УСТАНОВКА ХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ТИТАНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1994 года по МПК C23F1/08 

Изобретение относится к устройствам для химической обработки изделия из цветных металлов и может быть использовано в машиностроении. Преимущественно изобретение предназначено для химического полирования титановых изделий.

Известно устройство для химического полирования титановых изделий, содержащее рабочий стол с ваннами для кислотного раствора и промывной воды, установленный в вытяжном шкафу [1].

Недостатками известной установки являются выделение большого количества токсичных выбросов и низкая производительность процесса.

Наличие вредных выбросов обусловлено тем, что в процессе химической обработки изделий выделяются токсичные окислы и пары кислот, улов которых затруднен и требует наличия громоздкого и дорогостоящего оборудования. Выделение большого количества токсичных выбросов не позволяет увеличить количество обрабатываемых деталей в процессе разовой загрузки. Трудность быстрого удаления паров кислот из рабочей зоны также снижает производительность процесса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является установка химического полирования титановых изделий, включающая рабочую камеру, снабженную корзиной с изделиями, установленной с возможностью вертикального перемещения, и ваннами с кислотным раствором и водой, размещенными на поворотном столе, барометрическую трубу с эжектором и емкостью в нижней части, снабженной фильтром-барботером и патрубком отвода отходящих газов, причем верхняя часть рабочей камеры сообщена с верхней частью барометрической трубы, а барометрическая емкость сообщена через эжекционную линию с рециркуляционным насосом и эжектором [2].

Недостатком известной установки является низкая производительность процесса.

Указанный недостаток обусловлен тем, что в процессе химической обработки изделий трудно без больших энергозатрат быстро удалить большое количество образующихся токсичных паров и извлечь изделия из рабочей камеры.

Целью изобретения является увеличение производительности.

Указанная цель достигается тем, что в известной установке, включающей рабочую камеру, снабженную корзиной с изделиями, установленной с возможностью вертикального перемещения, и ваннами с кислотным раствором и водой, барометрическую трубу с эжектором и емкостью в нижней части, снабженной фильтром-барботером и патрубком отвода отходящих газов, причем верхняя часть рабочей камеры сообщена с верхней частью барометрической трубы, а барометрическая емкость сообщена через эжекционную линию с рециркуляционным насосом и эжектором, согласно изобретению, корзина с изделиями снабжена механизмом вибрации и поворота вокруг оси аппарата, ванна с кислотным раствором снабжена устройством для герметизации, в верхней части рабочей камеры установлен ороситель, сообщенный с эжекционной линией, а в нижней части установлен патрубок слива, сообщенный с барометрической емкостью, и на патрубке отвода отходящих газов установлен фильтр тонкой очистки.

Отличительными признаками предлагаемой установки химического полирования титановых изделий является снабжение корзины с изделиями механизмом вибрации и поворота вокруг оси аппарата, оснащение ванны с кислотным раствором устройством для герметизации, размещение в верхней части рабочей камеры оросителя, сообщенного с эжекционной линией, а в нижней части патрубки слива, сообщенного с барометрической емкостью, а также установка на патрубке отвода отходящих газов фильтра тонкой очистки.

Благодаря герметизации ванны с кислотой удается уменьшить количество образующихся токсичных паров, а установка оросителя в рабочей камере и фильтра тонкой очистки на патрубке отвода отходящих газов позволяет быстро и полностью их уловить, что в совокупности с автоматизацией операций увеличивает производительность установки.

Таким образом, установка соответствует критерию изобретения "новизна".

При изучении других технических решений в данной области техники признаки, отличающие изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявленному техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена принципиальная схема установки для химического полирования титановых изделий.

Установка содержит рабочую камеру 1, в которой установлены ванны для кислотного раствора 2 и для промывной воды 3, ороситель 4, а также вал 5 с закрепленной на нем корзинкой 6 для обрабатываемых изделий. Вал 5 снабжен механизмами вибрации 7 и перемещения корзины 8. Рабочая камера 1 сообщена с барометрической трубой 9, в верхней части которой установлен эжектор 10. Нижняя часть барометрической трубы 9 сообщена с емкостью 11, снабженной фильтром-барботером 12 и патрубком отвода отходящих газов 13, на котором установлен фильтр тонкой очистки 14. Барометрическая емкость 11 сообщена через рециркуляционный насос 15 с эжектором 10 и оросителем 4. В нижней части рабочей камеры 1 установлен патрубок слива 16, сообщенный с барометрической емкостью 11. Ванна для кислотного раствора 2 сообщена с емкостью для заливки кислоты 17 и емкостью для сбора отработанной кислоты 18, и оснащена устройством для герметизации 19.

Установка работает следующим образом. Заполняют водой барометрическую емкость 11 и ванну для промывки 3. Включают рециркуляционный насос 15. Вода подается на эжектор 10 и ороситель 4. Заливают кислотный раствор через емкость 17 в ванну 2. Загружают титановые изделия в корзину 6 и герметизируют рабочую камеру 1. Открывают крышку 19 ванны с кислотным раствором 2. Включают механизмы перемещения корзины 8. Корзина с изделиями 6 перемещается в ванну с кислотой 2. При погружении изделий в кислотный раствор включается механизм вибрации 7. Встряхивание обеспечивает равномерное воздействие кислотного раствора на все изделия. После проведения полирования механизм 8 перемещает корзину в ванну с промывной водой 3. Ванну с кислотным раствором 2 герметизируют закрытием крышки 19. Открытием вентиля включают ороситель 4. Вода из оросителя, поглотившая образовавшиеся в процессе полирования окислы и пары кислот, сливается через штуцер 16 в емкость 11. Пары, непоглощенные при орошении, откачиваются эжектором 10, при этом сорбируются и барботируют через фильтр 12. Окончательная очистка отходящих газов происходит в фильтре тонкой очистки 14. После полного удаления паров из рабочей камеры выключают ороситель, разгерметизируют камеру и извлекают изделия. Затем изделия отправляют на сушку. По окончании процесса полирования отработанную кислоту сливают в емкость 18.

Преимущества предлагаемого устройства иллюстрируются приведенным примером конкретного его выполнения. Диаметр рабочей камеры, мм 700 Высота рабочей камеры, мм 700 Диаметр барометрической емкос- ти, мм 700 Высота барометрической емкос- ти, мм 1000 Диаметр фильтра, мм 700 Высота фильтра, мм 1000 Габариты корзины, мм 220х150х200 Объем ванны, л 20
Установка работает в комплекте с центробежным насосом НК-30.

В качестве полируемых изделий использовались трубки из титана марки ВТ-1-0 ОСТ 190050-72 диаметром 10 мм, длиной 100 мм и толщиной стенки 1 мм.

Состав для полирования, г/л:
HF - 322,35; HNO₃ - 981,5. Начальная шероховатость 0,82-0,91 мкм Конечная шероховатость 0,13-0,2 мкм Выброс окислов и токсичных паров отсутствует.

Анализ таблицы продолжительности технологического цикла показывает, что производительность предложенной установки в 1,75 раза выше, чем у прототипа.

Использование: в машиностроении, при химической обработке изделий из металла. Сущность изобретения: установка содержит рабочую камеру, в которой установлены ванны для кислотного раствора и для промывной воды, ороситель, а также вал с закрепленной на нем корзиной для обрабатываемых изделий. Вал снабжен механизмами вибрации и перемещения корзины. Рабочая камера сообщена с барометрической трубой, в верхней части которой установлен эжектор. Нижняя часть барометрической трубы сообщена с емкостью, снабженной фильтром-барботером и патрубком отвода отходящих газов, на котором установлен фильтр тонкой очистки. Барометрическая емкость сообщена через рециркуляционный насос с эжектором и оросителем. В нижней части рабочей камеры установлен патрубок слива, сообщенный с барометрической емкостью. Ванна для кислотного раствора сообщена с емкостью для заливки кислоты и емкостью для сбора отработанной кислоты и оснащена устройством для герметизации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. УСТАНОВКА ХИМИЧЕСКОГО ПОЛИРОВАНИЯ ТИТАНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержащая рабочую камеру, с корзиной для изделий, установленной с возможностью вертикального перемещения и ваннами с кислотным раствором и водой, барометрическую трубу с эжектором и емкостью в нижней части, снабженной фильтром-барботером и патрубком отвода отходящих газов, причем верхняя часть рабочей камеры сообщена с верхней частью барометрической трубы, а барометрическая емкость сообщена через эжекционную линию с рециркуляционным насосом и эжектором, отличающаяся тем, что, с целью увеличения производительности, она снабжена оросителем и механизмом вибрации и поворота корзины вокруг оси аппарата, ванна с кислотным раствором выполнена с устройством для герметизации, в верхней части рабочей камеры установлен ороситель, сообщенный с эжекционной линией, а в нижней части установлен патрубок слива, сообщенный с барометрической емкостью. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена с фильтром тонкой очистки, установленным на патрубке отвода отходящих газов.