close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY2482

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2482
(13)
C1
6
(51) C 25F 7/00,
(12)
C 25F 3/16
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТНО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ
ИЗДЕЛИЙ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ
(72) Авторы: Кособуцкий А.А., Савицкий А.А.,
(21) Номер заявки: 950967
Есепкин В.А. (BY)
(22) 07.12.1995
(73) Патентообладатель: Белорусская государственная
(46) 30.12.1998
политехническая академия (BY)
(71) Заявитель: Белорусская
государственная
политехническая академия (BY)
(57)
1. Устройство для электролитно-плазменной обработки изделий сложной формы, содержащее катодную
ванну для электролита, манипулятор для крепления обрабатываемого изделия, соединенный с положительным полюсом источника питания, отличающееся тем, что оно снабжено колонками регенерации электролита с блоком извлечения чистых металлов и фильтром-отстойником, которые посредством системы
параллельных сливных и напорных патрубков гидравлически связаны с катодной ванной.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что колонки регенерации заполнены адсорбентом, соответствующим ионам металла обрабатываемого изделия.
3. Устройство по п.п. 1, 2, отличающееся тем, что колонки регенерации заполнены ионообменными
смолами - анионообменными или катионообменными.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что катодная ванна снабжена фильтрующим экраном.
(56)
1. А.с. СССР 1659534, МПК C 25F 7/00, 1991.
2. А.с. СССР 1715892, МПК C 25F 7/00, 1992 (прототип).
BY 2482 C1
Изобретение относится к электрохимии, к электролитно-плазменной технологии полирования пространственно сложных поверхностей металлических изделий и может быть использовано в устройствах замкнутого цикла для обработки столовых приборов, медицинского инструмента, ювелирных изделий, деталей
приборов и тому подобных изделий.
Известно устройство для электролитно-плазменной обработки изделий сложной формы [1], содержащее
катодную ванну с электролитом, конвейерную оснастку для крепления обработанных деталей, через электроконтакты и анодную ванну, соединенную с положительным полюсом источника питания электрической
энергии.
Известное устройство обеспечивает полирование поверхностей сложной пространственной формы.
Недостаток проявляется в повышенной энергетике и нестабильности процесса полирования.
В качестве прототипа принята установка для электролитно-плазменной обработки [2], содержащая технологический модуль с катодной ванной обработки, заполненной электролитом, манипулятор для крепления
обрабатываемых деталей, соединенный с положительным полюсом источника электрической энергии, и
ванну коррекции электролита.
Известная установка за счет температурной коррекции электролита обеспечивает устойчивое протекание
процесса электролитно-плазменного полирования в узком диапазоне температур с непродолжительным служебным циклом электролита.
Известная установка не решает задачу экологии процесса электро-химической обработки и продолжительности жизненного цикла электролита, что вызывает необходимость периодического сброса отработанного электролита в очистные сооружения и заполнения катодной ванны новым электролитом.
В основу изобретения поставлена задача повышения экономичности процесса и качества обработки изделий, обеспечения замкнутого цикла обработки без выброса электролита в окружающую среду и утилизации
продуктов обработки.
Поставленная задача достигается тем, что устройство для электролитно-плазменной обработки изделий
сложной формы, содержащее катодную ванну для электролита, манипулятор для крепления обрабатываемого изделия, соединенный с положительным полюсом источника питания, снабжено колонками регенерации
электролита с блоком извлечения растворенных металлов и фильтром-отстойником, которые посредством
системы параллельных сливных и напорных патрубков гидравлически связаны с катодной ванной.
Колонки регенерации заполнены адсорбентом, соответствующим ионом металла обрабатываемого изделия.
Колонки регенерации электролита заполнены ионообменными смолами- анионообменными или катионообменными.
Катодная ванна оснащена фильтрующим экраном.
Изобретение поясняется чертежом.
Устройство для электролитно-плазменной обработки изделий сложной формы содержит технологический
модуль I, состоящий из катодной ванны 2, заполненной электролитом для обработки, оснащенной фильтрующим экраном 3, предназначенным для сбора нерастворимых отходов полирования и ограничения переноса продуктов реакций, происходящих на катоде, в зону обработки и нагревателем, предназначенным для разогрева
электролита до рабочей температуры, манипулятора 5 для крепления обрабатываемого изделия 6, соединенного
с положительным полюсом источника электрической энергии, фильтра-отстойника 7, имеющего входной патрубок 8, сливной патрубок 9, предварительного фильтра 10, выходного патрубка II посредством вентиля 12,
связанного с трубопроводом 13, плавучего заборника 14, посредством вентиля 12, связанного с трубопроводом
13, соединенным с насосом 15, способным прокачивать электролит с различной производительностью. Фильтротстойник 7 предназначен для осаждения из отработанного электролита гидроокиси железа и других нерастворимых химических соединений.
Устройство снабжено колонками 16, 17 для регенерации электролита, которые заполнены адсорбентами ионов металла (или металлов), входящих в состав обрабатываемых изделий соответственно. В качестве адсорбентов используют материалы из класса анионообменных или катионообменных смол. Если электролит теряет полирующую
способность в результате “отравления” ионами (катионами или анионами) одного металла, то достаточно использовать одну колонку (на чертеже колонка 16 работает в режиме регенерации электролита, а колонка 17 в режиме промывки адсорбента, т.е. имеет место случай регенерации электролита путем удаления ионов одного типа. В случае
“отравления” электролита анионами и катионами различных металлов необходимо прокачивать электролит последовательно через анионообменную и катионообменную колонки с последующей их промывкой соответствующими промывочными жидкостями. Ионообменные колонки 16, 17 посредством трубопроводов 18,19,20,21 и насоса
22 поочередно подключаются к катодной ванне 2 для работы в режиме регенерации электролита. Посредством трубопроводов 23,24,25,26 ионообменные колонки поочередно подключатся в блоку извлечения растворенных металлов
27, включающем емкость 28 с промывочной
2
BY 2482 C1
жидкостью (кислота, щелочь), емкость 29 извлечения растворенных металлов, насос 30, вентили 31,32,33, трубопроводы 34,35,36,37, фильтры 38,39, анод 40, катод 41.
Устройство работает следующим образом. Электролит заливается в катодную ванну 2 и фильтр-отстойник 7.
Включается нагреватель 4 и электролит доводится до нужной температуры. Катодной ванне 2 сообщают отрицательный потенциал, а на изделие 6, закрепленное в манипуляторе 5, подают положительный потенциал от источника питания постоянного тока. Манипулятор 5 погружает изделие 6 в электролит и осуществляет его полировку при
заданных технологических режимах. В процессе рабочего цикла электролит через входной патрубок 8 стекает в предварительный фильтр 10 и попадает в фильтр-отстойник 7, где частично отстаивается, а затем через выходной патрубок
II и насос 15 подается обратно в катодную ванну 2. В процессе прокачки электролита с помощью фильтрующего экрана 3, предварительного фильтра 10 и фильтра-отстойника 7 производится частичная очистка электролита от механических примесей и шлама. Кроме того, фильтрующий экран ограничивает перенос продуктов реакций,
происходящих на катоде, в зону обработки, что способствует стабилизации процесса обработки и повышению качества поверхности полируемых изделий. После отработки электролитом около 50 Ач/л полирующая способность электролита падает, что приводит к снижению качества изделий, производительности и повышению
энергоемкости процесса. Отработанный электролит из катодной ванны 2 через сливной патрубок 9 сливают в
фильтр-отстойник 7, где производится отстой электролита в течение 8-10 часов. Затем через плавучий заборник 14
электролит с малой подачей перекачивается обратно в катодную ванну 2. Из катодной ванны 2 посредством патрубков
19,20 и насоса 22 производится прокачка электролита через ионообменную колонку 16, где с помощью ионообменного адсорбента производят извлечение из электролита, например, ионов хрома (изделие из хромоникелевой стали).
Восстановленный электролит, у которого ионы хрома находятся в количестве, не оказывающем влияния на процесс
обработки, перекачивается в фильтр-отстойник 7 и производится его доводка до кондиции основными компонентами
заданного химического состава электролита для материала обрабатываемого изделия. Скорректированный электролит
из фильтра-отстойника 7 перекачивают в катодную ванну 2 для продолжения техпроцесса обработки. Таким образом,
обеспечивают круговой замкнутый цикл обработки изделий на заявленном устройстве, создавая экологически чистую,
без выбросов в окружающую среду, технологию.
Ресурс ионообменного адсорбента в колонках 16,17 обеспечивает многократность процесса восстановления отработанного электролита. Однако, после прокачки электролита в объеме, превышающем в 3,5...4 сотен
раз объем колонок 16,17, необходима промывка адсорбента. Для этого колонки 16,17 попеременно переключают на режим промывки. На чертеже представлен фрагмент техпроцесса, когда колонка 16 работает в режиме регенерации электролита, а колонка 17 в режиме промывки адсорбента.
Процесс восстановления адсорбционной способности ионообменного материала в колонке 17 производят
следующим путем.
Система управления отключает колонку 17 от трубопроводов 18,21 и переключет вентили 31,32,33, таким
образом, чтобы насос 30 производил забор промывочной жидкости через фильтр 39 патрубка 34 и через трубопровод 25 подавал промывочную жидкость в колонку 17. Промывочная жидкость десорбирует ионы металлов и самотеком сливается по трубопроводу 26 в емкость 28. После 4-6 циклов прокачки адсорбционная
способность ионообменного материала в колонке 17 восстанавливается и колонка 17 переключается на режим регенерации электролита, а колонка 16 - на режим промывки.
Промывочная жидкость используется многократно до насыщения ее ионами хрома в пределах 6%-10%. После
достижения указанной предельной концентрации хрома промывочная жидкость теряет свои рабочие свойства. В этом
случае система управления переключает вентили 31,32,33 таким образом, чтобы обеспечить забор насыщенной промывочной жидкости (элюата) через фильтр 39 патрубка 34 и дальнейшую его перекачку посредством насоса 30 через
патрубок 36 в емкость 29 для последующего выделения из элюата металлического хрома (или другого металла), например, методом электролиза с помощью анода 40 и катода 41. После чего, система управления переключает вентили
31,32,33 в исходное положение и промывочная жидкость после фильтрации с помощью фильтра 38 через трубопровод 35, насос 30 и патрубок 37 перекачивается обратно в емкость 28. Затем все этапы регенерации и промывки повторяются, причем работа устройства происходит в замкнутом, экологически чистом цикле. В процессе работы
устройства необходимо периодически вводить только компоненты для коррекции по химическому составу восстановленного рабочего электролита.
Cоставитель Л.С. Зайкова
Редактор В.Н. Позняк
Корректор Т.Н. Никитина
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
141 Кб
Теги
by2482, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа