Установка для непрерывного гальванического осаждения металла на мелкие изделия

 

Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для металлизации сыпучих материалов. Цель изобретения - повышения производительности , надежности работы и расширение сортамента обрабатываемых гранул путем сепарации их за счет сил инерции и возможности обработки гранул без ферромагнитной составляющей. Установка содержит ванну для электролита и токопроводящих гранул, электроды, источник питания, загрузочный бункер 9 и разгрузочное устройство в виде лотка 12, при этом ванна выполнена в виде вложенных друг в друга полусферических чаш 1, 2, наружная и внутренняя подвижные чаши 1, 2 образуют катод и жестко закреплены на вертикальном валу 3, установленном с возможностью вращения, в полости наружной подвижной чаши 1 расположена неподвижная емкость 5, образованная верхней и нижней полусферами и сопряженная с полым цилиндром 7, являющиеся анодом. В дне емкости 5 выполнено окно 8, Сепарация готовых гранул производится за счет двухкаскадного центрифугирования . Применение второго каскада позволяет более точно осуществить сепарацию гранул по массе. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 25 D 17/22, 19/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Т3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, (21) 4762992/02 (22) 27,11.89 (46) 15.09.91. Бюл. 1ч 34 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) Б.Г.Варфоломеев и А.В.Мищенко (53) 621.3.035(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЛЬ 1038067, кл. С 25 О 19/00, 1982, Авторское свидетельство СССР

М 1397551, кл. С 25 О 19/00, 1986. (5 ) УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА НА МЕЛКИЕ ИЗДЕЛИЯ (57) Изобретение относится к гальванотехнике и может быть использовано для металлизации сыпучих материалов. Цель изобретения — повышения производительности, надежности работы и расширение сортамента обрабатываемых гранул путем сепарации их за счет сил инерции и воз„„, Ж „„1677098 А1 можности обработки гранул без ферромагнитной составляющей, Установка содержит ванну для электролита и токопроводящих гранул, электроды, источник питания, загрузочный бункер 9 и разгрузочное устройство в виде лотка 12, при этом ванна выполнена в виде вложенных друг в друга полусферических чаш 1, 2, наружная и внутренняя подвижные чаши 1, 2 образуют катод и жестко закреплены на вертикальном валу 3, установленном с возможностью вращения, в полости наружной подвижной чаши 1 расположена неподвижная емкость 5, образованная верхней и нижней полусферами и сопряженная с полым цилиндром 7, являющиеся анодом. В дне емкости 5 выполнено окно 8, Сепарация готовых гранул производится за счет двухкаскадного центрифугирования. Применение второго каскада позволяет более точно осуществить сепарацию гранул по массе, 3 з.п. ф-лы, 1 ил, 1677098

Изобретение относится к гальванотехнике, в частности к устройствам для гальваноосаждения металла на сыпучие материалы, Цель изобретения — повышение произ- 5 водительности, надежности работы и сортамента обрабатываемых гранул путем сепарации их за счет сил инерции и возможности обработки гранул без ферромагнитной составляющей, 10

На чертеже представлена установка, вертикальный разрез.

Установка состоит из ванны и загрузочно-разгрузочного узла.

Ванна представляет собой вложенные 15 друг в друга полусферические оболочки (чаши), Наружная подвижная чаша 1 жестко связана с внутренней подвижной чашей 2

1 единым вертикальным валом 3, образуя катод. Токоподвод к нему осуществляется от 20 источника постоянного тока (не показан) через контактное кольцо 4, закрепленное по1 средством шпоночного соединения на валу

3. Последний приводится во вращение от электропривода (не показан), 25

Внутренняя неподвижная тороидальиая емкость 5 расположена в полости чаши

1 и является частью анода. В свою очередь, в полости емкости 5 размещена внутренняя подвижная чаша 2, Вал 3 электрически изо- 30 лирован от емкости 5 посредством диэлектрической втулки 6, расположенной на емкости 5, Емкость 5 сопряжена с второй частью анода, выполненной в виде полого цилиндра 7, а нижняя часть емкости 5 имеет 35 окно 8 для сообщения с полостью подвижной чаши 1.

Циликдр 7 сообщен с загрузочным бункером 9, содержащим токопроводящие граиулы и электролит 10. Емкость 5 вывешена 40 на уголках 11, прикрепленных к цилиндру 7, при этом выдерживается заданный зазор между емкостью 5 и чашей 1.

Разгрузочное приспособление представляет собой неподвижный лоток 12 же- 45

„обообразного сечения, закрепленный на стойках 13 концентрически по отношению к подвижной чаше 1, Дно лотка 12 выполнено наклонным с тем, чтобы готовые (покрытия осажденным 50 слоем металла заданной -олщины) гранулы ссыпались в о-.îíå÷èóþ емкость (не покаэаH B).

Установка работает следующим образом. 55

Открывают клапан бункера 9. обеспечивая подачу токопроводящих гранул с электролитом 10 в сосуд, Подключают источник тока к подвижному катоду (чашам 1 и 2) через контактное кольцо 4 и к неподвижному аноду.

Включают электропривод вала 3, сообщая вращательное движение наружной 1 и внутренней 2 подвижным чашам.

Гранулы с электролитом 10 посгупают по полому цилиндру 7 вначале на вращающуюся внутреннюю чашу 2. Последняя вовneêàåò во вращение гранулы с электролитом

10, которые под действием центробежной силы перемещаются вдоль поверхности чаши 2 в рабочем зазоре между катодом (чашей 2) и анодом (емкость о 5), где происходит рабочий процесс гальваноосаждения металла иа гранулы.

При этом некоторые гранулы оказываются в более выгодном положении — менее экранированы (затенены) от воздействия электрического поля, они приобретают более толстый слой осаждеино о металла, т.е, большую массу. Такие гранулы, обладая большей силой инерции, опережают остальные и, достигнув верхней кромки чаши 2, переваливаются через иее и попадают из нижнюю (донную) полусферу неподвижной емкости 5, Через кромки чаши. 2 могут перейти только гранулы, достигшие определенной массы за счет осаждения металла, Рабочее пространство между вращающейся чашей 2 и емкостью 5 образует первый каскад гальваноосаждекия и сепарации гранул по величине массы.

Затем гранулы с электролитом, спускаясь по неподвижной стенке нижней полусферы емкости 5, проваливаются через окко

8 в этой стенке на вращающуюся наружную чашу 1, т.е, попадают во второй каскад гальваноосаждения и сепарации. образованный пространством между емкостью 5 и чашей

1. Вновь достигают бурта чаши 1 вначале более тяжелые гранулы, достигающие заданной толщины гальванопокрытия, Применение второго каскада позволяет более точно осуществить сепарацию гранул по массе.

Более тяжелые гранулы, переваливаясь через бурт чаши 1, попадают в лоток 12, ссыпаясь по его дну в оконечкую емкость, По мере непрерывного высвобождения рабочих прсстракств сосуда из бункера 9 также непрерывно поступают исходные граиулы с электролитом.

Так осуществляется процесс непрерывного гальванического осаждения металла.

Для обеспечения устойчивой работы необходимо, чтобы суммарное время коитактироваиия гранул с катодом {непосредственно или через соседние токопроводящие гранулы) было ие меньше определеикои величины, 1677098

Составитель Л.Груднева

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Ципле

Редактор А.Огар

Заказ 3085 Тираж 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 зависящей от вида электролита, гидродинамических параметров взвеси гранулы-электролит в прикатодной области, величины межзлектродного потенциала, значения рН и т;д.

В данном случае необходимая продолжительность электрического контакта гра- 5 нул с катодом обеспечивается: за счет постоянного воздействия центробежных сил взвешенные гранулы прижимаются к стенкам катодных чаш 1 и 2. При этом по 10 мере увеличения толщины осаждаемого слоя металла на поверхности гранул последние, утяжеляясь, все более поджимаются к катодам и, достигнув определенной массы, покидают рабочую зону. Их место 15 занимают менее тяжелые гранулы.

Таким образом, необходимое время контактирования обеспечивает заданную массу готовой гранулы. В этом заключается обратная связь в данном процессе. 20

Центробежная сила инерции Fu материальной частицы массы (в данном случае гранулы), помещенной в полость полусферы, вращающейся вокруг своей оси симметрии, определяется известной формулой 25

FU = m иР.г,cosa, где и — угловая частота вращения полусферы; а — угол между горизонталью и радиусом r, соединяющим центр полусферы с центром тяжести гранулы, а = 0-90О.

Из этой формулы следует, что с увеличением массы гранулы сила инерции растет, по мере подъема гранулы вдоль стенки полусферы сила инерции также растет(так как угол а уменьшается).

По сравнению с известной в предлагаемой установке отсутствует промежуточная сетка, за счет чего увеличивается напряженность электрического поля; сепарация готовых гранул обеспечивается за счет сил инерции вместо,сил тяжести, что более эффективно; конструкции катода и анода цельные, а не решетчатые, что исключает возможность их закупорки гранулами; можно обрабатывать гранулы без ферромагнитной составляющей, что расширяет область применения; отсутствуют вибратор, шнек, соленоид, что приводит к упрощению конструкции и уменьшению энергоемкости.

Формула изобретения

1. Установка для непрерывного гальваническо о осаждения металла на мелкие иэделия, например токопроводящие гранулы, содержащая ванну, анод, катод, источник питания, токоподводы, привод вращения, загрузочный бункер и разгрузочное устройство, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности, надежно-, сти работы и расширения сортамента обрабатываемых гранул путем сепарации их за счет сил инерции и возможности обработки гранул без ферромагнитной составляющей, ванна выполнена в виде концентрических чаш, жестко смонтированных с зазором одна относительно другой на токопроводящем валу, проходящем через их центр и соединенном с приводом вращения, анод выполнен в виде дByx соосно сопряженных элементов, один из которых представляет собой полый цилиндр, а другой — тороидальную емкость с центральным отверстием и окном в нижней части. причем свободный конец цилиндра закреплен саосно с ванной и соединен с загрузочным бункером, при этом внутренняя чаша ванны расположена внутри и соосно с тороидальной емкостью анода, разгрузочное устройство выполнено в виде лотка с наклонным желобообрэзным дном, установленного неподвижно на стойках концентрически по отношению к внешней чаше ванны, причем диаметр отверстия в аноде превышает диаметр вала, 2. Установка поп.1, отл ича юща я ся тем, что токоподвод катода выполнен в виде контактного кольца, жестко закрепленного на валу.

3. Установка по и, 1, отличающаяся тем, что свободный конец цилиндрического элемента выполнен с уголками для монтажа анода над ванной.

4. Установка по и. 1, о т л и ч э ю щ а я с я тем, что анод выполнен с диэлектрической втулкой, смонтированной в отверстии, причем диаметр втулки больше диаметра вала.