Устройство для регерарации травильных растворов

 

Изобретение относится к химической и электрохимической обработкам металлов, а именно к регенерации отработанных травильных растворов. Цель изобретения - повышение КПД устройства путем увеличения эффективности съема осадка меди. Устройство для регенерации травильных растворов содержит электролизеры, сборник выделенного металла, механизм очистки катодов, который выполнен в виде струйного коллектора и щеток. Привод поворачивает вал с катодами из зоны электролизера в зону механизма очистки, где осадок меди с катодов снимается с помощью вращающихся щеток и промывочного раствора. Для повышения активности щеток в зоне контакта с катодами каждая из них свободно установлена на валу 26 и соединена с ним винтовыми пружинами 27. Щетки могут быть снабжены механизмом принудительной вибрации вдоль оси ее вращения, выполненным в виде взаимодействующих друг с другом шаровых упоров и выступов. В этом случае приводной вал 26 может быть выполнен эксцентриковым. Соединение щеток с приводом может осуществляться посредством одноступенчатого планетарного редуктора. 3 з.п.ф-лы, 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st>s С 25 О 21/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 836247 (21) 4732263/02 (22) 25.08.89 (46) 23.07.91. Бюл. N 27 (71) Рязанский проектно-технологический институт (72) Ю,А. Ананьин (53) 621.794.48(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 883366224477, кл. С 25 D 21/16, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ

ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к химической и электрохимической обработкам металлов, а именно к регенерации отработанных травильных растворов, Цель изобретения — повышение КПД устройства путем увеличения эффективности съема осадка меди. Устройство для регенерации травильных растворов содержит электролизеры, сборник

Изобретение касается химической и электрохимической обработки металлов, конкретно регенерации отработанных травильных растворов.

Целью изобретения является повышение КПД устройства путем увеличения эффективности съема осадка меди.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство для регенерации травильных растворов; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг.

1; на фиг. 4 — щетка механизма очистки катодов; на фиг. 5 — сечение В-В на фиг, 4; на фиг. 6 и 7 — щетки, снабженные механизмом вибрации вдоль оси вращения, в двух положениях; на фиг. 8 — щетка с эксцентриковым приводным валом; на фиг. 9 — щетка с при Ж, 1664885 А2 выделенного металла, механизм очистки катодов, который выполнен в виде струйного коллектора и щеток, Привод поворачивает вал с катодами из зоны электролизера в зону механизма очистки, где осадок меди с катодов снимается с помощью вращающихся щеток и промывочного раствора. Для повышения активности щеток в зоне кбнтакта с катодами каждая из них свободно установлена на валу 26 и соединена с ним винтовыми пружинами 27. Щетки могут быть снабжены механизмом принудительной вибрации вдоль оси ее вращения, выполненным в виде взаимодействующих друг с другом шаровых упоров и выступов. В этом случае приводной вал 26 может быть выполнен эксцентриковым. Соединение щеток с 3 приводом может осуществляться посредством одноступенчатого планетарного редуктора. 3 з.п. ф-лы, 10 ил. юавй водом посредством одноступенчатого пла- 0 нетарного редуктора; на фиг. 10 — разрез О

К-К на фиг. 9. фа

Устройство содержит гидродроссели 1 Q0 для регулирования расхода отработанного, QQ травильного раствора, дозирующие ко- (д робки 2, отфильтровывающие посторонние включения и обеспечивающие спокойное поступление отработанного травильного раствора в электролизеры 3, Последние состоят из ванны 4 с крышкой 5 с подводящим

6 и отводящим 7 патрубками и содержат аноды 8 и катоды 9, подключенные с помощью шин к источнику питания (на фиг. не показан). В ванне установлен регулятор температуры, включающий змеевик 10 с хладагентом, скорость которого регулиру1664885 ется в зависимости от температуры раствора в электролизере датчиком температуры 11.

Катоды 9 выполнены в виде фигурного сектора и размещены на общем валу 12 с возможностью поворота на угол до 250 С

:, от командоаппарата 13 и привода 14. С их помощью катоды 9 периодически перемещаются из эоны электролиэера в зону механизма очистки катодов и сборника 15 выделенного металла.

Механизм очистки катодов состоит из корпуса 16, щеток 17 и привода 18 и снабжен системой смачивания и улавливания фракций меди из промывочного раствора, включающей распылители 19, воронку 20, отстойник 21, сборник 22, бак 23 и насос 24, соединенный трубопроводом 25 с распыли, телями 19.

Щетки 17 механизма очистки катодов свободно расположены на валах 26. На каждом из валов коаксиально расположены, разнонаправленные цилиндрические вин, товые пружины 27 растяжения — сжатия, наружные концы которых закреплены на

: втулках 28, установленных на валу 26 по, средством скользящего соединения шпонка-паз с возможностью перемещения вдоль него, Внутренние концы пружин 27 жестко укреплены на ступицах 29 цилиндрического, корпуса 30 щеток 17, свободно охватываю щих приводной вал 26.

Щетки 17 механизма очистки катодов могут быть дополнительно снабжены механизмом их вибрации вдоль оси вращения щеток. Механизм принудительной вибрации щеток выполнен из шаровых упоров 31, неподвижно соединенных с корпусом сборника, и выступов 32, жестко закрепленных на цилиндрическом торце корпуса 30 щеток, с возможностью взаимодействия выступов

32 с шаровыми упорами. При таком конструктивном выполнении механизма принудительной вибрации щеток приводной вал может быть выполнен эксцентриковым.

Щетки могут быть соединены с приводом посредством одноступенчатого планетарного редуктора. Редуктор содержит установленный с возможностью вращения на валу 26 сателлит 33, который жестко соединен со щеткой 17, соосной с ним, и кинематически с шестерней 34, укрепленной на крышке 35 корпуса сборника, и защитный кожух 36. Щетка выполнена с профилем ее проекции на перпендикулярную валу 26 плоскость в форме треугольника с выпуклыми сторонами.

Устройство работает следующим образом.

Отработанный травильный раствор подается через соответствующие гидродроссели 1, дозирующие коробки 2 в электролизеры 3, где под действием вы5 прямленного тока происходят выделение меди на катодах 9 и окисление двухвалентного железа до трехвалентного на анодах 8.

Через интервалы времени, определяемые командоаппаратом 13, привод 14 поворачи10 веет вал 12 с катодами 9 иэ зоны электролизера в зону механизма очистки сборника выделенного металла, где с помощью вращающихся от привода 18 щеток 17 и промывочного раствора, подающегося через

15 распылители 19 струйного коллектора из бака 23 насосом 24 по трубопроводу 25, снимается осадок меди, который транспортируется совместно с промывочным раствором через воронку 20 в отстойник 21, после

20 чего промывочный раствор, освобожденный от фракции меди, самотеком переливается в бак 23. После очистки катоды возвращаются в исходное положение. 3атем аналогично производится очистка като25 дов другого электролизера, после чего цикл повторяется, Отрегенерированный травильный раствор иэ электролизеров поступает в ванну травления для повторного использования.

В рабочем режиме силовое взаимодействие и силовой контакт щетки 17 с поверхностью катодов 9 непостоянны (непрерывно меняются в определенных пределах) во вре35 мени как в осевом (вдоль приводного вала

26), так и в угловом — фазовом направлениях. Это объясняется изменяющейся формой катодов, неравномерностью площади контакта с ними щетки, переменным удельным

40 давлением щетки на каток, что вызывает соответствующее ее взаимодействие с последним, Влияет на изменением силового взаимодействия щетки с катодом и выполнение приводного вала 26 щетки эксцент45 ричным.

Непостоянство в рабочем режиме указанных силовых воздействий на щетку 17 со стороны катода приводит к переменной деформации — возбуждению упругих элемен50 тов — пружин 27 (связывающих ее упруго с приводным валом 26) как в осевом направлении — вдоль вала 26, так и в угловом— вокруг вала 26, что, в конечном счете, проявляется в непрерывном актоколебании

55 щетки 17 в осевом — с амплитудой и Л по стрелке + Г и в угловом — с амплитудой

+ и по стрелке + И направлениях при одновременном одностороннем непреры вном вращении щетки 17 по стрелке Д.

1664885

35 ди повышается

50

Такое осциллирующее движение щетки повышает ее активность в зоне контакта с фигурным катодом, очистные элементы более полно охватывают поверхность в зоне контакта, без микропропусков, Указанные автоколебания щетки способствуют более эффективному разрушению связей осадка меди с катодом за счет тангенциального сдвига ее в двух взаимно перпендикулярных направлениях (стрелки

+.И, Д и и Г), что проявляется в более качественной очистке катодов, снижении расхода промывочного раствора и увеличении срока службы щеток.

Наилучшие условия эксплуатации изобретение обеспечивает при наличии механизма принудительной вибрации щетки вдоль оси ее вращения. Это осуществляется следующим образом. При вращении приводного вала 26 вращается концентрично расположенная на нем щетка 17, При вращении щетки ее выступы 32, расположенные на цилиндрическом корпусе щетки,периодически вступают в контакт с шаровыми упорами 31, перемещая щетку вдоль приводного вала 26, например, влево и сжимая пружины 27 (см. фиг. 6). При дальнейшем вращении выступы 32 щетки сходят с шаровых упоров 31. Под действием пружин 27 щетка перемещается вдоль приводного вала 26 вправо (см. фиг. 7). Это улучшает условия взаимодействия щеточных элементов с поверхностью катодов, в результате эффективность съема осадка меРассмотренный механизм принудительного перемещения щеток вдоль оси их вращения позволяет расположить щетки на эксцентриковом валу привода. В этом случае при контакте вращающейся от привода щетки с наружной поверхностью катода резкого удара очистных элементов с ней не происходит, так как пружины 27, демпфируя удар, делают щетку более податливой, что снижает динамику удара, а следовательно, исключаются в момент контакта повреждение и выпадание очистных элементов, сни>кается ее динамический износ.

В варианте выполнения привода щеток посредством планетарного редуктора вращательное движение от привода передается валу 26. При этом шарнирно закрепленный на нем сателлит 33, обегая шестерню 34 с внутоенним зацеплением, 5

30 будет одновременно вращаться в другую сторону вокруг вала 26, обеспечивая при соответствующих размерных соотношениях нужное планетарное движение соединенной с ним щетки 17 внутри окна перегородок корпуса 16, Движение щетки происходит по строго определенному закону и не зависит от каких-либо факторов, характеризующих обрабатываемые плоскости катодов, или от режимных параметров устройства.

Выполнение щетки с профилем ее проекции на перпендикулярную валу плоскость в форме треугольника с выпуклыми сторонами при соответствующем передаточном отношении зубчатой пары позволяетописывать контчру щетки гипоциклическую траекторию в виде квадрата со скругленными вершинами (см. фиг, 10). При этом сокращается время на обработку поверхности катодов, что способствует увеличению производительности устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для регенерации травильных растворов по авт, св. М 836247, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения

КПД устройства путем увеличения эффективности съема осадка меди, каждая иэ щеток механизма очистки катодов своим цилиндрическим корпусом установлена на приводном валу с возможностью радиальных и осевого перемещений и соединена с ним посредством коаксиально расположенных на нем винтовых пружин.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждая из щеток выполнена с размещенным вдоль ее оси механизмом вибрации в виде соединенных с корпусом сборника шаровых упоров и установленных с возможностью взаимодействия с ними выступов, размещенных на одном из торцов цилиндрического корпуса щетки.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что приводные валы щеток механизма очистки катодов выполнены эксцентриковыми, 4. Устройство по и. 1, о тл и ч а ю щеес я тем, что щетки соединены с приводом посредством одноступенчатого планетарного редуктора, при этом каждая из щеток выполнена с профилем с проекции на перпендикулярную валу плоскость в форме треугольника с выпуклыми сторонами.

1664885

l9

26 г.б

1664885

Фиг. 7

О 27

Фиг.Ю

Составитель И,Саакова

Техред М.Моргентал Корректор И,Муска

Редактор В,Иванова

Заказ 2368 Тираж 401 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101