Устройство для регенерации травильных растворов
Использование: изобретение относится к химической и электрохимической обработки металлов и конкретно регенерации отработанных травильных растворов. Сущность изобретения1 механизм осевого перемещения щеток выполнен в виде ведущего 26 и ведомого 27 конических зубчатых колес с зубьями, выполненными на волнистой начальной поверхности и промежуточного конического зубчатого колеса 30, установленного с возможностью поступательного перемещения вдоль оси вала 29 щетки 17 посредством элемента, выполненного в виде ползуна 31. водила 33 и червячной передачи, при этом ползун 31 размещен на водиле 33 с возможностью поворота и фиксации. 4 ил.
союз сОВетских социллистиче ских
РЕСПУБЛИК (51)5 С 25 0 21/16
I ()<.УД4РСТВЕННОЕ П4ТЕН ГНОЕ
И; 3 э ;ГВО СССР (I ОСПА TFН Г СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4852605/26 (22) 20,07.90 (46) 23.07.93. Бюл. М 27 (71) Рязанский проектно-технологический институт (72} S.Н. Буробин и Б, В. Смирнов (56) Авторское свидетельство СССР
М 836247, кл. С 25 0.21/16, 1979.
Авторское свидетельство СССР
М 1664885. кл, С 25 О 21/16. 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГЕНЕРАЦИИ ТРАВИЛЬНЫХ РАСТВОРОВ (57) Использование: изобретение относится к химической и электрохимической обработ„„. „„1828881 А1 ки металлов и конкретно регенерации отработанных травильных растворов. Сущность изобретения: механизм осевого перемеще ния.щеток выполнен в виде ведущего 26 и ведомого 27 конических зубчатых колес с зубьями, выполненными на волнистой начальной поверхности и промежуточного конического зубчатого колеса 30, установленного с возможностью поступательного перемещения вдоль оси вала 29 щетки 17 посредством элемента. выполненного в виде ползуна 31, водила 33 и червячной передачи; при этом ползун 31 размещен на водиле 33 с возможностью поворота и фиксации. 4 ил.
1828881 нических начальных поверхностях, причем ведущее зубчатое колесо 26 жестко установлено на валу 28, получающем вращательное движение от электродвигателя 18 через промежуточную передачу, а ведомое зубчатое колесо 27 жестко связано с валом 29 щетки
17 и взаимодействует с ведущим зубчатым
Изобретение касается химической и элекTðîõèìè÷åcкой обработки металлов и конкретно регенерации отработанных травильных растворов.
Целью. изобретения является повышение качества очистки путем обеспечения возможности изменения амплитуды и частоты циклического осевого перемещения щетки.
На фиг. 1 схематично изображено устройство для регенерации травильных растворов; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 — разрез Б — Б фиг. 1; на фиг, 4 — щетка механизма очистки катодов с приводом.
Устройство для регенерации травильных растворов содержит гидродроссели 1 дл регулирования расхода отработанного травильного раствора, дозирующие коробки 2, отфильтровывающие посторонние включения и обеспечивающие спокойное 20 поступление отработанного травильного .раствора в электолизеоы 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 чертеже не показан). В ванне установлен регулятор температуры включающий змеевик 10 с хладагентом, скорость которого регулируется 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" от командоаппарата 13 и привода 14. С их помощью катоды 9 периодически перемещаются из эоны электролизера в зону очистки катодов и сборника 15 выделенного металла, 40
Механизм очистки катодов состоит из корпуса 16, щеток 17, привода 18 и снабжен системой смачивания и улавливания фракций меди из промывочного раствора вклю . чающей распылители 19 воронку 20 45 .отстойник 21 сборник 22 бак 23 и насос 24 соединенный трубопроводом 25 с распылителями 19, Привод щеток 17 механизма очистки катодов выполнен зубчатым двуступенчатым состоящим из соосно расположенных ведущего 26 и ведомого 27 зубчатых колес с зубьями, выполненными на волнистых коколесом через промежуточное зубчатое колесо 30, опора которого размещена в ползуне 31, связанном с прямолинейной направляющей 32 водила 33 с возможностью поступательного перемещения вдоль оси вала 29 щетки 17, Водило 33 установлено в корпусе привода с возможностью поворота вокруг оси вала 29 очистного рабочего органа и жестко связано с червячным кол сом 34, взаимодействующим с управляемым червяком 35, приводимым во вращение от отдельного электропривода (не показан), Водило 33 может вращаться вокруг оси вала
29 и может быть зафиксировано относительно корпуса привода в любом положении с помощью червячно о колеса 34 и червяка
35. Закон циклического осевого перемещения очистного рабочего органа механизма очистки катодов определяется формой Boll нистой конической начальной поверхности промежуточного зубчатого колеса 30 и взаимодействующих с ним ведущего 26 и ведомого 27 зубчатых колес.
Устройство работает следующим образом.
Отработанный травильный раствор подается через соответствующие гидродроссели 1, дозирующие коробки 2 в электролизеры 3, где под действием выпрямленного тока происходит выделение меди на катодах 9 и окисление двухвалентного железа до трехвалентного на анодах 8.
Через интервалы времени, определяемые командоапг1аратом 13, привод 14 поворачивает вал 12 с катодами 9 из зоны электролизера в зону механизма очистки сборника выделенного металла. где с помощью вращающихся От привода 18 щеток 17 и промывочного раствора, подающего через распылители 19 струйного коллектора из бака 23 насосом 24 по трубопроводу 25, снимается осадок меди, который транспортируется совместно с промывочным раствором через воронку 2О в отстойник 21, после чего промывочный раствор, освобожденный от фракции меди, самотеком переливается в бак 23. После очистки катоды возвращаются в исходное положение, затем аналогично производится очистка катодов другого электролизера, после чего цикл повторяется. Отрегенерированный травильный раствор из электролизеров поступает в ванну травления для повторного использования.
В рабочем режиме очистки катодов 9 щетками 17 ведущее зубчатое колесо 26 пол-. учает вращательное движение с угловой скоростью — от электропривода 18 и сообщает это вращательное движение через промежуточное зубчатое колесо 30 ведомо1828081
А r, - А.7 . А
25 К2г1 К27 26 — г 27
l 7Pп дх = 2 А +Р27) ) А2Л = A27 =-. А К2г " К27 40 (/1Zh = OQ7 r/ "( А27 1 и tn = 0 му зубчатому колесу 27. Кроме того, за счет волнистой начальной поверхности ведущее зубчатое колесо 26 при своем вращении сообщает промежуточному колесу 30 циклическое (возвратно-.поступательное) еремещение вдоль оси вала 29 щетки 17. При этом, если форма конической волнистой поверхности ведущего зубчатого колеса 26, обеспечивает перемещение промежуточного зубчатого колеса 30 вдоль оси вала 29 очистного рабочего органа, например, по гармоническому закону: S = А (1 — cos (K cd) t + p ) ) а форма волнистой начальной поверхности ведомого зубчатого колеса 27 обеспечивает его осевое перемещение относительно зубчатого колеса 30 по аналогичному закону: S27 — А27 (1 17 относительно поверхности катодов 9 происходит по зависимости S — 5зо + ->27 — A2r; (СОВ (K2r> и26 t + (figrь ) ) + + А27 (1 — соз (К27 c»z7 t + где A2r> — амплитуда циклического осевого перемещения зубчатого колеса 27 относительно промежуточного зубчатого колеса 30, orzr, О727 — угловые скорости зубчатых колес 26 и 27. К26 и К27 числО Волн нд начальных поверхностях зубчатых колес 26 и 27 t" время у726 — начальное угловое положение зубчатого колеса 26 относительно корпуса привода, cpz7 — начальное угловое положение зубчатого колеса 27 относительно корпуса привода. На формулы (1) следует, что амплитуда суммарного перемещения вала 29 со щетками 17 совместно с зубчатым колесом 27 зависит от относительного углового положения зубчатых колес 26 и 27 и может непрерывно регулироваться от нулевого значения в достаточно широком диапазоне. В результате взаимодействия зубчатых колес 26, 30 и 27 горизонтальный вал 29 со щеткой 17 получает циклическое винтовое движение .вследствие чего происходит ин5 тенсивное силовое воздействие щеточных элементов на поверхность катодов и съем осадка меди с них. При этом сдвиговый характер движения щеток и геометрические условия контактирования щеточных элемен10 тов в широком диапазоне амплитудно-частотных и частотно-силовых характерйстик - ведут к качественному выполнению технологической операции схема осадка меди с активной площади катодов и существенно15 му сокращению времени на обработку их поверхностей. Амплитуда А суммарного перемещения максимальная, равная сумме амплитуд осевого колебательного движения от каждого 20 из зубчагых колес, что соответствует услое«to Амплитуда суммарного перемещения зубчато о колеса 27 равна нулю, что соотвегсгвует условию: Для установки оптимальных параметров движения вала 29 со щеткой 17 амплитуду Я осевого колебания вала 29 можно регулировать вращением червяка 35. При этом вращение червяка 35 преобразуется во вращение червячного колеса 34 и водила 33 на.требуемый угол. В результате регулировки гребни и впадины волнистых начальных поверхностей зубчатых колес 26 и 27 смещаются по фазе на требуемый угол щ6.— р27, что обеспечивает в соответствии с формулой (1) изменение амплитуды циклического осевого перемещения зубчатого колеса 27 и 1828881 следовательно, вала 29 со щеткой 17, Для изменения частоты осевого колебания вала сообщают вращение червяку 35 и обеспечивают условие пщ W — o7zz Таким образом, применение предлагаемого устройства для регенерации травильных растворов. по сравнению с базовым объектом, принятым за прототип, увеличивает при многих равных условиях проиэводиетльность процесса съема осадка меди с катодов и расширяет его технологические возможности, так как конструкция механизма очистки катодов позволяет установить оптимальные по критерию. производительности значения параметров очистки как в процессе выполнения технологической операции съема, так и при переходе к новым исходным условиям (агрегатное составление осадка на поверхности катодов, толщина наслоения, устойчивость связи отложений и т:и.) за счет регулировки амплитуды и частоты циклического oceaoro перемещения щеток и закон их движения. Простота конструктивного решения, широкий диапазон регулирования и свойство адаптивности устройства к технологическим режимам регенерации травильных растворов и,требуемому качеству обработки .активной поверхности катодов позволяет применить его в гибкой производственной системе. Формула изобретения Устройство для регенерации травильных растворов, содержащее электролизер, аноды, катоды выполненные в виде фигур5 ных секторов, установленные с возможностью поворота в плоскости, параллельной анодам, механизм очистки катодов, выполненный в виде струйного коллектора и щеток; установленных с возможностью 10 вращения от привода, сборник металла, установленный под механизмом очистки катодов, механизм осевого перемещения щеток, причем щетки механизма очистки катодов размещены с возможностью углового пере- 15 мещения,отличающееся тем,что,с целью повышения качества очистки путем обеспечения возможности изменения амплитуды и частоты циклического осевого перемещения щетки, механизм осевого перемещения 20 щеток выполнен в виде ведущего и ведомого конических зубчатых колес с зубьями, выполненными на волнистой начальной поверхности, причем колеса расположены соосно, и промежуточного конического зубчатого коле25 са, установленного с возможностью поступательного перемещения вдоль оси вала щетки посредством элемента, выполненного в виде ползуна, водила и червячной передачи с регулируемым приводом вращения червяка, 30. при этом ползун размещен на водиле, уста-: новленном с возможностью поворота и фиксации вокруг вала щетки посредством червячного колеса. 4-Я 1828881 27 34 17 29 Фиг. 4 Составитель B.ÁóðîáèH Техред ММоргентал Корректор Н. Милюкова Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2468 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
