Оборудование электрохимической установки для стабилизации параметров электролита в рабочей зоне обработки

 

Оборудование электрохимической установки для стабилизации параметров электролита в рабочей зоне обработки. Полезная модель относится к средствам электрохимической обработки (ЭХО) металлических изделий, в частности к оборудованию для подачи, регенерации и регулирования параметров электролита. Технический результат повышение эффективности стабилизации параметров электролита в рабочей зоне обработки за счет сочетания упрощения конструкции оборудования, снижения его стоимости, повышения надежности работы оборудования и технологичности ЭХО, а также появление универсальности оборудования, расширяющей область его применения в различных методах ЭХО. В оборудовании датчики температуры и плотности электролита стационарно размещены в рабочей зоне обработки и соединены, соответственно, с блоком управления работой устройства регулирования температуры электролита и с прибором непрерывного контроля концентрации электролита, находящимися в пульте управления работой установки ЭХО. Конструктивно совмещенные устройство регулирования температуры электролита и система циркуляции и очистки электролита выполнены в виде трубопроводного участка слива электролита из рабочей зоны обработки, подведенного к емкости с фильтром, которая, в свою очередь, подсоединена через два параллельных трубопроводных участка циркуляции электролита, с введенными в них в одном емкостью со средством нагрева электролита и в другом емкостью со средством охлаждения электролита, к входу насоса, соединенного своим выходом через трубопроводный участок подачи электролита с рабочей зоной обработки.

Блок управления работой устройства регулирования температуры электролита подключен к средствам нагрева и охлаждения электролита через электромагнитные клапаны, встроенные в трубопровод на входе емкостей с указанными средствами, а емкость с фильтром на выходе снабжена встроенным в трубопровод блокировочным выключателем-сигнализатором для выключения средства нагрева электролита при сбое циркуляции электролита и имеет нижнюю крышку для удаления шлама.

Полезная модель относится к средствам электрохимической обработки (ЭХО) металлических изделий, в частности к оборудованию для подачи, регенерации и регулирования параметров электролита.

Технологическое оснащение известных различных методов ЭХО включает наряду с базовыми конструктивными средствами образования рабочей зоны ЭХО с электродной подачей напряжения для достижения в электролите технологического электротока воздействия на изделия, источником питания, технологической оснасткой и системой управления технологическим процессом, относящееся к основным составляющим установки ЭХО оборудование для подачи, регенерации и регулирования параметров электролита (см., например. Справочник по электрохимическим и электрофизическим методам обработки. Под общей ред. В.А.Волосатова. Л., «Машиностроение», 1988, с.100-101, рис.1.17).

Общей технической задачей в разнообразных методах ЭХО является задача оптимизации сложного и многофакторного физико-химического процесса ЭХО, в том числе задача стабилизации параметров электролита в рабочей зоне обработки, таких как температура и концентрация электролита в связи с зависимостью его электропроводности от температуры и концентрации растворенных в электролите компонентов.

Известны традиционные и недостаточно эффективные средства перемешивания или циркуляции электролита с регулированием температуры электролита внешним обогревом-охлаждением рабочей зоны обработки для поддержания рабочей температуры электролита и с корректированием концентрации электролита на основе ежедневного определения с помощью

ареометра плотности электролита, периодического анализа компонентов и ежедневного порционного добавления воды (см., например, книгу С.Я.Грилихеса Электрохимическое и химическое полирование. Теория и практика. Влияние на свойства металлов. Л., «Машиностороение», 1987, с.208-209).

Известные аналоги оборудования для стабилизации параметров электролита в рабочей зоне обработки характеризуются конструктивным усложнением, отвечающим возросшим технологическим требованиям ЭХО с усиленными электрическими режимными параметрами.

Таким аналогом, например, является оборудование импульсной прокачки проточного электролита под давлением ударной волны, возникающей в результате искрового разряда между дополнительными электродами высоковольтного разрядника, размещенного в полости, примыкающей к рабочей зоне ЭХО (см. авторское свидетельство СССР 1593811. В 23 Н 7/36, опубл. 1990).

Кроме конструктивного усложнения это оборудование имеет повышенную стоимость, узкое применение, а также оно нетехнологично и ненадежно.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является выбранное в качестве прототипа оборудование станка для ЭХО, предназначенное для стабилизации параметров электролита и содержащее датчик температуры электролита, стационарно размещенный в нем и соединенный с устройством регулирования температуры электролита, конструктивно совмещенным с замкнутой трубопроводной системой принудительной циркуляции и очистки электролита (см. авторское свидетельство СССР №16856/3, В 23 Н 3/10, 7/36, опубл. 1991).

Недостатком прототипа является удаленность датчика температуры от рабочей зоны обработки, сложность конструктивного совмещения устройства регулирования температуры электролита, выполненного в виде устройства для охлаждения электролита в отдельном баке с помощью

разветвленной магистрали сжатого воздуха, участвующего также в фильтрации электролита и системы циркуляции и очистки электролита, выполненной в виде двух дополнительных емкостей с фильтрами и подводами сжатого воздуха, введенных по одной в два трубопроводных участка циркуляции электролита между рабочей зоной обработки и баком для регулирования температуры электролита, снабженным насосом для подачи электролита через трубопровод в рабочую зону обработки, а также сниженные в связи с таким конструктивным решением стабилизация параметров электролита надежность работы станка и технологичность ЭХО.

Технический результат заявляемой полезной модели - повышение эффективности стабилизации параметров электролита в рабочей зоне обработки за счет сочетания упрощения конструкции оборудования, снижения его стоимости, повышения надежности работы оборудования и технологичности ЭХО, а также появление универсальности оборудования, расширяющей область его применения в различных методах ЭХО.

Указанный технический результат достигается тем, что в оборудовании электрохимической установки для стабилизации параметров электролита в рабочей зоне обработки, представляющем собой датчик температуры электролита, стационарно размещенный в электролите и соединенный с устройством регулирования температуры электролита, конструктивно совмещенным с замкнутой трубопроводной системой принудительной циркуляции и очистки электролита, размещенный в рабочей зоне обработки датчик температуры соединен с блоком управления работой устройства регулирования температуры электролита, а конструктивно совмещенные устройство регулирования температуры электролита и система циркуляции и очистки электролита выполнены в виде трубопроводного участка слива электролита из рабочей зоны обработки, подведенного к емкости с фильтром, которая, в свою очередь, подсоединена через два параллельных трубопроводных участка циркуляции электролита, с введенными в них в одном - емкостью со средством нагрева электролита и в другом - емкостью

со средством охлаждения электролита, к входу насоса, соединенного своим выходом через трубопроводный участок подачи электролита с рабочей зоной обработки, при этом блок управления работой устройства регулирования температуры электролита подключен к средствам нагрева и охлаждения электролита через электромагнитные клапаны, встроенные в трубопровод на входе емкостей с указанными средствами.

Для улучшения эксплуатационных характеристик в оборудовании - емкость с фильтром на выходе снабжена встроенным в трубопровод блокировочным выключателем-сигнализатором для выключения средства нагрева электролита и имеет нижнюю крышку для удаления шлама, а стационарно размещенный в рабочей зоне датчик плотности электролита соединен с прибором непрерывного контроля концентрации электролита.

В подтверждение расширения области применения предлагаемой полезной модели в сравнении с прототипом в оборудовании предусмотрена возможность размещения датчиков температуры и плотности электролита в рабочей зоне обработки, образованной рабочей ванной с электролитом-катодом и погруженными в электролит подвесными металлическими изделиями - анодом в установке поверхностной ЭХО для электрохимического и электротермического воздействия на поверхность изделий в условиях подачи постоянного напряжения 200-400 В и достижения технологического электротока до 600 А.

Заявляемая полезная модель в изложенной в формуле совокупности существенных признаков в источниках информации не обнаружена и может быть использована в обрабатывающей промышленности на основе доступных средств реализации, т.е. соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость».

На фигуре изображена структурная схема оборудования установки поверхностной ЭХО для стабилизации параметров электролита в соответствии с заявляемой полезной моделью.

Оборудование содержит датчик температуры электролита 1 и датчик плотности электролита 2, стационарно размещенные в рабочей зоне обработки, образованной в корпусе 3 установки поверхностной ЭХО рабочей ванной 4 с электролитом-катодом и погруженными в электролит подвесными металлическими изделиями 5, на фигуре условно показанными в виде траверсы, анодом для электрохимического и электротермического воздействия на поверхность изделий 5 в условиях подачи от источника тока 6 постоянного напряжения 200-400 В с достижением технологического электротока до 600 А.

Датчики температуры 1 и плотности 2 электролита соединены, соответственно, с блоком управления работой устройства регулирования температуры электролита 7 и прибором непрерывного контроля концентрации электролита 8, находящимися в пульте управления 9 работой установки поверхностной ЭХО.

Конструктивно совмещенные устройство для регулирования температуры электролита и система циркуляции и очистки электролита выполнены в виде трубопроводного участка слива электролита 10 из рабочей ванны 4, подведенного к емкости с фильтром 11, которая, в свою очередь, подсоединена через два параллельных трубопроводных участка циркуляции электролита, с введенными в них в одном - емкостью 12 со средством нагрева электролита 13 и в другом - емкостью 14 со средством охлаждения электролита 15, к входу насоса 16, соединенного своим выходом через трубопроводный участок подачи электролита 17 с рабочей ванной 4.

Блок управления работой устройства регулирования температуры электролита 7 подключен к средствам нагрева электролита 13 и охлаждения электролита 15 посредством электромагнитных клапанов 18 и 19 на входе емкостей для регулирования температуры электролита 12 и 14, а емкость с фильтром 11 на выходе снабжена встроенным в трубопровод блокировочным выключателем-сигнализатором 20 для включения средства нагрева электролита 13 и имеет нижнюю крышку 21 для удаления шлама.

Оборудование работает следующим образом.

С помощью насоса 16 через трубопроводный участок 17 производится подача электролита из емкости 12 или 14 в рабочую ванну 4, в результате чего инициируется принудительная циркуляция электролита в установке поверхностной ЭХО с замкнутой гидравлической системой, образованной рабочей ванной 4, емкостью с фильтром 11 и емкостью 12 или 14, а также соединительными трубопроводными участками между ними и насосом 16.

Электролит из рабочей ванны 4, для обеспечения режима анодной обработки изделий в проточном электролите, через трубопроводный участок слива 10, заполняет емкость 11 и через ее фильтр, очищенный, попадает в соответствующий трубопроводный участок регулирования температуры с емкостью 12 или 14 в зависимости от сигналов датчика температуры 1, поступающих в блок управления 7 для включения электромагнитного клапана 18 или 19 и введения в действие средства нагрева 12 или охлаждения 15 с целью восстановления заданной температуры электролита, достаточной для стабильного поддержания рабочей температуры электролита в рабочей зоне обработки - в рабочей ванне 4.

После регулирования температуры электролит из емкости 12 или 14 насосом 16 подается в рабочую ванну 4 - цикл циркуляции заканчивается.

Во время осуществления цикла предусмотрено при сбое циркуляции электролита выключение средства нагрева 13 блокировочным выключателем-сигнализатором 20.

Посредством датчика плотности электролита 2 через прибор 8 проводится непрерывный контроль концентрации электролита.

Заявляемое оборудование может быть реализовано на базе доступных технических средств: фильтр для очистки электролита - сеточный, средства нагрева и охлаждения электролита - тены и бойлеры теплообмена, датчики температуры и плотности электролита - ТМ и поплавкового типа, блок управления работой устройства регулирования температурой электролита - 2ТПМ1, прибор непрерывного контроля концентрации электролита - ППКН,

блокировочный выключатель-сигнализатор - мембранного типа, электромагнитные клапаны - КЭО-20.

Непрерывный контроль концентрации электролита позволяет совместить оборудование с автоматизированной системой регенерации состава электролита, а предлагаемое конструктивное решение стабилизации параметров электролита использовать заявляемое оборудование в таких видах ЭХО, как электрохимполировка, электроимпульсная обработка, объемная электрохимобработка.

1. Оборудование электрохимической установки для стабилизации параметров электролита в рабочей зоне обработки, представляющее собой датчик температуры электролита, стационарно размещенный в электролите и соединенный с устройством регулирования температуры электролита, конструктивно совмещенным с замкнутой трубопроводной системой принудительной циркуляции и очистки электролита, отличающееся тем, что размещенный в рабочей зоне обработки датчик температуры соединен с блоком управления работой устройства регулирования температуры электролита, а конструктивно совмещенные устройство регулирования температуры электролита и система циркуляции и очистки электролита выполнены в виде трубопроводного участка слива электролита из рабочей зоны обработки, подведенного к емкости с фильтром, которая в свою очередь, подсоединена через два параллельных трубопроводных участка циркуляции электролита, с введенными в них в одном - емкостью со средством нагрева электролита и в другом - емкостью со средством охлаждения электролита, к входу насоса, соединенного своим выходом через трубопроводный участок подачи электролита с рабочей зоной обработки, при этом блок управления работой устройства регулирования температуры электролита подключен к средствам нагрева и охлаждения электролита через электромагнитные клапаны, встроенные в трубопровод на входе емкостей с указанными средствами регулирования температуры электролита.

2. Оборудование по п.1, отличающееся тем, что емкость с фильтром на выходе снабжена встроенным в трубопровод блокировочным выключателем-сигнализатором для выключения средства нагрева электролита и имеет нижнюю крышку для удаления шлама.

3. Оборудование по пп.1 и 2, отличающееся тем, что стационарно размещенный в рабочей зоне обработки датчик плотности электролита соединен с прибором непрерывного контроля концентрации электролита.

4. Оборудование по п.3, отличающееся тем, что датчики температуры и плотности электролита размещены в рабочей зоне обработки, образованной рабочей ванной с электролитом - катодом и погруженными в электролит подвесными металлическими изделиями - анодом в установке поверхностной электрохимической обработки для электрохимического и электротермического воздействия на поверхность изделий в условиях подачи постоянного напряжения 200-400 В и достижения технологического электротока до 600 А.



 

Наверх