Устройство для регерарации травильных растворов Советский патент 1991 года по МПК C25D21/16 

Изобретение касается химической и электрохимической обработки металлов, конкретно регенерации отработанных травильных растворов.

Целью изобретения является повышение КПД устройства путем увеличения эффективности съема осадка меди.

На фиг. 1 схематически изображено предлагаемое устройство для регенерации травильных растворов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - щетка механизма очистки катодов; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 4; на фиг. 6 и 7 - щетки, снабженные механизмом вибрации вдоль оси вращения, в двух положениях; на фиг. 8 - щетка с эксцентриковым приводным валом; на фиг. 9 - щетка с приводом посредством одноступенчатого планетарного редуктора; на фиг. 10 - разрез К-К на фиг. 9.

Устройство содержит гидродроссели 1 для регулирования расхода отработанного травильного раствора, дозирующие коробки 2, отфильтровывающие посторонние включения и обеспечивающие спокойное поступление отработанного травильного раствора в электролизеры 3. Последние состоят из ванны 4 с крышкой 5 с подводящим 6 и отводящим 7 патрубками и содержат аноды 8 и катоды 9, подключенные с помощью шин к источнику питания (на фиг. не показан). В ванне установлен регулятор температуры, включающий змеевик 10 с хладагентом, скорость которого регулируOsON Јь 00 00

ел

ю

ется в зависимости от температуры раствора в электролизере датчиком температуры 11.

Катоды 9 выполнены в виде фигурного сектора и размещены на общем валу 12 с возможностью поворота на угол до 250°С от командоаппарата 13 и привода 14. С их помощью катоды 9 периодически перемещаются из зоны электролизера в зону механизма очистки катодов и сборника 15 выделенного металла.

Механизм очистки катодов состоит из корпуса 16, щеток 17 и привода 18 и снабжен системой смачивания и улавливания фракций меди из промывочного раствора, включающей распылители 19, воронку 20, отстойник 21, сборник 22, бак 23 и насос 24, соединенный трубопроводом 25 с распылителями 19.

Щетки 17 механизма очистки катодов свободно расположены на валах 26. На каждом из валов коаксиально расположены разнонаправленные цилиндрические винтовые пружины 27 растяжения - сжатия, наружные концы которых закреплены на втулках 28, установленных на валу 26 посредством скользящего соединения шпонка-пазе возможностью перемещения вдоль него. Внутренние концы пружин 27 жестко укреплены на ступицах 29 цилиндрического корпуса 30 щеток 17, свободно охватывающих приводной вал 26.

Щетки 17 механизма очистки катодов могут быть дополнительно снабжены механизмом их вибрации вдоль оси вращения щеток. Механизм принудительной вибрации щеток выполнен из шаровых упоров 31, неподвижно соединенных с корпусом сборника, и выступов 32, жестко закрепленных на цилиндрическом торце корпуса 30 щеток, с возможностью взаимодействия выступов 32 с шаровыми упорами. При таком конструктивном выполнении механизма принудительной вибрации щеток приводной вал может быть выполнен эксцентриковым.

Щетки могут быть соединены с приводом посредством одноступенчатого планетарного редуктора. Редуктор содержит установленный с возможностью вращения на валу 26 сателлит 33, который жестко соединен со щеткой 17, соосной с ним, и кинематически с шестерней 34, укрепленной на крышке 35 корпуса сборника, и защитный кожух 36. Щетка выполнена с профилем ее проекции на перпендикулярную валу 26 плоскость в форме треугольника с выпуклыми сторонами.

Устройство работает следующим образом.

Отработанный травильный раствор подается через соответствующие гидродроссели 1, дозирующие коробки 2 в электролизеры 3, где под действием выпрямленного тока происходят выделение меди на катодах 9 и окисление двухвалентного железа до трехвалентного на анодах 8. Через интервалы времени, определяемые командоаппаратом 13, привод 14 поворэчивает вал 12 с катодами 9 из зоны электролизера в зону механизма очистки сборника выделенного металла, где с помощью вращающихся от привода 18 щеток 17 и промывочного раствора, подающегося через

распылители 19 струйного коллектора из бака 23 насосом 24 по трубопроводу 25, снимается осадок меди, который транспортируется совместно с промывочным раствором через воронку 20 в отстойник 21, после

чего промывочный раствор, освобожденный от фракции меди, самотеком переливается в бак 23. После очистки катоды возвращаются в исходное положение. Затем аналогично производится очистка катодов другого электролизера, после чего цикл повторяется. Отрегенерированный травильный раствор из электролизеров поступает в ванну травления для повторного использования.

В рабочем режиме силовое взаимодействие и силовой контакт щетки 17с поверхностью катодов 9 непостоянны (непрерывно меняются в определенных пределах) во времени как в осевом (вдоль приводного вала 26), так и в угловом - фазовом направлениях. Это объясняется изменяющейся формой катодов, неравномерностью площади контакта с ними щетки, переменным удельным

давлением щетки на каток, что вызывает соответствующее ее взаимодействие с последним. Влияет на изменением силового взаимодействия щетки с катодом и выполнение приводного вала 26 щетки эксцентричным.

Непостоянство в рабочем режиме указанных силовых воздействий на щетку 17 со стороны катода приводит к переменной деформации - возбуждению упругих элементов - пружин 27 (связывающих ее упруго с приводным валом 26) как в осевом направлении - вдоль вала 26, так и в угловом - вокруг вала 26, что, в конечном счете, проявляется в непрерывном актоколебании

щетки 17 в осевом - с амплитудой ± Д по стрелке ± Г и в угловом - с амплитудой ±а по стрелке ± И направлениях при одновременном одностороннем непрерывном вращении щетки 17 по стрелке Д.

Такое осциллирующее движение щетки повышает ее активность в зоне контакта с фигурным катодом, очистные элементы более полно охватывают поверхность в зоне контакта, без микропропусков.

Указанные автоколебания щетки способствуют более эффективному разрушению связей осадка меди с катодом за счет тангенциального сдвига ее в двух взаимно перпендикулярных направлениях (стрелки ±1/1, Д и ± Г), что проявляется в более качественной очистке катодов, снижении расхода промывочного раствора и увеличении срока службы щеток.

Наилучшие условия эксплуатации изо- бретение обеспечивает при наличии механизма принудительной вибрации щетки вдоль оси ее вращения. Это осуществляется следующим образом. При вращении приводного вала 26 вращается концентрич- но расположенная на нем щетка 17. При вращении щетки ее выступы 32, расположенные на цилиндрическом корпусе щетки,периодически вступают в контакт с шаровыми упорами 31, перемещая щетку вдоль приводного вала 26, например, влево и сжимая пружины 27 (см. фиг. 6). При дальнейшем вращении выступы 32 щетки сходят с шаровых упоров 31. Под действием пружин 27 щетка перемещается вдоль при- водного вала 26 вправо (см. фиг. 7). Это улучшает условия взаимодействия щеточных элементов с поверхностью катодов, в результате эффективность сьема осадка меди повышается.

Рассмотренный механизм принудительного перемещения щеток вдоль оси их вращения позволяет расположить щетки на эксцентриковом валу привода. В этом случае при контакте вращающейся от привода щетки с наружной поверхностью катода резкого удара очистных элементов с ней не происходит, так как пружины 27, демпфируя удар, делают щетку более податливой, что снижает динамику удара, а следовательно, исключаются в момент контакта повреждение и выпадание очистных элементов, снижается ее динамический износ.

В варианте выполнения привода щеток посредством планетарного редуктора вращательное движение от привода передается валу 26. При этом шарнирно закрепленный на нем сателлит 33, обегая шестерню 34 с внутренним зацеплением,

будет одновременно вращаться в другую сторону вокруг вала 26, обеспечивая при соответствующих размерных соотношениях нужное планетарное движение соединенной с ним щетки 17 внутри окна перегородок корпуса 16.

Движение щетки происходит по строго определенному закону и не зависит от каких-либо факторов, характеризующих обрабатываемые плоскости катодов, или от режимных параметров устройства.

Выполнение щетки с профилем ее проекции на перпендикулярную валу плоскость в форме треугольника с выпуклыми сторонами при соответствующем передаточном отношении зубчатой пары позволяет описывать контуру щетки гипоциклическую траекторию в виде квадрата со скругленными вершинами (см. фиг. 10). При этом сокращается врем на обработку поверхности катодов, что способствует увеличению производительности устройства.

Формула изобретения

1.Устройство для регенерации травильных растворов по авт. св. № 836247, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД устройства путем увеличения эффективности съема осадка меди, каждая из щеток механизма очистки катодов своим цилиндрическим корпусом установлена на приводном валу с возможностью радиальных и осевого перемещений и соединена с ним посредством коаксиально расположенных на нем винтовых пружин.

2.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что каждая из щеток выполнена с размещенным вдоль ее оси механизмом вибрации в виде соединенных с корпусом сборника шаровых упоров и установленных с возможностью взаимодействия с ними выступов, размещенных на одном из торцов цилиндрического корпуса щетки.

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что приводные валы щеток механизма очистки катодов выполнены эксцентриковыми.

4.Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что щетки соединены с приводом посредством одноступенчатого планетарного редуктора, при этом каждая из щеток выполнена с профилем с проекции на перпендикулярную валу плоскость в форме треугольника с выпуклыми сторонами.

т

00 Со

о

I

сл

IV

ел

ел

г

ГчЭ 1,

Е49

С4 «V

О,

СЛ I

Ch

rt

J4

N3

оа

С Гч

сл

I

Схз

оз

Oi

±k oo oo 01

х 26 27

Л

Изобретение относится к химической и электрохимической обработкам металлов, а именно к регенерации отработанных травильных растворов. Цель изобретения - повышение КПД устройства путем увеличения эффективности съема осадка меди. Устройство для регенерации травильных растворов содержит электролизеры, сборник выделенного металла, механизм очистки катодов, который выполнен в виде струйного коллектора и щеток. Привод поворачивает вал с катодами из зоны электролизера в зону механизма очистки, где осадок меди с катодов снимается с помощью вращающихся щеток и промывочного раствора. Для повышения активности щеток в зоне контакта с катодами каждая из них свободно установлена на валу 26 и соединена с ним винтовыми пружинами 27. Щетки могут быть снабжены механизмом принудительной вибрации вдоль оси ее вращения, выполненным в виде взаимодействующих друг с другом шаровых упоров и выступов. В этом случае приводной вал 26 может быть выполнен эксцентриковым. Соединение щеток с приводом может осуществляться посредством одноступенчатого планетарного редуктора. 3 з.п.ф-лы, 10 ил.

f

Редактор В.Иванова

Составитель И,Саакова Техред М.Моргентал

/г-/г

Фиг. 9

Л

Фиг.Ю

Корректор И.Муска