Спосіб термогідростатування пастованих електродних пластин в процесі оксидації та сульфатації свіжонамазаних паст і пристрій для його здійснення

1. Спосіб термогідростатування пастованих електродних пластин для свинцево-кислотних акумуляторів в процесі оксидації та сульфатації свіжонамазаних паст, що полягає в укладанні пластин в пакети, розміщенні в термогідрокамері, і обробці у заданому режимі до отримання нормативного вмісту залишкового свинцю, який відрізняється тим, що крайні в пакетах електродні пластини захищають від прискореної втрати води за до А (54) СПОСІБ ТЕРМОГІДРОСТАТУВАННЯ ПАСТОВАНИХ ЕЛЕКТРОДНИХ ПЛАСТИН В ПРОЦЕСІ ОКСИДАЦІЇ ТА СУЛЬФАТАЦІЇ СВІЖОНАМАЗАНИХ ПАСТ І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ 40498 В цьому способі сушки зволожені полотна, що виконують функцію стабілізаторів режимних параметрів, є пристроями для термогідростатування пластин. Вони гальмують вихід вологи з пасти, а також зменшують температурні градієнти по об'єму пакетів на першому етапі обробки. До недоліків прототипу можна віднести утворення нестабільності властивостей пластин, яка виражається в тому, що крайні та внутрішні пластини розрізнюються за хімічним складом і вологістю. Це є наслідком відмінності режимів їх дегідратації, що не усувається в належній мірі використанням полотняного покриття. Полотно змінює темп вологообміну з повітрям камери, однак не зрівнює умов. Недостатня міра термогідростатування приводить до того, що фазовий склад крайніх пластин відхиляється від нормативного і вони відбраковуються. В основу запропонованого рішення покладено задачу усунення технологічного браку на стадії оксидації та сульфатації електродних пластин. Це дає змогу підвищити вихід високоякісних електродів після їх обробки. Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованому способі термогідростатування пастованих електродних пластин в процесі оксидації та сульфатації свіжонамазаних паст, що полягає в укладанні пластин в пакети, розміщенні в термогідрокамері і обробці у заданому режимі до отримання нормативного вмісту залишкового свинцю, згідно винаходу, крайні в пакетах електродні пластини захищають від прискореної втрати води за допомогою пристрою, створюючого для крайніх пластин рівні по відношенню до усіх інших електродів у пакеті умови тепловологообміну з атмосферою камери. Спосіб за винаходом здійснюється за допомогою пристрою, що являє собою мембрану з обмеженою вологопроникністю, покриваючу відкриті площини пакетів, яка, згідно з винаходом, виконана у вигляді прямокутної пластини, по розмірах співпадаючої з габаритами електродної пластини, а площина, призначена для контакту з крайнім електродом пакету, має вертикально нанесені паралельні канавки, ширина яких дорівнює (Н0/2), а глибина регулярним чином зменшується в обидва боки від розділової смуги напівблоків до її країв згідно із законом: Hк=H0·(1-(k-1)·tgα), де Н0=1¸3 мм - глибина початкової канавки; Нк - глибина k-ї канавки; k - номер канавки (рахунок ведеться від смуги розділу напівблоків); α - кут, під яким видно початкову канавку (k=1) від краю пластини. Спосіб за винаходом дозволяє зрівняти фізичні умови обробки всіх пластин у пакеті. На першому етапі сушки відбувається обмеження швидкості дегідратації крайніх пластин, що дає можливість пройти тим хімічним реакціям, каталізатором яких є вода (доокислювання вільного свинця і сульфатація оксидів). На другому етапі імітаційні пластини екранують крайні електроди від прямого контакту з теплоносієм, що зберігає їх від надмірно швидкого прогрівання. Фактично вони прогріваються з тією ж швидкістю, що і внутрішні пластини. Дія імітаційних пластин полягає в тому, що вони забезпечують дозоване відведення вологи від різних дільниць пастованого шару крайніх електродів. Канавки мають різну глибину за однакової ширини. Оскільки вони служать в даному пристрої каналами для відведення водяної пари, а ефективний перетин їх зменшується від середини до країв, то відрізнятися буде і тиск пари в різних канавках. До країв блоку тиск більше, отже, темп виходу водяної пари буде меншим. Таким чином, швидкість дегідратації стає рівномірною по площі електрода, оскільки по краях випаровування йде додатково через торці активного шару, і ці два потоки (через канавки і через пасту) складаються. За наявними у авторів відомостями, запропоновані істотні ознаки, які характеризують суть винаходу, не відомі в даному розділі техніки, тому винахід відповідає критерію "новизна". Суть винаходу не витікає для фахівця явним чином з відомого рівня техніки. Сукупність ознак, що характеризують відомий спосіб, не забезпечує досягнення нових властивостей, і тільки наявність відрізняючих ознак дає змогу отримати новий технічний результат. Отже, винахід, що пропонується, відповідає критерію "винахідницький рівень". Запропоноване технічне рішення може бути використане на підприємствах по виробництву акумуляторів з пастованими електродами, зокрема - свинцево-кислотних типів. Критерій "промислове впровадження" підтверджується простотою як способу, так і пристрою, який можна виготовити на серійному технологічному обладнанні. На фіг. 1-5 подано схеми профілювання імітаційних пластин і можливих способів укладання електродів, що обробляються. На фіг. 1 подано схему проходки канавок при профілюванні імітаційної пластини та її поперечний перетин. У пластині 1, виготовленої з пластмаси, виконують ряд поперечних паралельних канавок 2, починаючи від смуги 3, яка відповідає межі розділу напівблоків. На виносці поперечного перетину пластини позначено геометричні еквіваленти величин, що входять в формулу (1). Шаг проходки канавок дорівнює половині глибини початкової канавки, тому чим більше глибина канавок, тим з меншою частотою вони виконуються. Профілювання проводять симетрично по обидва боки від смуги розділу напівблоків. Спосіб за винаходом здійснюють таким чином. Електродні пластини 4, що підлягають обробці, збирають у пакети, укладаючи впритул одна до одної так, як показано на фіг. 5 і 4 в технологічну тару 5, а поміж крайніми електродами і стінкою технологічної тари встановлюють пластини 1. Профільованими площинами пластини 1 впритул прилягають до відкритих площин активного шару крайніх електродів. Укомплектовані таким чином пакети розміщують в термогідрокамері та проводять повний цикл операцій, передбачених режимною рецептурою, без перекладання електродів. При вертикальному укладанні (фіг. 4) плоскі пластини 1 гладкою площиною спираються на торцеві стінки технологічної тари 5, а профільованою прилягають до крайніх електродів. При нахильному укладанні (фіг. 5) імітаційні пластини 1 виготовляють клиноподібними і профілюють похилі площини. Клини встановлюють із зустрічною орієнтацією вершин. 2 40498 При виробництві електродів решітки струмовідводів, зроблені литним способом, виготовляють у вигляді блоків. При тому в одному блоці об'єднано по дві решітки, кожна з яких називається напівблоком. Ця обставина врахована у конструкції імітаційних пластин. Отож, вони мають єдину вісь симетрії з електродами. Спосіб за винаходом та пристрій для його здійснення пройшли випробування у лабораторних умовах. Приклад 1 Брали 100 свіжопастованих позитивних електродних пластин (здвоєних напівблоків) і укладали їх в технологічну тару (по 10 шт. в пакеті) по схемі 2б, але без імітаційних пластин (з відкритими крайніми електродами). Потім усі 10 блоків розміщували в термогідрокамері з контрольованими параметрами і проводили повний цикл обробки за схемою: при Т=20°С добова витримка у вологому середовищі, потім нагрів до Т=70-90°С і сушка в сухій атмосфері протягом 24 годин. Хімічний аналіз оброблених пластин дав наступні результати (приводяться середньостатистичні величини показників). Внутрішні пластини (8 шт.) в кожному пакеті мали нормативні вологовміст і частку залишкового свинцю. У двох крайніх пластинах кожного пакету спостерігалося значне пересушення (вогкість 0,2% за технологічною нормою не більше 0,7%) і надлишок залишкового свинцю (до 5% за технологічною нормою не більше 2,5%), хоч розкид усіх показників, в тому числі коефіцієнта пористості та вмісту основних сульфатів, по площі пластини був неістотним. Значна невідповідність технічному завданню пояснюється тим, що за великої швидкості дегідратації не встигають пройти основні хімічні реакції. За результатами досліджень крайні пластини було відбраковано. Приклад 2 Брали 100 свіжопастованих позитивних електродних пластин і розкладали так само, як в прикладі 1, але крайні пластини в усіх пакетах закри вали імітаційними пластинами з гладкими (непрофільованими) площинами. Далі пакети вміщували в термогідрокамеру і проводили обробку за режимом, описаним в прикладі 1. У результаті обробки 8 внутрішніх пластин кожного пакету мали нормативний вміст залишкового свинцю і вологості. Вологовміст в пасті всіх крайніх пластин даної партії змінювався по площині активного шару від 0,5% по краях до 2,5% в центрі, причому область максимальної вологості мала вигляд круглої плями, яка займала 0,2-0,4 площі електрода і була розташована в його центральній частині. Відповідно цьому вміст залишкового свинцю мав розкид від країв до центра в діапазоні 1,5-3,0%. Вміст основних сульфатів біля країв та в центрі відрізнявся на 14%, а ступінь пористості - на 16%. Великий остаточний розкид показників по площині свідчить про те, що непрофільовані імітаційні пластини, хоч і стабілізують режим, однак нерівномірно. І всі відхилення слід віднести на рахунок нерівномірності вологовідводу. Приклад 3 Кількість пластин, спосіб їх розміщення і режим обробки були точно такими ж, як у прикладах 1 і 2. Але крайні електроди в усіх пакетах були закриті профільованими імітаційними пластинами так, як зазначено у формулі винаходу. Хімічний аналіз показав, що паста активного шару крайніх електродів має нормативний вміст вологи та залишкового свинцю. Розкид показників пористості та ступеня сульфатації незначний. Всі внутрішні електроди в пакетах мали показники, відповідні технологічній нормі. Основні експериментальні дані зведено до таблиці, де вказано середньостатистичні цифри. Результати проведених експериментів дозволяють зробити висновок, що спосіб за винаходом термогідростатування пастованих електродних пластин у процесі їх оксидації і сульфатації, здійснений за допомогою пристрою за винаходом, дає позитивний ефект, тобто веде до збільшення виходу якісних електродів. Таблиця Вологовміст, вагові %. Без імітаційних пластин 3 плоскою імітаційною пластиною 3 профільованою імітаційною пластиною Середні електродні пластини Вміст залишкового свинцю, вагові % Пористість, відносні зміни з площі пластини, % Сульфати свинцю, відносні зміни з площі пластини, % 0,2 До 5,0 Немає Немає 0,5¸2,5 0,6¸0,65 (норма) 0,6¸0,65 (норма) 1,5¸3,0 2,1¸2,4 (норма) 2,1¸2,4 (норма) 16 14 Немає Немає Немає Немає 3 40498 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 Фіг. 5 __________________________________________________________ ДП “Український інститут промислової власності (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид.арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4