Способ промывки деталей

 

Использование: очистка поверхности деталей после электролитического осаждения металлов. Сущность изобретения: детали на подвеске устанавливают в промывочную ванну, подают распыленную в форсунках воду на поверхность деталей и удаляют воду с электролитом из промывочной ванны в накопительную емкость, причем при установке подвески верхнюю границу деталей размещают на расстоянии

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 25 D 21/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ т. = (2.5 — - 3) 9 ч чт

Ц вЂ” Цн

I (21) 5012324/26 (22) 05.08.91 (46) 23.08.93. Бюл. ¹ 31 (71) ДнЕпропетровскбй химико-технологический институт (72) В.П.Белоус, В,В.Булычев, И,И,Иванов, О.П.Кулик и О.Н.Лавриненко (73) Днепропетровский химико-технологический институт, (56) Авторское свидетельство СССР № 694561, кл. С 25 О 17/02, 1978, Патент США ¹ 4781806, кл. С 02 F 1/46, С 25 D 21/08, опублик. 1988.

Патент США № 4561956, кл, С 25 D 5/48, С 25 D 21/08, опублик. 1985. — Изобретение относится к области химической технологии, в частности, к способам очистки поверхности деталей после электролитического осаждения металлов и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является сокращение расхода воды на промывку и обеспечение равномерной промывки поверхности деталей.

Поставленная цель достигается тем, что в известном техническом решении, включающем установку деталей на подвеске в промывочную ванну, подачу распыленной в форсунках воды на поверхность деталей и удаление воды с электролитом из промывочной ванны в накопительную емкость согласно изобретению, при установке подвески верхнюю границу деталей размещают на. 5U 1836501 АЗ (54) СПОСОБ ПРОМЫВКИ ДЕТАЛЕЙ (57) Использование: очистка поверхности деталей после электролитического осаждения металлов. Сущность изобретения: детали на подвеске устанавливают в промывочную ванну, подают распыленную в форсунках воду на поверхность деталей и удаляют воду с электролитом из промывочной ванны в накопительную емкость, причем при установке подвески верхнюю границу деталей размещают на расстоянии (0,6 — 0,7) Itg а/2 выше уровня форсунок, а подачу воды осуществляют в течение времени tH при неподвижной подвеске, после чего.0äíî8ðåìåííî поднимают подвеску со скоростью V и уменьшают расход воды. 6 табл.

+ расстоянии (0,6-0,7) Itg a/2 выше уровня форсунок, подают распыленную воду в течение времени при неподвижном подвеске, затем одновременно поднимают подвеску со скоростью v и изменяют расход распыленной воды в функции; где цн и q — расход воды в форсунки в начале подъема и через время r; ч — скорость стекания воды по поверхности деталей; I — расстояние от среза сопла до подвески; а — угол раскрытия струи распыленной воды.

1836501

30

vt

Ч=q l

55 ч г

Сокращение расхода воды на промывку обусловлено смещением промываемых деталей относительно форсунок при противоточном движении стекающей воды и очищаемой поверхности, Очищенная от электролита до требуемых пределов поверхность деталей при этом в любой момент времени располагается вышеуровня установки форсунок, Воэде йствию струй распыленной воды подвергаются последовательно нижерасположеннь е за очищенной поверхностью участки деталей.

Равномерность промывки поверхности деталей обеспечивается изменением расхода воды в форсунки по мере подъема деталей, Количество воды, стекающей по участку поверхности деталей за период промывки, тем больше, чем ниже он расположен, В этом же направлении увеличивается количество электролита, унесенного со стекающей водой и, соответственно, снижается начальная концентрация его на поверхности при йодходе этих участков к форсункам. Изменение подачи воды в предложенной функции позволяет в этих условиях при пониженном ее расходе обеспечить одинаковую чистоту .поверхности деталей по высоте, соответствующую техническим требованиям.

Способ осуществляется следующим образом, Перед промывкой детали устанавливают на подвеске в промывочную ванну. Исходя из известного расстояния от форсунок до поверхности деталей l и угла раскрытия струи аоценивают величину: (0,6-0,7)ltga/2 и верхнюю границу деталей размещают с превышением на это расстояние над уровнем форсунок. Затем определяют длительность подачи максимального расхода воды в форl tg а/2 сунки тн = (2,5 — 3), используя для расчета полученную в предварительных экспериментах величину скорости стекания воды на поверхности деталей ч, Подают на верхнюю часть поверхности деталей максимальный расход распыленной воды qH в течение т при неподвижной подвеске. После этого начинают подьем подвески с деталями с постоянной скоростью v, уменьшая подачу воды на форсунки в функции времени

При нижней границе деталей на уровне форсунок подачу распыленной воды прекращают и промывку деталей заканчивают, Отработанную воду с электролитом из промывочной ванны удаляют в накопительную емкость для ее дальнейшей очистки.

Рабочий диапазон превышения уровня установки деталей над уровнем форсунки в начале промывки (0,6 — 0,7)ltg a/2 обеспечивает равномерную промывку верхней части деталей по ширине подвески. При расстоянии, большем 0,7ltg а/2, струи распыленной воды от смежных форсунок в верхней части. деталей образуют зазоры, интенсивность удаления электролита с этих участков поверхности существенно ниже, чем в области прямого действия струй. Это приводит к неудовлетворительному качеству промывки деталей около верхней их границы.

При расстоянии, меньшем 0,6Иц а/2, на верхней границе деталей происходит наложение струй распыленной воды от смежных форсунок. Из-за более высокой скорости смыва поверхности деталей в этих зонах также появляется конечная неравномерность остаточной концентрации электролита по ширине подвески около верхней границы деталей.

При длительности подачи распыленной воды на неподвижную подвеску

I tg— а тн = (2,5 — 3)

2 обеспечивается качественное удаление электролита с деталей в верхней части подвески.

l tg а/2

При длительности, меньше 2,5 остаточная концентрация электролита на этих деталях превышает допустимые нормы, l tg а/2

Длительность, больше 3 не ч имеет практического смысла с точки зрения очистки поверхности деталей и ведет лишь к перерасходу воды на промывку. При подьеме подвески со скоростью, большей скорости стекания воды по поверхности деталей ч, часть отработанной воды с электролитом оказывается на деталях выше уровня форсунок, загрязняет их поверхность, что требует повторной промывки.

При подъеме подвески со скоростью, меньшей скорости стекания воды v нерационально возрастает время промывки и количество расходуемой воды.

Изменение расхода распыленной воды в период подъема подвески в функции: позволяет получить остаточную концентрацию электролита на поверхности деталей по

1836501

40 четыре яруса общей высотой 0,6 м. По длине

50 ванны на расстоянии 0,2 м друг от друга размещают форсунки по 9 штук с каждой стороны на высоте 0,07 м от ее верхнего края, Максимальный расход воды; на распыление в форсунку — 2 r/с, на промывку qH2 х18-36 г/с. Угол раскрытия струиа= 42 .

По данным предварительных эксперименвсей высоте. удовлетворяющую техническим требованиям.

При уменьшении расхода воды в функчт ции: q Чн 6 3 2 количество распы6,3 tg ленной воды, поступающей на нижние детали, оказывается недостаточным для их качественной промывки и остаточная концентрация для электролита на их поверхности превышает допустимую, а при

vt

q < q l 7 2 наблюдается перерас7! tg 2 ход воды на промывку нижних деталей.

Блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа представлена на чертеже.

Устройство включает конечный выключатель 1, элемент запаздывания 2, реле с самоблокировкой 3, исполнительный механизм постоянной скорости 4, механическую передачу 5, датчик расхода воды на форсунки 6, вторичный прибор 7, переключатель 8, программный задатчик расхода воды на форсунки 9, регулятор 10, исполнительный механизм 11, регулирующий клапан 12.

Блоки 1, 2, 3, 4, 5 соединены последовательно. Выход конечного выключателя 1 связан со входом переключателя 8. Программный задатчик 9 подключен ко входу регулятора 10, Блоки 6, 7, 8, 10, 11, 12 соединены последовательно.

Устройство работает следующим образом. При установке подвески с деталями в промывочную ванну на заданном уровне (верхняя граница деталей на расстоянии (0,6 — 0,7)ltg a/2, выше уровня форсунок) срабатывает конечный выключатель 1 и подает сигнал на элемент запаздывания 2 и переключатель 8. В элементе запаздывания 2 задано время запаздывания тн = (2,5 — 3)

1т9 а/2, поэтому сигнал от ч конечного выключателя 1 на реле 3 в течение этого времени не проходит, подвеска с деталями находится в стационарном положении. В программном задатчике 9 на время гн установлено задание максимального расхода воды на распыление q> и с его выхода на вход регулятора 10 поступает в течение этого времени постоянный сигнал, пропорциональный qH, В этот период сигналом от блока 1 переключатель 8 отключает вход регулятора 10, на который подается сигнал, пропорциональный фактическому расходу воды, от датчика 6 и вторичного прибора 7. Поэтому

25 регулятор 10 в период Tg выдает сигнал исполнительному механизму 11 на полное открытие регулирующего клапана 12 на подводящей магистрали воды к форсункам, По окончании периода т;, сигнал от конечного выключателя 1 проходит через блок запаздывания 2 на реле 3, Это реле сраба- тывает и самоблокируется, включает исполнительный механизм 4, который через механическую передачу начинает поднимать подвеску с деталями со скоростью ч ™

const, Конечный выключатель 1 освобождается, прекращается поступление сигнала от него на переключатель 8. Сигнал от датчика расхода воды 6 через вторичный прибор 7 и переключатель 8 поступает на вход регулятора 10. Одновременно на второй вход регулятора 10 подается сигнал от программного

f задатчика 9. Заложенной в блоке 9 и рограммой по истечении времени т с начала подачи воды в форсунки предусмотрено постепенное снижение выходного его сигнала в функции времени: где U< и U — сигналы с программного задатчика в период времени т„и через время г после начала подъема, пропорциональные соответственно максимальному q< и текущему q расходу воды.

По окончании подъема подвески с деталями отключается программный задатчик 9 от входа регулятора 10. При этом регулятор

10 отрабатывает сигнал через исполнительный механизм 11 на регулирующий клапан

12 до полного его закрытия и прекращения подачи воды в форсунки.

Испытания способа выполнялись в лабораторных условиях кафедры энергетики

Днепропетровского химико-технологического института, В ванне длиной 1,2 м, шириной 0,56 м, высотой 0,8 м производят промывку печатных плат после травления.

Детали крепят на 1 м по длине подвески в тов установлено, что средняя скорость стекания воды по поверхности промываемых деталей составляет ч - 0,015 м/с.

1836501

v f

6,65 I щ а72

20 — 361 г/с

vr

Ч- Ь1Пример 1, Устанавливают детали на подвеске в промывочную ванну с размещением верхней границы деталей на расстоя42о нии 0,65ltg а/2-0,650.28 tg 2 -0,01м выше уровня форсунок. В течение времени

0,28 . - 2ë - - Я- — 2- 2,zs 2 яо с

v 0,015 подают распыленную воду на неподвижные детали, затем начинают подъем подвески со скоростью v - 0,015 мlс и изменяют расход воды во время подъема в функции:

= 36! tg42 /2

6,65 0,28 (»«1). ЧеРез вРемя 0 015 -35 с пре0,6 — 0,01

25 кращают подъем подвески и подачу воды на распыление. В период промывки непрерывно производят удаление воды с электролитом из промывочной ванны в накопительную емкость для ее очистки.

Анализы по результатам промывки показывают, что на поверхности деталей отсутствуют следы электролита, Расход воды на промывку составил 1620 r.

Результаты аналогичных испытаний при других параметрах промывки в табл.

2 — 5.

Для получения сравнительных данных проводились испытания известно о cooc0" 40 ба промывки деталей (табл, 6).

Сопоставительный анализ данных показывает, что использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволяет обеспечить равномерную промывку поверхности деталей, сократить расход воды на промывку в 3,5-4 раза и ее длительность в 2,5-3 раза.

Формула изобретения

Способ промывки деталей, включающий установку деталей на подвеске в промывочную ванну, подачу на поверхность деталей и удаление воды с электролитом иэ промывочной ванны в накопительную емкость, отличающийся TGM, что, с цельл; сокращения расхода воды и повышения равномерности промывки поверхности деталей, при установке подвески верхнюю границу деталей размещают на расстоянии (0,6-0,7)ltg а /2 выше уровня форсунок. а подачу воды осуществляют в течение времени т, = (2,g — 3) при неподвижной

It а/2 подвеске, после чего одновременно поднимают подвеску со скоростью V и уменьшают расход воды в функции где о ицч- расход воды в форсунки в начале подъема подвески и через время tH, ч — скорость стекания воды по поверхности деталей;

I — расстояние от среза сопла форсунки до подвески; а — угол раскрытия струи распыленной воды, 10

1836501

Таблица 1

Параметры промывки деталей

Пример 1

Результаты промывки

Промывка при подъеме по вески

Расчетные зависимости

Время от начала подъема, с

Общее время промывки, с

Время промывки, с

Расход воды в форсунки, r/с

Расход воды в форсунки, г/с

1620

20

0,07

6,65 I r а72

Таблица 2

Параметры промывки деталей

Пример 2

Расчетные зависимости

Промывка при подъеме по вески

Результаты промывки

Расход воды в форсунки, г/с

Время промывки, с

Расход воды форсунки, г/с

Общее время промывки, с

Время от начала подьема, с

h -0,6 I tg a/2

0,65

18

1530

6.3 I ù п32

h -0.65 I 19 а/2

r» =2,75

7» =2,5 — » ——

Промывка при неподвижной подвеске

Превышение верхней границы деталей над уров нем форсунок,м

Промывка при неподвижной подвеске

Превышение верхней границы деталей над уровнем форсунок,м

5

0

36

32,4

29,5

26,6

24,1

21,6

19,8

36

32,3 . 28,8

25,9

23

20,8

18.4

16,5

Общее количество воды на промывку, г

Общее количество воды на промывку, Г

Характеристика очистки поверхности деталей от электолита

Электролит отсутствует на поверхности деталей

Характеристика очистки поверхности деталей от электролита

Содержаниее электролитаа по всей поверх ностидеталей на пределе допустиМОГО

1836501

Параметры промывки деталей

Пример 3

Промывка при подъеме по вески

Результаты промывки

Расчетные зависимости

Расход воды в форсунки, г/с

Общее время промывки. с

Общее количество воды на промывку, Г

Расход воды в форсунки, г/с

Время промывки, с

h-0,5 I tg а/2

1390

0,054

14 тн =2 ч а=ъ

Ф,Таблица 4

Параметры промывки деталей

Пример 4

Результаты промывки

Промывка при подъеме по вески

Расчетные зависимости

Время промывки, с

Характеристика очистОбщее время промывки, с

Расход воды в

° форсунки, г/с

Расход воды в форсунки, г/с ки поверхности деталей от элект олита

h 0,71tg а/2

Содержание электролита на верхней границе деталей на пределе допустимого

1700

36

32,5

29,6

26,8

24,3

21,9

20,2

18,4

0,075 36 тн =3 ч чт

7 I tg ii72

Промывка при неподвижной.подвеске

Превышение верхней границы деталей над уров нем форсунок,м

Промывка при неподвижной подвеске

Превышение верхней границы деталей над уровнем форсунок м

Время от начала . подьема,. с

5

Время от начала подъема, с

5

36

31,7

28,1

25,2

22,3

19,8

17,2

14,7

Общее количество воды на промывку, r

Характеристика очистки поверхности деталей. от электолита

Концентрация электро лита по

В0ВА поверхности деи лей превышает дээI

1836501

Таблица 5

Параметры промывки деталей

Пример 5

Результаты промывки

Промывка при подъеме по вески

Промывка при неподвижной подвеске

Расчетные зависимости

Общее время промывки. с

Расход воды в форсунки, г/с

Расход воды в форсунки, г/с

Время промывки, с

Время от начала подъема, с

h - -0.81tg а/2

0,086 36

1830

25 чт

7,5! д а 7 2

Таблица 6

Параметры промывки деталей.

Прототип.

Время промывки, с

KLAN& опытов

Расход воды в форсунки, r/ñ

Количество Характеристика очистки поверхности воды на деталей от электролита промывку, г

20

720

Концентрация электролита на поверхности деталей превышает допустимую

Концентрация электролита на поверхности незначительно превышает допустимую

Концентрация электролита ниже оп стимой

180

6480

3

4, 5

7

Превышение верхней границы деталей над уровнем форсунок,м

160

5760

5

36

32,8

29.9

27,4

25,2

20,5

Общее количество воды на промывку, г

Характеристика очистки поверхности деталей от электролита

Содержание электролита на верхней границе деталей выше допустимого

1836501 сто

Составитель Е.Балан

Редактор С.Кулакова Техред M.Моргентал Корректор С.Патрушева

Заказ 3011 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