Устройство для нанесения покрытия на изделия из вещества, находящегося в жидкой фазе

Изобретение относится к области обработки металлических и не металлических изделий, преимущественно длинномерных, путем нанесения металлических и не металлических покрытий из жидкой фазы (расплавы, растворы, эмульсии, суспензии и т.д.) методом погружения. Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в существенном упрощением конструкции, повышением управляемости и расширяет сортамент наносимых покрытий и покрываемых изделий. Технический результат достигается тем, что в устройстве для нанесения покрытий жидкая фаза позиционируется в пространстве механическим полем сил поверхностного натяжения на поверхности ферромагнитных элементов и магнитным полем внешнего источника. Это позволяет отказаться от использования традиционных ванн, систем перекачки жидкости, упрощает подвод тепла, позволяет перемещать объем расплавленного металла (или любой жидкости) в пространстве произвольным способом. Обеспечивает возможность совмещения с другими активирующими источниками энергии, например, ультразвуком.

Полезная модель относится к области обработки металлических и не металлических изделий, преимущественно длинномерных, путем нанесения металлических и не металлических покрытий из жидкой фазы (расплавы. растворы, эмульсии, суспензии и т.д.) методом погружения. Известны многочисленные устройства для реализации таких методов обработки, в состав которых входит ванна, например, с расплавом, имеющая один из размеров большим, чем размер покрываемого изделия в случае невозможности его деформирования или ванна с системами ввода - вывода для гибких изделий (проволока, лента).

Беняковский М.А., Гринберг Д.Л. Производство оцинкованного листа. М., "МЕТАЛЛУРГИЯ", 1973 г. Стр.114-118., Виткин А.В. и др. Основы теории и технологии производства белой жести. М., "МЕТАЛЛУРГИЯ", 1978 г. Стр.46-52.

Недостатком всех указанных устройств является необходимость изменения траектории движения покрываемого материала, что усложняет оборудование и отрицательно влияет на качество процесса, или требует увеличения габаритов ванны.

Наиболее близким по своей технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемой полезной модели является устройство нанесения цинкового покрытия с использованием электромагнитного насоса. Проскуркин Е.В., Попович В.А., Мороз А.Т. Цинкование. Справочник. Москва. Металлургия. 1988 г. Стр.181. Рис.64.

Недостатком устройства является наличие специального сложного устройства работающего в агрессивной среде, например, расплаве алюминия, возможность обработки только одной стороны, непреодолимые трудности создания формы жидкости, находящейся над зеркалом ванны. Кроме того такое устройство не может работать с непроводящими жидкими средами, например, флюсами или суспензиями.

Техническая задача, решаемая полезной моделью, состоит в существенном упрощении конструкции, повышении управляемости и расширении сортамента наносимых покрытий и покрываемых изделий.

Технический результат достигается устройством для нанесения покрытия на изделие, перемещаемое в поднятом над зеркалом ванны объеме жидкого материала покрытия с дискретными ферромагнитными элементами, содержащее ванну для жидкого материала покрытия с дискретными ферромагнитными элементами, расположенную над зеркалом ванны магнитную систему с источником магнитного поля и магнитопроводом для подъема части жидкого материала покрытия с дискретными ферромагнитными элементами над зеркалом ванны и индуктор высокочастотного электромагнитного поля для поддержания температуры в поднятом объеме жидкого материала покрытия. Также в устройстве магнитопровод магнитной системы присоединен к источнику колебаний, преимущественно, ультразвуковому.

В устройстве для нанесения покрытий жидкая фаза позиционируется в пространстве механическим полем сил поверхностного натяжения на поверхности ферромагнитных элементов (дробь) и магнитным полем внешнего источника, что исключает использование традиционных ванн, упрощает подвод тепла, позволяет перемещать объем расплавленного металла (или любой жидкости) произвольным способом, насколько позволяет магнитная система.

Указанные признаки проявляют в своей совокупности новые свойства, заключающиеся в существенном упрощением конструкции, повышении управляемости и расширении сортамента наносимых покрытий и покрываемых изделий.

Это свидетельствует о соответствии предложенного технического решения критерию "новизна".

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое решение, не были выявлены, и поэтому они обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень".

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена функциональная схема устройства для нанесения покрытий погружением в жидкий материал, в частности, расплав.

Устройство состоит из ванны 1 с жидким материалом покрытия 2, который за счет сил поверхностного натяжения располагается на поверхности дискретных ферромагнитных элементах (дробь, сечка). Эта дисперсия (дисперсно-дисперсионная среда) находится в ограниченном объеме (ванна). Над зеркалом ванны 3 расположена магнитная система (N-S) с магнитопроводом - 4 с источником (электромагнитным) 5, которая поднимает часть объема жидкости над зеркалом ванны «h». Обрабатываемое изделие 6 располагается в поднятом над зеркалом ванны объеме. Температурный режим в поднятом объеме поддерживается источником 8 (ТВЧ-нагрев). Магнитопровод магнитной системы 4 соединен с волноводом источника ультразвуковых колебаний 7.

Устройство работает следующим образом. В ванну с жидким материалом покрытия помещают дискретные элементы (ДЭ) из ферромагнитного материала, поверхность которых обработана для обеспечения условия смачивания жидкостью покрытия. При включении источника 5 создается магнитное поле напряженностью H. Оно поднимает ДЭ вместе со смачиваемой жидкостью покрытия на высоту равную h, которая больше чем размер сечения. Температура в этом выделенном объеме поддерживается высокочастотным электромагнитным полем индуктора 8. Над поверхностью поднятого объема или сквозь него перемещается со скоростью V обрабатываемое изделие 6 с предварительно подготовленной поверхностью, которая смачивается жидкостью, находящейся на поверхности дискретных элементов, формируя слой покрытия. Расход жидкости компенсируется капиллярным эффектом в промежутках между дискретными элементами. (В случае большого расхода жидкости ее пополнение может происходить из дополнительного источника). При работе устройства вещество ферромагнитного материала дискретных элементов должна иметь точку Кюри выше, чем температура жидкого материала (для железа температура соответствующая т.Кюри равна 768 град С).

Для улучшения условий смачивания поверхность изделия подвергается воздействию УЗК (ультразвуковых колебаний) от источника 7.

При этом размер ванны не связан с размерами обрабатываемого материала в случае невозможности его деформирования, реализация технологии не требует изменения траектории движения. В устройстве отсутствуют системы (насосы) динамического воздействия на жидкость (которая может быть агрессивной, может иметь температуру и т.д.). Величины, определяющие форму объема, процентное содержание жидкости, ее температура, а, следовательно, вязкость, хорошо управляемы и могут задаваться в широком диапазоне.

1. Устройство для нанесения покрытия на изделие, перемещаемое в поднятом над зеркалом ванны объеме жидкого материала покрытия с дискретными ферромагнитными элементами, содержащее ванну для жидкого материала покрытия с дискретными ферромагнитными элементами, расположенную над зеркалом ванны магнитную систему с источником магнитного поля и магнитопроводом для подъема части жидкого материала покрытия с дискретными ферромагнитными элементами над зеркалом ванны и индуктор высокочастотного электромагнитного поля для поддержания температуры в поднятом объеме жидкого материала покрытия.

2. Устройство по п.1, в котором магнитопровод магнитной системы присоединен к источнику колебаний, преимущественно ультразвуковому.