Способ удаления и локализации токсичных испарений процессных ванн выполненных в двухуровневой компоновке операционных модулей линий гальванохимической обработки - RU2684131C1

Чертежи

Показать все 10 чертежа(ей)

Описание

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.

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 (B₁) вытяжной вентиляции данного ОМ.

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 (ЛВ₂), - с контуром передувки.

При этом, БСЭ 4, СРЭ 5, СУРЭ 6 и БСЗПВ 7, вместе с СЧПВ 8, оснащены локальными напорными системами (ЛНС) H₁, Н₂, Н₃ и H₄, 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.

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 (ТШК₁), 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).

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 (ТШК₂), другой вход которого соединен, через запорно-регулирующие вентили (на фиг. 4 не обозначены), с БСЗПВ 16 и с СЧПВ 17, а выход ТШК₂ соединен, через регулирующий вентиль, с установленными в ВСДП 10 коллекторами с ЭФСП.

При этом, БСЭ 12, СКРЭ 13, СУРЭ 14 и БСЗПВ 16, вместе с СЧПВ 17, оснащены локальными напорными системами (ЛНС) H₅, Н₆, Н₇ и Н₈, соответственно.

Причем, выход оснащенного ЛНС Н₇ 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.

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 - ЛВ₁ и ЛВ₂, 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 (В₂) 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 ЛВ₃, с воздуховодом (В₂) 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.

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 ЛВ₁ (в данном случае), соединен с барботером (Б), размещенным в СУРЭ 13, соединенным как с воздуховодом (В₂) вытяжной вентиляции, так и, через второй ЛВ₂, - 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).

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 (ТШК₁), один из двух выходов которого соединен с БСЭ 21, а другой - с СКРЭ 23 (см. Фиг. 7), оснащенным теплоизоляцией (на фиг. 7 не обозначена).

При этом, БСЭ 21, СКРЭ 22, СУРЭ 23 и БСЗПВ 25, вместе с СЧПВ 26, оснащены локальными напорными системами (ЛНС) Н₉, Н₁₀, Н₁₁ и H₁₂, соответственно.

А выход ЛНС Н₁₁ 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 H₁₂.

Кроме того, БСЭ 21 и СКРЭ 23, в этом случае, оснащают теплоизоляцией, нагревателями и датчиком уровня (на фиг. 7 не обозначены).

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 (ТШК₂), другой вход которого соединен, через запорно-регулирующие вентили (на фиг. 7 не обозначены), с БСЗПВ 25 и с СЧПВ 26, а выход ТШК₂ 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.

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 Н₃ 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.

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 - ЛВ₁ и ЛВ₂ (на фиг. 9 не показан), соединены с сепараторами-каплеотделителями CK₁ и СК₂, 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 ЛВ₃, с воздуховодом (В₃) вытяжной вентиляции данного ОМ и сепаратором-каплеотделителем СК₁, 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.

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 В₃ вытяжной вентиляции, так и, через второй - ЛВ₂, - 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.

При этом, вентиляторы (на фиг. 1-10 не показаны) воздуховодов B₁-B₃ 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.

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 ТШК₂ (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 Н₈, Н₁₂ и Н₁₆, 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:

- включение вентиляторов (на фиг. 1-10 не показаны) воздуховодов В₁, В₂ и В₃ вытяжной вентиляции;

- включение насосов H₁, Н₅, Н₉ и Н₁₃ 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;

- включение ЛВ₁ и ЛВ₂, 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).

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 B₁ 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).

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 ЛВ₃, 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).

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 СК₁, токсичные испарения Пр.В 18 (27) поступают в свой воздуховод В₃ (В₁, в случае использования Пр.В 27) вытяжной вентиляции и/или, с помощью ЛВ₂ (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).

При этом, поступающая в СУРЭ 6 ОМ травления вода от ее ВСДП 2 используется, с помощью его Н₃, для подачи в коллектор для деструктуризации пены, размещенный в переливном кармане Пр.В 27 ОМ обезжиривания (см. Фиг. 8).

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 ТШК₂ в направление 1-3 и уже эти сконденсированные испарения используют при проведении операций струйно-динамической промывки.

При этом, после проведения последней, уровень сконденсированных испарений в СПВ 15, 24 и 33 снижается, что приводит к автоматическому (в данном варианте исполнения) переключению ТШК₂ 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;

- включение ЛНС H₁₂ и Н₁₆, подключенных или подключаемых на время очистки к СЧПВ, соответственно, 26 и 35;

- коммутация в направлении 1-3 ТШК₁ (при сливе электролита из Пр.В 18, 27).

В этом случае, чистая вода, через нормально-открытый в направлении 1-2 ТШК₂, 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.

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 ТШК₁ 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.

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 м³/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.

Реферат

Изобретение относится к области гальванотехники. Способ включает использование бортовых отсосов и воздуховода вытяжной вентиляции для удаления токсичных испарений процессных ванн и сборника-концентратора электролита, соединенного трубопроводами со сборником-улавливателем электролита ванны струйно-динамической промывки, при этом операционные модули процессных ванн оснащают устройствами удаления и локализации токсичных испарений, бортовые отсосы - локальным вентилятором, сборник-концентратор - сепаратором-каплеотделителем, а сборник-улавливатель разбавленного электролита оснащают барботером или сепаратором-каплеотделителем, при этом выход локального вентилятора сборника-концентратора соединяют с входом устанавливаемого в последнем сепаратора-каплеотделителя, а выход по меньшей мере одного из локальных вентиляторов процессной ванны соединяют с входом устанавливаемого в сборнике-улавливателе 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. Технический результат: упрощение обслуживания устройств локализации, повышение эффективности очистки токсичных испарений процессных ванн и расширение функционально-технологических возможностей. 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

Формула