Нагревательные элементы

Ванны гальванические

Предприятие изготавливает корпуса ванн для гальванических цехов и лабораторий:

– ванны объёмом до 80 литров;
– ванны объёмом до 1500 литров для ручных линий;
– ванны для автооператорных и роботизированных линий.

Материал корпусов гальванических ванн – полипропилен. В особых случаях, для обеспечения химической стойкости корпуса, или других технологических требований, могут быть применены полиэтилен или фторопласт.
Конструкция корпуса ванны объёмом до 80 литров не требует дополнительных рёбер жёсткости. При установке на борта ванны дополнительного оборудования стенки корпуса усиливаются вертикальными рёбрами.

Технические характеристики корпуса ванны объёмом до 80 литров

CОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НАГРЕВА РАБОЧИХ РАСТВОРОВ В ГАЛЬВАНИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Экономика России энергорасточительна. В сравнении с индустриально-развитыми странами в России потребляется энергоресурсов в 3-4 раза больше на единицу произведенной продукции и 7-8 раз больше - на 1 кв. метр жилой площади для обеспечения проживания граждан [1].

В связи с постоянно растущими ценами на энергоносители проблема нагрева рабочей жидкости в гальваническом производстве является особенно актуальной. При рабочих температурах растворов 80-90°С и ниже, для нагрева растворов в ваннах, используют в качестве теплоносителя насыщенный пар, так как такой способ нагрева является наиболее безопасным. При отсутствии пара или его нехватке, а также при температуре раствора 100°С и выше применяют электронагрев. Этот способ нагрева является достаточно эффективным, но менее удобным, так как использование напряжения свыше 36В требует принятия дополнительных мер электробезопасности. Наиболее распространенный способ нагрева является способ с применением водогрейных котельных. Однако в летний период этот способ затратен [2].

Эффективным и экономичным является способ нагрева жидкостей в установках, использующих вихревой эффект. Их работа основана на выделении тепловой энергии при вихревом движении теплоносителя, например воды, в специальном устройстве, называемом вихревым термогенератором.

Термогенератор состоит из жидкостного насоса с электроприводом или с двигателем внутреннего сгорания и вихревого энергопреобразователя. При многократной циркуляции жидкости по контуру, насос - вихревой энергопреобразователь, ее температура повышается до 120–150С [3].

На рисунке 1 изображена примерная схема гальванической линии с использованием, в качестве нагревающего элемента, термогенератор. Нагрев рабочей жидкости осуществляется при помощи ванн с водяной рубашкой. Гальванический раствор нагревается промежуточным теплоносителем – водой, окружающей боковые стенки и дно гальванической ванны 2. Вода в свою очередь нагревается термогенератором 1 и поступает к ваннам по трубопроводу 3. На случай выхода из строя одной из ванны и предотвращения отключения общецеховой сети подачи воды система оснащена вентилями 4. Простая конструкция вихревого термогенератора обеспечивает высокую надежность его работы. Блок автоматики позволяет поддерживать заданный температурный режим с учетом технологического процесса нанесения гальванопокрытий, что способствует повышению эффективности использования первичной энергии.

Температура теплоносителя ограничивается техническими характеристиками электронасоса. Широко распространенные насосы (К, КМ) позволяют перекачивать жидкость с температурой до 85°С. Возможно получение перегретой воды с температурой до 140°С при использовании соответствующего насоса, например, марок ХО, ЦГ, ЦНС.

Одним из примеров внедрения термогенератора в гальванопроизводство может служить завод «Приборов и конденсаторов» г. Кузнецк где эксплуатация котельной для подачи пара в гальванический цех в летний период времени требовала больших расходов.

В 2005 году коллективом инновационного центра Пензенского государственного университета было предложено использовать в качестве нагревающего элемента – термогенератор установленный непосредственно в гальваническом цехе (рис.2).

Рис. 1. Гальванический цех с использованием термогенератора завода «Приборов и конденсаторов» г. Кузнецк.

Результатом внедрения данной установки в производство стало снижение расходов на энергоресурсы на 15 %, отпала необходимость в применении общезаводской котельной в летний период.

Приведенный пример показывает возможность снижения затрат на энергоресурсы и использования экологически чистых технологий при нагреве жидкостей в различных отраслях промышленности.

Проведенные исследования и результаты эксплуатации показали, что вихревые термогенераторы на 20-25% эффективнее систем нагрева технологических жидкостей в гальванопроизводстве с использованием водогрейных котельных и электрических нагревателей.

Нагревательные элементы

Температура электролита оказывает значительное влияние на процесс электроосаждения: с одной стороны, ее повышение увеличивает скорость диффузии ионов и как следствие, уменьшает концентрационную поляризацию, что дает возможность применять более высокие плотности тока. С другой стороны, повышение температуры снижает перенапряжение выделения металла на катоде и способствует образованию крупнокристаллических осадков, ухудшающих их качество. На практике осаждение гальванических покрытий осуществляется с учетом взаимопротивоположного влияния плотности тока и температуры: на высоких плотностях тока и при повышенной рабочей температуре электролита.

Подогрев электролита наиболее часто выполняют с помощью специальных нагревательных устройств, выполненных в виде змеевиков и размещаемых на дне гальванической ванны или на ее боковых стенках. Для обогрева больших ванн (объемом больше 2 м³) используют специальные паровые рубашки вокруг корпуса ванны. С помощью насыщенного водяного пара возможно нагреть электролит до температуры 60°С. Регулирование температуры нагрева производят путем изменения давления пара в змеевике или рубашке. Для достижения высокой температуры нагрева (100°С и выше) необходимо использовать электрические нагреватели, однако этот способ энергозатратен из-за большого потребления электроэнергии и низкого к.п.д. электрических нагревательных устройств.

Некоторые модели промышленно изготавливаемых электрических нагревателей для гальванических ванн приведены ниже.

Компания " СибМашПолимер" поставляет погружные электрические нагреватели для нагрева электролитов гальванических ванн мощностью от 1 до 4 кВт и рабочим напряжением 220/380 В с внешней оболочкой колб из фарфора, стекла, титана, нержавеющей стали, тефлона, фторопласта.

Нагреватели предназначены для работы в любых производственных условиях, в том числе и в агрессивных жидкостях и удовлетворяют любым техническим требованиям гальванического производства.

Нагреватели могут иметь различную компоновку, что позволяет выполнять различные требования производства.

Компания МП Радин производит коррозионностойкие тепловые электрические нагреватели (ТЭНы) из фторопласта, циркония, титана, тантала, химически стойкой нержавеющей стали. Рабочее напряжение нагревателей от 36 до 380 В.

Компания TeploRegion выпускает для гальваники нагревательные панели Heatflon-H, Heatflon PH, Heatflon PH 2... 10. Они предназначены для эксплуатации в коррозионно-активных жидкостях, используемых в гальваническом производстве и имеют малые размеры.

Нагреватель с дополнительным оребрением компании ИВТ мощностью 1 кВт и рабочим напряжением 240 В изготавливается из высоколегированного сплава с титаном и цирконием м предназначен для горячих щелочных растворов. Дополнительное оребрение поверхности нагревателя увеличивает площадь тепловой отдачи нагревателя и увеличивает отдаваемую мощность в 2... 2, 5 раза.

Тефлоновый нагреватель с вертикальными трубками компании ИВТ предназначен для нагрева высокоагрессивных растворов: электрополирования, хромирования, химического и электрохимического полирования, золочения серебрения и других.

Мощность нагревателей этого ряда 1... 3 кВт, рабочее напряжение 240 В, рабочая длина от 255 до 735 мм, общая высота от 410 до 890 мм.

В авторском свидетельстве № 617483 (автор изобретения Речкалов И.Т.) зарегистрирована конструкция нагревателя с высокой интенсивностью нагрева электролита напряжением 40 … 50 В. Нагреватель не требует дополнительного насосного оборудования для прокачки электролита - электролит прокачивается за счет конвекции.