УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛОВ
DEVICE FOR ELECTROLYTIC TREATMENT OF METAL SURFACES

Изобретение относится к устройствам для электролитического воздействия на поверхности металлов, а именно к устройствам, наконечник которых контактирует с поверхностью металла для ее очистки, травления, шлифовки, нанесения на нее покрытия электроосаждением или долговечной надписи оксидированием. Предлагаемое устройство позволяет лучше защитить оператора от паров и газов, образующихся при проведении упомянутых выше работ.
Известны устройства, содержащие приспособления для электролитического воздействия на поверхности металлов, в которых пары и газы, образованные в результате такого воздействия, всасываются аспиратором.
Из европатента ЕР 0852629 известно устройство для электролитического воздействия на поверхности металлов, в котором на электрод с наконечником, покрытым накладкой из изоляционного материала, пропитанного кислым электролитом, подается ток низкого напряжения, а другой электрод связан с поверхностью обрабатываемого металла, а для повышения надежности устройства возле указанной накладки выполнены всасывающие отверстия, связанные с отсасывающим вентилятором для удаления газов и паров, образующихся при обработке поверхности.
До настоящего времени шлифовку, травление и зачистку сварных швов в металлах, как правило, проводят под вытяжными зонтами, однако более щадящая обработка металлов, например нанесение надписи окислением поверхности, обычно проводится без какой-либо защиты оператора.
При этом работа в камерах с вытяжными зонтами или в рабочих зонах с вытяжкой вынуждает создавать или использовать довольно громоздкое и дорогостоящее оборудование, а оператор в ходе работы часто вынужден располагать обрабатываемые металлические детали так, чтобы достичь максимальной эффективности указанных вытяжных устройств или рабочих зон, в ущерб работе.
Кроме того, устройство, описанное в ЕР 0852629, является более громоздким, т.к. эффективность вытяжки подтверждена только при высоких расходах всасываемого воздуха. Таким образом, аспиратор в устройстве, выполненном в соответствии с патентом, имеет размеры, рассчитанные на пропускание соответствующего большого расхода.
Таким образом, известные устройства довольно громоздки и рассчитаны на большие объемы производства в строго ограниченных рабочих зонах, перемещение которых затруднено. Известные аспираторы газов и паров, образующихся при указанном электролитическом воздействии, не очень удобны в работе и весьма дороги вследствие их конфигурации (вытяжные зонты и рабочие зоны с вытяжкой), а также вследствие их веса и габаритов (как, например, аспиратор, встроенный в установку для электролитической очистки и травления, описанную в упомянутом патенте).
Такое устройство можно значительно усовершенствовать с точки зрения возможности его оснащения устройством, которое защищает оператора от газов и паров, удобно в использовании, легко монтируется на любом рабочем месте и сравнительно дешево.
Вышесказанное позволяет сделать вывод о необходимости разработки устройства для защиты от паров и газов, образующихся при обработке поверхности металлов, простое по конструкции, удобное в использовании и при монтаже.
Другая задача настоящего изобретения состоит в создании устройства, защищающего оператора от газов и паров, возникающих при электролитическом воздействии при обработке поверхности металлов, которое является рентабельным при конструировании, в использовании и обслуживании.
Вышеупомянутая техническая задача решена тем, что в устройстве для электролитической обработки поверхности металлов содержится наконечник, соединенный с однополярным источником электрического тока, поступающего от внешнего устройства, второй полюс которого соединен с обрабатываемой металлической поверхностью, и устройство для защиты оператора от образующихся паров и газов, указанное защитное устройство снабжено приспособлением для подачи в рабочую зону наконечника потока сжатого воздуха.
Кроме того, в другом предпочтительном варианте реализации предлагаемого изобретения указанное приспособление содержит трубку, подводящую сжатый воздух, которая оканчивается отверстием, направленным к наконечнику и предпочтительно являющимся дросселирующим.
Кроме того, в другом предпочтительном варианте реализации предлагаемого изобретения указанная подводящая трубка расположена снаружи корпуса или оболочки устройства и прикреплена к нему или к ней или в более предпочтительном варианте реализации предлагаемого изобретения указанная подводящая трубка выполнена с возможностью размещения внутри корпуса или оболочки предлагаемого устройства.
В другом предпочтительном варианте реализации предлагаемого изобретения в непосредственной близости к месту крепления наконечника к предлагаемому устройству выполнен по меньшей мере один паз или выполнено по меньшей мере одно отверстие для выпуска потока воздуха в направлении наконечника.
Кроме того, в другом предпочтительном варианте реализации предлагаемого изобретения сжатый воздух поступает при соединении предлагаемого устройства с воздухораспределительным устройством или воздухораспределительной сетью, причем в более предпочтительном варианте реализации изобретения воздухораспределительное устройство содержит компрессор с электрическим или топливным двигателем.
В другом предпочтительном варианте реализации предлагаемого изобретения в месте соединения предлагаемого устройства с устройством или сетью установлен электрический вентиль, управляющий подачей сжатого воздуха на предлагаемое устройство.
В другом предпочтительном варианте осуществления предлагаемого изобретения для реализации указанного приспособления между корпусом предлагаемого устройства и держателем наконечника расположен отражатель, по существу, радиально ориентированный, установленный под наклоном к наконечнику и обращенный к нему вогнутостью; а также имеется отверстие, выполненное между отражателем и наконечником и служащее для выпуска потока сжатого газа в направлении вогнутой части отражателя. Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления изобретения также имеется кольцо и цилиндрический несущий корпус отражателя, расположенные соосно с корпусом предлагаемого устройства, причем упомянутое отверстие выполнено на кольце и постоянно ориентированно в направлении вогнутой части отражателя; а подача сжатого воздуха осуществляется изнутри корпуса предлагаемого устройства.
Примеры реализации изобретения показаны на чертежах, на которых:
фиг.1 - схематичный чертеж простого устройства для электролитической обработки поверхности металлов с устройством для рассеивания паров и газов по первому варианту настоящего изобретения;
фиг.2 - схематичный чертеж устройства для электролитической обработки поверхности металлов, связанной с насосом, подающим раствор электролита, и устройством для рассеивания паров и газов по второму варианту настоящего изобретения;
фиг.3 - схематичный чертеж комбинированного устройства для электролитической обработки поверхности металлов по фиг.2, но с устройством для рассеивания паров и газов по первому варианту настоящего изобретения;
фиг.4 - схематичный чертеж комбинированного устройства для электролитической обработки поверхности металлов с устройством для рассеивания паров и газов по третьему варианту настоящего изобретения;
фиг.5 - схематичный чертеж комбинированного предлагаемого устройства для электролитической обработки поверхности металлов с устройством для рассеивания паров и газов по четвертому варианту настоящего изобретения.
На фиг.1, иллюстрирующей первый вариант реализации настоящего изобретения, показаны корпус 1 устройства 2 для электролитической обработки поверхности металлов, к которому снаружи присоединена трубка 3, подводящая сжатый воздух, которая у наконечника 4 оканчивается отверстием 5, преимущественно дросселирующим, предназначенным для подачи сжатого воздуха в направлении накладки 6, окружающей наконечник 4. Трубка 3 установлена на небольшом расстоянии от корпуса 1 на крепежных скобах 31. Питание на устройство 2 подается через электрический кабель 7, и оно может быть оснащено выключателями, расположенными в ручке 8 и предназначенными для отключения подачи питания при погружении наконечника 4 в резервуар с кислым электролитом (не показан).
На фиг.2 представлен второй вариант реализации настоящего изобретения, в котором во внутреннем несущем корпусе 10 наконечника 11 выполнены пазы 9, а электропитание наконечника осуществляется по кабелю 7. Устройство 12 для электролитической обработки поверхности металлов оснащено анатомической ручкой 13 с кнопками 14 для дистанционного управления питающим насосом (не показан), трубкой 32, по которой поступает кислый электролит, и средствами подачи электропитания на наконечник, причем один из указанных выключателей может использоваться для управления подачей сжатого воздуха в пазы 9 по каналу 15. Вокруг корпуса 10 проходит кольцо 16, которое в рабочем режиме своей соосной кромкой 17 направляет выходящий из пазов 9 расширяющийся воздух в направлении наконечника 11 на накладку 18, пропитанную кислым электролитом.
На фиг.3 представлен первый вариант реализации предлагаемого устройства 19 в сборе для электролитической обработки поверхности металлов, в котором внешняя трубка установлена на крепежных скобах 33 снаружи корпуса 20 и оболочки 21 с ручкой 13, благодаря чему на наконечник воздействует расширяющаяся струя сжатого воздуха, выходящая из отверстия 5 в направлении накладки 18. Управление функциями устройства 19 осуществляется кнопками 14, с помощью которых управляют подачей электропитания по кабелю 7, подводом кислого электролита по трубке 32 и подачей сжатого воздуха по внешней трубке 3.
На фиг.4 показан третий вариант реализации предлагаемого устройства 22 в сборе для электролитической обработки поверхности металлов, в котором трубка для подачи сжатого воздуха 23 расположена внутри внешнего корпуса 24 и оболочки 25 с ручкой 13, а на наконечник 11 воздействует расширяющаяся струя сжатого воздуха, выходящая из отверстия 5 в направлении накладки 18. Управление функциями устройства 22 осуществляется кнопками 14, с помощью которых управляют подачей электропитания по кабелю 7, подводом кислого электролита по трубке 32 и подачей сжатого воздуха по каналу 15, с которым трубка 23 соединена во внешнем корпусе 24. Как и на предыдущем чертеже, трубка 23 установлена на корпусе 20 на крепежных скобах 33.
На фиг.5 представлен еще один вариант реализации настоящего изобретения, в котором устройство 26 в сборе для электролитической обработки поверхности металлов оснащено отражателем 27 сжатого воздуха, подаваемого на устройство 26 по каналу 15. Отражатель размещен на внешнем корпусе 24 возле наконечника 11 с накладкой 18. Между отражателем и наконечником имеется кольцо 28 с выпускным отверстием 29 для ориентирования сжатого воздуха в направлении вогнутой части 36 отражателя. Кольцо 28 и цилиндрический корпус 37 отражателя жестко соединены между собой, чтобы постоянно ориентировать отверстие 29 в направлении вогнутой части 36. Струя сжатого воздуха, выходящая из отверстия 29, отражаясь от вогнутой поверхности 36 отражателя, вызывает движение D окружающего воздуха в противоположном направлении от оператора. Он может управлять функциями устройства 26 с помощью кнопок 14, а именно: подачей электропитания по кабелю 7, подводом кислого электролита по трубке 32 и подачей сжатого воздуха по каналу 15, с которым связано отверстие 29 в корпусе 37 отражателя и кольце 28 устройства 26.
В качестве преимущества данного изобретения следует отметить то, что защита оператора при электролитическом воздействии на поверхности металлов обеспечивается струей воздуха, воздействующей на рабочую зону наконечника 4, 11 и накладку 6, 18. В различных показанных вариантах конструкции воздействие расширяющегося воздуха, действительно, различно, благодаря отверстию 5, при дросселировании которого воздух конденсирует водяной пар, охлаждая при этом накладку и предотвращая диспергирование в окружающей среде пара, который обычно обволакивает часть конденсата газов, образующихся при обработке поверхности металлов.
С другой стороны, образуемый при использовании пазов 9 поток воздуха создает поток газа вблизи наконечника и накладки, благодаря чему достигаются аналогичные, но менее выраженные эффекты; в этом случае при проведении испытаний конденсации водяного пара не наблюдалось, но устранение диспергирования газов и паров было даже более значительным.
И, наконец, при использовании отражателя 27 барьерный эффект, получаемый благодаря струе воздуха D, оказывается вполне сопоставимым с указанным, а если отражатель ориентирован надлежащим образом, в противоположную от оператора сторону, то газы и пары, образовавшиеся при обработке поверхностей металлов, до него просто не доходят.
Испытания показали более долгий срок службы накладки и конденсацию водяного пара на поверхности наконечника.
Таким образом, устройства, изготовленные согласно настоящему изобретению, позволяют проще, дешевле и эффективнее защитить оператора от газов и паров, образующихся при электролитическом воздействии на поверхности металлов, как при сборке, так и в эксплуатации. Сжатый воздух может засасываться любым практичным и удобным способом, например путем подключения трубки 3 или канала 15 к распределительной сети сжатого воздуха, имеющейся на промышленных предприятиях; в этом случае полезно установить между сетью и предлагаемым устройством электрический вентиль для управления подачей сжатого воздуха на устройство; управление легче осуществлять при подключении к упомянутым кнопкам, предназначенным для управления другими функциями устройства. Для удобства управления им сжатый воздух может вырабатываться на месте с помощью небольших компрессоров с приводом от электрического или топливного двигателя, с целью максимального облегчения электролитического воздействия на поверхности металлов в зонах, расположенных вне промышленных предприятий.
На практике материалы, размеры и элементы конструктивного исполнения могут отличаться от указанных, однако технически должны быть им равнозначны в объеме правовой охраны настоящего изобретения. Так, в варианте конструкции простого устройства 2, фиг.1, трубка для подачи сжатого воздуха в отверстие 5 может быть выполнена в оболочке рукоятки 8, для удобства ее захвата оператором. Кроме того, указанное простое устройство может быть оснащено отражателем 27 и кольцом 28 с отверстием 29, выполненным между ручкой 8 и связанным с ней наконечником 4, которые заменяют трубку для подачи сжатого воздуха с отверстием 5; в этом последнем случае подача сжатого воздуха может осуществляться изнутри ручки 8.