УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРУБЫ Российский патент 1994 года по МПК B08B9/02 

Изобретение относится к стекольному производству, к немеханической обработке изделий жидкостями, в частности к периодической отмывке кварцевых моно-, поли- и карбидокремниевых труб, реакторов и других изделий, используемых в полупроводниковом производстве в установках термокомпрессионного окисления, эпитакси- ального наращивания и в диффузионных печах.

Известна установка для мойки труб, включающая основание, ванну, в которой помещены валы с обрезиненными дисками, приводящаяся в движение мотором через редуктор.

Обработка труб в известной установке проводится путем вращения трубы вокруг своей оси в жидкости. Для обработки в другой жидкости трубу перемещают в другую ванну, или обрабатывают в этой же ванне, но для этого первую жидкость необходимо слить и залить другую. Одновременная обработка нарушений внутренних поверхностей труб в разных жидкостях невозможна.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому объекту является устройство для очистки металлических предметов цилиндрической формы, состоящее из ванны со звуконепроницаемым кожухом, ультразвуковых излучателей, опор для предметов, механизма для привода последних во вращение, включающего захватывающее их приспособление.

Недостатком устройства являются ограниченные технологические возможности. Это вызвано следующим.

Невозможно обработать трубы, имеющие внутри изолированные друг от друга полости, неудобные для заполнения и выливания продуктов химической обработки при наклоне трубы только в одну сторону. Нельзя также обрабатывать трубы, имеющие на наружной поверхности металлическое покрытие, например алюминиевое. Внутренняя поверхность таких труб должна обрабатываться кислотами, а наружная поверхность - только деионизованной водой.

Использование известного устройства для обработки таких труб приведет к их порче, так как под действием кислот металлическое покрытие поверхности разрушится.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей путем обеспечения одновременной очистки внутренней и наружной поверхности труб различными реагентами и предотвращения взаимного контактирования реагентов.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство для очистки поверхностей трубы, содержащее основание, расположенную на нем ванну, установленные на ней приводные диски, закрепленные на по меньшей мере двух валах, один конец которых связан с приводом их вращения, механизм изменения угла наклона ванны в плоскости, проходящей через продольную ось ванны, согласно изобретению дополнительно содержит упорное кольцо для закрепления одного конца трубы, размещенное между приводными дисками, расположенными на свободных концах валов, заливочный патрубок, свободный конец которого размещен внутри упорного кольца, и герметизирующую пробку для перекрытия другого конца трубы.

Кроме того, механизм изменения угла наклона ванны выполнен в виде электромеханического привода с коническо-винтовой парой, связанного с кронштейном, закрепленным на корпусе ванны.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое устройство для очистки поверхностей трубы, отличается тем, что устройство содержит упорное кольцо для закрепления одного конца трубы, размещенное между приводными дисками, расположенными на свободных концах валов, заливочный патрубок, свободный конец которого размещен внутри упорного кольца, и герметизирующую пробку для перекрытия другого конца трубы.

Кроме того, отличие состоит в том, что механизм изменения угла наклона ванны выполнен в виде электромеханического привода с конической винтовой парой, связанного с кронштейном, закрепленным на корпусе ванны.

На фиг.1 схематично изображено устройство для очистки поверхностей трубы, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - узел I размещения упорного кольца на фиг.1; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг.4 - очищаемая труба в положении заполнения внутренней полости химическим раствором; на фиг.6 - очищаемая труба в положении I слива раствора; на фиг.7 - то же в положении II слива раствора.

Предлагаемое устройство содержит ванну 1 с вытяжным коробом 2 и крышками 3. Вдоль ванны 1 в кронштейнах 4 и упорных подшипниках 5 установлены с возможностью вращения два вала 6 с дисками 7, которые предназначены для передачи крутящего момента обрабатываемой трубе 8.

В левой (на фиг.1) части ванны 1 между двумя крайними парами дисков 7 размещено упорное кольцо 9, внутрь которого введен заливочный патрубок 20 (фиг.4, 5).

Внутренний диаметр упорного кольца 9 соответствует внешнему диаметру обрабатываемой трубы 8. Упорное кольцо 9 может быть сменным.

Упорное кольцо 9 снабжено винтами 11 для крепления обрабатываемой трубы 8.

Вращение валов 6 осуществляется от электромеханического привода 12, установленного на ванне 1 через шестерни 13, вал 14 и блок шестерен 15.

Ванна 1 закреплена на шарнире 16, который установлен на неподвижном основании 17.

На основании 17 размещен также электромеханический привод 18, который через конические шестерни 19, винт 20 и гайку 21 (фиг.1, 2) имеет возможность посредством кронштейна 22 наклонять ванну 1 в плоскости ее продольной оси. В левой и правой частях днища ванны 1 расположены сливные отверстия 23, которые закрыты пробками 24 с помощью пневмоцилиндров 25.

Сливные отверстия 23 с помощью труб 26 соединены с трубой 27 (фиг.1, 3), расположенной внутри шарнира 16, концентрично оси его поворота. Такая конструкция способствует минимальному перемещению трубы 27 при наклоне ванны 1.

Контроль уровня травильного раствора в ванне осуществляется датчиком 28.

В верхней части ванны 1 установлен выдвижной душ 29 для отмывки наружной поверхности трубы деионизованной водой или травильным раствором.

Кроме того в устройстве имеется герметизирующая пробка для перекрытия конца трубы.

Все элементы, расположенные внутри ванны, выполнены из кислотостойких материалов.

Работа устройства происходит следующим образом.

П р и м е р 1. Обрабатываемая труба 8 имеет внутри полости, изолированные друг от друга.

Трубу 8 укладывают на диски 7, вводят в упорное кольцо 9 на глубину, равную примерно ширине упорного кольца 9, и закрепляют винтами 11.

Так как внутри кольца 9 находится заливочный патрубок 10, то при введении трубы 8 в кольцо 9 патрубок 10 размещается внутри трубы 8.

Ванну 1 закрывают крышками 3, включают подачу травильного раствора. Раствор по заливочному патрубку 10 поступает внутрь обрабатываемой трубы 8, перетекает в ванну 1 и заливается до уровня, заданного датчиком уровня 28. Включаются электромеханический привод 18 и ванна 1 совместно с обрабатываемой трубой 8, наклоняется в положение I (фиг.6).

Продольное перемещение обрабатываемой трубы 8 слева направо, при этом ограничивается упорным кольцом 9 и парою дисков 7, расположенных справа от кольца 9.

При включении электромеханического привода 12, вращение через шестерни 13, вал 14, блок шестерен 15 и валы 6 передается дискам 7. При вращении обрабатываемой трубы 8 происходит стравливание загрязненного слоя и смывание его в раствор.

Положение I способствует полному удалению продуктов химической реакции из зоны "П" (правой зоны) обрабатываемой трубы 8. По истечении заданного времени, включается привод 18 и ванна 1, совместно с трубой 8 наклоняются в положение II (фиг.7). Продольное перемещение обрабатываемой трубы 8 справа налево, при этом, ограничивается упорным кольцом 9 и парою дисков 7, расположенных слева от кольца 9.

Положение II способствует полному удалению продуктов химической реакции из зоны "Л" (левой зоны) обрабатываемой трубы 8. По истечении заданного времени с помощью пневмоцилиндров 25 и пробок 24 открываются сливные отверстия 23 и проводится слив отработанного раствора по трубе 27. После этого сливные отверстия 23 закрывают, в ванну 1 заливают деионизованную воду и производят отмывку трубы 8 сначала в положении II, а затем в положении I.

По окончании процесса отработанную воду сливают, открывают крышки 3, отвинчивают винты 11, трубу 8 выводят из упорного кольца 9 и передают на ее следующую операцию, а в ванну 1 загружают очередную трубу.

П р и м е р 2. Обрабатываемая труба 8 на наружной поверхности имеет металлическое покрытие, и не имеет внутри полостей, изолированных друг от друга.

Трубу 8 укладывают на диски 7, вводят в упорное кольцо 9 и закрепляют винтами 11. После этого правый торец трубы перекрывают герметизирующей пробкой, приводом 18 устанавливают трубу в положение I (фиг.6), включают подачу травильного раствора через заливочный патрубок 10 и наполняют раствором трубу 8 до уровня левого торца (без перелива).

Затем включают электромеханический привод 12, а через душ 29 на внешнюю поверхность трубы 8 подают деионизованную воду. При таком положении происходит стравливание загрязнения с внутренней поверхности трубы 8 за счет травильного раствора и отмывки наружной поверхности трубы 8 за счет подачи деионизованной воды из душа 29.

По истечении заданного времени включается электромеханический привод 18 и труба 8 переводится в положение II (фиг.7). Отработанный травитель из трубы 8 сливается в ванну 1 и далее через сливное отверстие 23.

После этого труба 8 возвращается в положение I (фиг.6). В этом положении через заливочный патрубок 10 внутрь трубы 8 непрерывно в течение заданного времени подают деионизованную воду. В это же время деионизованную воду подают и на внешнюю поверхность трубы 8. Отработанная вода из внутреннего объема трубы 8 переливается через край открытого левого торца и, смешиваясь с отработанной водой, отмывающей наружную поверхность трубы 8, сливается через сливное отверстие 23. После отмывки трубу 8 переводят в горизонтальное положение, пробку 30 вынимают, трубу 1 выгружают и передают на следующую операцию.

П р и м е р 3. Обработка внутренней и наружной поверхностей очищаемой трубы 8 с полостями разного диаметра, разделенными сплошной перегородкой, различными несовместимыми реагентами.

Трубу 8 укладывают на диски 7, вводят в упорное кольцо 9 и закрепляют винтами 11. После этого правый торец трубы перекрывают герметизирующей пробкой, приводом 18 устанавливают трубу 8 в положение I (фиг.6) включают подачу травильного раствора через заливочный патрубок 10 и наполняют трубу 8 до уровня торца (без перелива). Затем заливают в ванну 1 раствор (например, щелочной) до касания с упорным кольцом, обеспечивая тем самым уровневый зазор между растворами. Включают электромеханический привод 12.

По истечении заданного времени электромеханический привод 12 отключают, наружный раствор сливают через отверстие 23, трубу 8 переводят в положение II (фиг.7) внутренний раствор при этом переливается в ванну и затем сливается через отверстие 23.

Левая полость (зона "Л") и наружная поверхность трубы 8 очищены.

После этого правый конец трубы 8 открывают (снимают герметизирующую пробку 30), вводят во внутрь зоны "П" гибкий трубопровод (не показано) и заливают во внутрь травильный раствор до уровня правого торца (без перелива). Включают электромеханический привод 12.

По истечении заданного времени электромеханический привод 12 выключают, трубу 8 переводят в положение I (фиг.6) травильный раствор, при этом переливается в ванну 1 и затем сливается через отверстие 23.

Затем производится отмывка трубы 8 деионизованной водой. Деионизованную воду заливают в ванну 1 и производят отмывку трубы 8 сначала в положении I, а затем в положении II.

По окончании процесса отработанную воду сливают, открывают крышки 3, отвинчивают винты 11, трубу 8 выводят из упорного кольца 9 и передают ее на следующую операцию.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие преимущества.

1. Позволяет обрабатывать трубы, имеющие внутри изолированные друг от друга полости.

2. Позволяет вести одновременную обработку внутренней и наружной поверхностей труб различными реагентами.

3. Улучшает условия техники безопасности, поскольку отпадает необходимость перегрузки из кислоты в деионизованную воду.

4. Вследствие уменьшения перегрузок уменьшается вероятность порчи обрабатываемых труб.

Изобретение относится к очистке внутренней и внешней поверхности труб жидкими реагентами и может быть применимо для промывки изделий из стекла. В химической, полупроводниковой и др. отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит основание, ванну, установленные в ней приводные валы с дисками. Между крайними приводными дисками расположено упорное кольцо и заливочный патрубок, конец которого размещен внутри упорного кольца. Устройство содержит герметизирующую пробку для перекрытия конца трубы, противоположного заливочному патрубку. Устройство содержит механизм изменения угла наклона ванны, кинематически связанный с ванной, установленной шарнирно на основании с возможностью ее поворота в плоскости, проходящей через продольную ось ванны. Механизм изменения угла наклона ванны может быть выполнен в виде электромеханического привода с коническо-винтовой парой, связанного с кронштейном, закрепленным на дне ванны. 1 з.п. ф-лы , 7 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТРУБЫ, содержащее основание, расположенную на нем ванну, установленные на ней приводные диски, закрепленные на по меньшей мере двух валах, один конец которых связан с приводом их вращения, механизм изменения угла наклона ванны в плоскости, проходящей через продольную ось ванны, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем обеспечения одновременной очистки внутренней и наружной поверхностей труб различными реагентами и предотвращения взаимного контактирования реагентов, оно дополнительно содержит упорное кольцо для закрепления одного конца трубы, размещенное между приводными дисками, расположенными на свободных концах валов, заливочный патрубок, свободный конец которого размещен внутри упорного кольца, и герметизирующую пробку для перекрытия другого конца трубы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм изменения угла наклона ванны выполнен в виде электромеханического привода с коническо-винтовой парой, связанного с кронштейном, закрепленным на дне ванны.