Способ удаления и локализации токсичных испарений процессных ванн выполненных в двухуровневой компоновке операционных модулей линий гальванохимической обработки
METHOD OF REMOVING AND LOCALISING TOXIC EVAPORATION OF PROCESS BATHS MADE IN TWO-LEVEL ASSEMBLAGE OF SURGICAL MODULES OF LINES OF GALVANIC CHEMICAL TREATMENT

Изобретение относится к способам удаления и очистки направляемых в воздуховоды вытяжной вентиляции токсичных испарений процессных ванн выполненных в двухуровневой компоновке операционных модулей обезжиривания, травления, покрытия и постобработки в составе линий гальванохимической обработки деталей или печатных плат, предназначено для повышения эффективности и расширения функционально-технологических возможностей процессов улавливания и очистки токсичных испарений, образующихся в выполняемых как с нагревом, так и без нагрева, процессных ваннах выше указанных операционных модулей и может быть использовано для улавливания и очистки токсичных испарений, в частности, путем использования последних в процессах доуконцентрирования разбавленных водой их электролитов/растворов, находящихся в сборниках, соединенных трубопроводами с выходами ванн струйно-динамической промывки, входящих в состав операционных модулей.
Широко известны способы удаления и очистки направляемых в воздуховоды вытяжной вентиляции токсичных испарений процессных ванн гальванических линий, включающие использование бортовых отсосов для удаления и очистки, в том числе и с помощью встраиваемых фильтрующих элементов, направляемых в воздуховоды вытяжной вентиляции токсичных испарений процессных ванн [1, 2].
Недостатками данных способов являются:
- необходимость обязательного наличия встраиваемых фильтрующих элементов и относительно частого их обслуживания в процессе эксплуатации;
- сравнительно невысокая эффективность очистки направляемых в воздуховоды вытяжной вентиляции токсичных испарений процессных ванн холодной гальванохимической обработки, в частности, ванн травления, осветления, активации и др.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату известным решением, выбранным в качестве прототипа, является способ удаления и локализации токсичных испарений процессных ванн выполненных в двухуровневой компоновке операционных модулей линий гальванохимической обработки, включающий использование бортовых отсосов для удаления и очистки, в том числе и с помощью встраиваемых фильтрующих элементов, направляемых в воздуховод вытяжной вентиляции токсичных испарений процессных ванн, а также для удаления в последний испарений разбавленного водой электролита процессной ванны из расположенного на нижнем уровне операционного модуля его сборника - концентратора, соединенного трубопроводами с расположенным на нижнем уровне оснащенным устройством фильтрации сборником улавливателем разбавленного водой электролита, поступающего в него и/или в оснащенный переливной трубой и локальной напорной системой сборник промывной воды от ванны струйно - динамической промывки, располагаемой на верхнем уровне операционного модуля после процессной ванны перед ванной промывки погружением [3].
Недостатком известного способа, выбранного в качестве прототипа, являются относительно большие затраты электроэнергии, необходимые для питания расположенных в сборнике-концентраторе электронагревательных элементов, используемых для концентрации разбавленного водой электролита в соответствующем сборнике, и вентилятора воздуховода вытяжной вентиляции, в частности, после окончания гальванохимической обработки деталей на линии.
Другим недостатком этого способа является необходимость обязательного наличия встраиваемых фильтрующих элементов и относительно частого обслуживания последних в процессе эксплуатации.
Еще одним недостатком этого способа является сравнительно невысокая эффективность очистки направляемых в воздуховоды вытяжной вентиляции токсичных испарений процессных ванн холодной гальванохимической обработки, в частности, ванн травления, осветления, активации и др.
Новый технический результат заключается в снижении затрат электроэнергии, используемой для концентрации разбавленного водой электролита в соответствующем сборнике и питания вентилятора воздуховода вытяжной вентиляции, упрощении обслуживания устройств локализации, повышении эффективности очистки направляемых в воздуховоды вытяжной вентиляции токсичных испарений процессных ванн и расширении функционально-технологических возможностей.
Новый технический результат достигается тем, что в известном способе удаления токсичных испарений процессных ванн выполненных в двухуровневой компоновке операционных модулей линий гальванохимической обработки, включающий использование бортовых отсосов и воздуховода вытяжной вентиляции для удаления токсичных испарений поступающих от процессных ванн и от расположенного на нижнем уровне операционного модуля сборника-концентратора разбавленного водой электролита, соединенного трубопроводами с расположенным на нижнем уровне операционного модуля сборником - улавливателем разбавленного электролита, поступающего в него от ванны струйно-динамической промывки, располагаемой на верхнем уровне
3
операционного модуля после процессной ванны перед ванной промывки погружением, согласно изобретению, операционные модули процессных ванн оснащают устройствами удаления и локализации токсичных испарений, при этом бортовые отсосы процессных ванн и бортовой отсос сборника-концентратора разбавленного электролита оснащают локальным вентилятором, сборник-концентратор оснащают сепаратором - каплеотделителем, а сборник-улавливатель разбавленного электролита процессной ванны, выполненной без нагрева или с нагревом электролита, оснащают, соответственно, барботером или сепаратором-каплеотделителем, при этом, выход локального вентилятора сборника-концентратора разбавленного электролита соединяют со входом устанавливаемого в последнем сепаратора-каплеотделителя, а выход, по меньшей мере, одного из локальных вентиляторов процессной ванны соединяют со входом устанавливаемого в сборнике-улавливателе разбавленного водой электролита процессной ванны барботера или сепаратора-каплеотделителя, причем, по меньшей мере, сборник - улавливатель разбавленного электролита процессной ванны соединяют с воздуховодом вытяжной вентиляции, а при использовании в процессной ванне режима передувки - с локальным вентилятором для подачи очищенных испарений в контур передувки процессной ванны, с которым соединяют выход сепаратора-каплеотделителя, после чего начинают работу линии гальванохимической обработки и удаляют токсичные испарения барботированием разбавленного электролита токсичными испарениями и/или их конденсацией в сепараторах-каплеотделителях, а сконденсированные испарения используют при проведении струйно-динамической промывки.
При этом, в операционном модуле процессной ванны без нагрева электролита и без использования сборника-концентратора разбавленного электролита выход, по меньшей мере, одного из локальных вентиляторов процессной ванны соединяют со входом барботера, установленного в сборнике-улавливателе разбавленного электролита процессной ванны, соединенного трубопроводом со сборником разбавленного электролита, используемого для восполнения
4
потерь последнего в процессной ванне с помощью локальной напорной системы, бортовым отсосом - с воздуховодом вытяжной вентиляции, а в режиме передувки процессной ванны - с локальным вентилятором для подачи очищенных испарений в контур передувки процессной ванны.
А в операционном модуле без нагрева электролита и с использованием сборника-концентратора разбавленного ее электролита путем его нагрева, последний оснащают теплоизоляцией, нагревательными элементами и соединяют со входом локального вентилятора, выход которого соединен с размещенным над сборником-концентратором разбавленного электролита процессной ванны или внутри него сепаратором-каплеотделителем, первый выход которого соединен непосредственно со сборником-концентратором разбавленного электролита, а второй его выход соединен трубопроводом для слива сконденсированных испарений в сборник промывной воды, соединенный со входом локальной напорной системы, используемой для подачи воды в коллектор с элементами формирования струйных потоков в ванне струйно-динамической промывки.
В операционном модуле процессной ванны с нагревом электролита и доуконцентрированием электролита путем его нагрева в сборнике-концентраторе разбавленного электролита, выход, по меньшей мере, одного из локальных вентиляторов процессной ванны соединяют со входом дополнительно размещаемого над сборником-улавливателем разбавленного электролита процессной ванны или внутри него сепаратора-каплеотделителя, выход которого соединен непосредственно со сборником-улавливателем разбавленного электролита, причем при режиме передувки, используемым для подачи очищенных испарений в контур передувки процессной ванны, выход данного сепаратора-каплеотделителя соединяют с локальным вентилятором.
5
Причем, в операционном модуле процессной ванны с нагреваемым электролитом используют, сепараторы-каплеотделители с подачей хладоагента, в качестве которого используют холодные воду или воздух.
А в операционном модуле процессной ванны без нагрева электролита подогревают испарения процессной ванны, подаваемые в барботер, размещаемый в сборнике-улавливателе разбавленного водой электролита.
При этом, подключение локальных вентиляторов и бортовых отсосов процессной ванны, бортового отсоса сборника-концентратора и сборника -улавливателя разбавленного электролита процессной ванны к воздуховоду вытяжной вентиляции производят через шиберные и/или поворотные заслонки.
А в качестве поворотных заслонок используют, выполненные из кислото-щелочестойкого материала, заслонки с электроприводом.
Кроме того, после окончания процесса обработки деталей на линии гальванохимической обработки, с помощью погружнных насосов или запорных вентилей, производят слив, по меньшей мере, не нагреваемых токсичных электролитов из процессных ванн, через трехходовые шаровые краны, в оснащенные локальными напорными системами соответствующие баки для слива электролитов, после окончания которого выключают соответствующий погружной насос, затем коммутируют выход шарового крана в направлении оснащенных локальными напорными системами сборника или сборника концентратора разбавленного электролита и производят промывку, с помощью,
6
автономных элементов формирования струйных потоков, внутренней поверхности процессных ванн, после окончания которой отключают подачу воды в элементы формирования струйных потоков, коммутируют выход шарового крана в направлении соответствующего бака для слива электролита процессной ванны и, при их использовании, закрывают запорный вентиль последней и отключают локальные вентиляторы данных процессных ванн.
А слив электролитов в соответствующие баки и сборники, после окончания процесса обработки деталей на линии гальванохимической обработки в процессных ваннах с токсичными и нагреваемыми электролитами, производят, в зависимости от заданной по технологии температуры электролита в процессной ванне, либо непосредственно после прекращения нагрева последних, либо после его остывания до температуры в диапазоне от 40° до 60°С, обеспечивающей минимальное количество испарений данного электролита, и закрывают поворотные или шиберные заслонки у сборника-концентратора и сборника - улавливателя разбавленного водой электролита соответствующей процессной ванны.
При этом, бак для слива электролита и/или сборник-концентратор процессной ванны и процессную ванну оснащают теплоизоляцией и нагревательными элементами.
Кроме того, крышку бака для слива электролита в операционных модулях с процессными ваннами с токсичными и нагреваемыми электролитами выполняют с каналами для отвода сконденсированных испарений в бак для слива электролита и/или в сборник-концентратор разбавленного электролита процессной ванны соответствующего операционного модуля.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ позволяет обеспечить:
7
- значительное снижение затрат электроэнергии, необходимые для питания расположенных в сборнике-концентраторе электронагревательных элементов, используемых для концентрации разбавленного водой электролита в соответствующем сборнике, и вентилятора воздуховода вытяжной вентиляции, в частности после окончания гальванохимической обработки деталей на линии;
- отсутствие необходимости обязательного наличия встраиваемых фильтрующих элементов и относительно частого обслуживания последних в процессе эксплуатации;
- высокую эффективность очистки направляемых в воздуховоды вытяжной вентиляции токсичных испарений процессных ванн холодной гальванохимической обработки, в частности, ванн травления, осветления, активации и др.
- расширенные функционально-технологические возможности, допускающие его использование как в случае нагреваемых, так и не нагреваемых электролитов/растворов процессных ванн, используемых в составе реализованного в двухуровневой компоновке операционного модуля бессточной гальванохимической обработки деталей.
Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».
Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в других областях техники показало, что известен способ удаления и локализации направляемых в воздуховод вытяжной вентиляции аэрозолей токсичных испарений процессных ванн гальванических линий, включающий использование бортовых отсосов для удаления и локализации путем конденсирования с помощью встраиваемого в щелевой приемник сепаратора-каплеотделителя, при этом сконденсированный раствор возвращается в процессную ванну, а очищенный от токсичных аэрозолей воздух удаляется в воздуховод вытяжной вентиляции токсичных испарений процессных ванн [4].
Однако, известный способ требует:
- наличия относительно большого расстояния от процессной ванны до воздуховода вытяжной вентиляции, необходимого для размещения щелевого приемника с сепаратором-каплеотделителем, что в большинстве случаев не представляется возможным и ограничивает функционально-технологические возможности данного способа;
- относительно большого расхода электроэнергии для питания вентилятора, соединенного с воздуховодом вытяжной вентиляции, в частности после окончания работы выполняемой с нагревом процессной ванны и/или в праздничные дни.
Кроме того, другим недостатком этого способа является сравнительно невысокая эффективность очистки направляемых в воздуховоды вытяжной вентиляции токсичных испарений процессных ванн холодной гальванохимической обработки, в частности, ванн травления, осветления, активации и др.
Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «существенные отличия».
На фиг. 1 представлены схема расположения и основные связи ванн, баков и сборников операционного модуля (ОМ) с расположенными на его верхнем уровне: выполняемой без нагрева и без возможности доуконцентрирования электролита, такого как травления, активации и декапирования, путем его нагрева, процессной ванной (Пр.В) 1, одной (в данном варианте) ванной струйно-динамической промывки (ВСДП) 2 и одной ванной промывки погружением (ВИН) 3, а также с расположенными на его нижнем уровне: баком для слива электролита (БСЭ) 4, сборником разбавленного электролита (СРЭ) 5, сборником-улавливателем разбавленного электролита (СУРЭ) 6, баком для слива загрязненной промывной воды (БСЗПВ) 7 и сборником чистой промывной воды (СЧПВ) 8.
При этом, в случае использования в составе ОМ электролита без его нагрева в Пр.В 1 и без возможности его доуконцентрирования путем нагрева, СУРЭ 6 оснащаются барботером (ами)-Б для активного перемешивания поступающих от локальных вентиляторов (ЛВ) токсичных испарений Пр.В 1.
1
На фиг. 2 представлен вид с боковой стороны ОМ (разрез по условному сечению А-А на фиг. 1), с устройствами удаления и локализации токсичных испарений Пр.В 1, выполненными в виде двух бортовых отсосов (БО) последней (без передувки, в данном случае), выходы которых, через, не обозначенные на фиг. 2, 3, шиберные заслонки и локальные вентиляторы - ЛВ, соединены с барботером (ами) - Б, размещенным (и) в СУРЭ 6, соединенным, в свою очередь, через поворотную заслонку (ПЗ) и шиберную заслонку - ШЗ (на фиг. 2, 3 не обозначена), с воздуховодом (B) вытяжной вентиляции данного ОМ.
2
На фиг. 3 представлен вид с боковой стороны ОМ (разрез по условному сечению А-А на фиг. 1), с устройствами удаления и локализации токсичных испарений Пр.В 1, выполненными в виде контура передувки (на фиг. 3 не показан) и одного БО последней, выход которого, через шиберную заслонку (ШЗ) и ЛВ, соединен с барботером (Б), размещенным в СУРЭ 6, соединенным как с В вытяжной вентиляции, так и, через второй ЛВ (ЛВ), - с контуром передувки.
1
2
3
4
При этом, БСЭ 4, СРЭ 5, СУРЭ 6 и БСЗПВ 7, вместе с СЧПВ 8, оснащены локальными напорными системами (ЛНС) H, Н, Н и H, соответственно.
Пр.В 1 оснащена устройством для слива электролита, выполненным, в данном варианте, в виде соединенного через днище корпуса Пр.В 1 запорно-регулирующего вентиля (на фиг. 1 не обозначен) и подключенного к его выходу трехходового шарового крана (ТШК), один из двух выходов которого соединен с БСЭ 4, а другой - с СРЭ 5 (см. Фиг. 1).
А ВПП 3 оснащена устройством для слива загрязненной сверх ПДК воды, выполненным, в данном варианте, в виде соединенного через днище ее корпуса запорно-регулирующего вентиля с подключенной к его выходу фильтр-сеткой (на фиг. 1 не обозначены), выход которой соединен с БСЗПВ 7.
На фиг. 4 представлены схема расположения и основные связи ванн, баков и сборников операционного модуля (ОМ) с расположенными на его верхнем уровне: выполняемой без нагрева, но с возможностью доуконцентрирования электролита, такого как цинкования, кадмирования и др., путем его нагрева, процессной ванной (Пр.В) 9, одной (в данном варианте) ванной струйно-динамической промывки (ВСДП) 10 и одной ванной промывки погружением (ВПП) 11, а также с расположенными на его нижнем уровне: баком для слива электролита (БСЭ) 12, сборником-концентратором разбавленного электролита (СКРЭ) 13, сборником-улавливателем разбавленного электролита (СУРЭ) 14, сборником промывной воды (СПВ) 15, баком для слива загрязненной промывной воды (БСЗПВ) 16 и сборником чистой промывной воды (СЧПВ) 17.
1
Пр.В 9 также оснащена устройством для слива электролита, выполненным, в данном варианте, в виде соединенного через днище корпуса Пр.В 9 запорно-регулирующего вентиля (на фиг. 4 не обозначен) и подключенного к его выходу трехходового шарового крана (ТШК), первого в данном ОМ, один из двух выходов которого соединен с БСЭ 12, а другой - с СКРЭ 13 (см. Фиг. 4), оснащенным теплоизоляцией (на фиг. 4 не обозначена).
2
2
А, по крайней мере, СПВ 15 оснащен датчиком уровня (ДУ) и соединен, через днище, со входом запорно-регулирующего вентиля (на фиг. 4 не обозначен), выход которого связан с одним из двух входов (индекс 3) второго трехходового шарового крана (ТШК), другой вход которого соединен, через запорно-регулирующие вентили (на фиг. 4 не обозначены), с БСЗПВ 16 и с СЧПВ 17, а выход ТШК соединен, через регулирующий вентиль, с установленными в ВСДП 10 коллекторами с ЭФСП.
5
6
7
8
При этом, БСЭ 12, СКРЭ 13, СУРЭ 14 и БСЗПВ 16, вместе с СЧПВ 17, оснащены локальными напорными системами (ЛНС) H, Н, Н и Н, соответственно.
7
Причем, выход оснащенного ЛНС Н СУРЭ 14 соединен с Пр.В 9.
А ВПП 11 оснащена устройством для слива загрязненной сверх ПДК воды, выполненным, в данном варианте, в виде соединенного через днище ее корпуса запорно-регулирующего вентиля с подключенной к его выходу фильтр-сеткой (на фиг. 4 не обозначены), выход которой соединен с БСЗПВ 16.
В этом случае, при использовании в составе ОМ электролита без его нагрева в Пр.В, но с возможностью его доуконцентрирования путем нагрева, СУРЭ 14 также оснащаются барботером (ами)-Б для активного перемешивания поступающих от локальных вентиляторов (ЛВ) токсичных испарений Пр.В 9.
1
2
2
3
2
На фиг. 5 представлен вид с боковой стороны ОМ (разрез по условному сечению А-А на фиг. 4) с устройствами удаления и локализации токсичных испарений Пр.В 9, выполненными в виде: двух бортовых отсосов (БО) последней (без передувки, в данном случае), выходы которых, через, не обозначенные на фиг. 5 шиберные заслонки (ШЗ) и локальные вентиляторы - ЛВ и ЛВ, соединены с барботером (ами) - Б, размещенным (и) в СУРЭ 14, соединенным, в свою очередь, через поворотную заслонку (ПЗ) и шиберную заслонку - ШЗ (на фиг. 5 не обозначена), с воздуховодом (В) вытяжной вентиляции и, посредством переливной трубы (на фиг. 5 не показана), - с СКРЭ 13, соединенным, в свою очередь, через поворотную заслонку (на фиг. 5 не обозначена) и локальный вентилятор ЛВ, с воздуховодом (В) вытяжной вентиляции и сепаратором-каплеотделителем (СК), размещенным над (в данном случае) СКРЭ 13, оснащенным трубопроводами для подачи хладоагента (на фиг. 5 не обозначены) и трубопроводом для слива сконденсированных испарений (на фиг. 5 не обозначен) в СПВ 15.
1
2
2
На фиг. 6 представлен вид с боковой стороны ОМ (разрез по условному сечению А-А на фиг. 4), с устройствами удаления и локализации токсичных испарений Пр.В 9, выполненными, в отличие от устройства на фиг. 5, в виде контура передувки (на фиг. 6 не показан) и одного БО последней, выход которого, через шиберную заслонку (ШЗ) и ЛВ (в данном случае), соединен с барботером (Б), размещенным в СУРЭ 13, соединенным как с воздуховодом (В) вытяжной вентиляции, так и, через второй ЛВ, - с контуром передувки.
На фиг. 7 представлены схема расположения и основные связи ванн, баков и сборников операционного модуля (ОМ) с расположенными на его верхнем уровне: выполняемой с нагревом, с помощью нагревателей (на фиг. 7 не обозначены), и с возможностью доуконцентрирования электролита, такого как хромирования, никелирования и др., путем его нагрева, процессной ванной (Пр.В) 18, одной (в данном варианте) ванной струйно-динамической промывки (ВСДП) 19 и одной ванной промывки погружением (ВПП) 20, а также с расположенными на его нижнем уровне: баком для слива электролита (БСЭ) 21, сборником-концентратором разбавленного электролита (СКРЭ) 22, сборником-разбавленного электролита (СУРЭ) 23, сборником промывной воды (СПВ) 24, баком для слива загрязненной промывной воды (БСЗПВ) 25 и сборником чистой промывной воды (СЧПВ) 26.
В этом случае, Пр.В 18 оснащают и теплоизоляцией, датчиком температуры и коллекторами с ЭФСП (на фиг. 7 не обозначены).
1
Пр.В 18 также оснащена устройством для слива электролита, выполненным, в данном варианте, в виде соединенного через днище корпуса Пр.В 18 запорно-регулирующего вентиля (на фиг. 7 не обозначен) и подключенного к его выходу первого трехходового шарового крана (ТШК), один из двух выходов которого соединен с БСЭ 21, а другой - с СКРЭ 23 (см. Фиг. 7), оснащенным теплоизоляцией (на фиг. 7 не обозначена).
9
10
11
12
При этом, БСЭ 21, СКРЭ 22, СУРЭ 23 и БСЗПВ 25, вместе с СЧПВ 26, оснащены локальными напорными системами (ЛНС) Н, Н, Н и H, соответственно.
11
12
А выход ЛНС Н СУРЭ 23 соединен, через один из двух (в данном случае) запорно-регулирующих вентилей, с подключенной к его выходу фильтр-сеткой (на фиг. 7 не обозначена), выход которой соединен через обратный клапан (на фиг. 7 не обозначен) с коллекторами с ЭФСП Пр.В 18, с которыми, через второй обратный клапан (на фиг. 7 не обозначен), также соединен выход нормально-закрытого электромагнитного клапана (ЭК), со входом которого соединен, через регулирующий вентиль, выход ЛНС H.
Кроме того, БСЭ 21 и СКРЭ 23, в этом случае, оснащают теплоизоляцией, нагревателями и датчиком уровня (на фиг. 7 не обозначены).
2
2
А, по крайней мере, СПВ 24 оснащен датчиком уровня (ДУ) и соединен, через днище, со входом запорно-регулирующего вентиля (на фиг. 4 не обозначен), выход которого связан с одним из двух входов (индекс 3) второго трехходового шарового крана (ТШК), другой вход которого соединен, через запорно-регулирующие вентили (на фиг. 7 не обозначены), с БСЗПВ 25 и с СЧПВ 26, а выход ТШК соединен, через регулирующий вентиль, с установленными в ВСДП 19 коллекторами с ЭФСП.
На фиг. 8 представлены схема расположения и основные связи ванн, баков и сборников операционного модуля (ОМ) обезжиривания (химического или электрохимического) с выполняемой с нагревом Пр.В 27, с помощью размещенных в ней нагревателей (на фиг. 8 не обозначены), одной (в данном варианте) ванной струйно-динамической промывки (ВСДП) 28 и одной ванной промывки погружением (ВПП) 29, а также с расположенными на его нижнем уровне: баком для слива электролита (БСЭ) 30, сборником-концентратором разбавленного электролита (СКРЭ) 31, сборником-разбавленного электролита (СУРЭ) 32, сборником промывной воды (СПВ) 33, баком для слива загрязненной промывной воды (БСЗПВ) 34 и сборником чистой промывной воды (СЧПВ) 35.
3
В дополнение к выше перечисленным, в случае реализации ОМ обезжиривания (химического и/или электрохимического), переливной карман его Пр.В 27, в данном случае, оснащают коллектором с ЭФСП для деструктуризации поступающей в ее карман пены, соединенным с ЛНС Н СУРЭ 6 ОМ на фиг. 1.
А их ВПП 20 и 29 оснащены устройством для слива загрязненной сверх ПДК воды, выполненным, в данном варианте, в виде соединенного через днище ее корпуса запорно-регулирующего вентиля с подключенной к его выходу фильтр-сеткой (на фиг. 7, 8 не обозначены), соединенной с БСЗПВ 25 и 34.
1
2
1
2
3
3
1
На фиг. 9 представлен вид с боковой стороны ОМ (разрез по условному сечению А-А на фиг. 7 или 8), с устройствами удаления и локализации токсичных испарений Пр.В 18 или 27, выполненными в виде двух бортовых отсосов (БО) последней (без передувки, в данном случае), выходы которых, через шиберные заслонки (на фиг. 9 не обозначены) и локальные вентиляторы - ЛВ и ЛВ (на фиг. 9 не показан), соединены с сепараторами-каплеотделителями CK и СК, размещенными над (в данном варианте) СУРЭ 23 и 32, соединенным, в свою очередь, через не показанную на фиг. 9 поворотную заслонку (ПЗ) и шиберную заслонку - ШЗ (на фиг. 9 не обозначена), с воздуховодом (В3) вытяжной вентиляции и, посредством переливной трубы (на фиг. 9 не показана), - с СКРЭ 31, соединенным, в свою очередь, через поворотную заслонку (на фиг. 9 не обозначена) и ЛВ, с воздуховодом (В) вытяжной вентиляции данного ОМ и сепаратором-каплеотделителем СК, размещенным над (в данном случае) СКРЭ 22 и 31, оснащенным трубопроводами для подачи хладоагента (на фиг. 9 не обозначены) и трубопроводом для слива сконденсированных испарений (на фиг. 9 не обозначен) в СПВ 24 и 33.
3
2
На фиг. 10 представлен вид с боковой стороны ОМ (разрез по условному сечению А-А на фиг. 7 и 8), с устройствами удаления и локализации токсичных испарений Пр.В 18 и 27, выполненными, в отличие от устройства на фиг. 9, в виде контура передувки (на фиг. 10 не показан) и одного БО последних, выход которого, через шиберную заслонку (ШЗ) и ЛВ, соединен с барботером (Б), размещенным в СУРЭ 23 и 32, соединенным как с В вытяжной вентиляции, так и, через второй - ЛВ, - с контуром передувки.
Работа ОМ, находящихся в составе линии гальванохимической обработки (ГХО), по заявляемому способу, осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии, например, после выходных или праздничных дней, по крайней мере, в Пр.В 1, 9 и 18 отсутствуют токсичные электролиты, ранее слитые из них в их БСЭ 4, 12 и 21, соответственно.
В СРЭ 5 и СКРЭ 13, 22 и 31 (см. Фиг. 1, 4, 7 и 8) находятся разбавленные водой токсичные электролиты технологических операций, например, соответственно, травления и цинкования, хромирования и обезжиривания, образовавшиеся, в частности, после промывки водой поверхностей стенок Пр.В 1, 9, 18 и 27, после окончания рабочей смены или недели, путем перевода (на время слива) трехходового шарового крана (ТШК) из положения 1-2 в положение 1-3.
В ВПП 3, 11, 20 и 29 и СЧПВ 8, 17, 26 и 35 находится вода, используемая, соответственно, для реализации погружной и струйно-динамической промывки деталей.
1
3
При этом, вентиляторы (на фиг. 1-10 не показаны) воздуховодов B-B вытяжной вентиляции, по крайней мере, для данных операций находятся в выключенном состоянии.
В СУРЭ 6, 14, 23 и 32, например, находится загрязненная основным отмываемым компонентом (ООК) Пр.В вода, в объеме, достаточном для осуществления в нем барботажа (см. Фиг. 1, 4) или проведения операций струйно-динамической промывки деталей, размещаемых, в данном случае, на подвесках, при их выгрузке из Пр.В 18 и 27 (см. Фиг. 7, 8).
В БСЗПВ 7, 16, 25 и 34 отсутствует загрязненная сверх ПДК вода из ВПП 3, 11, 20 и 29, соответственно.
2
8
12
16
В СПВ 15, 24 и 33 (см. Фиг. 4, 7, 8), например, отсутствуют сконденсированные испарения Пр.В, соответственно, 9, 18 и 27, в объеме достаточном для проведения, по крайней мере, одной операции струйно-динамической промывки в ВСДП 10, 19 и 28, соответственно, в связи с чем ТШК (из-за отсутствия управляющего сигнала на выходе ДУ СПВ 15, 24 и 33) скоммутирован в направлении 1-2, подключая, тем самым, выход СЧПВ 17, 26 и 35 (через открытый запорный вентиль) ко входу ЛНС Н, Н и Н, выход которых соединен с коллекторами с ЭФСП в ВСДП 2, 10, 19, 28 (см. Фиг. 1, 4, 7, 8) и входом ЭК (см. Фиг. 7, 8).
Перед началом работы линии, производится включение располагаемых в БСЭ 21, 30 нагревателей (на фиг. 7, 8 не обозначены) и/или фильтровальных установок (на фиг. 1, 4, 7, 8 не показаны), соединенных с БСЭ 21, 30.
Тем самым обеспечиваются:
- подогрев электролитов Пр.В 18, 27 (см. Фиг. 7, 8) в замкнутом объеме БСЭ 21, 30 обеспечивая снижение затрат на нагрев и времени последнего;
- фильтрация электролитов Пр.В 1, 9, 12, 13 от посторонних примесей в режиме рецикла.
После чего, одновременно производятся:
1
2
3
- включение вентиляторов (на фиг. 1-10 не показаны) воздуховодов В, В и В вытяжной вентиляции;
1
5
9
13
- включение насосов H, Н, Н и Н БСЭ 4, 12, 21 и 30 соответствующих ОМ линии ГХО, обеспечивая, тем самым, перемещение подогретых и/или очищенных электролитов непосредственно в их Пр.В, соответственно 1, 9, 18 и 27;
1
2
- включение ЛВ и ЛВ, обеспечивая, тем самым, удаление токсичных испарений Пр.В 1, 9 и 18, а также 27 через их БО в их СУРЭ, в которых, в зависимости от вида реализуемых в Пр.В технологических операций - без нагрева электролита или же с нагревом, соответственно, выполняют операции:
- барботирования, через разбавленный водой электролит Пр.В 1 и 9, подаваемых в размещенные в СУРЭ 6 и 14 барботеры (Б) токсичных испарений, в том числе и с их подогревом, осуществляемым с помощью, например, проточного нагревателя (на фиг. 1, 4 не обозначен), для улучшения растворимости испарений в разбавленном водой электролите;
- конденсации подаваемых в сепараторы-каплеотделители - СК токсичных испарений, в том числе и с использованием подаваемого в размещенные в нем трубы (на фиг. 9, 10 не обозначены) хладоагента (холодных воды или воздуха).
1
При этом, в первом случае, при использовании выполняемой без нагрева и без возможности использования СКРЭ для концентрирования электролита Пр.В путем его нагрева (см. Фиг. 1), очищенные, путем барботирования, токсичные испарения Пр.В 1 поступают в воздуховод B вытяжной вентиляции (см. Фиг. 2, 3), с помощью вентилятора которой они, непосредственно или через дополнительный аэроабсорбер (например, вертикального или горизонтального исполнения), удаляются из цеха покрытий (на фиг. 2, 3 не показаны).
3
Кроме того, также в первом случае, при использовании выполняемой без нагрева, но с возможностью использования СКРЭ для концентрирования электролита Пр.В путем его нагрева (см. Фиг. 4), очищенные, путем барботирования, токсичные испарения Пр.В 9 (в этом случае) поступают в воздуховод В2 вытяжной вентиляции (см. Фиг. 5, 6) и/или, с помощью ЛВ2 (см. Фиг. 6) - в контур передувки Пр.В 9, а накопленный в СУРЭ 6 разбавленный электролит Пр.В 9 по трубопроводу (см. Фиг. 4) поступает в СКРЭ 10, соединенный как с воздуховодом В2 вытяжной вентиляции, так и, через ЛВ, с размещенным над (в данном случае) СКРЭ 10 (см. Фиг. 6) сепаратором-каплеотделителем СК, из которого сконденсированные испарения Пр.В 9, по трубопроводу (на фиг. 5, 6 не показан), поступают в СПВ 11 (см. Фиг. 4).
1
3
1
2
Во втором же случае, при при использовании выполняемой с нагревом и с использованием СКРЭ для концентрирования разбавленного электролита Пр.В путем его нагрева (см. Фиг. 7, 8), очищенные, путем конденсации в СК, токсичные испарения Пр.В 18 (27) поступают в свой воздуховод В (В, в случае использования Пр.В 27) вытяжной вентиляции и/или, с помощью ЛВ (см. Фиг. 10) - в контур передувки, а накопленный в СУРЭ 23 и 32 разбавленный электролит используется для проведения операций струйно-динамической промывки деталей, в частности на подвесках, при их выгрузки из Пр.В 18 и 27.
После заполнения Пр.В 1, 9, 18 и 27 соответствующими электролитами и их дополнительного (при необходимости) подогрева до технологически заданной температуры нагревателями самих Пр.В (см. Фиг. 7, 8), производится непосредственно гальванохимическая обработка (ГХО) деталей, в процессе осуществления которой детали последовательно подвергаются обезжириванию (см. Фиг. 8), травлению (см. Фиг. 1) и покрытию (см. Фиг. 4 или 7).
3
При этом, поступающая в СУРЭ 6 ОМ травления вода от ее ВСДП 2 используется, с помощью его Н, для подачи в коллектор для деструктуризации пены, размещенный в переливном кармане Пр.В 27 ОМ обезжиривания (см. Фиг. 8).
2
А при накоплении в СПВ 15, 24 и 33 (см. Фиг. 4, 7, 8) сконденсированных испарений соответствующих Пр.В, в количестве достаточном для проведения операции струйно-динамической промывки, по сигналу размещенного в СПВ 15, 24 и 33 датчика уровня (ДУ), производится автоматическое переключение их ТШК в направление 1-3 и уже эти сконденсированные испарения используют при проведении операций струйно-динамической промывки.
2
При этом, после проведения последней, уровень сконденсированных испарений в СПВ 15, 24 и 33 снижается, что приводит к автоматическому (в данном варианте исполнения) переключению ТШК в направление 1-2.
А по достижению в воде ВПП 3, 11, 20 и/или 29 ОМ (см. Фиг. 1, 4, 7, 8) концентрации примесей ООК ≥ значения ПДК в воде конечного цикла промывки данной операции, последовательно производят:
- открывание запорно-регулирующего вентиля ВПП соответствующего ОМ (на фиг. 1, 4, 7, 8 не обозначен) и слив воды из ВПП непосредственно или через фильтр-сетку (на фиг. 1, 4, 7, 8 не обозначена) в БСЗПВ 7, 16, 25 или 34;
- закрывание запорно-регулирующего вентиля соответствующей ВПП;
- заполнение ВПП чистой, например, дистиллированной водой от генератора (бака-накопителя) последней (на фиг. 1, 4, 7, 8 не показан);
- закрывание запорно-регулирующего вентиля (на фиг. 1, 4, 7, 8 не обозначен) на выходе соответствующего СЧПВ 8, 17, 26 и/или 35 и использование загрязненной сверх ПДК Пр.В воды из БСЗПВ 7, 16, 23 и/или 34 в контуре струйно-динамической промывки в ВСДП 2, 10, 19 и/или 28.
А после окончания процесса обработки деталей и/или слива электролитов из Пр.В 18 и/или 27, в частности для очистки внутренних поверхностей сопловых отверстий и самих ЭФСП, устанавливаемых на коллекторах, располагаемых в выполняемых с нагревом этих Пр.В (см. Фиг. 7, 8), производятся следующие операции:
- открывание нормально-закрытого ЭК;
12
16
- включение ЛНС H и Н, подключенных или подключаемых на время очистки к СЧПВ, соответственно, 26 и 35;
1
- коммутация в направлении 1-3 ТШК (при сливе электролита из Пр.В 18, 27).
2
В этом случае, чистая вода, через нормально-открытый в направлении 1-2 ТШК, поступает, через регулирующий вентиль (на фиг. 7, 8 не обозначен):
- в ЭФСП коллектора, установленного в ВСДП 19 и 28;
- через обратный клапан (на фиг. 7, 8 не обозначен) в ЭФСП коллекторов, установленных в Пр.В 18 и/или 27, закрывая, при этом, обратные клапаны, соединенные, через фильтр-сетку и регулирующий вентиль (на фиг. 7, 8 не обозначены), с выходом ЛНС Н11 и H15, подключенных, соответственно к СУРЭ 23 и 32, соединенных с выходом ВСДП, соответственно, 19 и 28.
При этом, поступающая в Пр.В вода, в случае отсутствия необходимости слива из нее электролита, например, если Пр.В не содержит токсичный электролит, например, обезжиривания - Пр.В 27 (см. Фиг. 8), используется для восполнения потерь электролита на испарение, величина которого может быть уменьшена за счет использования установленного над подвеской (в данном случае) экранирующего элемента.
1
При необходимости слива токсичного электролита (например, для выгрузки упавших на дно деталей или перед выходными днями, праздниками) из Пр.В 18 (см. Фиг. 7), после окончания слива переводят ТШК в положение 1-3 и поступающий из Пр.В 18 разбавленный водой электролит направляется в СКРЭ 22 и используется в новом цикле обработки деталей для доуконцентрирования и/или восполнения потерь объема электролита в Пр.В 18 (например, хромирования) после начала нового цикла обработки деталей.
При этом, крышку бака для слива электролита в операционных модулях с Пр.В 18 с токсичными и нагреваемыми электролитами выполняют с каналами для отвода сконденсированных испарений в БСЭ 21 и/или в СКРЭ 22 Пр.В 18 соответствующего операционного модуля.
В случае же использования не токсичных электролитов в Пр.В 27 линии гальванохимической обработки, слив последних в баки и сборники можно и не производить, при этом, если такие электролиты используют с их нагревом, то после окончания процесса обработки деталей на линии прекращают нагрев данного электролита в процессной ванне и, при достижении температурой нагреваемого электролита процессной ванны значения в диапазоне от 30° до 40°C, производят отключение локальных вентиляторов, закрывают, путем, например, выдачи соответствующих сигналов, поворотные заслонки у СКРЭ 31, СУРЭ 32 (см. Фиг. 10) и/или осуществляют укрытие таких ванн, например, с помощью ручных или автоматически крышек (на фиг. 10 не показаны).
Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известным, выбранным в качестве прототипа, позволяет обеспечить:
- значительное снижение затрат электроэнергии, необходимой для питания расположенных в сборнике-концентраторе нагревательных элементов, используемых для концентрации разбавленного водой электролита в соответствующем сборнике, и вентилятора (ов) воздуховода (ов) вытяжной вентиляции, по сравнению с их использованием, в частности, в выходные и праздничные дни;
- отсутствие необходимости обязательного наличия встраиваемых фильтрующих элементов и относительно частого обслуживания последних в процессе эксплуатации;
- более высокую эффективность локализации токсичных испарений процессных ванн как холодной гальванохимической обработки, в частности, ванн травления, осветления и др., так и за счет возможности увеличения длины сепа-раторов-каплеотделителей без существенного увеличения ширины линии;
- расширенные функционально-технологические возможности, допускающие его использование как в случае нагреваемых, так и не нагреваемых электролитов процессных ванн, а также обеспечивающие использование в процессах струйно-динамической промывки как чистой или загрязненной промывной воды, так и сконденсированных испарений процессной ванны.
Также, предлагаемый способ может быть использован и для удаления и локализации испарений используемых в составе операционных модулей (ОМ) ванн горячей или теплой промывки. При этом, размещение сепаратора-каплеотделителя производят в располагаемом на нижнем уровне ОМ, под ванной горячей или теплой промывки, баке для слива загрязненной сверх ПДК промывной воды из ВПП, оснащенным локальной напорной системой для возврата в ванну горячей или теплой промывки сконденсированных испарений.
Кроме того, в зависимости от концентрации ООК в испарениях электролита в СКРЭ и/или объема последних, соединение трубопровода для слива сконденсированных испарений (см. Фиг. 5, 6 и/или 9, 10) в СПВ можно производить через ТШК, второй выход которого соединен с соответствующим СКРЭ.
Реализация предлагаемого способа довольно проста.
3
Так например, в качестве локальных вентиляторов могут быть использованы серийно выпускаемые фирмой «Euro-Plast» (Франция) центробежные ветиляторы типа VPH Р или VPH V, изготавливаемые из фторопласта, полипропилена и полиэтилена, с производительностью от 400 до 10000 м/час.
А в качестве поворотных заслонок могут быть использованы серийно выпускаемые фирмой «Euro-Plast» (Франция) регулирующие герметичные заслонки с приводом, либо решетки с приводом той же фирмы.
В качестве локальных напорных систем могут быть использованы серийно выпускаемые за рубежом электронасосные агрегаты с магнитной муфтой и защитой от запуска на «холостом» ходу.
В качестве сепараторов-каплеотделителей могут быть использованы как оригинальные конструкции, выполненные на основе устройства, описанного в [4], так и конструкции, реализованные на базе каплеуловителей, серийно выпускаемых фирмой «Euro-Plast» (Франция).
А для подогрева испарений не нагреваемых электролитов процессных ванн операционных модулей можно использовать встроенные в трубу спиралевидные электронагреватели, либо, учитывая возможно значительное расстояние от бортовых отсосов процессной ванны до барботера в сборнике-улавливателе разбавленного электролита, соответствующие конструкции тепловентиляторов.
Проверка ряда решений заявляемого способа, в составе выполненного в двухуровневой компоновке модуля обезжиривания линии ГХО, показала его эффективность в части заявленных улучшений, в сравнении, как со способом, выбранным в качестве прототипа, так и с другими решениями в этой области.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. УДК [621.357.7:658.52.011.56.012.3] (035) Гибкие автоматизированные гальванические линии: Справочник. Под общ. Ред. В.Л. Зубченко. - М.: Машиностроение, 1989 г., стр. 282-295, рис. 1, 2, 6.
2. УДК658.2:628.8. Елинский И.И. Вентиляция и отопление гальванических цехов машиностроительных предприятий. - М..: Машиностроение, 1989 г., стр.87-90, рис. 35.
3. Патент РФ №2 218 455. М. кл. C25D 21/08, 2002 г. - прототип.
4. Авторское свидетельство СССР №1555398, М. Кл. C25D 21/04.