RU217744U1

RU217744U1 - Device for the deposition of electrolytic coatings

Info

Publication number: RU217744U1
Application number: RU2022127653U
Authority: RU
Inventors: Артем Алексеевич Белов; Николай Юрьевич Мирошкин; Виктор Александрович Гулевский; Сергей Николаевич Цурихин; Николай Алексеевич Кидалов; Данил Александрович Филатов
Filing date: 2022-10-25
Publication date: 2023-04-14

Abstract

Полезная модель относится к получению металлических шарообразных гранул, применяющихся в литейно-металлургическом производстве, в частности при изготовлении пористых литых заготовок из разных металлов и сплавов, используемых для изготовления деталей в машиностроении, авиастроении, судостроении, автомобилестроении, спортинвентаре и других отраслях промышленности. Устройство для осаждения электролитического покрытия на гранулы пенополистирола с токопроводящим слоем содержит гальваническую ванну, в которую горизонтально установлен барабан с размещенной внутри пластиной. Барабан выполнен из двух частей - верхней части в виде катодной контактной сетки и нижней части из диэлектрического перфорированного материала. Пластина установлена с возможностью вращения относительно статического барабана и с зазором относительно его внутренней поверхности и выполняет функцию анода, причем размер упомянутого зазора превышает максимальный линейный размер покрываемых гранул пенополистирола. Техническим результатом является равномерно металлизированный слой на плавучих гранулах. 1 ил.

The utility model relates to the production of metal spherical granules used in foundry and metallurgical production, in particular in the manufacture of porous cast billets from various metals and alloys used for the manufacture of parts in mechanical engineering, aircraft building, shipbuilding, automotive, sports equipment and other industries. The device for deposition of an electrolytic coating on expanded polystyrene granules with a conductive layer contains a galvanic bath, in which a drum with a plate placed inside is horizontally installed. The drum is made of two parts - the upper part in the form of a cathode contact grid and the lower part of a dielectric perforated material. The plate is installed with the possibility of rotation relative to the static drum and with a gap relative to its inner surface and performs the function of an anode, and the size of said gap exceeds the maximum linear size of the coated expanded polystyrene granules. The technical result is a uniformly metallized layer on floating granules. 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к получению металлических шарообразных гранул, применяющихся в литейно-металлургическом производстве, в частности, при изготовлении пористых литых заготовок из разных металлов и сплавов, используемых для изготовления деталей в машиностроении, авиастроении, судостроении, автомобилестроении, спортинвентаре и других отраслях промышленности.The proposed utility model relates to the production of metal spherical granules used in foundry and metallurgical production, in particular, in the manufacture of porous cast billets from various metals and alloys used for the manufacture of parts in mechanical engineering, aircraft building, shipbuilding, automotive, sports equipment and other industries.

Известно устройство для металлизации диэлектрических частиц: зерен, гранул, микросфер, частиц неправильной формы, которое содержит основную гальваническую ванну, соединенную с дополнительной посредством трубопроводов, насоса и соплового аппарата, расположенного на дне основной ванны и обеспечивающего равномерное поступление электролита к частицам во время процесса их металлизации (патент № 122655 РФ, МПК C23C 18/00, C25D 17/16; опубл. 10.12.2012; Бюл. № 34).A device for metallization of dielectric particles is known: grains, granules, microspheres, particles of irregular shape, which contains the main galvanic bath connected to the additional one by means of pipelines, a pump and a nozzle apparatus located at the bottom of the main bath and providing a uniform supply of electrolyte to the particles during the process of their metallization (patent No. 122655 RF, IPC C23C 18/00, C25D 17/16; publ. 10.12.2012; Bull. No. 34).

Недостатками данного устройства является наличие двух ванн, соединенных между собой трубопроводом, что увеличивает необходимый объем электролита для процесса электроосаждения металла. The disadvantages of this device is the presence of two baths, interconnected by a pipeline, which increases the required volume of electrolyte for the process of metal electrodeposition.

Известно устройство для нанесения покрытия на мелкие детали, помещаемых насыпью в перфорированный корпус, выполненный в форме сочленённых основаниями усеченных многоугольных пирамид, посаженных на вал, имеющий привод вращения (патент № 2006535 РФ, МПК C25D 17/24; опубл.30.01.1994). A device is known for coating small parts placed in bulk in a perforated housing made in the form of truncated polygonal pyramids articulated at the bases, planted on a shaft having a rotation drive (patent No. 2006535 of the Russian Federation, IPC C25D 17/24; publ.

Недостатками данного устройства является сложная конструкция колокола, куда помещаются обрабатываемые детали.The disadvantages of this device is the complex design of the bell, where the workpieces are placed.

Кроме этого, оба устройства не позволяют наносить равномерное покрытие на плавучие материалы, что обуславливается постоянным контактом с катодной частью устройства.In addition, both devices do not allow to apply a uniform coating on floating materials, which is caused by constant contact with the cathode part of the device.

Наиболее близким к предлагаемому, по технической сущности, является устройство для металлизации, содержащее гальваническую ванну с горизонтально установленным вращающимся барабаном, который разделен на две одинаковые камеры пластиной, выполняющей функцию катода, и анодным желобом, установленным под барабаном (Патент DE3210770, МПК C23С3/02; опубл. 29.09.1983).Closest to the proposed, in technical essence, is a device for plating, containing a plating bath with a horizontally mounted rotating drum, which is divided into two identical chambers by a plate that acts as a cathode and an anode chute installed under the drum (Patent DE3210770, IPC C23C3/02 ; published 09/29/1983).

Основным недостатком устройства является контакт покрытых металлом гранул с катодной частью устройства, что приводит к продолжению процесса металлизации гранул и после достижения необходимой (расчетной) толщины покрытия.The main disadvantage of the device is the contact of the metal-coated granules with the cathode part of the device, which leads to the continuation of the process of metallization of the granules after reaching the required (calculated) coating thickness.

Задачей является разработка устройства исключающего слипание между собой и прилипание к катоду металлизируемых гранул и предотвращение дальнейшего процесса металлизации покрытых и погрузившихся в нижнюю часть барабана гранул.The task is to develop a device that excludes sticking to each other and sticking to the cathode of metallized granules and preventing further metallization of the granules coated and immersed in the lower part of the drum.

Техническим результатом является равномерно металлизированный слой на плавучих гранулах.The technical result is a uniformly metallized layer on floating granules.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для осаждения электролитического покрытия на гранулы пенополистирола с токопроводящим слоем, содержащее гальваническую ванну, в которую горизонтально установлен барабан с размещенной внутри пластиной, при этом барабан выполнен из двух частей – верхней части в виде катодной контактной сетки и нижней части из диэлектрического перфорированного материала, при этом пластина установлена с возможностью вращения относительно статического барабана и с зазором относительно его внутренней поверхности, и выполняет функцию анода, причем размер упомянутого зазора превышает максимальный линейный размер покрываемых гранул пенополистирола.The technical result is achieved by the fact that in the device for deposition of an electrolytic coating on expanded polystyrene granules with a conductive layer, containing a galvanic bath, in which a drum is horizontally installed with a plate placed inside, while the drum is made of two parts - the upper part in the form of a cathode contact grid and the lower parts from a dielectric perforated material, while the plate is installed with the possibility of rotation relative to the static drum and with a gap relative to its inner surface, and performs the function of an anode, and the size of said gap exceeds the maximum linear size of the coated expanded polystyrene granules.

В процессе электрохимической металлизации плавучие гранулы находятся в верхней части барабана, прижатые под давлением собственного веса к катодной контактной сетке. Вращение анодной пластины вызывает «колебания» электролита (перемешивание) и, соответственно, колебания гранул, что исключает постоянный контакт гранул с катодной сеткой и, как следствие, слипание гранул в процессе электрохимической металлизации. В процессе металлизации, покрытые металлическим слоем (отяжелевшие) гранулы опускаются на дно барабана, которое выполнено из непроводящего электрический ток материала (диэлектрика), что исключает дальнейшее нанесение металлического покрытия на гранулы.In the process of electrochemical metallization, floating granules are located in the upper part of the drum, pressed under the pressure of their own weight to the cathode contact grid. Rotation of the anode plate causes electrolyte “oscillations” (mixing) and, accordingly, oscillations of the granules, which excludes constant contact of the granules with the cathode grid and, as a result, sticking of the granules during electrochemical metallization. In the process of metallization, the (heavier) granules covered with a metal layer fall to the bottom of the drum, which is made of a non-conductive electrical current material (dielectric), which excludes further application of a metal coating on the granules.

В качестве плавучих гранул используются гранулы из пенополистирола.Expanded polystyrene granules are used as floating granules.

Сущность устройства для получения металлизированного слоя на гранулах пенополистирола поясняется чертежами.The essence of the device for obtaining a metallized layer on expanded polystyrene granules is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображена общая схема устройства для металлизации гранул пенополистирола, на фиг.2 показана схема устройства в разрезе.In FIG. 1 shows a general diagram of a device for metallization of expanded polystyrene granules, figure 2 shows a diagram of the device in section.

Устройство для получения металлизированного слоя на гранулах пенополистирола состоит из ёмкости 1, представляющей собой гальваническую ванну, с установленной сверху рамой 2, на которой закреплены загрузочный барабан 3 в виде горизонтально установленного цилиндра и привод, состоящий из электродвигателя 4 и ременной передачи 5. Верхняя часть стенки (верхняя половина) загрузочного барабана 3 выполнена из токопроводящего материала в виде катодной контактной сетки 6 (подача отрицательного заряда осуществляется посредством токоведущего провода), а нижняя часть стенки загрузочного барабана 3 выполнена из не проводящего электрический ток материала 7. В стенке загрузочного барабана 3 выполнено загрузочное окно для загрузки в барабан плавучих гранул 8. Внутри загрузочного барабана 3 (на оси вращения) установлена анодная пластина 9. Анодная пластина 9 установлена с зазором к внутренней поверхности загрузочного барабана 3. Размер зазора должен пяти-шестикратно превышать максимальный линейный размер обрабатываемых плавучих гранул, при условии их расположения по поверхности катодной контактной сетки 6 в 1-3 ряда.A device for obtaining a metallized layer on expanded polystyrene granules consists of a container 1, which is a galvanic bath, with a frame 2 mounted on top, on which a loading drum 3 is fixed in the form of a horizontally mounted cylinder and a drive consisting of an electric motor 4 and a belt drive 5. The upper part of the wall (upper half) of the loading drum 3 is made of a conductive material in the form of a cathode contact grid 6 (the negative charge is supplied by means of a current-carrying wire), and the lower part of the wall of the loading drum 3 is made of a non-conductive material 7. In the wall of the loading drum 3, a loading a window for loading floating granules into the drum 8. An anode plate 9 is installed inside the loading drum 3 (on the axis of rotation). subject to their location on the surface of the cathode contact grid 6 in 1-3 rows.

Ёмкость 1 заполняется электролитом 10 так, чтобы загрузочный барабан 3 был полностью в него погружен.The container 1 is filled with electrolyte 10 so that the loading drum 3 is completely immersed in it.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Плавучие гранулы 8, предварительно плакированные (с токопроводящим слоем), через загрузочное окно размещают в загрузочном барабане 3. Устанавливают в ёмкость 1 загрузочный барабан 3, заливают в нее электролит 10 до полного погружения барабана 3 под поверхность электролита 10, и закрывают прозрачной защитной крышкой, для предотвращения выплесков электролита 10 в процессе работы установки.Floating pellets 8, pre-clad (with a conductive layer), are placed through the loading window in the loading drum 3. A loading drum 3 is installed in the container 1, electrolyte 10 is poured into it until the drum 3 is completely immersed under the surface of the electrolyte 10, and closed with a transparent protective cover, to prevent splashes of electrolyte 10 during the operation of the installation.

Далее подключают источник питания постоянного тока к катодной контактной сетке 6 и анодной пластине 9 для начала гальванического процесса и одновременно с этим подключают привод к внешнему источнику питания постоянного тока.Next, connect the DC power source to the cathode contact grid 6 and the anode plate 9 to start the galvanic process and at the same time connect the drive to an external DC power source.

Включенный электродвигатель 4 посредством ременной передачи 5 вращает анодную пластину 9, которая вращается внутри неподвижного загрузочного барабана 3 по часовой стрелке с заданной скоростью. Анодная пластина 9 служит для перемешивания электролита 10, что предотвращает слипание гранул 8 между собой и прилипание их к катодной контактной сетке 6 в процессе нанесения покрытия. The switched on electric motor 4 by means of a belt drive 5 rotates the anode plate 9, which rotates inside the fixed loading drum 3 clockwise at a given speed. The anode plate 9 serves to mix the electrolyte 10, which prevents the granules 8 from sticking together and sticking to the cathode contact grid 6 during the coating process.

Для гальванического процесса и питания привода служат два независимых источника питания, что позволяет контролировать вращение анодной пластины 9 и цепь питания электролизной ванны.Two independent power sources serve for the galvanic process and power supply of the drive, which makes it possible to control the rotation of the anode plate 9 and the power supply circuit of the electrolysis bath.

В процессе работы установки плавучие материалы 8 всплывают к катодной поверхности 6, а вращающаяся анодная пластина 9 обеспечивает перемешивание электролита 10, что приводит в движение плавучий материал 8. Когда плавучий материал 8 полностью покрывается металлическим покрытием, он опускается в нижнюю часть барабана 3 из не проводящего электрический ток материала 7, за счет повышения своей массы (плотности), где процесс нанесения металлического покрытия прекращается. После погружения всех металлизированных гранул 11 на дно барабана 3 процесс нанесения покрытия прекращается, и отключаются все источники питания. Загрузочный барабан 3 извлекается и через загрузочное окно вынимаются металлизированные гранулы 11.During the operation of the plant, the floating materials 8 float to the cathode surface 6, and the rotating anode plate 9 ensures the mixing of the electrolyte 10, which sets the floating material 8 in motion. electric current of the material 7, by increasing its mass (density), where the process of applying a metal coating stops. After immersion of all metallized granules 11 on the bottom of the drum 3, the coating process is stopped and all power sources are turned off. The loading drum 3 is removed and the metallized granules 11 are taken out through the loading window.

Предлагаемое устройство позволяет проводить нанесение покрытий на плавучие материалы, при этом исключается их слипание между собой и прилипание к катодной пластине, что позволяет получать равномерное покрытие по всему плавучему материалу.The proposed device allows for the deposition of coatings on floating materials, while eliminating their sticking to each other and sticking to the cathode plate, which allows you to obtain a uniform coating throughout the floating material.

Таким образом, устройство для осаждения электролитических покрытий, содержащее гальваническую ванну и горизонтально установленный барабан, выполненный из верхней части в виде катодной контактной сетки и нижней части из диэлектрического перфорированного материала, с размещенной внутри анодной пластиной, установленной с возможностью вращения относительно статического барабана и с зазором относительно его внутренней поверхности барабана, обеспечивает образование равномерно металлизированного слоя на плавучих гранулах.Thus, a device for the deposition of electrolytic coatings, containing a galvanic bath and a horizontally mounted drum, made of an upper part in the form of a cathode contact grid and a lower part of a dielectric perforated material, with an anode plate placed inside, mounted for rotation relative to the static drum and with a gap relative to its inner surface of the drum, provides the formation of a uniformly metallized layer on the floating granules.

Claims

A device for the deposition of an electrolytic coating on polystyrene foam granules with a conductive layer, containing a galvanic bath in which a drum with a plate placed inside is horizontally installed, characterized in that the drum is made of two parts - the upper part in the form of a cathode contact grid and the lower part of a dielectric perforated material , while the plate is installed with the possibility of rotation relative to the static drum and with a gap relative to its inner surface, and performs the function of an anode, and the size of the mentioned gap exceeds the maximum linear size of the coated expanded polystyrene granules.