Спосіб електрогідроімпульсного очищення металевої стружки від мастила

Реферат: Винахід належить до електрогідроімпульсної обробки виробів, а саме до способу очищення металевої стружки від мастила та інших забруднень. Спосіб включає дію на неї високовольтними розрядами у робочій рідині, згідно з винаходом, як робочу рідину використовують 0,1-0,2 % розчин емульгатора з поверхнево-активних речовин у воді, а дію здійснюють з енергією в імпульсі 1,6-2,5 кДж та частотою слідування імпульсів 1,4-2,0 Гц. Технічний результат: підвищення ефективності процесу очищення та стабілізувати й інтенсифікувати процес емульгування мастила в воді. UA 108690 C2 (12) UA 108690 C2 UA 108690 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до електрогідроімпульсної (ЕГ) обробки виробів, а саме до способів очищення металевої стружки від мастила та інших забруднень. Відомо спосіб ЕГ очищення виробів [Патент України № 1834, МПК5 B22D 29/00, опубл. 20.12.1994 ПВ № 4], що включає завантаження виробів у контейнер, розташування електродів біля їх поверхні, підводу високовольтного струму, заглиблення контейнера в робочу рідину та очищення дією ЕГ розрядів з одночасним пересуванням електродів уздовж виробів у режимі розряду з оберненою полярністю, при цьому напруга між електродами складає 10…15 кВ, а частота здійснення розрядів знаходиться в межах 2…10 Гц. Ознакою, яка збігається з суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, є очищення виробів дією високовольтного розряду в рідині. До причин, що перешкоджають одержанню необхідного технічного результату, слід віднести те, що спосіб передбачає дію тільки імпульсів тиску рідини для очищення виробів, що не гарантує випадків повторного забруднення виробів, особливо, коли йдеться до процесів очищення від рідких забруднювачів, наприклад, жирів і мастил та інші. У таких випадках знижується ефективність процесу очищення. Найбільш близьким за сутністю ознак до винаходу є спосіб ЕГ очищення свинцевих пластин акумуляторних батарей [Патент України № 53769, МПК6 B22D 29/00, В08В 3/10, опубл. 17.02.2003 ПВ № 2], який передбачає укладання пластин у контейнер, заглиблення контейнера у робочу рідину, розміщення робочих електродів над поверхнею пластин і очищення впливом на пластини високовольтними імпульсними розрядами з енергією в імпульсі 1,75-2,5 кДж та послідовністю дії імпульсів з частотою 4-8 Гц з одночасним обертальним переміщенням пластин відносно робочих електродів з заданою швидкістю. Ознакою, яка збігається з суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, є очищення металевих пластин дією високовольтних розрядів у рідині. До причин, що перешкоджають одержанню необхідного технічного результату, слід віднести те, що спосіб передбачає відокремлення пластин від водорозчинних продуктів електролізу, тому робоча рідина, в якій виконується процес, дуже швидко підвищує свою електропровідність. Таке явище створює перешкоду для ефективного здійснення високовольтного розряду, який потребує робочу рідину з цілком зазначеним електричним опором. В основу винаходу поставлено задачу створити спосіб електрогідроімпульсного очищення металевої стружки від мастила шляхом вибору робочої рідини, в якій здійснюють високовольтні розряди, та визначення оптимальних параметрів розрядів, що дозволить підвищити ефективність процесу очищення та стабілізувати й інтенсифікувати процес емульгування мастила в воді, і за рахунок цього забезпечити високу ступінь очищення металевої стружки. Суть винаходу, що заявляється, полягає у тому, що у способі електрогідроімпульсного очищення металевої стружки від мастила шляхом дії на неї високовольтними розрядами у робочій рідині, згідно з винаходом, як робочу рідину використовують 0,1-0,2 % розчин емульгатора з поверхнево-активних речовин у воді, а дію здійснюють з енергією в імпульсі 1,62,5 кДж та частотою слідування імпульсів 1,4-2,0 Гц. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками винаходу, що заявляється, і технічним результатом, необхідно відзначити наступне. Ознаки "як робочу рідину використовують 0,1-0,2 % розчин емульгатора з поверхневоактивних речовин у воді, а дію здійснюють з енергією в імпульсі 1,6-2,5 кДж та частотою слідування імпульсів 1,4-2,0 Гц" дозволяють підвищити ефективність процесу очищення та стабілізувати й інтенсифікувати процес емульгування мастила в воді, і за рахунок цього забезпечити високу ступінь очищення металевої стружки. Концентрацію розчину емульгатора з поверхнево-активних речовин у воді визначено дослідним шляхом за умов використання робочої рідини, що має електропровідність, яка не відрізняється від електропровідності води,і забезпечує стабільність високовольтного електричного розряду. Значення енергії в імпульсі високовольтних розрядів в діапазоні від 1,6 до 2,5 кДж та частоти слідування імпульсів в діапазоні 1,4-2,0 Гц підтверджені дослідним шляхом і є оптимальними та зумовлені з одного боку ефективністю процесу очищення стружки та інтенсифікацією процесу емульгування і збільшення тонкодисперсної фази масляних забруднень, а з другого - припалом мастила. Спосіб здійснюють таким чином. Стружку, що підлягає очищенню від мастила, подають в електророзрядну камеру, яка заповнена 0,1-0,2 % розчином емульгатора з поверхнево-активних речовин у воді. На електроди електророзрядної камери подають високу напругу і здійснюють високовольтні 1 UA 108690 C2 5 10 15 20 25 30 35 розряди у робочій рідині з енергією в імпульсі 1,6-2,5 кДж та частотою слідування імпульсів 1,42,0 Гц. Механізм очищення стружки дією високовольтного розряду в робочій рідині полягає у руйнуючій дії на забруднення первинних та вторинних ударних хвиль, високошвидкісних потоків, які несуть частинки забруднення і зштовхують їх між собою, а також багаторазової дії на них кавітаційних явищ, що супроводжують електричний розряд у рідині. Виникають так званні кавітаційні порожнини в рідині, які швидко з'являються і також швидко зникають, створюючи струмені високого тиску. Такі кавітаційні порожнини виникають не тільки у розрядному проміжку, але й на поверхнях, які знаходяться в зоні дії розряду в наслідок взаємодії між собою первинних и вторинних хвиль тиску [Гулый Г.А., Малюшевский ПП. Высоковольтный электрический разряд в силовых импульсных системах. - Киев: Наук, думка, 1977. - 176 с.]. Така поверхнева кавітація відриває частинки мастила від стружки, подрібнює їх до розмірів, менших 10 мкм. У присутності в воді розчиненого емульгатора частинки мастила таких розмірів емульгують у воді і тривалий час не можуть з'єднуватись між собою та чіплятися до поверхні стружки або інших поверхонь. Емульгатор адсорбується на межі розділу двох рідких фаз вода-мастило і знижує їх міжфазне поверхневе натягання та тим самим сприяє емульгуванню мастила у воді. Крім того, молекули емульгатора обволікають частинки мастила та зашкоджують зворотному злиттю масляних крапель. [Худобин Л.В., Бердичевский Е.Г. Техника применения смазочно-охлаждающих средств в металлообработке. - М.: Машиностроение, 1977. - с. 7]. У результаті комплексної дії всіх факторів високовольтних імпульсних розрядів частинки мастила відриваються від стружки, подрібнюються та утворюється емульсія мастила в воді, яка достатньо стійка до фізичного руйнування і не призводить до повторного забруднення стружки мастилом. У якості емульгатора використовують звичайні мила, солі сульфокислот та аніоноактивні поверхнево-активні речовини (ПАР). Найбільш ефективний 0,1-0,2 % розчин емульгатора в воді. Така робоча рідина має електропровідність, яка майже не відрізняється від електропровідності води і не перешкоджає стабільності високовольтного електричного розряду. Крім того, високовольтний електричний розряд сприяє більш повному розчину емульгатора у воді. Це підвищує активність емульгатора і ефективність його дії, дозволяє стабілізувати та інтенсифікувати процес емульгування мастила в воді. Час обробки визначають експериментально. Емульсія, що утворюється в процесі очищення, періодично піддається сепарації для віддалення мастила, а очищену робочу рідину знову використовують в процесі очищення металевої стружки. Таким чином, використання способу електрогідроімпульсного очищення металевої стружки від мастила дозволить підвищити ефективність процесу очищення та стабілізувати й інтенсифікувати процес емульгування мастила в воді, і за рахунок цього забезпечити високу ступінь очищення металевої стружки. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 Спосіб електрогідроімпульсного очищення металевої стружки від мастила шляхом дії на неї високовольтними розрядами у робочій рідині, який відрізняється тим, що як робочу рідину використовують 0,1-0,2 % розчин емульгатора з поверхнево-активних речовин у воді, а дію здійснюють з енергією в імпульсі 1,6-2,5 кДж та частотою слідування імпульсів 1,4-2,0 Гц. 45 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2