetlen folyadékáramot képez — amelyre a gáz folyamatosan gyakorolja behatoló hatását — a kezelés pillanatában olymódon, hogy a teljes folyadékmassza a kétfázisú folyadék-gáz diszperziós állapotot élvezze. Ezt a feladatot a találmány szerint olyan folyékony fémfürdő kezelésére szolgáló forgó gázszóró szerkezettel oldjuk meg, amely egy tartályban van elhelyezve és a fürdőbe merülő lapátokkal ellátott hengeralakú forgórésszel van ellátva. Ehhez csatlakozik egy üreges menesztő tengely, ami a gáz szállítására szolgál. A találmány lényege, hogy a forgórészen csatornapárok haladnak át, minden egyes csatornapárban egy csatorna a folyadék áthaladására és egy másik csatorna a gáz áthaladására szolgál, minden csatornapár egyazon ponton, külön-külön torkollik a henger oldalsó felületébe olymódon, hogy ezen a helyen finom folyadék-gáz diszperzió képződjék, amely azután a fürdőben a lapátok révén oszlik el. A találmány szerinti szerkezet tehát ismert elemeket tartalmaz, tudniillik hengeralakú forgórészt, amely oldalfalán tetszés szerinti körvonalú lapátokkal van ellátva szimmetrikusan a rotációs tengelyre, és ezek vagy függőlegesen vagy ferdén úgy vannak elhelyezve, hogy vagy felfelé, vagy lefelé csigavonalat képezzenek. Ez a forgórész közepén és tengelye irányában forgató tengellyel van összekapcsolva, amelynek felső vége sebességcsökkentő közbeiktatásával motorral van kapcsolatban, amely a tengelyt forgásba hozza. Ez a tengely üreges, hogy a felső végénél pl. egy forgó csuklóvá ellátott vezeték révén bejuttatott gázt a forgórész szintjére vezesse. Előnyösen ez a tengely két különböző anyagból készül: az egyik, a fürdőbe merülő rész általában grafitból készül, míg a másik, a felmerülő rész korróziónak ellenálló fémötvözetből, ha a kezelendő gáz pl. klórt tartalmaz. A tengelynek ez a része el lehet látva hűtőbordákkal, hogy a túlzott hőmérsékletemelkedést elkerüljük, ami a berendezés gázvezető képességének és hajtó mechanizmusának tartósságát lerontaná. A szerkezet lényege a többnyire grafitból készült, a forgórész belsejében lévő gázcirkuláció céljaira szolgáló csatornapárokban, valamint a masszába befúrt, eredeti módon elhelyezett, a fém cirkuláló céljaira szolgáló csatornákban van. Ami az elsőket illeti, azok sugárirányban vannak elhelyezve és a forgórész közepéhez vannak csatlakoztatva olyan helyen, ami vagy közvetlenül vagy egy kamra közbeiktatásával csatlakozik a tengely üreges részéhez. Valamennyi csatornapár a fürdőbe torkollik a henger oldalsó falán, előnyösen két borda között. Metszetük, ami általában köralakú, kicsi és a használt gáz nyomásától, az átjuttatni kívánt gázmennyiségtől függően változik, de az átmérő előnyösen 0,1 és 0,4 mm között választható meg. Ami a folyékony fém cirkulációjára szolgáló csatornákat illeti, általában a forgórész tengelyére ferdén vannak elhelyezve és részben áthaladnak rajta akár alsó felületén, akár felső felületén indulnak ki, és az ol5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
