Электроуловитель гальванических аэрозолей

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в любой отрасли промышленности, где применяются гальванические процессы. Цель полезной модели - повышение эффективности улавливания гальванических аэрозолей. Сущность полезной модели заключается в том, что электроуловитель гальванических аэрозолей, содержащий корпус, в котором размещены выполненные из металлических пластин электроды, подключенные к разным полюсам высоковольтного источника тока, при этом на электродах размещен не менее, чем один источник акустических колебаний с возможностью передачи колебаний на электрод. Электроды выполнены из тонколистового упругого материала и жестко закреплены одним краем с возможностью осуществления свободных колебаний незакрепленной плоскостью электрода. Источник акустических колебаний выполнен с возможностью регулирования частоты и амплитуды акустических колебаний. Источников акустических колебаний не менее двух, при этом диапазоны частот акустических колебаний, генерируемых разными источниками, различны.

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в любой отрасли промышленности, где применяются гальванические процессы.

Известно устройство для улавливания жидких аэрозолей (патент RU 2050979 МПК B03C 3/16, опубликовано 27.12.1995), содержащее подключенные к разным полюсам высоковольтного источника тока электроды, установленные в корпусе, один из которых выполнен в виде соединенных между собой металлических пластин, другой электрод выполнен в виде трубчатого теплообменника криволинейной периодической формы, расположенного в одной плоскости и установленного прямолинейными участками между металлическими пластинами, а криволинейными участками охватывающими торцы пластин, причем прямолинейные участки теплообменника снабжены концентраторами поля T-образного поперечного сечения, горизонтальные элементы которых перпендикулярны металлическим пластинам, а длины концентраторов поля и больших сторон металлических пластин соответствуют длине прямолинейных участков теплообменника, металлические пластины и вертикальные элементы концентраторов поля снабжены капельными формирователями.

Наиболее близким техническим решением является электроуловитель гальванических аэрозолей (патент на полезную модель RU 117832 МПК B03C 3/02, опубликовано 10.07.2012), в корпусе которого расположена улавливающая часть, состоящая из электродов чередующейся полярности, при этом электроды состоят из вертикальных пластин с перпендикулярно выступающими на них ребрами и расположены параллельно по отношению друг к другу таким образом, что ребро электрода одной полярности расположено между ребрами электрода другой полярности.

Данный электроуловитель обладает недостаточной эффективностью улавливания гальванических аэрозолей, что является его недостатком.

Сущность полезной модели заключается в том, что электроуловитель гальванических аэрозолей, содержащий корпус, в котором размещены выполненные из металлических пластин электроды, подключенные к разным полюсам высоковольтного источника тока, при этом на электродах размещен не менее, чем один источник акустических колебаний с возможностью передачи колебаний на электрод.

Электроды выполнены из тонколистового упругого материала и жестко закреплены одним краем с возможностью осуществления свободных колебаний незакрепленной плоскостью электрода.

Источник акустических колебаний выполнен с возможностью регулирования частоты и амплитуды акустических колебаний.

Источников акустических колебаний не менее двух, при этом диапазоны частот акустических колебаний, генерируемых разными источниками, различны.

Технический результат полезной модели - повышение эффективности улавливания гальванических аэрозолей.

Технический результат достигается тем, что в электроуловителе гальванических аэрозолей, содержащем выполненные из металлических пластин электроды, подключенные к разным полюсам высоковольтного источника тока, согласно полезной модели, на электродах размещен не менее, чем один источник акустических колебаний с возможностью передачи колебаний на электрод.

Технический результат достигается также тем, что электроды выполнены из тонколистового упругого материала и жестко закреплены одним краем с возможностью осуществления свободных колебаний незакрепленной плоскостью электрода.

Технический результат достигается также тем, что источник акустических колебаний выполнен с возможностью регулирования частоты и амплитуды акустических колебаний.

Технический результат достигается также тем, что источников акустических колебаний не менее двух, при этом диапазоны частот акустических колебаний, генерируемых разными источниками, различны.

Полезная модель поясняется прилагаемым чертежом, на котором схематически изображен разрез электроуловителя.

Электроуловитель гальванических аэрозолей содержит корпус 1, электроды 2 и 3, подключенные к разным полюсам высоковольтного источника тока 4 с помощью шин 5 и 6, жестко закрепленные одним краем с помощью креплений 7 в корпусе 1 с возможностью осуществления свободных колебаний незакрепленной плоскостью электрода. На электродах 2 и 3 размещены источники акустических колебаний 8 с возможностью передачи колебаний на электроды 2 и 3. Электропитание источников акустических колебаний 8 осуществляется от преобразователя 9 через проводники питания 10. Кроме того, показаны гальваническая ванна 11 с электролитом 12 и подвески с обрабатываемыми деталями 13.

Принцип работы электроуловителя гальванических аэрозолей заключается в следующем.

Электроуловитель размещается над ванной 11 таким образом, чтобы расстояние от нижнего края электродов 2 и 3 до зеркала электролита 12 обеспечивало отсутствие электрического пробоя промежутка «электрод - электролит» при рабочем напряжении питания электроуловителя.

В процессе нанесения гальванических покрытий на детали 13, над поверхностью электролита 12 образуется значительное количество капель аэрозоля электролита, который при отсутствии улавливающих устройств выносится за пределы ванны 11 и загрязняет воздушную среду помещения.

При подаче электропитания на электроды 2 и 3 от высоковольтного источника тока 4 в межэлектродном пространстве образуется неоднородное электрическое поле. Попавшие в это поле капли аэрозоля поляризуются и под действием градиента напряженности электрического поля перемещаются к электродам 2 и 3, оседают на их поверхности и в дальнейшем стекают обратно в ванну 11.

Одновременно с подачей электропитания на электроды 2 и 3 включаются размещенные на электродах 2 и 3 источники акустических колебаний 8, которые генерируют акустические колебания заданной частоты и интенсивности.

Известно, что при воздействии акустических колебаний на аэрозольные системы возникает явление акустической коагуляции аэрозолей, которое заключается в ускорении процессов сближения и укрупнения частиц аэрозоля, при этом возрастает скорость осаждения частиц из газов (например, Гинстлинг А.М. Ультразвук в процессах химической технологии / А.М. Гинстлинг, А.А. Барам. Госхимиздат, 1960. - 96 с. С. 48).

Таким образом, при воздействии акустических колебаний на аэрозоль, находящийся в пространстве между электродами 2 и 3, происходит коагуляция частиц аэрозоля электролита, при этом процессы коагуляции частиц аэрозоля облегчаются тем, что аэрозоль представляет собой капли жидкости (электролита), поляризованные в электрическом поле. Этот эффект приводит к уменьшению количества частиц аэрозоля, снижению скорости движения и высоты подъема частиц аэрозоля над поверхностью электролита, что приводит к более эффективному осаждению капель аэрозоля на электродах и возврату их обратно в ванну 11 и в целом повышает эффективность улавливания аэрозолей.

Возможность передачи акустических колебаний от источника 8 на электроды 2 и 3 позволяет увеличить площадь излучения акустических колебаний. Т.к. электроды 2 и 3 выполнены из металлических пластин, а металлы являются хорошими проводниками акустических колебаний, то при передаче акустических колебаний на электроды 2 и 3 колебания распространяются по всему электроду с гораздо меньшими потерями и большей скоростью, чем в воздухе, при этом излучение акустических колебаний происходит со всей поверхности электродов 2 и 3. Это позволяет обработать сразу весь объем аэрозоля, находящийся в межэлектродном пространстве, что повышает эффективность процессов коагуляции и улавливания частиц аэрозоля. Выполнение электродов 2 и 3 из тонколистового упругого материала и жестком закреплении их одним краем с возможностью осуществления свободных колебаний незакрепленной плоскостью позволяет электродам 2 и 3 свободно вибрировать под действием акустических колебаний источника 8. Это повышает амплитуду колебаний, передаваемых объему аэрозоля, позволяет более эффективно использовать энергию источника акустических колебаний и распределить ее в межэлектродном пространстве. Наибольшая амплитуда вибраций электродов 2 и 3 будет иметь место на свободном краю электрода, противоположном жестко закрепленному краю. Поэтому рекомендуется размещать электроды 2 и 3 таким образом, чтобы их свободный край находился в непосредственной близости к поверхности электролита, где образуется аэрозоль. Это позволяет выполнять коагуляцию частиц аэрозоля в непосредственной близости к его источнику и уменьшить величину уноса аэрозоля в верхние области.

Известно (например, Страус В. Промышленная очистка газов: Пер. с англ. - М., Химия, 1981, 616 с, ил. С. 520; Физические основы ультразвуковой технологии / Под ред. Л.Д. Розенберга. - М.: Наука, 1968. - 688 с.), что оптимальная для коагуляции частиц аэрозоля частота акустических колебаний зависит от размеров частиц.

Выполнение источника акустических колебаний 8 с возможностью регулирования частоты и амплитуды акустических колебаний позволяет в процессе наладки и эксплуатации подобрать оптимальные параметры колебаний для данного дисперсного состава аэрозоля, образующегося в конкретных производственных условиях без внесения изменений в конструкцию уловителя. Регулирование может осуществляться, например, изменением параметров выходного напряжения преобразователя 9.

Размещение на электродах более одного источника акустических колебаний, генерирующих акустические колебания в разных диапазонах частот, позволяет повысить эффективность улавливания аэрозолей в более широком диапазоне дисперсных составов аэрозолей.

Электроснабжение преобразователя 9 может осуществляться от отдельного источника питания, либо от высоковольтного источника 4 (на чертеже показано пунктиром).

Частоты и амплитуды акустических колебаний, генерируемые источниками 8, выбираются опытным путем в зависимости от ожидаемого дисперсного состава улавливаемого аэрозоля. По предварительным оценкам, эффективным является диапазон частот 10-30 кГц.

1. Электроуловитель гальванических аэрозолей, содержащий корпус, в котором размещены выполненные из металлических пластин электроды, подключенные к разным полюсам высоковольтного источника тока, отличающийся тем, что на электродах размещен не менее чем один источник акустических колебаний с возможностью передачи колебаний на электрод.

2. Электроуловитель гальванических аэрозолей по п. 1, отличающийся тем, что электроды выполнены из тонколистового упругого материала и жестко закреплены одним краем с возможностью осуществления свободных колебаний незакрепленной плоскостью электрода.

3. Электроуловитель гальванических аэрозолей по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что источник акустических колебаний выполнен с возможностью регулирования частоты и амплитуды акустических колебаний.

4. Электроуловитель гальванических аэрозолей по пп. 1-3, отличающийся тем, что источников акустических колебаний не менее двух, при этом диапазоны частот акустических колебаний, генерируемых разными источниками, различны.