RU1798391C - Устройство дл нанесени гальванических покрытий - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение позвол ет наносить покрыти  на тонкие детали и относитс  к химической и электрохимической обработке . Сущность изобретени : устройство выполнено с центральным отверстием в днище ванны, в котором закреплен нижний торец вертикального сильфона, а на верхнем его торце герметично закреплена пластина , соединенна  с вертикальным штоком вибратора. При этом под днищем корзины свободно размещен упругий газонаполненный элемент, образующий с заливаемым в ванну электролитом газожидкостную колебательную систему. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к химической и электрохимической обработке деталей и может быть использовано при нанесении покрытий на детали, помещенные в барабан, в различных отрасл х приборе- и машиностроени  .

При работе данного устройства барабан под действием вибратора совершает направленные винтовые колебани , вызывающие вибрационное перемещение деталей по дну барабана. Одновременно происходит периодическое открытие клапанов, установленных в отверсти х днища барабана, что способствует протоку электролита через слой засыпанных в барабан деталей.

Однако данна  конструкци  не обеспечивает высокой интенсивности смывани  засыпанных деталей электролитом, т.к. установленные в барабане клапана-мембраны создают большое сопротивление потоку

электролита. При малой амплитуде колебаний барабана (2-3 мм) клапана плохо пропускают через себ  электролит, причем винтовые движени  барабана не улучшают их работы. Это ограничивает возможности повышени  производительности технологического процесса нанесени  покрытий и обеспечени  высокого качества покрыти . Кроме того, при колебани х барабана происход т жесткие соударени  друг о друга и о поверхность барабана засыпанных в него деталей, что может привести к их повреждению и ухудшению качества готовых изделий . Это ограничивает также рабочую частоту вибратора (до нескольких Гц), что еще более снижает эффективность работы клапанов.

Целью предложенного технического решени   вл етс  повышение производительности и качества наносимых на детали

СО

%

покрытий за счет интенсификации перемешивани  электролита и смывани  им деталей , а также снижение затрат энергии.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство содержит гальваническую вйнну 1, желательно цилиндрической формы , с герметично подстыковываемой крышкой 2. В центральной части ванны 1 помещена цилиндрическа  корзина 3 дл  деталей 4, имеюща  перфорированные (или сетчатые) цилиндрическую стенку и днище. Корзина 3 установлена на кольцевой опоре 5, неподвижно закрепленной в ванне 1 по ее центру с помощью радиальных упоров 6. В днище ванны 1 выполнено центральное отверстие 7, через которое происходит вертикальный шток 8 вибратора 9, размещенного под днищем ванны. В нижней части ванны 1 на ее днище установлен вертикальный сильфон 10, нижний торец которого герметично закреплен в центральном отверстии 7 днища ванны, а на верхнем торце сильфона 10 по ее периметру герметично закреплена пластина 11, соединенна  со штоком 8 вибратора. В нижней части ванны 1 между ее днищем и днищем корзины 3 свободно размещен упругий газонаполненный элемент 12, выполненный, например, в виде герметичной оболочки из эластичной резиновой пленки 13, заполненной газом. Размер (диаметр) газонаполненного элемента 12 превышает величину кольцевого зазора между стенками корзины 3 и ванны 1, но он меньше рассто ни  между днищами. ванны и корзины.

Работает предложенное устройство следующим образом.

В исходном состо нии ванна Тзаполне- на электролитом до уровн  0,85 - 0,9 ее высоты и закрыта крышкой 2. При этом упругий газонаполненный элемент 12, высота всплыти  которого ограничена днищем корзины 3, находитс  под слоем жидкости (электролита). При включении вибратора 9 шток 8 начинает совершать периодические вертикальные колебани , которые передаютс  горизонтальной пластине 11, соединенной с сильфоном 10. Колебани  пластины 11 и вибрации сильфона 10 возбуждают в .объеме жидкости переменное (динамическое) давление, при этом периодические изменени  давлени  жидкости через эластичную оболочку 13 упругого элемента 12 передаютс  заключенному в ней газу, вызыва  периодические изменени  (пульсации) его объема. В результате динамического взаимодействи  жидкости и газа в гальванической ванне 1 образуетс  нелинейна  колебательна  система жидкость-газ , в которой газ, заключенный в оболочке 13, выполн ет роль упругого элемента , в жидкость - инерционного элемента системы. Така  система обладает высокой

чувствительностью ввиду высоких .упругих свойств газа и того, что динамический контакт ее элементов осуществл етс  по всей (т.е. максимальной) поверхности газового объема через эластичную оболочку. Это

обуславливает увеличение амплитуды волн динамического давлени  в объеме электролита и турбулизацию его.

Собственна  частота fc колебаний образованной системы жидкость-газ зависит от

величины газового объема в жидкости, глубины его размещени , плотности жидкости и, как правило, лежит в пределах 30-50 Гц. При совпадении частоты колебаний вибратора 9 с частотой fc, что достигаетс  предварительной настройкой или подстройкой частоты вибратора, возбуждаетс  резонансный режим колебаний системы жидкость- газ, характеризующийс  резким (в несколько раз) повышением динамического

давлени  в жидкости и увеличением амплитуды пульсаций газового объема. При этом жидкость (электролит) в ванне турбулизует- с  и захватывает свободный газ из верхней .части ванны, который диспергируетс  на множество мелких пузырьков, насыщающих

объем жидкости. Жидкость переходит в состо ние гидрозол , приобрета  свойство сжимаемости, интенсивность ее турбулентных пульсаций возрастает. Как показали

5 эксперименты, величина динамического давлени  в электролите при резонансе составл ет 1.5-1,7 эти в положительные полупериоды пульсаций газожидкостной колебательной системы, в отрицательные

0 полупериоды в электролите возникает разрежение ниже упругости его насыщенных пароз. -

Таким образом, при резонансных колебани х системы жидкость-газ в ванне обра5 зуютс  мощные турбулентные пульсирующие потоки электролита при высокой амплитуде волн гидродинамического давлени . Турбулентные потоки электролита свободно проход т сквозь перфориро0 ванные (сетчатые) днище и стенку корзины 3 и омывают наход щиес  в ней детали 4. Достигаема  в услови х резонанса высока  степень турбулизации,электролита и посто нный проток очищенного электролита че5 рез слой деталей, засыпанных в корзину обеспечивают высокую обменность электролита внутри корзины. Мощные турбулентные потоки электролита в услови х резких высокочастотных изменений давлени  производ т интенсивное и равномерное омывание обрабатываемых деталей. Это обеспечивает высокое качество наносимых гальвз- нических покрытий и повышение производительности технологического процесса нанесени  покрытий.

В предложенном устройстве, поскольку корзина дл  деталей не св зана со штоком вибратора и установлена в ванне неподвижно , исключаютс  соударени  наход щихс  в ней деталей, что повышает качество готовых изделий. Снимаетс  также ограничение по частоте работы вибратора, которое имеетс  в прототипе, что позвол ет повысить частоту процесса вибровоздействи  и вести процесс гальванизации при оптимальных частотах дл  создани  резонансного режима , обеспечивающего наибольшую эффективность процесса.

Предложение позвол ет снизить энергозатраты при нанесении гальванических покрытий, т.е. энерги  вибратора расходуетс  только на создание динамического давлени  в электролите. Выполнение барабана дл  деталей в виде корзины позвол ет легко и быстро загружать и выгружать обрабатываемые детали. Радиальные упоры 6 креплени  корзины не создают гидравлического сопротивлени  турбулентным потокам электролита , чем обеспечиваетс  хороша  об- менность электролита во.всем объеме ванны. При этом, т.к. кольцевой зазор между стенками ванны и корзины меньше диаметра газонаполненного элемента, днище корзины удерживает последний от всплыти  в верхнюю часть ванны, что привело бы к ликвидации колебательной системы жидкость-газ . В рабочем (резонансном) режиме за счет резкого увеличени  гидродинамического давлени  возрастает направленна 

вниз вибрационна  сила в жидкости, под воздействием которой газонаполненный элемент опускаетс  на дно гальванической ванны, где совершает интенсивные пульсирующие и осциллирующие движени . Наличие крышки 2 позвол ет герметизировать ванну и создать в ней высокоинтенсивный режим турбулентных пульсаций электролита при повышенном давлении в ванне, при

этом исключаетс  унос электролита из ванны . Уменьшение нагрузки на шток вибратора и отсутствие клапанов, имеющихс  в прототипе, повышает надежность работы предложенного устройства.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  нанесени  гальванических покрытий, содержащее гальваническую ванну, внутри которой размещены перфорированный барабан дл  деталей и

   вибратор с вертикальным штоком, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности и качества наносимых покрытий при снижении энергозатрат, оно снабжено- газонаполнительным элементом

   и радиальными упорами, жестко закрепленными на стенках ванны, ванна выполнена с герметичной крышкой и центральным отверстием в днище, барабан выполнен в виде корзины, неподвижно установленной в ванне на радиальных упорах, вибратор выполнен в виде сильфона с пластиной, вертикально установленного в центральном отверстии днища ванны, причем пластина соединена со штоком, расположенным под

   днищем ванны и герметично закреплена на верхнем торце сильфона, а нижний торец герметично соединен с днищем ванны, при этом газонаполненный элемент свободно размешан под днищем корзины.