Установка для обработки металлических изделий

Полезная модель относится к оборудованию и методам, используемым для удаления с поверхности металлических изделий окалины, ржавчины, оксидных пленок, органических смазок, различных загрязнений. Согласно полезной модели, установка очистки металлического изделия содержит вакуумную камеру с входным уплотнителем в виде гидрозатвора, заполненного расплавом, систему протягивания металлического изделия через камеру, систему вакуумирования, систему возбуждения электродугового разряда (ЭДР) с анодом и источником питания, при этом входной уплотнитель заполнен расплавом солей или гидроксидов щелочных или щелочноземельных металлов, или их смесей. Выходной уплотнитель может быть выполнен в виде волоки или гидрозатвора с расплавом коррозионно-защитного металла. Система протягивания металлического изделия через камеру может быть выполнена в вертикальном или горизонтальном направлении. Направляющие элементы протяжного механизма, соприкасающиеся с обрабатываемым изделием и находящиеся между входным шлюзом и блоком ЭДР, покрыты щелочестойким материалом.

Область техники

Полезная модель относится к оборудованию и методам, используемым для удаления с поверхности металлических изделий окалины, ржавчины, оксидных пленок, органических смазок, различных загрязнений.

Предшествующий уровень техники

Известна установка для обработки металлических изделий, содержащая вакуумную камеру с системой вакуумирования и уплотнительными вводом и выводом, систему возбуждения электродугового разряда (ЭДР) с электродами и системой питания, систему протягивания металлического изделия через камеру (патент РФ 2152271 С1, кл. В08В 5/99, 2000). Недостатком данной установки является низкая надежность уплотнительных ввода и вывода, которые быстро изнашиваются в процессе эксплуатации установки и теряют герметичность.

Известно, что нанесение щелочных и щелочноземельных металлов на поверхность обрабатываемого изделия понижает потенциал ионизации плазмы, что, в свою очередь, приводит к снижению энергозатрат на обработку изделия (патент РФ 2347010 С2, кл. C23F 4/00, С23/С 4/02, С23С 14/02, C23G 1/00, 2007).

Из известных установок для обработки металлических изделий наиболее близкой по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является установка, содержащая вакуумную камеру с входным и выходным шлюзовыми уплотнителями в виде гидрозатвора, заполненного расплавленным металлом, систему протягивания металлического изделия через камеру, систему вакуумирования, систему возбуждения ЭДР с анодом и источником питания (патент РФ 2153025 С1, кл. С23С 14/22, 2000). Недостаток данной установки связан с использованием расплавленного металла, который перед электродуговой очисткой необходимо снимать с металлического изделия, для чего предусмотрено специальное устройство, размещенное внутри камеры.

Сущность полезной модели

Техническим результатом полезной модели является повышение производительности установки и снижение энергозатрат.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для очистки металлического изделия содержит вакуумную камеру с входным уплотнителем в виде гидрозатвора, заполненного расплавом, систему протягивания металлического изделия через камеру, систему вакуумирования, систему возбуждения ЭДР с анодом и источником питания. При этом входной уплотнитель заполнен расплавом солей или гидроксидов щелочных или щелочноземельных металлов или их смесей.

Известно, что присутствие на поверхности обрабатываемого изделия соединений щелочных и щелочноземельных металлов существенно снижает потенциал ионизации, что, в свою очередь, существенно снижает энергозатраты на поддержание ЭДР.

Использование указанных расплавов позволяет наносить на поверхность обрабатываемого металлического изделия пленку указанного расплава без сброса вакуума и разгерметизации камеры, поскольку парциальные давления паров расплавов соединений щелочных и щелочноземельных металлов (единицы Па) несоизмеримо ниже рабочего давления в вакуумной камере (100-1000 Па).

Гидрозатвор с расплавом выполнен в виде сообщающихся сосудов и снабжен системой подогрева. Поскольку разность уровней в гидрозатворе уравновешивается внешним атмосферным давлением, то она зависит от плотности используемых расплавов. Плотность используемых расплавов изменяется в широком диапазоне и может достигать значения 9 г/см ³. При плотности расплава 4-9 г/см³, высота гидрозатвора составит около 1-2 метров.

Целесообразно, чтобы направляющие элементы протяжного механизма, соприкасающиеся с обрабатываемым изделием и находящиеся между входным шлюзом и блоком ЭДР, были покрыты щелочностойким материалом, например политетрафторэтиленом, политрифторхлорэтиленом и т.д.

Целесообразно, чтобы выходной уплотнитель был выполнен в виде волоки или гидрозатвора, заполненного расплавленным металлом или смесью металлов для нанесения коррозионно-стойкого покрытия на обработанное изделие.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».

Сущность полезной модели поясняется чертежами и описанием работы установки.

Перечень фигур и чертежей

На фиг.1 общий вид установки (горизонтальное исполнение) в разрезе с выходным шлюзом выполненным в виде (а) волоки и (б) гидрозатвора.

Установка содержит вакуумную камеру (1), входной шлюз, выполненный в виде гидрозатвора со встроенными элементами подогрева (2), заполненный расплавом щелочи (3), систему вакуумирования (4), электродный (анодный) блок (5), блок электромагнитов (6), систему электропитания и контроля ЭДР (7) и выходную волоку (8).

В случае исполнения выходного шлюза в виде гидрозатвора, вместо выходной волоки установка содержит гидрозатвор со встроенными элементами подогрева (9), заполненный расплавом металла или металлов (10), используемых для нанесения на изделие в качестве анодной или катодной защиты, и устройства для снятия лишнего защитного материала (12) с обрабатываемого изделия.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели

Установка работает следующим образом. Очищаемое изделие (проволока или лента) (11) подается по направляющим (12) системы транспортирования в вакуумную камеру через входной шлюз. При этом изделие равномерно покрывается слоем щелочи, находящейся в шлюзе. Далее, при прохождении через анодный блок (5), изделие очищается методом ЭДР (положительный потенциал прикладывается к анодному блоку, а отрицательный - к изделию). При этом сохраняется высокая степень герметизации камеры, а отсутствие трущихся узлов в замке шлюза способствует удлинению сроков эксплуатации камеры.

В случае использования выходного шлюза в виде гидрозатвора, очищенное изделие пропускается через ванну или ванны (9), заполненные корозионно-защитным расплавом (10), который равномерно покрывает изделие в процессе его прохождения через гидрозатвор.

1. Установка очистки металлического изделия, содержащая вакуумную камеру с входным уплотнителем в виде гидрозатвора, заполненного расплавом, систему протягивания металлического изделия через камеру, систему вакуумирования, систему возбуждения ЭДР с анодом и источником питания, отличающаяся тем, что входной уплотнитель заполнен расплавом солей или гидроксидов щелочных или щелочноземельных металлов, или их смесей.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что выходной уплотнитель выполнен в виде волоки.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что выходной уплотнитель выполнен в виде гидрозатвора, заполненным расплавом коррозионно-защитного металла, который наносится на очищенное изделие на выходе из вакуумной камеры.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система протягивания металлического изделия может быть выполнена в вертикальном или горизонтальном исполнении.

5. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что направляющие элементы протяжного механизма, соприкасающиеся с обрабатываемым изделием и находящиеся между входным шлюзом и блоком ЭДР, покрыты щелочестойким материалом.