УСТАНОВКА ХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ И СУШКИ ИЗДЕЛИЙ
APPARATUS FOR CHEMICAL PURIFICATION AND DRYING OF ARTICLES

Изобретение относится к устройствам для химической очистки и сушки, применяемым в процессе предварительной подготовки поверхности изделий перед гальваническим покрытием в производстве печатных плат и других производствах, особенности изделий, имеющих разветвленную объемную поверхность.
Известна установка для струйной химической обработки и очистки поверхностей плоских изделий для основных операций любого процесса гальванохимической обработки. Установка содержит расположенные в технологической последовательности: ванны 1 и 2 для проведения операций струйно-динамического обезжиривания и травления, соответственно, каждая из которых оснащена ловителями штанги с подвеской с деталями типа пластин, сливным каналом с установленными на нем трехходовыми кранами, устройством возвратно-поступательного перемещения струйных потоков относительно обрабатываемых поверхностей, коллекторы со струеформирующими элементами, выполненными с возможностью поворота, вокруг продольной оси соответствующего коллектора, ванну струйной промывки деталей на подвеске горячей и холодной водой, оснащенную сливным каналом, коллекторами для подачи воды со струеформирующими элементами и коллекторами для подачи сжатого воздуха в струеформирующие элементы, ванну струйной промывки деталей на подвеске холодной водой. [1].
Недостатками этой установки являются:
- невозможно обрабатывать изделия сложной объемной конфигурации;
- отсутствие подогрева химической жидкости;
- вероятность засорения струеформирующих элементов;
- сложность переключения струйных потоков и поддержание одинакового давления во всех струях потока.
Известна линия мойки и сушки концевых деталей, принятая за прототип [2]. Линия содержит смежные ванны обезжиривания, промывки и камеру сушки с механизмами обезжиривания, промывки, сушки и транспортировки. Первые две ванны снабжены устройствами для подогрева обезжиривающего раствора, автоматического контроля и регулирования температуры обезжиривающего раствора и его уровня, механизмы обезжиривания первых двух смежных ванн выполнены в виде двух магнитострикционных преобразователей, встроенных в днище каждой из смежных ванн, сообщенных с источником питания магнитострикционных преобразователей, и насосного циркуляционного агрегата, всасывающий патрубок которого через фильтр сообщен с нижней частью каждой смежной ванны, а напорный патрубок введен в верхнюю часть каждой из смежных ванн, механизм промывки третьей смежной ванны выполнен в виде насосного циркуляционного агрегата, всасывающий патрубок которого сообщен с нижней частью третьей смежной ванны, а напорный патрубок - с форсунками в ее верхней части, камера сушки выполнена примыкающей к третьей смежной ванне с вертикально подвижными вверх-вниз шиберными заслонками.
Недостатками устройства являются:
- ванны не закрыты и нет вентиляции, что не обеспечивает безопасность работы;
- наличие трубчатых паронагревателей усложняет конструкцию и использование установки.
Техническим результатом изобретения является повышение качества очистки при увеличении производительности и обеспечении безопасности работы.
Технический результат достигается тем, что установка химической очистки и сушки изделий содержит смежные ванны обезжиривания, промывки и камеру сушки, устройства для подогрева, устройства контроля и регулирования температуры обезжиривающего раствора и его уровня, механизм обезжиривания в виде магнитострикционных преобразователей и насосного циркуляционного агрегата. Установка выполнена в герметичном корпусе, закрытом крышкой и имеющем вытяжную вентиляцию, на передней стенке которого выполнена дверь с возможностью перемещения вверх-вниз. Дно каждой ванны имеет наклон в сторону сливного отверстия, расположенного противоположно циркуляционному агрегату, выполненному в виде центробежно-вихревого насоса, заборный патрубок которого имеет фильтр, а в напорный патрубок установлена труба с отверстиями, при этом в ваннах предварительного и чистового обезжиривания она расположена горизонтально дну и отверстия направлены вверх, а в промывочной ванне разделена на два рукава, расположенные вертикально вдоль стенок, а в отверстия вставлены форсунки. Магнитострикционные преобразователи установлены под второй ванной чистового обезжиривания. Вверху каждой ванны установлен конденсатор в виде прямоугольной рамки, расположенной по контуру ванны, выполненной из металлической трубки, охлаждаемой водой, и держатель изделий, выполненный в виде общей штанги с возможностью возвратно-поступательного перемещения с амплитудой колебания 15 мм и частотой 10…15 колебаний в минуту. Каждая ванна закрыта герметичной крышкой. Рядом с промывочной ванной установлена камера сушки, выполненная в виде куба с коническим дном, которое имеет отверстие для слива, под ним установлен накопительный бак. Боковая сторона куба совмещена с боковой стороной корпуса и закрыта герметичной крышкой, в задней стенке куба выполнено отверстие, через которое поступает азот. Внутри камеры расположена столешница с отверстиями, над которой расположены нагреватели, а над ними два вентилятора, под столешницей расположен конденсатор, выполненный в виде конической спирали из медной трубки, охлаждаемой водой, камера со стороны ванн закрыта шиберным затвором с возможностью вертикального перемещения.
Устройство подогрева и нагреватели могут быть выполнены в виде Тэна, причем в каждой ванне расположены два Тэна и три Тэна расположены над столешницей камеры сушки.
Установка выполнена в герметичном корпусе, что обеспечивает безопасность работы обслуживающего персонала и повышает производительность установки.
Дно ванн обезжиривания и промывочной имеет наклон в сторону сливного отверстия, что обеспечивает полное удаление осадка.
Циркуляционный агрегат выполнен в виде центробежно-вихревого насоса, позволяющего создавать высокую турбулентность жидкости, что ускоряет процесс очистки и повышает ее качество.
В напорный патрубок установлена труба с отверстиями, при этом в двух ваннах обезжиривания она расположена горизонтально дну и отверстия направлены вверх, а в промывочной ванне разделена на два рукава, расположенные вертикально вдоль стенок, а в отверстия вставлены форсунки, что обеспечивает направленное воздействие жидкости на обрабатываемую поверхность изделий, особенно, если изделие имеет сложную конфигурацию.
Держатель изделий, выполненный в виде общей штанги с возможностью возвратно-поступательного перемещения с амплитудой колебания 15 мм и частотой 10…15 колебаний в минуту, что способствует ускорению процесса обезжиривания и, как следствие, повышает качество очистки.
Камера сушки, выполненная в виде куба с коническим дном, которое имеет отверстие для слива, - конструкция оптимальна для сушки изделий, применяемых в ЭВП.
Внутри камеры расположена столешница с отверстиями, над которой расположены нагреватели, а над ними два вентилятора, под столешницей расположен конденсатор, выполненный в виде конической спирали из медной трубки, охлаждаемой водой. Сочетание таких элементов позволяет нагревать и перемешивать азот, что ускоряет процесс сушки изделий. Нагретый до 70°C азот исключает окисление изделий. Наличие отверстий в столешнице обеспечивает циркуляцию азота между изделиями. Конденсатор отводит в бак капельную жидкость, что также ускоряет сушку.
Применение в качестве устройства подогрева и нагревателей Тэнов обеспечивает надежность работы установки, а также простоту их замены в случае выхода из строя.
Установка химической очистки и сушки деталей поясняется чертежом.
На фиг. 1 представлена установка химической очистки и сушки деталей, где
ванна предварительного обезжиривания - 1,
ванна чистового обезжиривания - 2,
ванна промывки - 3,
камера сушки - 4,
устройство подогрева - 5,
устройства контроля и регулирования температуры обезжиривающего раствора и его уровня - 6,
магнитострикционный преобразователь - 7,
герметичный корпус - 8,
дверь корпуса с возможностью перемещения вверх-вниз - 9,
вытяжная вентиляция - 10,
сливное отверстие - 11,
центробежно-вихревой насос - 12,
заборный патрубок насоса - 13,
напорный патрубок - 14,
труба с отверстиями - 15,
форсунки - 16,
конденсатор в виде прямоугольной рамки - 17,
держатель изделий, выполненный в виде штанги - 18,
герметичная крышка ванны - 19,
отверстие для слива в камере - 20,
накопительный бак - 21,
герметичная дверца камеры - 22,
отверстие, через которое поступает азот - 23,
столешница с отверстиями - 24,
нагреватели - 25,
вентилятор - 26,
конденсатор, выполненный в виде конической спирали из медной трубки - 27,
шиберный затвор - 28.
Пример.
Смежные ванны предварительного 1 и чистового 2 обезжиривания, ванна промывки 3, камера сушки 4, устройство подогрева 5, устройства контроля и регулирования температуры обезжиривающего раствора и его уровня 6 установлены в герметичном корпусе 8, выполненном из листовой стали 10 толщиной 1,5 мм на каркасе из стальных уголков. Корпус 8 имеет вытяжную вентиляцию 10 и на передней стенке дверь 9 с возможностью перемещения вверх-вниз, через которую осуществляется доступ к ваннам 1, 2, 3. Ванны 1, 2, 3 и камера сушки 4 изготовлены из листовой нержавеющей стали Х18Н10Т толщиной 2 мм. В каждую ванну установлен центробежно-вихревой насос 13. На напорный патрубок 15 центробежно-вихревого насоса 12, размещенного в ваннах 1 и 2, установлена труба с отверстиями 15, выполненная из стали Х18Н10Т диаметром 20 мм, горизонтально дну. Отверстия трубы 15 направлены вверх к держателю изделий 18. На напорный патрубок 14 центробежно-вихревого насоса 12, размещенного в ванне 3 установлена труба с отверстиями 15, разделенная на два рукава диаметром 20 мм, расположенные вертикально вдоль стенок ванны. В отверстия трубы 15 вставлены форсунки 16, причем по пять в каждый рукав. Устройства для подогрева 5 выполнены в виде Тэнов. На дне каждой ванны расположены два Тэна мощностью 1 кВт. Вверху по контуру каждой ванны установлен конденсатор 17 в виде прямоугольной рамки, изготовленной из медной трубки с проходным сечением 8 мм. Трубка охлаждается проточной сетевой водой. Держатель изделий выполнен в виде единой штанги 18, проходящей вверху через все ванны 1, 2, 3 с возможностью возвратно-поступательного перемещения с амплитудой колебания 15 мм и частотой 10…15 колебаний в минуту. Каждая ванна закрыта герметичной крышкой 19. Камера сушки 4 выполнена в виде куба с коническим дном, в котором есть отверстие для слива 20, под которым установлен накопительный бак 21. В камере сушки 4 расположена столешница с отверстиями - 24, изготовленная из нержавеющей стали Х18Н10Т. Над столешницей размещены нагреватели 25, выполненные в виде трех Тэнов мощностью 2 кВт каждый. Над нагревателями расположены два электровентилятора 26. Под столешницей 25 расположен конденсатор 27, выполненный в виде конической спирали из медной трубки с проходным сечением 8 мм, охлаждаемой проточной сетевой водой. На задней стенке камеры 4 выполнено отверстие 23, через которое поступает азот. Внутри корпуса 8 камера 4 закрыта шиберным затвором 28, а снаружи установлена герметичная дверца 22, открывающаяся вбок.
Установка химической очистки и сушки деталей работает следующим образом.
В ванны 1 и 2 заливают жидкий обезжиривающий раствор, например трихлорэтилен. Ванну 3 заполняют проточной водой. Ванны заполняют примерно на 2/3 высоты. Крышки ванн 19 закрыты. Открывают дверь 9 и крышку 19 ванны 1. Изделия подвешивают на штангу 18 в ванне 1 на крючках или в корзинках. Закрывают крышку 19 и дверь 9. Включают устройство нагрева 5 в виде Тэнов и нагревают до 70°C обезжиривающую жидкость в ваннах 1 и 2, а воду в ванне 3 до 50°C. Включают привод держателя 18 и насос 12 в ванне 1. И одновременно включают конденсаторы 17 в ваннах. Продолжительность предварительного обезжиривания зависит от степени загрязнения поверхности изделия. После предварительного обезжиривания выключают привод держателя 18 и насос 12 в ванне 1, открывают дверь 9 и крышки 19 ванн 1 и 2, изделия перемещают в ванну 2 вручную, поскольку изделия в основном разнообразны. В ванну 1 помещают вторую партию изделий. Закрывают крышки 19 и дверь 9. Включают привод держателя 18 и насосы 12 в ванне 1 и 2 и магнитострикционные преобразователи 7 под дном ванны 2. После завершения чистового обезжиривания процесс повторяется и изделия помещают в ванну 3 для промывки. В ванне 3 включают насос 12, который нагнетает горячую воду в трубы 15. Вода через форсунки 16 омывает изделия, обеспечивая чистоту поверхности, особенно изделий со сложной конфигурацией. После промывки отключают держатель изделия 18 и открывают шиберный затвор 28 камеры 4, укладывают изделия на столешницу 24 в камере 4. 3акрывают шиберный затвор 28. Процесс заполнения изделиями ванн 1, 2.3 повторяется. Дверь 9 закрывается. Через кран в отверстие 23 подают азот. Включают нагреватели 25, вентиляторы 26 и конденсатор 27. Нагревают азот до 60-70°C. Остатки жидкостей с изделий сливаются через отверстие 20 для слива в накопительный бак 21. Сушка продолжается в зависимости от размеров и сложности изделий. Выключают нагреватели 25, вентиляторы 26 и конденсатор 27. Открывают герметичную дверцу 22 и вынимают изделия. Цикличность работы установки определяется наибольшей продолжительностью одной из операций обработки изделий.
Эксперимент проводился на экспериментальной установке. Достигнуто высокое качество очистки изделий различной конфигурации. Улучшилась адгезия наносимых на изделия покрытий. Обеспечивается полное удаление флюсов после пайки изделий. Производительность установки возросла в 1,5 раза.
Источники информации
1. Патент №2426820, МПК C23G3, C25D 21/08, C25D 21/12.
2. Патент №2229179, МПК G21C 21/02.