MD4547C1 - Electrod-sculă şi procedeu de prelucrare electrochimică dimensională - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la domeniul prelucrării electrochimice dimensionale, în special la tehnologia de obţinere a cavităţilor arbitrare în interiorul materialului de prelucrat şi poate fi utilizată la crearea schimbătorului de căldură tubular de înaltă performanţă cu elemente de turbulator.Electrodul-sculă de prelucrare electrochimică dimensională conţine un corp cilindric (1) din cauciuc elastic metalizat, pecare sunt amplasate nişte inele dielectrice rigide (3), executate de lăţime diferită şi dotate cu limitatoare din fluoroplast, inelele formând de-a lungul corpului (1) porţiuni de lucru de formă variabilă. Corpul (1) este conectat la o sursă de curent de joasă tensiune (2).Procedeul de prelucrare electrochimică dimensională constă în pomparea electrolitului în interstiţiul dintre electrodul-sculă menţionat mai sus şi piesă, conectarea corpului cilindric la o sursă de curent de joasă tensiune, majorarea presiunii în interiorul corpului cilindric cu schimbarea formei acestuia pe întreaga lungime, executarea ulterioară a unor cavităţi de dimensiuni prestabilite pe suprafaţa interioară a piesei prin dizolvare anodică, după aceasta presiunea în interiorul corpului se micşorează până la cea iniţială şi acesta se elimină.

Description

Invenţia se referă la domeniul prelucrării electrochimice dimensionale, în special la tehnologia de obţinere a cavităţilor arbitrare în interiorul materialului de prelucrat şi poate fi utilizată la crearea schimbătorului de căldură tubular de înaltă performanţă cu elemente de turbulator.

Este cunoscut procedeul de fabricare a nervurilor bimetalice pe tubul pentru schimb de căldură cu utilizarea proceselor electrochimice [1].

Cu toate acestea aşa procedeu nu este productiv şi nu permite de a schimba forma porţiunii de lucru în procesul de fabricare a tubului pentru schimb de căldură.

Este cunoscut un electrod-sculă pentru prelucrarea electrochimică dimensională, care conţine un corp cilindric cav acoperit cu material dielectric şi un tub longitudinal pentru debitarea electrolitului; în interiorul corpului, de partea de jos a lui este fixată o porţiune de lucru de formă variabilă, executată cu posibilitatea de presare a ei din cavitatea interioară a corpului în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă, porţiunea de lucru de formă variabilă este executată din gumă metalizată cu sectoare de diferită elasticitate, cavitatea interioară a corpului este umplută cu lichid uşor volatil şi este dotată cu un sistem termoregulator, care include un element de încălzire şi un element de răcire, unite cu un bloc de comandă, tubul longitudinal este executat cu posibilitatea de deplasare de-a lungul axei, tubul este unit cu porţiunea de lucru de formă variabilă, iar locul de unire a acestora este executat în formă de o porţiune a unui corp de rotaţie. Este cunoscut şi un procedeu de prelucrare electrochimică dimensională, care include debitarea electrolitului în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă, conectarea la sursa de curent a corpului, perforarea în piesă a unui canal cilindric la o adâncime prestabilită prin metoda dizolvării anodice, mărirea presiunii în cavitatea interioară a corpului, ca rezultat porţiunea de lucru de formă variabilă este presată din cavitatea interioară a corpului în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă cu modificarea configuraţiei, totodată cu porţiunea de lucru de formă variabilă prin aceeaşi metodă se efectuează o cavitate cu dimensiunile necesare, apoi de la blocul de comandă se deconectează elementul de încălzire şi se conectează elementul de răcire, presiunea în cavitatea interioară a porţiunii de lucru de formă variabilă se micşorează şi aceasta revine în poziţia iniţială [2].

Cu toate acestea aşa procedeu nu permite de a crea cavităţi pe suprafaţa laterală a tubului pentru schimb de căldură.

Dezavantajele acestui procedeu includ o productivitate scăzută, deoarece este aplicabil doar pentru a crea într-un tub pentru schimb de căldură numai o singură cavitate. Este imposibil de a prelucra tot tubul în acelaşi timp pe toată lungimea prin acest procedeu.

În calitate de prototip este selectat electrodul-sculă de prelucrare electrochimică dimensională, care conţine un corp cilindric acoperit cu un material izolant, care este separat la un capăt, prin intermediul unui dielectric rigid, de o porţiune de lucru cilindrică, în interiorul cărora este executat un canal longitudinal străpuns pentru debitarea electrolitului, totodată corpul şi porţiunea de lucru sunt conectate la diferite surse de curent electric, pe suprafaţa laterală a corpului este executată o porţiune de lucru de formă variabilă din gumă metalizată cu porţiuni de diferită elasticitate, care conţine în partea interioară cabluri elastice din material rezistent la coroziune şi un canal flexibil pentru debitarea electrolitului spre porţiunea de lucru de formă variabilă, unit cu canalul longitudinal, în corp este executat un canal străpuns, ce comunică cu porţiunea de lucru de formă variabilă, pentru modificarea presiunii in cavitatea acesteia. Este cunoscut şi un procedeu de prelucrare electrochimică dimensională, care include debitarea electrolitului în spaţiul dintre electrodul-sculă şi piesă, conectarea la sursa de curent electric a porţiunii de lucru cilindrice, executarea unui canal cilindric străpuns sau de o adâncime prestabilită prin metoda dizolvării anodice, apoi conectarea porţiunii de lucru de formă variabilă la sursa de curent electric şi executarea prin aceeaşi metodă a unei cavităţi laterale de mărime prestabilită prin modificarea presiunii în porţiunea de lucru de formă variabilă. Aşa procedeu prevede crearea unei cavităţi pe suprafaţa laterală a tubului pentru schimb de căldură [3].

La dezavantajele electrodului-sculă se poate atribui productivitatea scăzută din cauza posibilităţii de a crea pe tubul pentru schimb de căldură numai o singură cavitate şi din cauza imposibilităţii de a regla dimensiunea cavităţii de-a lungul tubului pentru schimb de căldură.

Scopul invenţiei este mărirea productivităţii de fabricare a tuburilor pentru schimb de căldură.

Dispozitivul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că conţine un corp cilindric din cauciuc elastic metalizat, pe care sunt amplasate nişte inele dielectrice rigide, executate de lăţime diferită şi dotate cu limitatoare din fluoroplast, inelele formând de-a lungul corpului porţiuni de lucru de formă variabilă, totodată corpul este conectat la o sursă de curent de joasă tensiune.

Procedeul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că constă în pomparea electrolitului în interstiţiul dintre electrodul-sculă şi piesă, conectarea corpului cilindric la o sursă de curent de joasă tensiune, majorarea presiunii în interiorul corpului cilindric cu schimbarea formei acestuia pe întreaga lungime, executarea ulterioară a unor cavităţi de dimensiuni prestabilite pe suprafaţa interioară a piesei prin dizolvare anodică, după care presiunea în interiorul corpului se micşorează până la cea iniţială şi acesta se elimină.

La particularităţile electrodului-sculă este faptul că porţiunea de lucru este împărţită în mai multe sectoare de inele dielectrice, care pot avea lăţimi diferite, echipate cu limitatoare din fluoroplast, iar porţiunea de lucru pe fiecare dintre sectoare are un grad de întindere, mărindu-se în direcţia curgerii electrolitului, totodată gradul de întindere se schimbă prin schimbarea atât a grosimii cauciucului metalizat, cât şi a proprietăţilor chimice ale cauciucului.

Decizia propusă prevede un procedeu de prelucrare electrochimică dimensională, care cuprinde pomparea electrolitului în spaţiul liber dintre mai sus menţionatul electrod-sculă cu porţiunea de lucru de formă variabilă şi a tubului pentru schimb de căldură, conectarea porţiunii de lucru la sursa de curent de joasă tensiune şi executarea cavităţii laterale cu aceeaşi sculă prin dizolvarea anodică şi schimbarea presiunii în porţiunea de lucru de formă variabilă pe toată lungimea tubului pentru schimb de căldură.

La particularităţile procedeului se poate de atribuit aceea, că porţiunea de lucru este împărţită în mai multe sectoare de inele dielectrice care pot avea lăţimi diferite, iar porţiunea de lucru la fiecare din sectoare este realizată cu gradul de întindere, care ce măreşte în direcţia opusă direcţiei de curgere a electrolitului.

Rezultatul tehnic al invenţiei este acela de a mări productivitatea şi eficienţa conductelor de căldură, datorită producerii simultane a mai multor cavităţi şi flexibilitatea de a schimba forma, dimensiunile şi distanţa dintre ele.

Invenţia este ilustrată prin figurile 1-3, în care este prezentată schema realizării prelucrării electrochimice dimensionale cu electrodul-sculă propus: 1 - scula de lucru, 2 - sursa de curent de joasă tensiune, 3 - inele dielectrice, 4 - schimbător de căldură tubular, 5 - limitatoare.

În fig.2 este prezentat secţiunea transversală a electrodului-sculă, la care pe inelele dielectrice 3 sunt instalate limitatoarele 5 din fluoroplast.

Electrodul-sculă şi procedeul de prelucrare electrochimică propus pot fi aplicate în felul următor. Iniţial, se introduce electrodul-sculă cu porţiunea cilindrică de lucru 1 de formă variabilă din cauciuc metalizat în interiorul schimbătorului de căldură tubular 4 (fig. 1). Se porneşte pompa pentru pomparea electrolitului în interstiţiul format de limitatoarele 5 între electrodul-sculă 1 şi schimbătorul de căldură 4, partea de lucru 1 se conectează la sursa de curent de joasă tensiune 2 şi se începe procesul de prelucrare electrochimică. După îndepărtarea nesemnificativă a stratului preliminar din schimbătorul de căldură 4, începe să crească treptat presiunea în interiorul porţiunii de lucru 1, schimbând forma ei şi asigurând forma necesară pe întreaga lungime a schimbătorul de căldură 4 (fig. 3). După fabricarea cavităţilor de-a lungul întregii suprafeţe în tubul pentru schimb de căldură 4, presiunea în interiorul cavităţii electrodului-sculă se micşorează până la cea iniţială, atunci electrodul-sculă este eliminat din tubul pentru schimb de căldură 4.

Executarea limitatoarelor 5 din fluoroplast elimină posibilitatea de gripări la îndepărtarea electrodului-sculă din schimbătorul de căldură 4. Schimbând lăţimea inelelor dielectrice 3 se schimbă atât distanţa dintre cavităţi, cât şi dimensiunea maximă a acestora. Operaţia finală este spălarea tubului pentru schimb de căldură în apă încălzită până la 40…80°C timp de 10…15 min, urmată de o uscare în aer sau într-un flux de gaz dintr-o reţea pneumatică.

1. SU 861919 A1 1981.09.07

2. MD 453 Y 2011.12.31

3. MD 440 Y 2011.11.30

Claims (2)

1. Electrod-sculă de prelucrare electrochimică dimensională, care conţine un corp cilindric (1) din cauciuc elastic metalizat, pe care sunt amplasate nişte inele dielectrice rigide (3), executate de lăţime diferită şi dotate cu limitatoare din fluoroplast, inelele formând de-a lungul corpului (1) porţiuni de lucru de formă variabilă, totodată corpul (1) este conectat la o sursă de curent de joasă tensiune (2).

2. Procedeu de prelucrare electrochimică dimensională, care constă în pomparea electrolitului în interstiţiul dintre electrodul-sculă definit în revendicarea 1 şi piesă, conectarea corpului cilindric la o sursă de curent de joasă tensiune, majorarea presiunii în interiorul corpului cilindric cu schimbarea formei acestuia pe întreaga lungime, executarea ulterioară a unor cavităţi de dimensiuni prestabilite pe suprafaţa interioară a piesei prin dizolvare anodică, după care presiunea în interiorul corpului se micşorează până la cea iniţială şi acesta se elimină.