устройство очистки технологических газов системы пайки оплавлением припоя

Формула изобретения

1. Устройство очистки технологических газов системы пайки оплавлением припоя, содержащее множество камер очистки, в которых содержится очищающая жидкость для очистки технологического газа, при этом каждая из указанных камер выполнена с возможностью пропускания через нее подаваемого по питающему трубопроводу загрязненного технологического газа, и вывода из нее по выпускному трубопроводу очищенного технологического газа, отличающееся тем, что каждая камера очистки выполнена в виде модулей очистки, которые имеют различные принципы очистки, при этом количество установленных параллельно модулей очистки позволяет обеспечить требуемую пропускную способность по технологическому газу, а количество последовательно установленных модулей очистки обеспечивает требуемую степень чистоты технологического газа.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что модули очистки, имеющие различные принципы осуществления осаждения, соединены последовательно один за другим.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что очищающая жидкость протекает через последовательно соединенные модули очистки таким образом, что направление потока очищающей жидкости противоположно направлению потока технологического газа.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в камерах (15) модулей очистки (31), установленных последовательно с возможностью сквозного протекания через все модули, используют очищающие жидкости с различными очищающими свойствами.

5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые камеры (15) модулей очистки содержат ванну с очищающей жидкостью (16) и питающий трубопровод (12), заканчивающийся ниже уровня жидкости ванны.

6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что, по меньшей мере, некоторые камеры модулей очистки содержат по меньшей мере одну осадительную стенку (25), на которой происходит образование пленки (28) очищающей жидкости.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что осадительные стенки (25) расположены в камерах модулей очистки (15) перпендикулярно или с наклоном, при этом в области верхних краев (26) расположенных таким образом осадительных стенок установлены средства подачи очищающей жидкости, направленные на указанные кромки.

8. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере одно распылительное отверстие (29) для очищающей жидкости (16) направлено по меньшей мере в некоторые камеры модулей очистки (15).

9. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере некоторые камеры (15) модулей очистки содержат отводную линию (20), подсоединенную к устройству (18) осветления очищающей жидкости.

10. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в качестве очищающей жидкости используют инертные жидкости, включающие воду, масла, перфторполиэфиры.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к устройствам очистки технологического газа, используемым, в частности, в системах пайки оплавлением припоя. Устройство имеет несколько камер очистки, содержащих очищающую жидкость, каждая из которых выполнена проточной и снабжена питающей линией для подачи в нее загрязненного технологического газа и выпускной линией для вывода из нее очищенного технологического газа.

Известно устройство очистки для системы плавки оплавлением по патенту США №4951401, содержащее канал, при помощи которого газ отводят из системы пайки оплавлением и подают обратно в систему после очистки при помощи фильтра. Примеси, выделяемые из технологического газа, удерживаются фильтром, который заменяют или промывают после того, как его абсорбирующая способность будет утрачена.

Также известно устройство для очистки технологического газа системы пайки оплавлением по патенту Японии №59-029020. В данной системе технологический газ проходит через очищающую жидкость.

Устройство очистки отработанного газа, получаемого в процессе горения (патент Германии №3727294), содержит трубчатый корпус, который может быть разделен так называемыми газораспределительными пластинами на несколько осадительных камер. Количество используемых газораспределительных пластин зависит от длины трубчатого корпуса.

Задачей настоящего изобретения является создание такого устройства очистки технологического газа, в частности, для системы пайки оплавлением припоя, которое могло бы обеспечить относительно эффективную очистку технологического газа независимо от общих условий, устанавливаемых системой.

Данная задача решена путем выполнения камеры очистки в виде модулей, при этом количество установленных параллельно модулей позволяет обеспечить требуемую пропускную способность по технологическому газу, а количество последовательно установленных модулей обеспечивает требуемую степень очистки технологического газа. Примеси, присутствующие в технологическом газе, можно извлечь в очищающую жидкость посредством контакта технологического газа с очищающей жидкостью. При этом устройство очистки может быть с успехом адаптировано для выполнения осаждения в требуемом режиме оптимальным способом, для чего модули соединяют параллельно для обеспечения требуемой пропускной способности и последовательно для обеспечения требуемого остаточного содержания примесей. В частности, можно соединять последовательно модули, имеющие разные принципы действия, для достижения оптимальным способом требуемого уровня осаждения и фильтрации, например, примесей с различными свойствами. Некоторые из используемых модулей могут иметь простую конструкцию и небольшие размеры, что позволяет, например, с помощью разъемного соединения, создать устройство очистки, обеспечивающее возможность точной настройки его производительности.

Дополнительные преимущества заключаются в том, что увеличение эффективности осаждения не ограничено ростом потери давления вследствие сопротивления, оказываемого устройством очистки.

Дополнительное преимущество от использования очищающей жидкости заключается в том, что она может быть заменена при отсутствии необходимости остановки процесса работы системы плавки оплавлением. Удаление загрязненной очищающей жидкости можно проводить одновременно с заменой ее чистой очищающей жидкостью. Исключение простоев в работе системы плавки оплавлением, оснащенной системой очистки, позволяет в соответствии с настоящим изобретением повысить рентабельность данной системы.

Дополнительные преимущества при осаждении примесей дает последовательная установка модулей с различными принципами действия. В этом случае можно сначала применить, например, модуль с принципом действия, обеспечивающим большую поглощающую способность по отношению к примесям, в результате чего технологический газ может быть освобожден от большинства примесей в течение короткого периода времени. После этого могут быть применены модули, например, с принципом действия, обеспечивающим повышенную производительность по отношению к достижимой концентрации примесей, с тем чтобы установить высокую степень чистоты очищенного технологического газа.

В соответствии с одним из вариантов изобретения очищающая жидкость проходит через все последовательно соединенные модули таким образом, что направление потока очищающей жидкости противоположно направлению потока технологического газа. Это позволяет повысить эффективность осаждения примесей в устройстве очистки за счет использования принципа противотока.

В соответствии с еще одним вариантом изобретения в камерах очистки последовательно соединенных модулей с возможностью сквозного протекания через все модули могут быть использованы очищающие жидкости с различными свойствами. Это позволяет выбирать различные очищающие жидкости, каждая из которых наилучшим образом подходит для отделения конкретного вещества и обеспечивает оптимальный результат очистки. При последовательной установке модулей с различными очищающими жидкостями технологический газ в одном цикле проходит через все очищающие жидкости.

В соответствии с одним из вариантов изобретения по меньшей мере некоторые камеры очистки содержат ванну с очищающей жидкостью и питающий трубопровод, заканчивающийся ниже уровня жидкости ванны. В результате такого расположения питающего трубопровода технологический газ проходит через ванну в виде пузырьков, в результате чего увеличивается поверхность, через которую происходит удаление примесей из технологического газа в очищающую жидкость. При этом конструкция таких очищающих средств довольно проста, что позволяет выпускать недорогую продукцию.

В соответствии с еще одним вариантом изобретения по меньшей мере некоторые камеры очистки содержат по меньшей мере одну осадительную стенку, на поверхности которой образуется пленка очищающей жидкости. Это позволяет получить точно заданную поверхность осаждения, которая определяется поверхностью пленки очищающей жидкости, сформированной на осадительной стенке.

Ряд преимуществ дает установка осадительных стенок в камере очистки перпендикулярно или с наклоном, а также установка средств подачи очищающей жидкости в области верхних краев расположенных таким образом осадительных стенок. В результате очищающая жидкость течет, начиная от верхнего края осадительных стенок, вниз вдоль указанных стенок под действием силы тяжести, что позволяет легко осуществлять ее замену.

В соответствии с другим вариантом изобретения по меньшей мере одно распыляющее отверстие для распыления очищающей жидкости направлено по меньшей мере в некоторые камеры очистки. Предпочтительно осуществлять распыление очищающей жидкости при помощи множества распыляющих отверстий с образованием смеси очищающей жидкости с очищаемым технологическим газом. При этом увеличивается площадь поверхности очищающей жидкости, доступная для абсорбции примесей. Например, может быть использована жидкая завеса, через которую проходит технологический газ. Распыляющие отверстия могут быть выполнены в виде форсунок, что позволит создать в камере очистки туманную завесу.

Другой вариант изобретения отличается сочетанием нескольких модулей, каждый из которых содержит камеру очистки, которые соединены таким образом, чтобы обеспечить протекание технологического газа через все камеры очистки. При этом возможно такое сочетание, при котором множество модулей соединены параллельно, в результате чего производительность устройства очистки можно с успехом адаптировать для различных систем пайки оплавлением. Небольшие затраты на конструирование и небольшие размеры отдельных элементов дают большое преимущество при хранении устройств очистки, изготовленных на продажу. Другие преимущества достигаются при последовательном соединении модулей, в результате чего устройство очистки может быть модифицировано для достижения требуемого качества осаждения. В частности, описанные выше модули с различными принципами осуществления осаждения могут быть соединены последовательно, что позволит использовать преимущества различных принципов их действия.

Камера очистки может содержать выпускной трубопровод, который подсоединен к устройству осветления очищающей жидкости. Устройство осветления может содержать, например, отстойный резервуар, в котором примеси, присутствующие в очищающей жидкости, осаждаются с образованием осадка. Впоследствии этот осадок может быть легко удален, а очищающая жидкость возвращена в процесс очистки. Это позволяет многократно использовать очщающую жидкость и в результате повысить рентабельность устройства очистки.

Далее изобретение будет описано боле подробно со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

На фиг.1 показано схематическое сечение одного из возможных вариантов подсоединения устройства очистки к системе пайки оплавлением;

На фиг.2-4 показано схематическое сечение возможных вариантов принципов действия устройств очистки с использованием очищающей жидкости;

На фиг.5 представлен схематический вид устройства очистки в модульном исполнении.

На фиг.1 показано устройство очистки 11, которое подсоединено к системе пайки оплавлением 14 при помощи питающего трубопровода 12 и выпускного трубопровода 13 таким образом, что технологический газ, содержащийся в системе пайки оплавлением, подается к устройству очистки по внешнему контуру, как показано стрелками, и в результате циркуляции технологического газа может быть возвращен в систему пайки оплавлением 14 после проведения процесса его очистки. Устройство очистки содержит камеру очистки 15, которая частично заполнена очищающей жидкостью 16. Примеси из технологического газа осаждаются на поверхности раздела 17 между очищающей жидкостью 16 и технологическим газом, содержащимся в камере очистки 15.

Устройство осветления 18 в форме отстойного резервуара завершает кругооборот очищающей жидкости, которая образует таким образом циркулирующий поток, который подают через подводящую линию 19 в устройство очистки и выводят из него через отводную линию 20. В устройстве осветления 18 примеси, поглощенные из технологического газа очищающей жидкостью 16, осаждаются с образованием осадка 21. Осадок может быть удален из устройства осветления через выпускной клапан 22.

В качестве очищающих жидкостей могут быть использованы, например, инертные жидкости, такие как вода или масла, поскольку они не вступают в реакцию с компонентами технологического газа. Особенно предпочтительно использование так называемых перфторполиэфиров, которые не растворяются ни в воде, ни в маслах и характеризуются высокой стойкостью к химически активным реагентам.

Далее будут пояснены другие варианты реализации очищающих средств. Элементы, имеющие конструкцию, аналогичную описанной в примере реализации, показанном на фиг.1, обозначены теми же ссылками и не будут объясняться подробно.

Устройство очистки 11 в соответствии с фиг.2 имеет цилиндрическую форму и преимущественно заполнено очищающей жидкостью 16. Замену очищающей жидкости осуществляют непрерывно через подводящую линию 19 и отводную линию 20.

Технологический газ подают по питающему трубопроводу 12 через распределитель 23, который расположен ниже уровня очищающей жидкости 16, при этом технологический газ поднимается через очищающую жидкость в виде маленьких пузырьков 24 и, таким образом, происходит его очистка.

Как показано на фиг.3, в камере очистки 15 устройства очистки 11 установлены осадительные стенки 25, причем некоторые из них являются в то же время внешними стенками устройства очистки 11. Средства подачи 27, соединенные с источником подачи очищающей жидкости (на фиг.3 детально не показано), размещены на верхних краях 26 осадительных стенок. Как видно на фигуре, осадительные стенки 25 увлажняются при помощи очищающей жидкости, поступающей из средств подачи 27, которая стекает вдоль стенок и собирается в нижней части устройства очистки около отводной линии 20. При этом очищающая жидкость, стекающая по осадительным стенкам 25, образует на них пленку 28, при контакте с которой происходит очистка технологического газа.

Камера очистки 15 устройства очистки 11, показанного на фиг.4, снабжена рядом распылительных отверстий 29, подсоединенных к подводящей линии 19. Распылительные отверстия создают в камере очистки 15 дождевую или туманную завесу 30, через которую проходит технологический газ. Очищающая жидкость собирается в нижней части очистительной камеры около отводной линии 20.

На фиг.5 показан пример выполнения модульной конструкции устройства очистки 11. Модули 31а, 31б представлены упрощенно в виде блоков, два из которых выполнены в разрезе. На данном разрезе видно, что каждые два модуля с разными принципами действия соединены друг с другом последовательно. Модули 31а выполняют функцию предварительной очистки и действуют по принципу, показанному на фиг.2. Модули 31б выполняют функцию окончательной очистки и действуют по принципу, показанному на фиг.4. Также можно использовать другие желаемые комбинации модулей с различными принципами действия.

Очищающую жидкость первоначально подают к модулям 31б, а затем к модулям 31а. Следовательно, слегка загрязненная примесями очищающая жидкость первоначально доступна для окончательной очистки, что повышает эффективность на стадии конечной очистки. После этого очищающая жидкость поступает на стадию предварительной очистки, где эффективность очистки достигается благодаря высокой концентрации примесей в технологическом газе. Направление протекания очищающей жидкости и технологического газа выбирают в соответствии с принципом противотока, как показано на фиг.5. Однако принцип противотока может использоваться только в том случае, если это подходит для конкретных случаев применения. Можно также последовательно использовать различные очищающие жидкости в модулях 31а и 31б для получения различных степеней очистки (не показано).

В то время как последовательно соединенные модули 31а и 31б улучшают очищающее действие устройства очистки 11, параллельное их соединение ведет к увеличению его производительности. Это позволяет адаптировать модульное устройство очистки для систем пайки оплавлением различной мощности.