Устройство для нагрева изделий в электролите Советский патент 1984 года по МПК C21D1/44 

Изобретение относится к устройствам для нагрева изделий в электро лите и может применяться для упрочнения поверхностей деталей при термической обработке на предприятиях машиностроения. Известен сборный анод установки для нагрева изделий в электролите, выполненный из цилиндрических пруть ев, установленных параллельно друг другу C1J. Однако данное устройство имеет недостаточно активную поверхность анода. Кроме того, в процессе нагре ва в электролите увеличивается расстояние от катода - изделия до анода в связи с тем, что рабочая повер ность анодов подвергается электрохимическому растворению. Это приводит к увеличению времени нагрева изделия, потерям электроэнергии и снижению КПД процесса. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для нагрева изделия в Электролите, содержащее ванну и рас положенный в ней анод, выполненный в виде труб со сквозными пазами f2 Подъем трубчатого анода по ванны с целью сохранения оптимал ного межкатодного расстояния осущес вляется при остановке процесса, что сказывается на производительности установки. Кроме того, в процессе нагрева изделий в электролите анод изнашивается по своей длине неравномерно, в результате чего на отдельных участках ванны межкатодные промежут ки разные. Это приводит к неравноме ности нагрева изделия, а следовател но, ухудшению качества нагрева, а также снижению КПД процесса. Целью изобретения является повышение КПД устройства. Поставленная цель достигается те что устройство для нагрева изделий в электролите, содержащее ванну и расположенный в ней анод,выполненный в виде труб со сквозными пазами снабжено установленными внутри анода с возможностью перемещения диэлектрическими стержнями. На фиг. 1 изображено предлагаемо устройство, общий вид/ на фиг. 2 то же, фрагмент; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1 на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - вид В на фиг. 1. Устройство состоит из ванны 1, гнезд 2 для установки труб 3. Трубы 3 из нержавеклцей стали, расположенные в горизонтальной плоскости параллельно друг другу с промежутками для свободного прохождения электролита, образуют сборный анод. Трубы 3 установлены в гнездах 2 с помощью диэлектрических втулок 4, предохраняю1цих концы 3 от электрохимического растворения. Это дает возможность сохранить оптимальное расстояние между.анодом и катодом после поворота первого на 180°. Трубы 3 снабжены сквозными пазами 5, размещенными по длине труб на поверхностях, противолежащих изделию - катоду 6. Ширина пазов равна промежуткам между трубами 3. Число труб прямо пропорционально габаритам изделия - катода 6. В гнезда 2 вкручены по краям шпильки 7, проходящие Через отверстия, выполненные в боковых стенках ванны 1. Затяжка гнезд 2 к боковым стенкам ванны 1 производится гайками 8. Внутри каждой трубы 3 с обеих сторон через сквозные отверстия в боковых стенках ванны 1 введены диэлектрические левый 9 и правый 10 , стержни, равные друг другу по длине, с возможностью перемещения по горизонтали. По наружному диаметру стержни выполнены на 1-2 мм меньше внутреннего диаметра труб 3. Анод соединеа с положительным полюсом источника питания через шпильки 7, а нагреваемое изделие - катод с отрицательным полюсом. Устройство работает следующим образом. Электролит из бака постоянного уровня подается в ванну 1, проходит через зазоры между трубами 3 при вдвинутых стержнях-9 и 10 и омывает изделие - катод 6. При выдвинутых стержнях 9 и 10 электролит проходит через зазоры между трубами 3, а также через пазы 5 внутри труб 3. При вдвинутых стержнях 9 и 10 электролит oNuJBaeT только наружную поверхность труб 3., вследствие этого активной поверхностью анода является поверхность труб 3, обращенных к катоду - изделию 6. в процессе работы устройства происходит пастворение анодаj что приводит к нарушению оптимального зазоОа между ним и катодом. Сдвигая стержни 9 и 10 вправо, открывается часть паза 5 трубы 3 для прохождения электролита. Активная поверхность анода резко возрастает, так как она складывается из наружной и внутренней поверхностей труб 3, обращенных к катоду 6 и омываемых электролитом. Перемещением стержней 9 и 10 в различных направлениях можно открывать или закрывать пазы 5 на любую длину в любой части ванны 1. Такое выполнение позволяет изменять активную поверхность анода для поддержания оптимального зазора между ним и катодом, что споосбствует равномерности нагрева и повышает КПД..

Решающими факторами получения интенсивного и равномерного нагрева катода является создание высокой плотности тока на катоде, поддерживание постоянного оптимального расстояния между анодом и катодом в процессе работы установки.

Сила тока, проходящего через электролит

и R,

I

и напряжение источника питания, В;

э

сопротивление электролита между электродами. Ом.

2 лз

R ,

где Б - расстояние между электродами, ОМ;

- удельная проводимость электролита при данной температуре в 1/Ом см;

S - площадь электролита, см.

Плотность тока D - - -гу-

Установлено, что сила тока I возрастает при увеличении отношения размеров поверхностей анода и катода от

1 до |а-

i

10, SK

Ьц

де

площадь анода; SK площадь катода.

Увеличение активной поверхности анода ведет к возрастанию силы тока I и к возрастанию плотности тока D.

Полезная мощность Р ,,. а электрический КПД установки

п 20.

Следовательно, с ростом р

лы тока I растет полезная мощность РП и КПД установки.

Предлагаемое устройство для нагрева изделий в электролите отличается простотой конструкции и относительно низкой стоимостью. Его применение позволяет повысить качество обрабатываемых изделий, решить вопрос автоматизации технологических операций.

При потребности 30 млн. шт. изделий в год экономический эффект составит 230000 руб.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ИЗДЕЛИЙ В ЭЛЕКТРОЛИТЕ, содержащее ванну и расположенный.в ней анод, выполненный в виде труб со сквознымипазами, от ли ч ающе е ся тем, что, с целью повышения КПД устройства, оно снабжено установленными внутри анода с возможностью перемещения диэлектрическими стержнями . (Л о: о а