УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ФИЛЬТРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ РАБОТЫ С ГАЛЬВАНИЧЕСКИМИ РАСТВОРАМИ

Полезная модель относится к области регенерации электролитов гальванических производств и может быть использована для испытаний фильтрующих элементов, применяемых при регенерации гальванических растворов для очистки от механических нерастворимых загрязнений.
Регенерация электролитов состоит из нескольких стадий и включает стадию фильтрационной очистки гальванических растворов от осадка нерастворимых примесей (Патенты РФ №2208067, 2197568 и др.). К фильтрационным материалам, применяемым при регенерации гальванических растворов, кроме традиционных требований, таких как высокие производительность, тонкость очистки и ресурс работы предъявляются особенные требования, а именно способность сохранять неизменным содержание ионов основного металла для последующего его возврата в технологический процесс.
В настоящее время для целей очистки гальванических растворов от механических загрязнений при проведении процесса регенерации широко применяются как фильтры, предназначенные для механической очистки различного типа жидкостей, так и специально поставляемые на рынок производителями гальванического оборудования (ООО «Гальсар», г.Саратов; ЗАО «БМТ», г.Владимир и др.).
При таком широком спектре производимых фильтрующих материалов, в том числе фильтрующих элементов, выбор оптимального для конкретного гальванического производства и конкретного гальванического раствора возможен только после проведения серии испытаний по совокупности показателей.
Наиболее близким к заявляемому является испытательный стенд, используемый для определения ресурса фильтров, применяемых в системах очистки жидкостей от механических загрязнений /RU 2050934, B01D 37/04, 1995/. Стенд содержит емкости для очищаемой и очищенной жидкостей, насосы, испытываемый фильтр, регистрирующие приборы и вентили, что позволяет проводить ряд испытаний фильтрующих элементов, предназначенных для очистки гальванических жидкостей от механических загрязнений. Данное техническое решение выбрано за прототип. Главным недостатком прототипа для целей заявленной полезной модели является его громоздкость: использование в ресурсных испытаниях жидкостей с малым количеством механических загрязнений (до 0,005 мас.) приводит к необходимости для получения заметного изменения сопротивления испытываемого фильтра прокачивать через него значительное количество жидкости для чего в составе стенда включены две емкости большого объема. Другим существенным недостатком стенда является невозможность его подключения к внешним источникам жидкостей. Также конструкция стенда не позволяет использовать его для испытаний фильтров по их способности сохранять неизменным содержание ионов основного металла в очищаемом гальваническом растворе.
Целью полезной модели является создание стенда для испытаний фильтрующих элементов, предназначенных для очистки гальванических растворов от механических загрязнений, по совокупности параметров. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств. Дополнительный технический результат заключается в компактности установки и ее мобильности, что позволяет использовать для подключения к реальному промышленному объекту.
Для решения поставленной задачи, а также для достижения указанного технического результата предлагается устройство для испытаний фильтрующих элементов, предназначенных для работы с гальваническими растворами, содержащее фильтр, насос, систему трубопроводов и запорной арматуры. Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что оно дополнительно снабжено баком для модельного раствора очищаемой жидкости, баком для приема фильтрата, баком для приема осадка и/или патрубками для подключения к промышленному объекту, а также экспериментальным участком, включающим корпус с патрубком для подвода фильтруемого раствора, патрубком для отвода фильтрата и патрубком для отвода осадка. Внутри корпуса размещен испытуемый фильтрующий элемент, при этом внутреннее пространство корпуса соединено с гидроаккумулятором, а на трубопроводе, соединяющем выход насоса и вход в экспериментальный участок, установлены расходомер и манометр.
Дополнительно предлагается стенд разместить на мобильной платформе.
Дополнительно предлагается бак для модельного раствора очищаемой жидкости стенд оснастить нагревателем.
Выполнение стенда с указанными признаками позволяет расширить круг решаемых задач, например, задач по отработке методик и технологий по очистке гальванических растворов.
Использование в составе стенда баков для растворов малой емкости достаточно для проведения таких испытаний фильтрующих элементов, как эффективность очистки от механических загрязнений, тонкость фильтрации, способность сохранять неизменным содержание ионов основного металла в очищаемом растворе, что делает установку для испытаний фильтрующих элементов малогабаритной и компактной.
Оснащение бака для очищаемого раствора нагревателем позволяет моделировать испытания при повышенных температурах, отличных от комнатной.
Размещение устройства на мобильной платформе и оснащение его патрубками для подключения к внешнему источнику очищаемой жидкости позволяет провести ресурсные испытания фильтрующих элементов реального промышленного объекта.
На фигуре 1 представлена схема заявляемого устройства, где 1 - насос, 2 - система трубопроводов, 3, 4, 5 - запорная арматура, 6 - корпус экспериментального участка, 7 - испытуемый фильтрующий элемент, 8 - гидроаккумулятор, 9 - расходомер, 10 - манометр, 11 - бак для модельного раствора, 12 - нагреватель, 13 - бак для приема фильтрата, 14 - бак для приема осадка, 15 и 16 - патрубки для подключения к реальному промышленному объекту.
Устройство работает следующим образом. При включенном насосе 1, модельный раствор подают из бака 11 через расходомер 9 в корпус экспериментального участка 6. Модельный раствор фильтруют на фильтрующем элементе 7 и подают в бак приема фильтрата 13. При значительном снижении производительности фильтрации, и повышении давления в напорной линии трубопровода, регистрируемого манометром 10, фильтрующий элемент 7 регенерируют обратным током фильтрата. Для этого закрывают кран 4, и через некоторое время открывают кран 5. При этом сжатый воздух в гидроаккумуляторе 8 расширяется и выталкивает фильтрат из полости фильтрующего элемента наружу и сбрасывает накопленный на поверхности фильтрующего элемента, осадок, который поступает в бак для приема осадка 14.
Примеры реализации полезной модели.
Пример 1.
Испытания фильтрующих элементов на эффективность очистки гальванических растворов от механических загрязнений и определение тонкости фильтрации проводят следующим образом. При включенном насосе 1, очищаемый раствор подают из бака 11 через расходомер 9 в корпус фильтра 6. Раствор фильтруют на фильтрующем элементе 7 и подают в бак для очищенного раствора 13. Отбирают пробы очищаемого и очищенного растворов.
3
3
Очищаемый раствор представляет собой двух компонентный гальванический раствор для блестящего никелирования и содержит 336,3±30,0 г/дм хлорида никеля, 27,2±3,0 г/дм борной кислоты, рН раствора 4,2±0,2 ед., суммарное содержание механических загрязнений не менее 160 мг/дм.
В таблице 1 приведены экспериментальные результаты испытаний фильтрующих элементов по эффективности очистки гальванических растворов от механических загрязнений.
Таблица 1.
Наименование показателя
Значение показателя
Тонкость фильтрации по максимальному размеру частиц механических примесей в очищенном растворе, мкм
0,2
Степень очистки от механических примесей размером более 0,3 мкм, %
100
Содержание механических примесей в очищенном растворе, мг/дм<sup>3</sup>
5
Пример 2.
Испытания фильтрующих элементов на степень удержания ионов никеля проводят аналогично примеру 1.
Состав очищаемого раствора аналогичен примеру 1.
В таблице 2 приведены экспериментальные результаты испытаний фильтрующих элементов по степень удержания ионов никеля.
Таблица 2.
Наименование показателя
Значение показателя
Концентрация хлорида никеля в очищаемом растворе, г/дм<sup>3</sup>
320,0±2,0
Концентрация хлорида никеля в очищенном растворе, г/дм<sup>3</sup>
320,0±2,0
Степень удержания ионов никеля, %
0