устройство для очистки поверхности изделий

Формула изобретения

Устройство для очистки поверхности изделий, включающее водяную емкость, допускающую возможность омывания жидкостью очищаемой поверхности изделий, трубопровод для отвода из емкости образующихся продуктов разложения и очистки пены, газов, веществ загрязнений, центробежный насос с подсоединенными к нему трубопроводами и запорной арматурой для обеспечения циркуляции жидкости через водяную емкость, отличающееся тем, что оно содержит погруженную в эту емкость вторую водяную емкость, стенки которой имеют структуру молекулярного сита, не позволяющую протеканию существенного водообмена через перегородку, но не препятствующую переносу под действием электрического поля ионов, электрод, погруженный во вторую водяную емкость, воздуховод, направленный открытыми концами на очищаемые поверхности изделий, источник подачи сжатого газа под давлением Р=5-30 атм, подсоединенный к воздуховоду, токовод, соединяющий электрическим контактом очищаемые изделия с клеммой переключателя полярности подаваемых на установку электрических потенциалов, источник постоянного тока с электродвижущей силой (э.д.с.) величиной 5-35 В, токовод, подсоединяющий электрическим контактом вторую клемму переключателя полярности подаваемых на установку электрических потенциалов с электродом, погруженным во вторую водяную емкость.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для очистки поверхности изделий, в особенности от краски, налетов, нагаров, накипей, ржавчины, применимо во всех отраслях промышленности, сельского хозяйства, в быту.

Известны устройства для очистки поверхности изделий, включающие боксы с вращающимися металлическими щетками, щетками из фибры, корда или капрона и других синтетических материалов, емкости с моющими средствами, центробежными насосами для обмыва изделий моющими растворами, водой [Худых М.И. Ремонт и монтаж оборудования текстильной и легкой промышленности. М.: Легкая индустрия, 1974 г. - С.92-94].

Недостатками этих устройств являются сложность и дорогая стоимость их конструкций, неэффективность очистки изделий сложной формы с узкими щелями, внутренними резьбовыми отверстиями, мелкими глухими отверстиями.

По совокупности существенных признаков наиболее близким техническим решением того же назначения к заявляемому изобретению, являющимся прототипом, выбрано известное устройство для очистки поверхности изделия, включающее водяную емкость, допускающую возможность смывания жидкостью очищаемой поверхности изделий, трубопровод для отвода из сосуда образующихся продуктов разложения и очистки: пены, газов, материалов покрытий, центробежный насос с подсоединенными к нему трубопроводами и запорной арматурой для обеспечения циркуляции жидкости через эту водяную емкость, нагревательный элемент для разогрева циркулирующей через емкость жидкости, источники поступления в сосуд промывочной воды и трубопровод на ее сброс, сосуды для хранения соляной кислоты концентрацией 1-10%, 1%-ного едкого натра, из которых можно подавать раздельно кислоту либо щелочь в водяную емкость для очистки поверхности изделия, причем, щелочь можно подавать на циркуляцию кислотного водного раствора через емкость и нагревательный элемент [Борщов Д.Я. Устройство и эксплуатация отопительных котельных малой мощности. М.: Стройиздат, 1982, стр.119-121].

Недостатками этого устройства являются высокая стоимость и сложность конструкции установки, высокая степень опасности работы в связи с возможными утечками кислоты и щелочи, которые находятся вне устройства для очистки изделий.

Технический результат представляемого изобретения - уменьшение стоимости и упрощение конструкции устройства, повышение степени безопасности работ при использовании устройства.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что устройство содержит водяную емкость, допускающую возможность омывания жидкостью очищаемой поверхности изделий, трубопровод для отвода из емкости образующихся продуктов разложения и очистки: пены, газов, вещества загрязнений, центробежный насос с подсоединенными к нему трубопроводами и запорной арматурой для обеспечения циркуляции жидкости через водную емкость, погруженную в эту емкость вторую водяную емкость, стенки которой имеют структуру молекулярного сита, не позволяющие протеканию существенного водообмена через перегородку, но не препятствующие переносу под действием электрического поля ионов, электрод, погруженный во вторую водяную емкость, воздуховод, направленный открытыми концами на очищаемую поверхность изделий, источник подачи сжатого газа под давлением Р=5-30 атм, подсоединенный к воздуховоду, токовод, соединяющий электрическим контактом очищаемые изделия с клеммой переключателя полярности подаваемых на установку электрических потенциалов, источник постоянного тока с электродвижущей силой (э.д.с.) величиной 5-35 В, токовод, подсоединяющий электрическим контактом вторую клемму переключателя полярности подаваемых на установку электрических потенциалов с электродом, погруженным во вторую водяную емкость.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном устройстве, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленного устройства. Результаты поиска показали, что заявляемое изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, определенного заявителем, не выявлено предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:

- дополнение известного средства какой-либо известной частью (частями), присоединяемой (присоединяемыми) к нему по известным правилам для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;

- замена какой-либо части (частей) известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

- исключение какой-либо части (элемента) средства с одновременным исключением обусловленной ее наличием функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата (упрощение, уменьшение массы, габаритов, материалоемкости, повышение надежности и пр.);

- увеличение количества однотипных элементов для усиления технического результата, обусловленного наличием в средстве именно таких элементов;

- выполнение известного средства или его части (частей) из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами этого материала;

- создание средства, состоящего из известных частей, выбор которых и связь между которыми осуществлены на основании известных правил, рекомендаций, и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами частей этого средства и связей между ними.

Описываемое изобретение не основано на изменении количественного признака, представлении таких признаков во взаимосвязи либо изменении ее вида. Имеется в виду случай, когда известен факт влияния каждого из указанных признаков на технический результат, и новые значения этих признаков или их взаимосвязь могли быть получены исходя из известных зависимостей, закономерностей.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательский уровень”.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

Устройство для осуществления способа содержит водяную емкость 1, допускающую возможность омывания жидкостью очищаемой поверхности изделий, трубопровод 2 для отвода из емкости образующихся продуктов разложения и очистки: пены, газов, вещества загрязнений, центробежный насос 3 с подсоединенными к нему трубопроводами и запорной арматурой для обеспечения циркуляции жидкости через водяную емкость, погруженную в эту емкость вторую водяную емкость 4, стенки которой имеют структуру молекулярного сита, не позволяющие протеканию существенного водообмена через перегородку, но не препятствующие переносу под действием электрического поля ионов, электрод 5, расположенный во второй водяной емкости, воздуховод 6, направленный открытыми концами на очищаемую поверхность изделий, источник 7 подачи сжатого газа под давлением Р=5-30 атм, подсоединенный к воздуховоду, токовод 8, соединяющий электрическим контактом очищаемые изделия с клеммой переключателя полярности подаваемых на установку электрических потенциалов 9, источник постоянного тока 10 с э.д.с. величиной 5-35 В, токовод 11, подсоединяющий электрическим контактом вторую клемму переключателя полярности подаваемых на установку электрических потенциалов с электродом, погруженным во вторую водяную емкость. Указанные нижние пределы диапазонов давления газа и величины э.д.с. соответственно 5 атм и 5 В являются минимальными для очистки поверхности от поверхностных покрытий со слабой адгезией; верхние пределы этих величин соответственно 30 атм и 35 В достаточны для очистки поверхности от любого типа загрязняющих покрытий, но дальнейшие повышения давления и величины э.д.с. не целесообразны по соображениям техники безопасности проведения работ.

Устройство работает следующим образом. В водяную емкость погружают изделия с очищаемой поверхностью, заливают емкости водой, в воду емкости для очистки поверхности изделий вводят кислотные водорастворимые соли концентрацией 1-30 г/л, порошок цеолита в количестве 1-30 г/л, на электрод, погруженный во вторую водяную емкость, подают от источника прямого тока с э.д.с. величиной 5-35 В отрицательный, а на изделия, поверхность которых очищают, положительный электрический потенциал, включают подачу газа на очищаемую поверхность под давлением 5-30 атм, отводят через трубопровод из емкости продукты разложения и очистки: пену, газы, вещества загрязнений, после ликвидации загрязнения отключают подачу напряжения на изделия и электрод во второй водяной емкости, воздуха на очищаемые поверхности, воду из обоих сосудов сливают, вновь заливают емкости водой, в воду для очистки поверхности изделий вводят кислотные водорастворимые соли концентрацией 1-30 г/л, порошок цеолита в количестве 1-30 г/л, на электрод, погруженный во вторую емкость, подают от источника прямого тока положительный, а на изделия, поверхности которых очищают, отрицательный потенциал, падение напряжения при этом будет в диапазоне 5-35 В, включают подачу газа на очищаемую поверхность под давлением 5-30 атм, включают центробежный насос, обеспечивая циркуляцию воды через емкость и окончательную очистку поверхностей изделий. Предлагаемое устройство является одним из типов электролизера, в анодной части которого образуются из солей кислоты, а в катодной - щелочи, посредством которых чистят поверхности. Порошок цеолита применят в данном устройстве как очиститель - абразив поверхности и усилитель действия очищающего, моющего действий водного раствора - эмульсии. Диапазоны концентраций кислотных водорастворимых солей и количества порошка цеолита, вводимых в воду для очистки поверхности изделий, выбраны по следующим соображениям. Минимальные их значения по 1 г/л достаточны для очистки слабосвязанных с поверхностью загрязняющих покрытий, увеличение концентрации солей и содержания порошка цеолита свыше 30 г/л каждого не приводит к заметному усилению очистки, но приводит к удорожанию процесса очистки.

Пример. Устройство содержит водяную емкость, представляющую собой водогрейный котел с покрытием накипи толщиной 2 мм на внутренней поверхности, т.е. водяная емкость допускает возможность омывания жидкостью очищаемой поверхности изделия, трубопровод, введенный в котел через верхнюю герметически закрывающуюся крышку, для отвода из котла образующихся продуктов разложения и очистки: пены, газов, веществ накипи, центробежный насос с подсоединенными к нему трубопроводами и запорной арматурой для обеспечения циркуляции жидкости через водяную емкость, погруженную в этот котел вторую емкость - сосуд из полистирола с перфорацией отверстиями диаметром 0,1 мм с шагом 5 мм, внутри этого сосуда находится электрод, воздуховод, направленный своими открытыми концами на очищаемую поверхность котла, устройство, поставляющие сжатый воздух под давлением 10 атм, подсоединенное к воздуховоду, представляющее собой баллон со сжатым воздухом с редуктором, токовод, соединяющий электрическим контактом водяную емкость-котел с клеммой переключателя полярности подаваемых на установку электрических потенциалов, источник прямого тока с величиной э.д.с. 20 В, токовод, подсоединяющий электрическим контактом вторую клемму переключателя полярности подаваемых на установку электрических потенциалов с электродом, погруженным во вторую водяную емкость.

Установка работает следующим образом: в котел наливают воду, вносят соль NaCl концентрацией 5 г/л, СаСl₂ концентрацией 5 г/л с добавкой порошка цеолита количеством 10 г/л, на очищаемую поверхность подают сжатый до 15 атм воздух, подают на котел электрический потенциал +15 В относительно электрода во второй емкости, выдерживают напряжение в течение 15 мин; в данном случае котел представляет собой анодную часть электролизера, в которой образуются из кислотных солей соответствующие кислоты, поэтому накипь растворяется, образующиеся пену и углекислый газ отводят через трубопровод, отключают электрическое напряжение и подачу сжатого газа на поверхность изделия - котел, сливают раствор, заливают воду, вводят в котел те же соли, но в полтора раза больше по весу, тот же цеолит в том же количестве, меняют переключателем полярность и снова на 15 минут включают на поверхность очищаемого изделия - котел - электрическое напряжение обратной полярности -15 В относительно электрода во второй емкости, подают на очищаемую поверхность сжатый до 15 атмосфер воздух, включают центробежный насос, обеспечивающий циркуляцию жидкости через котел, проводят тем самым финишную обработку поверхности изделия горячим щелочным раствором, при этом щелочь образуется в котле потому, что он в таком случае представляет собой катодную часть электролизера, а высокое тепловыделение и разогрев идет из-за высокой концентрации солей в воде.

Таким образом, изложенные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, в сельском хозяйстве, в бытовых условиях - везде, где требуется очистка поверхности, которую допустимо погрузить в водный раствор;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию “промышленная применимость”.

Использование предлагаемого устройства позволяет на порядок уменьшать стоимость применяемых химических реагентов, т.к. кислоты, щелочи, применяемые в прототипе, заменяются при работе данного устройства на более дешевые кислотные водорастворимые соли, причем в меньших количествах из-за введения в воду добавок цеолита, такую замену обеспечивает заявляемая конструкция, которая при ее эксплуатации может быть электролизером с изменением полярности подаваемых на ее камеры потенциалов, т.е. смены поочередно камеры анодной на катодную, по этой причине идет уменьшение стоимости оборудования, упрощение конструкции технического устройства: становится ненужным нагревательный элемент для разогрева циркулирующей через емкость жидкости, раствор разогревается при циркуляции электрическим током, проходящим через обе водяные емкости, через стенки второй водной емкости, которые имеют структуру молекулярного сита, через которое проходят навстречу друг другу ионы положительные и отрицательные; не включаются в устройство и дорогостоящие кислото- и щелочностойкие сосуды для хранения соляной кислоты и едкого натра, трубопроводы от них, запорная арматура, такая замена реактивов и упрощение конструкции дополнительно улучшают техническую безопасность работы на устройстве.