Устройство для удаления загрязненного воздуха от ванны с технологической жидкостью Советский патент 1992 года по МПК B08B15/00 

Изобретение относится к технологической и санитарной очистке выбросных газов и воздуха удаляемых из ванн с раствором электролита например при операциях одновременного обезжиривания и травления черных металлов эмульсионного обезжиривания обезжиривания с применением ультразвука при комнатной температуре раствора, травления черных металлов (в отсутствии плавиковой кислоты) травления алюминия и т д

Известно устройство укрытия зеркала ванны представляющее собой ранну с раствором в который введены твердые добавки в виде плавающих колпачков и размещенные вдоль бортов ванны вытяжные воздуховоды Недостатком данного устройства является негерметичность покрытия что влечет за собой бесперебойную работу отсасывающих вентиляторов в постоянном режиме Кроме того при загрузке и выгрузке

изделий плавающие колпачки перемещаются к краям ванны, тем самым нарушается равномерность их распределения на поверхности зеркала ванны, тем самым нарушается равномерность их распределения на поверхности зеркала ванны, а также npv выгрузке деталей сложном конфигуращ л возможно забивание колпачками полостей и отверстий деталей

Цель изобретения состоит в повышен ч эффективности улавливания вредностей при пониженном расходе вытяжногфеозду- ха экономичности и надежности работы устройства

Поставленная цель достигается тем, что устройство дня укоытия зеркала ванны rtpn проведении технологических гфоцесйбв, содержащее вытяжные воздуховоды, установленные вдоль бортов ванны, заполненной технологической жидкостью с добавками для образования укрытия зеркала ванны.

А,- t

ft

согласно изобретению дополнительно снабжено установленными с двух взаимно- противоположных бортов ванны вартикапь- ными каналами, изолированными от атмосферы и сообщенными а своих верхних и нижних частях с полостью ванны, причем Р одном из каналов размещена система подвода теплоты, э в противоположном канале - система отвода теплоты, а в противоположном канале - система отвода теплоты, при этом нижнее отверстие канала с размещенной в нем системой отвода теплоты рзс- положено ниже соответствующего отверстия противоположного канала, верхнее отверстие которого перекрыто упругим элементом, а в качестве добапки используют пленкообразующие алифатические амины,

Предлагаемое устройство схематически изображено на фиг. 1 (представлено в разрезе).

Устройство укрытия зеркала ванны при проведении технологических процессов по описанному сыше способу состоит из вчнны 1, в, -ль бортов которой размещены вытяжные воздуховоды 2, изолированные or атмосферы вертикальный опускной канал 3 и вертикальный подъемный канал 4 сообщенные отверстиями в своих верхних 5, 6 и нижних 7, 8 частях с полостью ванны 1 В канале 3 размещена внешняя система отзо- да теплоты 9, я в канале 4 - внешняя система подвода теплоты 10

Верхнее отверстие подъемного канала 4 перекрыто упругим элементом 11, например, ппоской пружиной В полости ванны размещают обрабатываемое издслио 2.

В качестве иллюстрации работы устройства для укрытия зеркала ванны рзссмотре- но применение пленкообразующего алифатического амина - октэдециламина ОДА. Для этих же целей можно применять не только ОДА, но и другие амины с похожими физико-химическими свойствами, например, смесь пленкообразующих аминов от СчбНззМНа до C2oH/jiNH2, получаемою из дешевых нафтеновых кислот а также вторичные или третичные амины1 диоктадеци- лэмин (CieH37)2NH2 или триоктадециламин

(C18H37)3NH2.

Теплофизические свойства ОДА приведены ниже:

молекулярная масса 269,5 газовая постоянная 30 9 Д/кгтпэд, температура плавления 325 65 К, плотность 998,2 кг/м кинематическая вязкость 1,0110 н м2/с.

На поверхности воды ОДА при температуре 48°С дзет жидкорастянутую пленку, каждая молекула при этом занимает пло- щодь8о 4,8 10 19м . С ростом температуры

эта пленка превращается в газообразную (So-7,610 м V с понижением - в твердую (, м ). ОДА представляет собой белое воскообразное вещество, отходы технологии производства завода синтетического кчучука, относится к классу пленкообразующих высших алифатических аминов, химическая формула Сл8Нз МН2.

Устройство работает следующим образам. В ванну 1 наливают раствор элёктролита и добавляют алифатические амины в жидком состоянии при температуре их плаз- ления. В результате амичы охлаждаются и, поднимаясь вверх, образуют из поверхности зеркала ванны укрытие - пленку, Одновременно включается внешний источник подсода теплоты 10, в результате чего происходит нагрев раствора, которым заполнен по принципу сообщающихся сосудов подъемный вертикальный канал 4, Верхнее отверстиз упомянутого канала 4 перекрыто упругим элементом 11. Парожидкостная смесь алифатического амина поднимается вверх под небольшим избыточным давлением (динамическим напором) порядка 10-20

КПа, которого достаточно для открытая клапана-пружины 11. отпарированного на данное давление. При дросселировании парожидкостной смеси в кпапаче-пружине 11 происходит конденсация паров амима, в

случае их образования при перегреве, а горячая жидкость, нагревая пленку, расплап- гтяет ее, При фазовом переходе амина происходит увеличение объема в ванне и поверхностный слой амина, т.к. он легче

электролита, поступает в канал 3 через отверстие 5 и охлаждается в нем, причем происходит теплосъем холодной внешней средой в системе отвода теплоты 9, Алифатический амин (ОДА) охлаждается до температуры 52°С в канале 3 и через отверстие 7 подается в ванну 1. В ванне алифатические амины поднимаются вверх, взаимодействуя с погруженным в ванну 1 изделием 12, охлаждаются и кристаллизуются с образованием пленки на поверхности зеркала ванны. Подвод теплоты в системе 10 в это время не осуществляется.

Приводится состав электропитадля очистки поверхностей металлических изделий,

содержащих 1 часть щелочи fJaOl и 9 частей воды по массе. При взаимодействии с инородным споем загрязняющим металлическую поверхность изделия, происходит химическая реакция с образованием газообразного выброса. Таким образом, кроме обезжиривания в ваннах одновременно происходит и очистка поверхности с образованием газообразных вредностей, попадание которых по санитарным нормам в 5 атмосферу нормируемо Через неплотности пленки у стенок ванн происходит удаление вредностей через вытяжные воздуховоды 2 посредством вентиляторов (на чертеже не показаны), которые включаются в момент 10 загрузки и выгрузки изделия 12 из ванны 1. Допускается загрузка или выгрузка изделия 12 с частичным разрушением пленки, когда она еще не растворилась. Загрязнения, удаляемые с поверхности изделия 12,всплыва- 15 ют под пленку-укрытие и могут удаляться с поверхности механическим путем в межоперационный период

Предлагаемый способ реализован в устройстве следующим образом20

Для очистки поверхности металлических изделий применяется раствор электролита, содержащий 1 часть щелочи NaOH и 9 частей воды по массе Ванна заполняется данным раствором при температуре раство- 25 ра ниже 46°С. В период пусковых работ через нижнюю часть вертикального опускного канала вводят алифатический амин ОДА при температуре 52°С в жидком состоянии, массовая доля 5% Этому предшест- 30 вует погружение изделия в ванну Так как плотность ОДА меньше, чем плотность раствора электролита в ванне (1150 кг/м, амин поднимается вверх, омывая поверхность изделия, очищая ее и одновременно 35 охлаждаясь На поверхности зеркала ванны происходит отверждение алифатических аминоа с образованием сплошной пленки- покрытия. Герметичность пленки частично нарушена у краев ванны, где размещены 40 заборные щели вытяжных воздуховодов, через которые и происходит удаление вредностей. За 2-5 мин до окончания операционного технологического периода через верхнее отверстие подъемного верти- 45 кального канала подается подогретый до температуры 55- 60°С раствор за счет естественной циркуляции при подогреве.

Пример конкретного выполнения устройства представлен на фиг,2 (дано в разре- 50 зе). Система отвода и подвода теплоты включают соответственно конденсаторы 13, 14 и испарители 154, 16 тепловых труб (фиг.2). Тепловая труба предсталяет собой замкнутую вакуумированную полость, за- 55 полненную промежуточным теплоносителем (бромфреоном), имеющим температуру кипения т.. Нагрев смеси электролита и алифатического амин осуществляется от конденсатора 13 Подвод теплоты происходит к испарителям 15 тепловых труб, помещенных в камеру 10 внешнего подвода теплоты. В качестве греющей среды, подаваемой в камеру 10, можно использовать теплоту выбросных газов печей, топок котлов, горячую воду с температурой 60-- 70°С Можно также использовать электро нагрев испарителей 15 При подводе теплоты к испарителям 15 бромфреон вскипает, а парожидкостная смесь поступает в конденсатор 13, где отдает теплоту раствору амина, Бромфреон конденсируется, нагревая смесь до температуры 53РС. Парожидкостная смесь алифатического амина поднимается вверх под небольшим избыточным давлением (динамическим напором) порядка 10- 20 кПа, которого достаточно для открытия клапана-пружины 11, оттарировакного на данное давление Горя- ча° жидкость расплавляет пленку и поверхностный слой амина поступает в канал 3 через отверстие 5 охлаждается в нем, отдавая теплоту испарителям 16 тепловых труб, заполненных низкокипящим теплоносителем, Теплосьем осуществляется холодной внешней средой, например, водой. Алифатический амин охлаждается до температуры 52°С в канале 3 и через отверстие 7 подается в ванну 1, в которой поднимается к поверхности зеркала ванны, охлаждаясь, омывая и очищая изделие 12. На поверхности охлажденные амины образуют пленку, при этом подвод теплоты к испарителям 15 не осуществляется В то же время можно так сбапансировать теплоту, что тепловые трубы будут работать непрерывно, если техно- логииеский процесс в ванне 1 кратковременный. Применение тепловых труб в системах отвода и подвода теплоть обусловлено характерной их особенностью поддерживать стабильной температуру стенки, что исключает переохлаждение или перегрев алифатических аминов, В случае переохлаждения возможно образование пленки в канале 3, что нежелательно, а в случае перегрева - превращение всего количества аминов в пар, что не позволит полностью сконденсировать их над зеркалом ванны.

Характер пленки ОДА над поверхностью зеркала ванны приведен ниже.

В данном примере ванна была заполнена щелочным раствором в количестве 1600 л с добавкой ОДА в количестве8 кг на ванну. Коэффициент полезного действия устройства в этом случае составил 0,88.

Применение описанного выше способа создания укрытия ванн и устройства для его реализации позволяют повысить эффективность на 18%, т.е. КПД устройства повышается с 0,6 до 0,88. Кроме повышения эффективности предлагаемого устройства, для него характерны экономичность и надежность работы. Надежность обусловлена стабильностью теплофизичееких свойств аминов и работы тепловых труб Повышение экономичности работы устройства обусловлено периодичностью работы вытяжного устройства

Формула изобретения Устройство для удаления загрязненного воздуха от ванны с технологической жидкостью, содержащее вытяжные воздуховоды, установленные вдоль бортов ванны, и укрытие ванны, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности улавливания вредностей при пониженном расходе

0

5

вытяжного воздуха, экономичности и надежности работы устройства, оно снабжено установленными с двух взаимно противоположных бортов ванны вертикальными стояками, верхние торцы которых заглушены, в верхней и нижней частях боковых поверхностей выполнены отверстия, сообщающие стояки с ванной, при этом один из, стояков снабжен системой отвода тепла, а противоположный - системой подвода тегла и упругим элементом, размещенным в so xssetf отверстии, при этом нижнее отверстие размещено выше соответствующего отверстия противоположного стояка, а укрытие ванны выполнено из пленкообразующего апифати- ческого амина, размещенного на зеркале технологической жидкости.

Изобретение относится к технологической и санитарной очистке выбросных газов и воздуха удаляемых из ванн с раствором технологической жидкости. Целью изобретения является повышение эффективности улавливания при пониженном расходе вытяжного воздуха экономичности и надежности. Сущиость изобретения устройство содержит добавки в технояотическую жидкость в виде алифатических аминов, образующих на поверхности зеркала ванны в операционном периоде технологического процесса укрытие-пленку, которую в межоперационном периоде технологического процесса расплавляют. 2 мл

Фиг

$иг.2