Пристрій та спосіб для хімічного оброблення алюмінієвого дроту

Реферат: Винахід належить до хімічного оброблення алюмінієвого дроту. Барабан розміщений у резервуарі, складається з двох нерухомих щік у вигляді паралельно розташованих дисків, жорстко приєднаних до осі обертання та розташованих по всьому діаметру щік з'єднувальних трубок, прикріплених під кутом до нерухомих щік, а також укладального диска, розміщеного між щоками, який має отвори для осі обертання та з'єднувальних трубок, які перевищують їх діаметр настільки, що дозволяють укладальному диску вільно рухається вздовж осі обертання від щоки до щоки та змінювати кут нахилу відносно осі обертання та площини щік, який регулюється розміщеними в резервуарі направляючими роликами. Спосіб включає розмотування та намотування дроту, який проходить через будь-яку кількість послідовно розміщених резервуарів, кожний з яких містить барабан, при цьому лінійний рух дроту відбувається з постійною швидкістю, а час перебування дроту у конкретному резервуарі регулюється кількістю витків дроту на барабані. Технічні переваги: спрощення процесу хімічного оброблення алюмінієвого дроту. UA 109314 C2 (12) UA 109314 C2 UA 109314 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі хімічного оброблення металів та стосується хімічного оброблення алюмінієвого дроту, в тому числі його очищення від технологічної змазки або знежирювання перед подальшим нанесенням покриття, а також може бути використаний для просочування, травлення, покривання дроту матеріалами та інших подібних процесів. Даний винахід включає групу винаходів, об'єднаних єдиним винахідницьким задумом. Першим об'єктом винаходу є барабан для хімічного оброблення алюмінієвого дроту, другим об'єктом винаходу є спосіб хімічного оброблення алюмінієвого дроту, який виконується за допомогою барабана для хімічного оброблення алюмінієвого дроту, пропонованого як перший об'єкт винаходу. У теперішній час існує велика кількість пристроїв та установок для хімічного оброблення дроту, а також способів оброблення, які використовуються під час застосування певних установок. У технологічному процесі оброблення дроту важливими факторами є габарити та продуктивність установок і пристроїв для оброблення дроту, а також якість оброблення дроту, на яку впливає час перебування дроту в рідині, що використовується для оброблення та інтенсивність самого процесу оброблення. Час перебування дроту в певній ванні технологічного циклу, в якій знаходиться рідина для оброблення, є обмеженим, оскільки визначається заданою швидкістю руху дроту, що обробляється. Змінити ж швидкість руху дроту в розчині, в якому відбувається оброблення, за вимог технологічного циклу неможливо, оскільки швидкість руху дроту прямо впливає на загальну продуктивність самої установки чи пристрою. Під час проведення патентного пошуку було виявлено, що існують пристрої та установки для оброблення дроту, спрямовані на поліпшення якості оброблення шляхом інтенсифікації впливу діючої речовини на поверхню дроту, що дозволяє зменшити час його перебування в речовинах, якими він оброблюється. Відома установка для рідинного обробляння поверхні дроту [дивись Авторське свідоцтво СРСР № SU 1761819 за класом МПК C23G 3/02, опубліковане 15.09.1992]. В зазначеній установці інтенсифікація процесу оброблення здійснюється шляхом барботування рідини стисненим повітрям, а також тим, що обробляюча рідина вільно переливається в суміжних ваннах, в яких обробляється дріт, в напрямку протилежному руху дроту за рахунок різниці гідростатичних рівнів в кожній ванні технологічного циклу. Недоліком такої установки є те, що дріт, який піддається обробці, рухається прямолінійно, що впливає на габарити самої установки по довжині. Крім того, вказана установка є складною, враховуючи необхідність застосування системи стисненого повітря та додаткового обладнання до неї. Також відомий спосіб та пристрій для очищення дроту або стрічки та спосіб для його здійснення [дивись Патент Російської Федерації № RU 2238162 за класами МПК В21С 43/04, В08В 3/12, опублікований 20.10.2004]. В даному пристрої з метою інтенсифікації процесу оброблення використовуються ультразвукові випромінювачі. Недоліком вказаного пристрою також є його складність за рахунок використання додаткового складного обладнання - ультразвукових випромінювачів. Крім того, за першим варіантом винаходу, коли ультразвукові випромінювачі знаходяться на дні ванни, то з метою дотримання пропонованого за винаходом способу - знаходження ультразвукових випромінювачів на певній відстані від дроту чи стрічки, що обробляється, виникає необхідність згинати виріб, який оброблюється, під кутом 90, що унеможливлює використання дроту великих діаметрів, а неодноразове згинання взагалі негативно впливає на фізичні характеристики дроту, який оброблюється. За другим варіантом винаходу, коли ультразвукові випромінювачі знаходяться в стінках ванни, це дозволяє уникати згинання дроту та використовувати дріт великих діаметрів, однак недоліком такого пристрою є те, що напрямок руху дроту стає прямолінійним, що зменшує час перебування дроту в діючому розчині в конкретній ванні, або ж зменшує швидкість руху дроту, або збільшує габарити самої установки в цілому, або з метою забезпечення якісного очищення дроту вимагає використання додаткових ультразвукових пристроїв з метою інтенсифікації процесу обробки. Також відома установка для травлення й підготовки поверхні катанки й дроту для волочіння в нитку [дивись Авторське свідоцтво СРСР № SU 129915 за класом МПК C23G 3/02, опубліковане 01.01.1960]. Задачею зазначеного винаходу є зменшення габаритів установки для скорочення площ виробничих цехів. Відповідно до винаходу установка виконана у вигляді ряду вертикально встановлених над ванною трубок, в яких здійснюється оброблення дроту. Однак недоліком такої установки є неможливість використання дроту великих діаметрів, враховуючи необхідність згинання дроту, який оброблюється, під кутом 90, при цьому таке згинання 1 UA 109314 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 здійснюється неодноразово, що негативно позначається на фізичних властивостях дроту, який оброблюється. Також з метою підвищення продуктивності установок для оброблення дроту використовуються багатониткові агрегати [дивись Патент України № UA 57526 за класом МПК C25D 7/06, опублікований 16.06.2003]. Але недоліком такого пристрою є його габарити, складність, матеріаломісткість, внаслідок дублювання складових частин, а також підвищена енергоємність, для забезпечення оброблення декількох ниток дроту. Подібний пристрій - багатодротова лінія для покриття на різних рівнях [дивись Патент WO № 2013117269 (А1) за класами МПК C25D 7/06, С23С 18/16, C25D 17/00, опублікований 15.08.2013], використана з метою скорочення габаритів установки, шляхом розміщення різних технологічних ванн на різних рівнях, одна над одною. Проте їй притаманні недоліки, про які вже йшлося вище - неможливість використання дроту великих діаметрів, внаслідок того, що нитки дроту під час оброблення та під час входження в ванну іншого рівня обертаються на 180°, що призводить до згинання дроту та його деформації, що погіршує його фізичні властивості, а в деяких випадках взагалі унеможливлює його використання в подальшому. Також відомі пристрої, які за своєю технологічною суттю є близькими до рішення, що заявляється. Так, відомий пристрій для безперервного нанесення гальванічного покриття на дріт [дивись Авторське свідоцтво СРСР № SU 443112 за класами МПК С23В 5/58, С23В 5/68, опубліковане 15.09.1978]. Зазначений пристрій включає барабан із кільцевими канавками, розміщений в ванні вертикально. Канавки на барабані забезпечують укладання дроту рівними витками, однак недоліками зазначеного пристрою є його складність, внаслідок того, що для підіймання ванни використовується домкрат. Крім того застосування на барабані канавок унеможливлює застосування дроту будь-якого діаметра, оскільки для оброблення дроту більшого діаметра, ніж розмір канавки доведеться змінювати барабан із відповідним розміром канавок. Найбільш близьким за своєю суттю, ефектом та технічним результатом до рішення, що заявляється, а тому приймається за прототип, є відомий пристрій для травлення катанки та дроту в нитку [дивись Авторське свідоцтво СРСР № SU 98766 за класами МПК C23G 3/02, опубліковане 01.01.1954]. Зазначений пристрій має барабан, що розміщений у технологічній ванні із розчином, в якому оброблюється дріт. Наявність барабана, розміщеного у ванні, забезпечує збільшення часу знаходження кожної окремої ділянки дроту, що обробляється, в розчині, а відповідно підвищує якість оброблення дроту без збільшення габаритів установки по довжині чи по ширині, при цьому зберігається продуктивність установки, оскільки швидкість руху дроту не зменшується. Недоліком зазначеної установки є те, що вона є недопрацьованою, оскільки незрозуміло яким чином здійснюється укладання дроту на барабан. Відсутність регулювання процесу укладення дроту на барабан внаслідок його вільного руху призведе до перетинання витків дроту на барабані, оскільки барабан не забезпечений будь-якими канавками чи іншимирішеннями, які б забезпечили рівномірне укладення дроту на барабан, що в свою чергу погіршить якість оброблення дроту. Розкриття винаходу Задачею винаходу є спрощення процесу хімічного оброблення алюмінієвого дроту, зменшення габаритів, матеріаломісткості та енергоємності обладнання, яке використовується для цього, зі збереженням якості оброблення дроту та продуктивності устаткування, що використовується, а також уникнення можливості фізичної деформації дроту та втрати його фізичних якостей. Поставлена задача вирішується тим, що, згідно з винаходом, барабан (1) для хімічного оброблення алюмінієвого дроту, розміщений у резервуарі (2), складається з двох нерухомих щік (3) у вигляді паралельно розташованих дисків, жорстко приєднаних до осі обертання (4) та розташованих по всьому діаметру щік з'єднувальних трубок (5), а також укладального диска (6), розміщеного між щоками (3), який має отвори для осі обертання (4) та з'єднувальних трубок (5), які перевищують їх діаметр настільки, що дозволяють укладальному диску (6) вільно рухається вздовж осі обертання (4) від щоки до щоки (3) та змінювати кут нахилу відносно осі обертання (4) та площини щік (3), який регулюється розміщеними в резервуарі (2) направляючими роликами (7). Зазначена конструкція барабана для хімічного оброблення алюмінієвого дроту дозволяє зробити процес оброблення максимально простим, без використання додаткового складного обладнання. Конструкція барабана для хімічного оброблення алюмінієвого дроту, яка передбачає наявність укладальника дроту, а також те, що з'єднувальні трубки прикріплені під кутом до нерухомих щік, забезпечує рівномірне формування витків дроту та його укладення на барабан, 2 UA 109314 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відсутність перетинів витків дроту та їх накладання один на другий. Також перевагою рішення, що заявляється, є відсутність будь-яких канавок на самому барабані, що дозволяє оброблювати дріт будь-якого діаметра, оскільки витки дроту укладаються на барабан один поряд із іншим без будь-яких обмежень, при цьому на якість обробки дроту це не впливає. Барабан для хімічного оброблення алюмінієвого дроту може бути виготовлений з будь-якого матеріалу, нейтрального до середовища, в якому здійснюється обробка дроту, що забезпечить його надійність та довговічність. Конструктивна особливість рішення, що пропонується як перший об'єкт винаходу, дозволяє здійснювати хімічну обробку алюмінієвого дроту, в тому числі й великих діаметрів без деформації дроту, враховуючи, що подальше його використання у певних галузях промисловості, наприклад у виробництві алюмінієвих кліпс для харчових продуктів, у разі наявності найменших фізичних дефектів - є неможливим. Барабан працює наступним чином. В залежності від діаметра дроту та визначеного згідно технології оброблення кількості витків дроту на встановленому в резервуарі барабані за допомогою направляючих роликів між щоками барабана врегульовується позиція та кут укладальника дроту відносно осі барабана та площини його щік. Після чого вільний кінець дроту протягують в резервуар, в якому знаходиться барабан, закріплюють на щоці барабана, прокручують барабан для утворення необхідної кількості витків дроту, потім звільняють закріплений на щоці барабана кінець дроту та протягують його у наступний резервуар, після чого дії повторюють. Після виходу дроту з останнього резервуара оброблений дріт подається на намотувальний пристрій. Під час роботи барабана укладальник дроту пересуває кожний попередній виток дроту, звільнюючи місце для наступного витка. Пересування дроту здійснюється за рахунок нахилу з'єднувальних трубок барабана, а також знаходження укладальника дроту під кутом, який регулюється направляючими роликами. Також направляючими роликами регулюється місцезнаходження укладальника між щоками барабана, в залежності від кількості витків дроту та їх сукупної ширини, враховуючи діаметр дроту. Застосування пропонованого як перший об'єкт винаходу барабана для хімічного оброблення алюмінієвого дроту дозволяє також інтенсифікувати процес оброблення. По-перше, інтенсифікація процесу відбувається за рахунок того, що діюча речовина, якою обробляється дріт, знаходиться у постійному русі внаслідок обертання барабана у резервуарі, що збільшує її діючий вплив на дріт, а по-друге, можливе барботування діючої речовини повітрям завдяки тому, що всі з'єднувальні трубки є порожніми. В процесі обертання барабана з'єднувальні трубки тієї його частини, що знаходяться над поверхнею речовини, наповнюються повітрям. Після чого, обертаючись, вони потрапляють у речовину, яка заповнює їх, виштовхуючи при цьому повітря, внаслідок чого утворюються бульбашки повітря, які інтенсифікують процес оброблення. Далі внаслідок постійного обертання з'єднувальні трубки знову з'являються над поверхнею речовини, яка внаслідок їх нахилу одразу ж витікає, дозволяючи повітрю знову їх заповнити. Подальша суть запропонованого винаходу пояснюється разом з ілюстративним матеріалом, на якому зображені: на фіг. 1 - загальний вигляд барабана для хімічного оброблення алюмінієвого дроту, розміщеного в резервуарі в проекції; на фіг. 2 - загальний вигляд барабана для хімічного оброблення алюмінієвого дроту, розміщеного в резервуарі в поздовжньому розрізі. Другим об'єктом винаходу є спосіб хімічного оброблення алюмінієвого дроту. Спосіб хімічного оброблення алюмінієвого дроту, що включає розмотування та намотування дроту, який проходить через будь-яку кількість послідовно розміщених резервуарів, кожний з яких містить барабан, при цьому лінійний рух дроту відбувається з постійною швидкістю, а час перебування дроту у конкретному резервуарі регулюється кількістю витків дроту на барабані. Пропонований спосіб оброблення дроту дозволяє регулювати час знаходження кожної окремої ділянки дроту в розчині, який застосовується для оброблення. При цьому кількість витків дроту на барабанах, розміщених у різних ваннах, може бути різною в залежності від технології оброблення, тобто необхідності збільшення чи зменшення часу, протягом якого та чи інша діюча речовина впливає на дріт. Крім того, враховуючи, що загалом спосіб, який пропонується, характеризується обладнанням, яке застосовується для його реалізації та є першим об'єктом винаходу, то спосіб хімічного оброблення алюмінієвого дроту полягає в тому, що барабани встановлюються у послідовно розміщених резервуарах таким чином, що дріт, виходячи з попереднього резервуара, потрапляє на барабан наступного резервуара впритул до укладального диска. 3 UA 109314 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Зазначена реалізація оброблення дроту дозволяє здійснювати укладання дроту на барабан рівномірними витками, які не перетинаються та не накладаються один на інший, оскільки коли дріт під час руху заходить в резервуар та потрапляє на з'єднувальні трубки барабана, то, упираючись в укладальник дроту, який розташований під кутом відносно осі барабана та площини його щік, які є паралельними, укладається за спіраллю, а завдяки тому, що з'єднувальні трубки барабана також розташовані під нахилом, зсувається в протилежному від укладальника напрямку до щоки барабана, звільняючи місце наступному витку дроту. У разі необхідності переривання процесу оброблення дроту та з метою економії часу для його відновлення використовується поліпропіленовий шпагат, який з'єднують з кінцем дроту та протягують через всі резервуари, зберігаючи необхідну кількість витків шпагату на кожному з барабанів. Характерною особливістю конструктивного виконання барабана для хімічного оброблення алюмінієвого дроту є забезпечення можливості реалізації описаного способу хімічного оброблення алюмінієвого дроту, що показує наявність єдиного винахідницького задуму, тісний і нерозривний зв'язок між винаходами групи, а також призначеність описаного барабана для хімічного оброблення алюмінієвого дроту безпосередньо для описаного способу, що дозволяє об'єднати два винаходи в одній заявці. Можливість промислової реалізації та практичної можливості досягнення технічних результатів, що вимагаються при використанні винаходів, підтверджується застосуванням винаходів у господарській діяльності ФОП Ткаченко О.М. під час підготовки алюмінієвого дроту для промислового виробництва алюмінієвих кліпс для харчових продуктів. В цілому, враховуючи новизну та істотність всіх загальних та спеціальних ознак винаходів та їх достатність для досягнення необхідного технічного результату, практичну здійсненність винаходів і впевнене рішення поставлених задач, заявлена група винаходів, на нашу думку, задовольняє всім вимогам охороноздатності, що пред'являються до винаходів. Таким чином, є всі підстави стверджувати, що винаходи групи відповідають вимогам критерію охороноздатності ("новизни", "винахідницького рівня" і "промислової придатності"), а проведений аналіз показує, що всі загальні й спеціальні ознаки винаходів є суттєвими, у зв'язку з тим, що кожна з них необхідна, а всі разом вони не тільки достатні для досягнення необхідного технічного результату, але й дозволяють реалізувати винаходи промисловим способом. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР № SU 1761819 за класом МПК C23G 3/02, опубліковане 15.09.1992. 2. Патент Російської Федерації № RU 2238162 за класами МПК В21С 43/04, В08В 3/12, опублікований 20.10.2004. 3. Авторське свідоцтво СРСР № SU 129915 за класом МПК C23G 3/02, опубліковане 01.01.1960. 4. Патент України № UA 57526 за класом МПК C25D7/06, опублікований 16.06.2003. 5. Патент WO № 2013117269 (А1) за класами МПК C25D 7/06, С23С 18/16, C25D 17/00, опублікований 15.08.2013. 6. Авторське свідоцтво СРСР № SU 443112 за класами МПК С23В 5/58, С23В 5/68, опубліковане 15.09.1978. 7. Авторське свідоцтво СРСР № SU 98766 за класами МПК C23G 3/02, опублікований 01.01.1954. 45 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 60 1. Пристрій для хімічного оброблення алюмінієвого дроту, який включає барабан (1), розміщений у резервуарі (2), який відрізняється тим, що барабан (1) складається з двох нерухомих щік (3) у вигляді паралельно розташованих дисків, жорстко приєднаних до осі обертання (4) та розташованих по всьому діаметру щік з'єднувальних трубок (5), а також укладального диска (6), розміщеного між щоками (3), який має отвори для осі обертання (4) та з'єднувальних трубок (5), які перевищують їх діаметр настільки, що дозволяють укладальному диску (6) вільно рухається вздовж осі обертання (4) від щоки до щоки (3) та змінювати кут нахилу відносно осі обертання (4) та площини щік (3), який регулюється розміщеними в резервуарі (2) направляючими роликами (7). 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що з'єднувальні трубки (5) прикріплені під кутом до нерухомих щік (3). 3. Пристрій за будь-яким з пп. 1 або 2, який відрізняється тим, що він виготовлений з матеріалу, нейтрального до середовища, в якому здійснюється обробка дроту. 4 UA 109314 C2 5 10 4. Спосіб хімічного оброблення алюмінієвого дроту, що включає розмотування та намотування дроту, який проходить через будь-яку кількість послідовно розміщених резервуарів (2), кожний з яких містить барабан (1), який відрізняється тим, що лінійний рух дроту здійснюють з постійною швидкістю, а час перебування дроту у конкретному резервуарі (2) регулюють кількістю витків дроту на барабані (1). 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що барабани (1) встановлюються у послідовно розміщених резервуарах (2) таким чином, що дріт, виходячи з попереднього резервуара, (2) потрапляє на барабан (1) наступного резервуара (2) впритул до укладального диска (6). 6. Спосіб за будь-яким з пп. 4-5, який відрізняється тим, що для переривання/відновлення процесу оброблення дроту використовують поліпропіленовий шпагат, який з'єднують з кінцем дроту та протягують через всі резервуари (2), зберігаючи необхідну кількість витків шпагату на кожному з барабанів (1). Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5