УСТАНОВКА ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ БАРАБАННОГО ТИПА УЛЬТРАЗВУКОВАЯ
ULTRASOUND DRUM-TYPE LEACHING PLANT

Изобретение относится к литейному производству, а именно к технологии и конструктивному решению удаления литейных стержней.
Известен «способ и устройство для очистки литья от формовочных песков» (см. WO 2005051573 A2 от 18.11.2004. 7 B22D 29/00) - аналог. Освобождение литых деталей от стержней проводится с использованием нагреваемого барабана, заполненного свободно двигающимся материалом. При вращении барабана и падении материала вниз стержни отделяются.
Однако известный способ удаления керамики из отливок с узкими каналами внутри турбинных лопаток проблематичен.
Также известен «способ и устройство для удаления керамического материала из литых деталей» (см. патент WO 3086686 A1 от 10.04.2003, 7 B22D 29/00) - аналог. Удаление керамического материала из внутренних полостей металлических литых деталей выполняется в закрытой системе, как автоклав. В автоклав с химической выщелачивающей жидкостью погружаются литые детали. Автоклав активизирует процесс выщелачивания, гак как обеспечивает прохождение реакции при очень высокой температуре и высоком давлении.
Однако поддержание высокой температуры кипения раствора при высоком давлении последнего не простое дело. Автоклав - сложный агрегат, который обслуживается специалистами высокой квалификации. Насыщенный щелочной раствор при кипении с высокой температурой порядка трехсот градусов Цельсия исключительно опасен для окружения. Нештатные ситуации с перегретым щелочным раствором при извлечении литых деталей могут привести к непоправимому последствию. Особо стоит отметить, что кипение раствора, которое сопровождается режимом барбатации, энергоемкий процесс, так как подводимое тепло не повышает температуру раствора, а утилизируется системой вытяжки. В период глобального кризиса утилизация тепловой энергии является преступлением.
Наиболее близким к предложенному способу и техническому решению относится «способ выщелачивания литейного стержня» (см. патент ЕР 1710029 A2 от 04.03.2006. 8 B22D 29/00) - прототип. Способ заключается в последовательном окунании обрабатываемых отливок в ряд резервуаров, заполненных щелочным раствором. Каждое поднятие отливки над щелочным раствором сопровождается удалением растворенной части стержня. При окунании отливки освободившаяся полость вновь заполняется щелочным раствором, и процесс растворения стержня продолжается. Циклы последовательного окунания отливки в каждый последующий резервуар продолжаются до тех пор, пока не растворится весь керамический стержень и не освободится вся полость отливки.
Известный способ выщелачивания керамических стержней более безопасный и не требует специалистов высокой квалификации для обслуживания технологического комплекса, однако сам комплекс конструктивно довольно сложный. Поясним, что комплекс состоит из ряда резервуаров и системы транспортировки отливок. Конструктивное множество отдельных резервуаров, которые связаны между собой каналами сообщений, составляют сложную систему. Над системой размещен подвесной транспортер для перемещения одиночных отливок с одного резервуара в следующий, притом транспортер выполнен с возможностью опускания отливок в щелочной раствор. Система резервуаров и транспортер с двумя степенями свободы в совокупности представляют достаточную сложность для воспроизводства. Множество резервуаров, сложный транспортер, много занимаемой производственной площади и при этом мало обрабатываемых отливок, что недопустимо в массовом производстве.
Целью предложения является минимизация не только снимаемой производственной площади, а сокращение энергопотребления не в ущерб времени технологического процесса, при этом конструкция устройства упрощается.
Техническое решение поясняется графическим материалом, где на чертеже представлена установка выщелачивания барабанного типа - ультразвуковая, которая обеспечивает полноту очистки и интенсифицирует процесс при малой энергоемкости, что на порядок повышает эффективность технологического оборудования.
Установка содержит теплоизолированную емкость 1 с щелочным раствором. Отличается установка от известных тем, что снабжена экраном 2, который делит емкость 1 на рабочую зону 3 и зону отстоя 4. В рабочей зоне 3 размещен барабан 5 с приводным роликом 6, магнитостриктор 7, ТЭНы 8 (Тепло Этектро Нагреватели) и шнек 9, притом шнек 9 совмещен с приводным роликом 6 общим валом. Барабан 5 свободно установлен на седло 10 и удерживается гравитацией. Седло 10 размещено на наклонной направляющей и выполнено с возможностью перемещения из рабочей зоны 3 в зону разгрузки 11.
Экономичный, но эффективный способ извлечения керамических стержней из отливок заключается в следующем. Активное перемешивание щелочного раствора, который растворяет керамические стержни до кашеобразного состояния, осуществляется шнеком 9, который размещен па валу приводного ролика 6. Приводной ролик 6 вращает барабан 5, в котором размещены обрабатываемые отливки. Барабан 5 размещен наклонно, так что в любой период времени технологического процесса, открытая полость керамического стержня обращена вниз. Барабан 5 частично выступает над уровнем раствора. Такое положение барабана 5 обеспечивает беспрепятственное стекание растворенной кашеобразной массы керамического стержня из тех отливок, которые оказались над уровнем раствора. Магнитостриктор 7 возмущает высокочастотные колебания раствора и способствует скорому проникновению реагента в массу керамического стержня тех отливок, которые погружены в раствор. ТЭНы 8 нагревают раствор до высокой температуры, однако не доводят раствор до кипения. Режим барбатации исключен, как не экономичный. При барбатации подводимое тепло не повышает температуру раствора, а лишь уносится в систему вентиляции. Эффективное перемешивание раствора обеспечивается шпеком 9, притом экран 2 направляет активный поток реагента в сторону доступа к керамическим стержням рабочей зоны 3. В зоне отстоя 4 происходит отделение кашеобразной массы и шлама из реагента, который частично утилизируется. Это необходимо в целях экономии активного вещества, так как уже удаленная из отливки масса керамического стержня продолжает реакцию, что не желательно. По окончании процесса выщелачивания седло 10 выводит горячий барабан 5 с отливками в зону разгрузки 11. Горячий барабан 5 с отливками, нагретыми до температуры свыше ста градусов Цельсия, свободно снимается с седла 10 и заменяется другим барабаном 5 с отливками, содержащими керамические стержни для последующего выщелачивания. Свободная смена барабанов 5 обеспечивает технологическую цепочку, что очень важно в серийном производстве.