УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ ТРУБ

Полезная модель устройства для электрохимической обработки внутренней поверхности труб относится к области машиностроительной техники, а именно к устройствам для обработки труб электрохимическим способом.
Известно устройство для электрохимической обработки труб большой длины (более 10÷12 м), в котором труба при обработке устанавливается неподвижно, с одного конца в нее вводится катод с токоподводящим кабелем и перемещается в ней посредством специального устройства, состоящего из лебедки и траков с толкателями. При этом труба другим концом герметично подсоединяется к узлу подачи электролита, который выливается из трубы со стороны ввода катода. Ток к трубе подводится подвижным скользящим по наружной поверхности контактом-щеткой, перемещающимся параллельно электроду снаружи трубы. Удаление выделяющихся газов и паров обеспечивается вытяжной вентиляцией, установленной со стороны открытого конца трубы. Это делает технологический процесс более чистым и безопасным. (Я.Н. Липкин, В.М. Штанько “Химическая и электрохимическая обработка стальных труб”, стр. 225÷226; а. с. №718504 “Открытия. Изобретения. Пром. образцы. Товарные знаки” 1980 №8, с. 108.)
Серьезным недостатком является узел контактного подвода к трубе анодного тока, это часто приводит к прижогам, царапинам и другим дефектам наружной поверхности труб.
Известно устройство для электрохимической обработки внутренней поверхности труб, содержащее стационарно установленные средства подвода электролита и средства крепления труб, бак для электролита, систему циркуляции электролита с узлами подачи его в трубу и слива из трубы. Устройство снабжено подвижным электродом с гибким токоподводом, подсоединенным к источнику тока и с приводом для перемещения его в трубе.
Подвижный электрод состоит из двух токопроводящих трубчатых элементов, выполненных в виде винтовой спирали, подключенных к разным полюсам источника тока, и разделенных изоляторами, выполненными, тоже в виде винтовой поверхности.
Подвижный электрод, состоящий из двух токопроводящих трубчатых элементов, которые для увеличения жесткости электрода соединены между собой цилиндрическими изоляторами, размещенными на токоведущем стержне.
Подвижный электрод, состоящий из двух токопроводящих трубчатых элементов, и два изолятора, которые с передним и задним наконечниками образуют герметичный объем, обладающий плавучестью в жидкости за счет архимедовой силы. (Патент №113739 от 19.10.2011 г.)
Последнее устройство является наиболее близким к заявляемой полезной модели по своей технической сущности и выполняемой функции.
Серьезным недостатком прототипа является возможность наводораживания внутренней поверхности трубы, что отрицательно влияет на качество и механические свойства изделий.
Задачей создания полезной модели, является разработка устройства электрохимической обработки внутренней поверхности труб, исключающего возможность наводораживания, тем самым повышающего качество обработки изделий и производительность процесса обработки.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для электрохимической обработки внутренней поверхности труб, содержащем стационарно установленные средства подвода электролита и средства крепления труб, бак для электролита, систему циркуляции электролита с узлами подачи его в трубу и слива из трубы, а также подвижный электрод, выполненный из токопроводящих трубчатых элементов с гибким токоподводом в виде двухжильного кабеля в изоляционной оболочке, подсоединенных разным полюсам источника тока, разделенных изоляторами, и привод для перемещения в трубе, подвижный электрод состоит из ряда трубчатых токопроводящих цилиндрических элементов, подключенных поочередно к различным полюсам источника тока и разделенных между собой цилиндрическими изоляторами, причем суммарное число токопроводящих элементов составляет 2n+1, где n min=1, а суммарное число цилиндрических изоляторов составляет 2n, где m min=1. При этом, подвижный электрод содержит четное число анодных трубчатых элементов и нечетное число катодных, причем первый и последний трубчатые элементы в электроде являются катодными.
Технический результат заключается в следующем:
Подвижный электрод выполнен из нечетного ряда трубчатых токопроводящих элементов, разделенных между собой изоляторами цилиндрической формы, причем первый и последний трубчатые элементы в электроде, - катодные, это позволяет повысить качество электрохимической обработки внутренней поверхности трубы. Поочередное расположение элементов электрода (катода затем анода, а на выходе трубы только катода, при этом труба на выходе обрабатывается анодно) позволяет исключить возможность наводораживания ее внутренней поверхности, тем самым повысив качество обработки внутренней поверхности, и повысить производительность процесса обработки.
Предлагаемая полезная модель раскрывается нижеследующим описанием и иллюстрируется схематичными чертежами.
Фиг. 1 - иллюстрирует общую схему устройства согласно полезной модели.
Фиг. 2 - иллюстрирует схематично устройство подвижного электрода.
Фиг. 3 - иллюстрирует схематично электрод в продольном разрезе. (Разрез - А-А)
Фиг. 4 - иллюстрирует схематично вид изолятора. (Вид - В)
Фиг. 5 - иллюстрирует схематично устройство подвижного электрода в разрезе (Сечение С-С).
Фиг. 6 - иллюстрирует схематично устройство подвижного электрода в разрезе (Сечение Д-Д).
Фиг. 7 - иллюстрирует схематично устройство подвижного электрода в разрезе (Сечение Е-Е).
На фиг. 1 показана схема устройства для электрохимической обработки внутренней поверхности труб, выполненная согласно данному техническому предложению.
Устройство включает средство подвода электролита - переднюю камеру с центрирующим и уплотняющим элементом в виде манжеты, через которую производится подача электролита 1, средство крепления (придания определенного положения) 2 например, ложементы или ролики, обрабатываемому изделию 3 в виде трубной заготовки, электрод 4 с токоподводом, выполненным в виде двухжильного кабеля 5 в прочной гибкой изоляционной оболочке, средство перемещения электрода 4 внутри трубы 3, выполненное в виде реверсивного роликового привода 6, и заднюю камеру 7 с элементами уплотнения, служащую для слива электролита в емкость 8 в виде, например, бака. Для забора электролита из емкости 8 служит насос 9, кроме того, устройство снабжено источником тока 10.
Подвижный электрод 4 (фиг. 2) состоит из катодов 11, выполненных в виде трубчатых токопроводяших цилиндрических элементов и анодов 12 - аналогичной конструкции, разделенных между собой цилиндрическими изоляторами 13. Изоляторы в свою очередь, размещены на токоведущих стержнях 15 и 16 (фиг. 6 и фиг. 7), являющихся конструкционной арматурой электрода, причем и катоды 11 и аноды 12, центрируются на цилиндрических поверхностях 17 изоляторов 13 (фиг. 3), что увеличивает жесткость всего электрода.
Высота изоляторов 13 совместима с внутренним диаметром обрабатываемого изделия 3. Подвод тока к электроду 4 от кабеля 5 осуществляется через штекерный герметичный разъем 14, одна половина которого закреплена на кабеле, а вторая на электроде. На фиг. 3 изображен увеличенный разрез, где ответная часть штекерного разъема закреплена на электроде и выполнена в виде проводников 18 и 19, разделенных изолятором 20. Снаружи на проводнике 18 имеется изоляция 21.
Ток к аноду 12 подводится от кабеля 1 через проводник 18, стержень 15 и, например, через пластинчатые пружинные элементы 22, которые своими концами прижимаются к трубчатым элементам 11 или 12, а серединой охватывают один из токоведущих стержней. Ток к катоду 11 подводится через проводник 19, стержень 16 и аналогичными пружинными элементами 22 (фиг. 5 и фиг. 6)
Для скрепления всех элементов и удержания их в рабочем состоянии служат стопорные элементы 23 (фиг. 3), которые прикрыты центрирующим конусом 24, предназначенным для лучшего прохода электрода внутри трубы. Для прохода токоведущих стержней в изоляторах 13 выполнена пара отверстий 25.
Кроме того, на первом изоляторе 13 могут быть выполнены пазы, расположенные, по винтовой линии относительно его оси, служащие для закручивания потока электролита вокруг электрода и улучшающие условия выноса продуктов смазки и газов из зоны очистки.
Устройство для электрохимической обработки внутренней поверхности труб согласно полезной модели позволяет расширить диапазон плотности тока до максимальных величин и исключить возможность наводораживания внутренней поверхности труб, тем самым повысить качество их обработки, а также производительность процесса обработки.
Устройство для электрохимической обработки внутренней поверхности труб согласно полезной модели было изготовлено и смонтировано в агрегате электрохимической обработки внутренней и наружной поверхности нержавеющих труб и испытано в ООО НТЦ «Трубметпром».
Результаты испытаний подтвердили высокие технические и технологические характеристики устройства подвижного электрода представленной конструкции (фиг. 1, фиг. 2 фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6 и фиг. 7).