устройство для травления изделий

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно оборотов, содержащее корпус, выполненный из перфорированного листа в виде вертикального цилиндра с элементами жесткости и с проушинами для подъемно-транспортного приспособления, и откидное дно, отличающееся тем, что оно снабжено спуском, выполненным в виде перфорированного спирального лотка, размещенного внутри цилиндра, и стержнем для закрепления дна, проходящим через центр спуска, при этом наружный диаметр спуска равен внутреннему диаметру цилиндра, а внутренняя кромка спуска охватывает стержень.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для химической обработки поверхности металлов, в частности к корзинам для травления мелких, неоднородных по структуре металлические изделий и отходов производства (оборотов).

В процессе производства малогабаритных деталей образуются обороты в виде пресс-остатков, стружки, немерных заготовок, заготовок, забракованных по механическим свойствам, образцов после механических испытаний и т.д.

Данные обороты имеют на поверхности технологические загрязнения, которые удаляют путем травления их поверхности, например, в азотно-кислом растворе при комнатной температуре. Для этого в производстве обороты чаще всего загружают в корзины, выполненные из перфорированного листа, и затем с помощью тельфера помещают в ванну травления. Травленные обороты промывают в воде, сушат, а затем используют в шихте для выплавки слитков в плавильных печах.

Известно устройство для мойки деталей [1], содержащее моечную камеру, спиральную направляющую и вибропривод, причем моечная камера выполнена в виде вертикально расположенного цилиндрического бункера, через который проходит дебалансный вал.

Данное устройство отличается сложностью конструкции и значительными энергозатратами при эксплуатации. Эффективность химической очистки деталей в данном устройстве обеспечивается путем перемещения их по спиральной направляющей с одновременным перемешиванием.

Известен вибробункер для химической обработки поверхностей мелких деталей [2], в котором размещены три камеры различного назначения для химической обработки (и сушки) с одним спиральным виброприводом, угол наклона которого -3^о.

Такой вибробункер отличается сложностью конструкции и значительными энергозатратами. Горизонтальное расположение камер вибробункера снижает эффективность использования производственных площадей по сравнению с вертикальными устройствами. Эффективность химической очистки деталей в вибробункере достигается таким же путем, как и в вышеописанном устройстве.

Известно также устройство для промывки, сушки и консервации деталей [3] , включающее корпус с установленными в нем одна над другой опорами для размещения обрабатываемых деталей, приспособления для загрузки и перегрузки деталей с одной опоры на другую, коллекторы струйной подачи рабочего агента на детали, причем опоры для размещения обрабатываемых деталей выполнены в виде приводных перфорированных дисков, снабженных по периферии обечайкой.

Данное устройство также сложно по конструкции и энергоемко в эксплуатации. Эффективность химической очистки деталей достигается за счет их струйной обработки и перемещения с опоры на опору.

Известно устройство [4] для хранения изделий навалом во время их химической или электрохимической обработки путем погружения в одну или несколько ванн, содержащее барабан для хранения этих изделий, который может вращаться на раме, служащей ему основанием. Устройство отличается тем, что ось барабана расположена вертикально или под некоторым углом, и его боковая стенка образована, по меньшей мере, одной нижней зафиксированной обечайкой и, по меньшей мере, одной вращающейся обечайкой, расположенной выше, в то время как основание образовано подвижным элементом, соединенным с органами управления, позволяющими осуществлять извлечению изделий снизу, а загрузку - сверху. Кроме того, в устройстве имеется механизм перемешивания изделий.

Сложность конструкции, наличие множества подвижных узлов и деталей снижают надежность этого устройства. Эффективность химической очистки изделий обеспечивает их перемешиванием и применением электрохимической обработки.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для травления изделий [5], преимущественно оборотов, содержащее корпус, выполненный из перфорированного листа в виде вертикального цилиндра с элементами жесткости и с проушинами для подъемно-транспортного приспособления, и откидное дно.

Данное устройство позволяет перерабатывать одновременно до 600 кг изделий или оборотов. Оно отличается простотой конструкции, надежностью и значительно меньшими энергозатратами, связанными лишь с транспортировкой оборотов, например, тельфером, в ванну травления и обратно.

Однако такое устройство не обеспечивает качественного травления мелких, неоднородных по структуре оборотов. Плотная упаковка в корзине мелких оборотов с сильно развитой поверхностью приводит к тому, что обороты, расположенные в центре корзины, не протравливаются, и качественной очистки поверхности оборотов от технологических загрязнений не происходит из-за того, что исключается доступ к ним травильного раствора. Обороты приходится сортировать и подвергать повторному травлению до достижения требуемого качества поверхности, что приводит к снижению производительности, повышению трудозатрат, увеличению потерь металла из-за необходимости применения повторного травления.

Предлагаемое изобретение направлено на повышение производительности и качества травления мелких, неоднородных по структуре оборотов путем обеспечения доступа травильного раствора к любой поверхности загруженных в устройство оборотов.

Указанная задача решается следующим образом:

В отличие от известного устройства для травления изделий, преимущественно оборотов, содержащего корпус, выполненный из перфорированного листа в виде вертикального цилиндра с элементами жесткости и с проушинами для подъемно-транспортного приспособления, и откидное дно, предлагаемое устройство снабжено спуском, выполненным в виде перфорированного спирального лотка, размещенного внутри цилиндра, и стержнем для закрепления дна, проходящим через центр спуска, при этом наружный диаметр спуска равен внутреннему диаметру цилиндра, а внутренняя кромка спуска охватывает стержень.

Известно применение винтового спуска [6] для перегрузки сыпучих и штучных материалов в химической промышленности на обогатительных комбинатах и т.д.

Однако применение неподвижного винтового спуска из перфорированного материала в устройствах для травления не выявлено.

В предлагаемом устройстве совместились достоинства сетчатой корзины-этажерки, позволяющие в результате послойного размещения обрабатываемого продукта подводить к каждой его частице в достаточном количестве травильный раствор и качественно очищать его от технологических загрязнений, и преимущества прототипа, позволяющие при открытии дна легко выгружать (а при закрытом дне - легко загружать) поступающие на травление обороты.

На чертеже схематично изображено устройство для травления.

Устройство состоит из цилиндра 1, выполненного из перфорированного листа, усиленного поясами 2, откидного дна 3, проушины 4 для транспортировки устройства, например, тельфером. Внутри цилиндра смонтирован винтовой спуск 5 в виде спирального лотка из перфорированного листа (или сетки), наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру цилиндра 1, а внутренняя кромка охватывает проходящий через центр спуска стержень 6. Перед работой устройство осматривают и закрывают его дно 3. В устройство сверху дозированными порциями засыпают мелкие, неоднородные по структуре обороты, которые под воздействием собственного веса скользят по спиральному лотку винтового спуска 5 вниз устройства и равномерно заполняют весь его объем. При этом обороты равномерным слоем укладываются на спиральный лоток. После этого устройство с оборотами крюками транспортных тросов (не показаны) цепляют за проушины 4 и поднимают его вверх, транспортируют к травильной ванне и опускают в нее. Травильный раствор через отверстия в цилиндре 1 и в спиральном лотке поступает к поверхностям оборотов, чем достигается качественное растворение технологических загрязнений. После окончания цикла травления устройство с оборотами извлекают из травильной ванны и последовательно помещают в ванну с холодной и горячей водой для удаления с поверхности оборотов травильных шламов, а затем помещают на площадку для сушки оборотов. После сушки устройство с оборотами располагают над тарой, открывают дно 3 устройства, и обороты под действием собственного веса скользят по спиральному лотку и высыпаются в тару.

Эффективная очистка оборотов (отходов производства) в предлагаемом устройстве происходит при обычном погружении загруженного оборотами устройства в ванну без использования дополнительных источников энергии, за счет равномерного распределения оборотов размерами 5-105 мм по лотку спирального желоба.

Для получения сравнительных характеристик устройств по прототипу и предлагаемому техническому решению проводят следующую работу.

В устройство по прототипу (без винтового спуска) с диаметром цилиндра 420 мм и высотой 700 мм загружают 600 кг оборотов размером 5-105 мм из стали 10, покрытых цинковым расплавом. Затем устройство с оборотами помещают в травильную ванну и осуществляют травление в азотно-кислом растворе с концентрацией кислоты 200 г/л при комнатной температуре в течение 3 ч. После этого устройство с оборотами помещают последовательно в ванны с холодной и горячей водой и осуществляют сушку оборотов в устройстве на воздухе. Затем обороты разгружают из устройства после открытия откидного дна в тарные ящики. Травленые обороты перебирают, непротравленные обороты направляют на повторное травление, а очищенные от технологических загрязнений обороты направляют для приготовления шихты для выплавки слитков.

Параллельно с этим осуществляют травление оборотов в предлагаемом устройстве, перфорированный цилиндрический корпус которого имеет те же геометрические размеры, что и прототип. Внутрь цилиндра вваривают винтовой спуск в виде выполненного из перфорированного стального листа толщиной 2 мм спирального лотка с шагом 180 мм. Спираль охватывает центральный стержень (диаметром 50 мм), на котором крепится откидное дно. Диаметр перфорационных отверстий в цилиндре и спиральном лотке - 2-3 мм.

В данное устройство загружают 600 кг оборотов размером 5-150 мм, которые самотеком по спиральному лотку заполняют весь рабочий объем устройства. Затем устройство с оборотами устанавливают в ванну травления и производят обработку оборотов по штатной технологии. После сушки обороты выгружают из данного устройства путем открывания откидного дна. Обороты, самотеком перемещаясь по спиральному лотку, заполняют тарный ящик. При проведении данной работы фиксируют производительность устройства. Качество травления оценивают путем отбора стружки с их поверхности и последующего анализа ее на содержание цинка. Потери металла при травлении определяют за счет разницы в весе специальных образцов без покрытия до и после травления.

Результаты исследования приведены в таблице.

Анализ приведенных в таблице данных показывает, что предлагаемое устройство в отличие от прототипа при травлении мелких, неоднородных по структуре оборотов обладает более высокой производительностью (200 кг/ч вместо 160 кг/ч по прототипу за счет исключения необходимости повторного травления оборотов), более высоким качеством травления оборотов (содержание цинка на поверхности травильных оборотов соответствует их содержанию в кондиционном металле - менее 0,003 мас.%), более низкими потерями металла при травлении (3,3 г/кг оборотов вместо 4,1 г/кг оборотов по прототипу).

Устройство опробовано в производственных условиях на переработке оборотов, загрязненных цинком, с положительным результатом.