RU39288U1

RU39288U1 - ELECTRIC ARC CLEANING CAMERA IN VACUUM

Info

Publication number: RU39288U1
Application number: RU2002129676/22U
Authority: RU
Inventors: С.А. Елфимов
Original assignee: Елфимов Сергей Алексеевич
Priority date: 2002-11-04
Filing date: 2002-11-04
Publication date: 2004-07-27

Abstract

Изобретение относится к технике очистки металлов от окислов и загрязнений поверхностного слоя и может быть использовано в любой области машиностроения, в частности в трубном, котельном, нефтегазовом, химическом и других производствах. Цель изобретения - повышение производительности процесса при компактности и малой металлоемкости оборудования. Камера дуговой очистки металла в вакууме содержит: корпус 1, с установленным в нем электродом 2, шлюзовые устройства 3 с эластичными уплотнениями 4, поджигающий электрод 5, контакты для подвода питания: "плюс" - 6, "минус" - 7, а также диэлектрические прокладки 8 и 9, обеспечивающие стабильное воздействие дуги исключительно на заготовку. Камера обеспечивает перемещение обрабатываемого материала в шаговом режиме и очистку металла от окислов под воздействием электродуги постоянного тока в вакууме.The invention relates to techniques for the purification of metals from oxides and contaminants of the surface layer and can be used in any field of mechanical engineering, in particular in pipe, boiler, oil and gas, chemical and other industries. The purpose of the invention is to increase the productivity of the process with compactness and low metal consumption of the equipment. The chamber for metal arc cleaning in vacuum contains: a housing 1, with an electrode 2 installed in it, lock devices 3 with elastic seals 4, an ignition electrode 5, contacts for power supply: plus - 6, minus - 7, and dielectric gaskets 8 and 9, providing a stable arc effect exclusively on the workpiece. The camera provides the movement of the processed material in a stepped mode and the metal is cleaned of oxides under the influence of a direct current arc in vacuum.

Этот технологический процесс является экологически чистым, так как происходит в замкнутом объеме, а продукты выброса являются нейтральными продуктами раскисления.This process is environmentally friendly, as it takes place in a confined space, and the waste products are neutral deoxidation products.

Description

Изобретение относится к технике очистки металлов от окислов и загрязнений и может быть использовано в любой области машиностроения, в частности в трубном, прокатном, котельном, нефтегазовом, химическом и других производствах.The invention relates to techniques for the purification of metals from oxides and contaminants and can be used in any field of engineering, in particular in pipe, rolling, boiler, oil and gas, chemical and other industries.

В настоящее время на промышленных предприятиях применяются процессы очистки металлических поверхностей в вакуумных камерах с применением электрической дуги.Currently, industrial enterprises use processes for cleaning metal surfaces in vacuum chambers using an electric arc.

В таком оборудовании процент вспомогательного времени от общего времени технологического цикла достигает 75% за счет того, что это оборудование отличается большими объемами вакуумных камер, требующими значительных затрат времени на откачку воздуха, а также большой энергоемкостью.In such equipment, the percentage of auxiliary time from the total time of the technological cycle reaches 75% due to the fact that this equipment is characterized by large volumes of vacuum chambers, which require significant time for pumping air, as well as high energy consumption.

В связи с этим возникла необходимость в создании компактной установки, в которой вакуум создается только в зоне работающей электродуги, а не в общем объеме установки. Одновременно с этим применение высокопроизводительного вакуумного насоса снижает вспомогательное время процесса In this regard, it became necessary to create a compact installation in which vacuum is created only in the area of a working electric arc, and not in the total volume of the installation. At the same time, the use of a high-performance vacuum pump reduces the auxiliary process time.

до 1%, что значительно повышает производительность оборудования.up to 1%, which significantly increases the productivity of the equipment.

Известно устройство для очистки катанки дуговым разрядом по а.с. № 997889, В 21 В 45/04, СССР, 1983г., которое содержит охваченную магнитной катушкой электродуговую камеру с кольцевым водоохлаждаемым электродом, снабженным уплотняющими проводками на входе и выходе очищаемой катанки, а электродуговая камера соединена с расположенными соосно с ней со стороны входа и выхода катанки эжекторами вихревого типа.A device for cleaning wire rod with an arc discharge according to A.S. No. 997889, V 21 V 45/04, USSR, 1983, which contains an electric arc chamber enclosed by a magnetic coil with a ring water-cooled electrode equipped with sealing wires at the inlet and outlet of the wire rod being cleaned, and the electric arc chamber is connected to the input and wire rod exit by eddy-type ejectors.

Однако, известное устройство не дает возможности получить стабильный вакуум (2·10^-2 мм рт. ст), что необходимо для получения качественной обработки металла, из-за изменения диаметров входа и выхода устройства при износе.However, the known device does not allow to obtain a stable vacuum (2 · 10 ^-2 mm Hg), which is necessary to obtain high-quality metal processing, due to changes in the diameters of the inlet and outlet of the device during wear.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является устройство для электродуговой очистки длинномерных изделий по а.с. №690689, В 08 В7/04, СССР, 1974 г., которое содержит вакуумную камеру с входным, промежуточным и выходным отсеками, в которых, кроме промежуточного отсека, размещены дисковые электроды, закрепленные на подвижных штоках.The closest technical solution adopted for the prototype is a device for electric arc cleaning of long products according to as No. 690689, В 08 В7 / 04, USSR, 1974, which contains a vacuum chamber with inlet, intermediate, and output compartments, in which, in addition to the intermediate compartment, disc electrodes are mounted on movable rods.

В промежуточном отсеке размещен охлаждающий барабан.A cooling drum is located in the intermediate compartment.

Для поддержания технологического вакуума в камере установлены вакуумные динамические уплотнения. Источники питания соединены положительными полюсами с электродами, а отрицательными - с изделием через токопроводящие элементы, например, посредством барабана.To maintain the process vacuum, dynamic dynamic seals are installed in the chamber. Power sources are connected by positive poles to the electrodes, and negative poles - with the product through conductive elements, for example, by means of a drum.

Недостатком известного устройства является то, что очистка поверхности производится сначала с одной стороны изделия, а после охлаждения - с другой. Конструкция устройства не позволяет производить круговую очистку поверхности, что снижает производительность процесса и качество обработки. Полная очистка изделия в установке происходит при прохождении его через три отсека установки. В первом отсеке очищается одна сторона, во втором - изделие охлаждается, а в третьем - очищается вторая сторона. Такая камера имеет габариты, равные трехкратным размерам обрабатываемого изделия.A disadvantage of the known device is that the surface is cleaned first on one side of the product, and after cooling on the other. The design of the device does not allow circular cleaning of the surface, which reduces the productivity of the process and the quality of processing. Complete cleaning of the product in the installation occurs when it passes through the three compartments of the installation. In the first compartment, one side is cleaned, in the second - the product is cooled, and in the third - the second side is cleaned. Such a chamber has dimensions equal to three times the size of the workpiece.

Цель предполагаемого изобретения - повысить производительность процесса и уменьшить габариты установки.The purpose of the proposed invention is to increase the productivity of the process and reduce the dimensions of the installation.

Поставленная цель достигается тем, что камера дуговой очистки металла в вакууме, содержащая корпус, с This goal is achieved in that the chamber of the arc metal cleaning in vacuum, containing a housing, with

установленным в нем водоохлаждаемым электродом, шлюзовые устройства с эластичными уплотнениями, поджигающий электрод возвратно-поступательного действия, устройства для обеспечения контакта обрабатываемого металла с отрицательным выводом источника питания, рабочий электрод выполнен с футеровкой, заполняющей свободный объем камеры и обладающей диэлектрическими и тепловыми изоляционными свойствами; а также, для исключения износа эластичных уплотнений шлюзовых устройств при осевом перемещении обрабатываемого материала они выполнены постоянно-замкнутыми с ним и снабжены полостями для подачи вакуума, обеспечивающего кратковременное разъединение их с материалом для его шагового перемещения; а также, для недопущения переброса вакуумной дуги с обрабатываемого материала на корпус камеры, она снабжена диэлектрическими прокладками по торцам и входным штырям рабочего и поджигающего электродов.a water-cooled electrode installed in it, gateway devices with elastic seals, igniting a reciprocating electrode, devices for ensuring the contact of the treated metal with the negative output of the power source, the working electrode is lined to fill the free volume of the chamber and having dielectric and thermal insulation properties; and also, to eliminate wear of the elastic seals of the gateway devices during axial movement of the processed material, they are made permanently closed with it and equipped with cavities for supplying a vacuum, providing a short-term separation of them from the material for its step-by-step movement; and also, to prevent the transfer of the vacuum arc from the processed material to the camera body, it is equipped with dielectric spacers at the ends and input pins of the working and ignition electrodes.

На рис.1 изображена камера дуговой очистки металла в вакууме, которая содержит: корпус 1 с установленным в нем электродом 2, шлюзовые устройства 3 с эластичными уплотнениями 4, поджигающий электрод 5, контакты для подвода питания: "плюс" - 6, "минус" - 7, а также Fig. 1 shows a vacuum arc metal cleaning chamber, which contains: a housing 1 with an electrode 2 installed in it, gateway devices 3 with elastic seals 4, an igniting electrode 5, contacts for supplying power: "plus" - 6, "minus" - 7 as well

диэлектрические прокладки 8 и 9, обеспечивающие стабильное воздействие дуги исключительно на обрабатываемую заготовку.dielectric pads 8 and 9, providing a stable arc effect exclusively on the workpiece.

Работает камера... следующим образом.The camera works ... as follows.

При подаче "вакуума" в обе полости "В" шлюзов 3 изделие, лежащее на приводном рольганге (на рис.1 рольганг не показан), перемещается внутри камеры на шаг, равный длине рабочего электрода, и останавливается захватом эластичных уплотнений 4, при перебросе "вакуума" из полости "В" в полость "А". При достижении "вакуума" в полости "А" рабочей величины, поджигающий электрод 5 совершает кратковременный возвратно-поступательный ход до соприкосновения с изделием 10, к которому через контакты 7 подведен "минус" от источника питания, возникшая между ним и изделием дуга инициирует возникновение дуги между рабочим электродом 6 и изделием 10. Происходит воздействие дуги на изделие, с поверхности которого испаряются окислы металла и происходит очистка поверхности. При перебросе "вакуума" из полости "А" в полость "В" процесс повторяется. Весь процесс происходит в автоматическом режиме.When applying a "vacuum" to both cavities "B" of the locks 3, the product lying on the drive roller table (not shown in Fig. 1) moves inside the chamber by a step equal to the length of the working electrode, and stops by the capture of elastic seals 4, when transferring vacuum "from cavity" B "to cavity" A ". Upon reaching the "vacuum" in the cavity "A" of the working quantity, the ignition electrode 5 makes a short reciprocating stroke until it touches the product 10, to which a negative from the power source is connected through contacts 7, the arc arising between it and the product initiates the appearance of an arc between the working electrode 6 and the product 10. There is an arc on the product, from the surface of which metal oxides evaporate and the surface is cleaned. When transferring the "vacuum" from the cavity "A" into the cavity "B", the process is repeated. The whole process takes place automatically.

Claims

1. A chamber for electric arc cleaning of metal in a vacuum, comprising a housing with a water-cooled working electrode installed in it, lock devices with elastic seals, a firing electrode for reciprocating action, devices for providing contact of the treated metal with a negative output of the power source, characterized in that the working electrode made with a lining filling the free volume of the chamber and having dielectric and thermal insulating properties.

2. The chamber according to claim 1, characterized in that the gateway devices are made continuously-closed with the material being processed and are equipped with cavities for supplying a vacuum, providing for their short-term disconnection with the material for step-by-step movement of the latter.

3. The chamber according to any one of claims 1 and 2, characterized in that it is equipped with dielectric spacers at the ends and input pins of the working and firing electrodes.