Способ воздушного экранирования и удаления испарений от крупногабаритных гальванических ванн и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК C25D21/04 

Изобретение относится к удалению газов и паров от гальванических ванн и может быть использовано в промышленности при проведении технологических процессов обработки крупногабаритных изделий.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на подачу и отбор воздуха.

Согласно изобретению, способ воздушного экранирования и удаления испарений от крупногабаритных гальванических ванн включает подачу над поверхностью электролита воздуха в виде оппозитно направленных под положительным углом 12°25-39° 10 к ней плоских приточных струй, разделенных на верхний, средний и нижний потоки, имеющих среднюю скорость истечения 2,8-3,4; 4,8-5,5; 4,3-4,7 м/с соответственно, отбор обратным потоком приточного воздуха, его очистку, охлаждение и удаление.

Верхние потоки приточных струй подают нагретыми до температуры, превышающей на 7-8°С температуру окружающей среды, а средние и нижние - охлажденными до температуры конденсации испарений.

Способ реализуют следующим образом.

Над поверхностью электролита с температурой 40°С, находящегося в гальванической ванне, шириной 3 м и длиной 9 м в направлении от длинных бортов к середине ванны под положительным углом 12°25-39° 10 к поверхности электролита подают через приточные воздуховоды плоские струи воздуха. Приточные воздуховоды разделяют каждую

сл

j 4ь

СП

сг

ел

струю на верхний, средний и нижний потоки, имеющие сг ;днюю скорость истечения из воздуховодов 2,8-3,4; 4,8-5,5; 4,3- 4,7 м/с соответственно. При температуре окружающей среды 16°С температуру верхнего потока подперживают равной 24°С, а среднего и нижнего 10°С, что соответствует температуре конденсации испарений электролита.

Подача приточной струи от борта ванны под положительным углом 12°25-39°10 к зеркалу электролита и отбор обратным потоком части приточного воздуха обеспечивает ненастилающий ее характер течения и необходимую дальнобойность в зависимости от ширины крупногабаритной ванны. Средний охлажденный поток каждой струи перекрывает зеркало электролита от борта до продольной осевой линии ванны, достигая ее при скорости 2,0-2,5 м/с, изгибается под действием архимедовой силы к зеркалу электролита вследствие разности плотностей воздуха в потоках и окружающей среде. При соударении оппозитно направленных потоков образуются две локализованные зоны, из которых вредные испарения совместно с частью приточного воздуха уносятся обратными потоками, скорость которых в 2-3 раза превышает минимальную скорость средних потоков в момент их соударения. Нижние потоки, охлажденные также до температуры конденсации вредных испарений, подаются с меньшей скоростью, достигая границу зон локализации с малой скоростью 0,5-1,0 м/с, обеспечивая отсутствие турбулентности, в результате чего вредные испарения не прорываются через струю приточного воздуха, конденсируются и выпадают в ванну. Верхние нагретые потоки, подаваемые с меньшей сред ней скоростью, изолируют средние потоки, увеличивают их дальнобойность, снижают турбулентность на границе струи. Изгибаясь вверх под действием архимедовой силы и дополнительно за счет соударения, они отклоняются вверх, в результате чего воздух из окружающей среды не подмешивается к струе.

Разделение приточных струй на потоки с различной скоростью обеспечивает снижение энергозатрат на их подачу, так как только менее 50% их объемного расхода по сравнению с известным решением, где воздух подается с максимальной скоростью 5,5 м/с, подают с указанной скоростью. Увеличение дальнобойности среднего потока за счет прилегающих к нему вспомогательных потоков также позволяет снизить энергозатраты. Дополнительное снижение энергозатрат при осуществлении данного способа достигается сокращением на 20-25% объемного расхода отсасываемого воздуха по отношению к приточному, так как только малая часть верхних потоков попадает на отсос из локализованной зоны.

За счет указанных эффектов при экранировании крупногабаритной ванны энерго0

0

затраты снижаются на 20-25%, а подача приточных струй под углом максимальной дальнобойности 39°10 при указанных скоростях истечения допускает увеличение ширины ванны до 7 м при сохранении эффекта защиты производственного помещения от испарений.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1, щелевая насадка, разрез.

Устройство содержит приточные воздуховоды 1 и 2, оснащенные щелевыми насадками 3 с продольными перфорированными перегородками 4, образующими сужающиеся по ходу приточного воздуха основное 5 и

примыкающие к нему верхнее б и нижнее 7 сопла, с шарнирно закрепленными плоскостями 8 и 9 и поворотной створкой 10, закрепленной на торце разделяющей воздуховоды 1 и 2 стенке 11. Размещенные под приточными воздуховодами 1 и 2 вытяжные воздуховоды 12 соединены каплеотделителями 13, фильтром 14, воздухоохладителями 15, 16 и 17 и вытяжным вентилятором 18, нагнетательным вентилятором 19 через систему регулировочных воздушных клапанов 20-25.

5 Устройство работает следующим образом.

Воздух, забираемый из атмосферы через регулировочный воздушный клапан 21, нагнетательным вентилятором 19 подают в приточные воздуховоды 1 и 2, разделяющие его

0 на несколько различных по объему потоков, больший из которых подают на охлаждение до температуры конденсации, а меньший - на нагрев до температуры, на 7-8°С превышающей температуру производственного помещения.

5 Охлаждаемый поток в летний период года через регулировочный воздушный клапан 23 поступает в воздухоохладитель 17, где охлаждается до температуры конденсации выделяющихся на поверхность горяче0 го электролита вредностей, затем по приточным воздуховодам 1 проходит в щелевые насадки 3, где посредством продольных перфорированных перегородок 4 дополнительно разделяется на основной и вспомогательные потоки, истекающие с различ5 ной начальной скоростью из основного 5 и нижнего 7 сопл под положительным углом к зеркалу электролита, причем скорость истечения дополнительного потока регулируют изменением угла поворота шарнирно закрепленной плоскости 9 и поддерживают ее зна- чительно меньшей, чем скорость истечения основного потока. В зимний период года, часть приточного воздуха, предназначенного для основного и нижнего вспомогательного потоков, подают через регулировочный воз5 душный клапан 22 на греющую сторону воздухоохладителя 16 вытяжного тракта, где нагревают его до необходимой температуры за счет непрямой передачи тепловой энергии удаляемого воздуха.

В переходные периоды года посредством регулировочных воздушных клапанов 22 и 23 изменяют соотношение объемов воздуха, поступающих на нагрев и охлаждение в воздухоохладители 16 и 17, добиваясь при этом необходимой температуры потока, подаваемого в приточные воздуховоды 1. Нагреваемый поток приточного воздуха в летний период года подают в верхние дополнительные сопла 6 щелевых насадок 3 через регулировочный воздушный клапан 25 и приточные воздуховоды 2, минуя воздухоохладитель 15 вытяжного тракта. Скорость истечения верхнего граничного потока приточных струй регулируют изменением угла поворота шарнирно закрепленной плоскости 8 и поддерживают ее несколько меньшей скорости основного охлажденного потока.

В зимний период года нагреваемый поток приточного воздуха подают через регулировочный воздушный клапан 24 на греющую сторону воздухоохладителя 15 вытяжного тракта при закрытом регулировочном воздушном клапане 25. В переходные периоды года посредством регулировочных воздушных клапанов 24 и 25 изменяют соотношение объемов воздуха, добиваясь при этом необходимой температуры потока, подаваемого в приточные воздуховоды 2. Общее регулирование объемов вытяжного и приточного воздуха выполняют клапанами 20 и 21. Подача приточных струй под положительным, регулируемым в пределах от угла естественного бокового расширения струи до угла максимальной дальнобойности с вершиной посредине выходного сечения щели на высоте спектра всасывания обеспечивает ненастилающийся характер течения и необходимую дальнобойность в зависимости от ширины крупногабаритной ванны.

Конструктивные особенности данного устройства позволяют повысить степень локализации выделяющихся вредностей от зеркала электролита крупногабаритных ванн и снизить энергозатраты на местную и общеобменную вентиляцию производственного помещения.

0

Формула изобретения

1. Способ воздушного экранирования и удаления испарений от крупногабаритных гальванических ванн, включающий подачу над поверхностью электролита воздуха в виде оппозитно направленных плоских приточных струй, охлажденных до температур конденсации испарений, отбор обратным потоком приточного воздуха, его очистку, охлаждение и удаление, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат на подачу и отбор воздуха, приточные струи разделяют на верхний, средний и нижний потоки и пода5 ют их со средней скоростью истечения 2,8- 3,4; 4,8-5,5; 4,3-4,7 м/с соответственно, под углом 12°25-39°10 к поверхности электролита, при этом верхние потоки приточных струй подают нагретыми до температуры, превышающей на 7-8°С температуру

0 окружающей среды.

2. Устройство для воздушного экранирования и удаления испарений от крупногабаритных гальванических ванн, содержащее

5 расположенные вдоль длинных бортов ванны приточные воздуховоды с щелевыми насадками и с продольными перфорированными перегородками и вытяжные воздуховоды, расположенные под приточными воздуховодами и соединенные с каплеотделителями, фильтрами и воздухоохладителями, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат на подачу и отбор воздуха, щелевые насадки приточных воздуховодов установлены с возможностью регулиоования положительного угла к зеркалу ванны, при этом их

5 продольные перфорировании перегородки установлены с образование, бухающегося по ходу приточного воздуха основного сопла и примыкающих к нему верхнего и нижнего сопл, причем верхняя и нижняя плос0 кости щелевых насадок закреплены шарнирно, а перегородка между верхним и основным соплами выполнена в виде стенки с закрепленной на ее торце поворотной створкой.

0

Изобретение относится к удалению газов и паров от гальванических ванн и может быть использовано в промышленности при проведении технологических процессов обработки крупногабаритных изделий. Цель изобретения - снижение энергозатрат на подачу и отбор воздуха. Способ воздушного экранирования и удаления испарений от крупногабаритных гальванических ванн включает подачу над поверхностью электролита воздуха в виде оппозитно направленных под положительным углом 12° 25¹ - 39° 10¹ к ней плоских приточных струй, разделенных на верхний, средний и нижний потоки, имеющие среднюю скорость истечения 2,8 - 3,4

4,8 - 5,5

4,3 - 4,7 м/с соответственно, отбор обратным потоком приточного воздуха, его очистку, охлаждение и удаление. Верхние потоки приточных струй подают нагретыми до температуры, превышающей на 7 - 8°С температуру окружающей среды, а средние и нижние - охлажденными до температуры конденсации испарений. Способ позволяет снизить энергозатраты на подачу и отбор воздуха на 20 - 25% и обеспечить защиту от испарений на ваннах шириной до 7 м. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

12

13

Фиг Л

77

Фиг.2

а

72