Устройство для прерывания струи электролита

 

Изобретение относится к конструкции электролизеров для рафинирования металлов электролизеров растворов. Устройство для прерывания струи электролита содержит вертикальный корпус, разделенный перегородками по высоте на отдельные электрически изолированные перегородками друг от друга, камеры, соединенные между собой через сильфонные приспособления, выполненные в виде проходящей через перегородку вертикальной трубы и колпака, надетого на трубу с зазором между верхним ее торцом и колпаком. Сильфонное приспособление может иметь дополнительную трубу, установленную в основной трубе, например, коаксиально. Сильфонное приспособление может иметь несколько дополнительных труб, проходящих через перегородку, под общим колпаком с основной трубой или каждая труба накрыта отдельным колпаком. В последнем варианте трубы могут быть расположены на разных уровнях. Сильфонное приспособление может иметь сплошной стержень, помещенный внутри основной трубы. Техническим результатом от использования изобретения является упрощение конструкции устройства и расширение диапазона расходов электролита, при котором сохранена работоспособность устройства. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к конструкции электролизеров для рафинирования металлов электролизом растворов.

Преимущественная область применения изобретения: ввод и вывод электролита из электролизных ванн в процессах электролитического рафинирования металлических меди и никеля.

Известны устройства, предназначенные для прерывания струи электролита, которые по конструктивным особенностям можно разбить на три группы. К первой группе относятся механические устройства, содержащие перекидной элемент (желоб, ковш и т. д.), управляемый поплавком или работающий как генератор механических колебаний [1,4] У второй группы устройств на пути вертикального потока электролита устанавливается механическая преграда, разбивающая поток на отдельные капли, например, конус с продольными канавками [2] или же диск с отверстиями, имеющий с нижней стороны по периметру и вокруг каждого отверстия конусообразные кольцевые выступы [3] Особенностью третьей группы устройств является корпус, разделенный по высоте на отдельные камеры. Переток же электролита из одной камеры в другую осуществляется отдельными порциями в результате работы сифонных переливных устройств [5] Первая группа устройств содержит подвижные элементы (поплавок и перекидные элементы), наличие которых снижает надежность работы устройства и повышает сложность его конструкции, а изолированные емкости увеличивают габаритные размеры всего устройства.

Вторая группа устройств из-за большой поверхности испарения увеличивает влажность и содержание вредных аэрозолей в атмосфере производственных помещений.

Из всех рассмотренных аналогов за прототип принято устройство для прерывания струи электролита [4] т.к. по технической сущности и достигаемому эффекту оно наиболее близко к предлагаемому.

Устройство для прерывания струи электролита содержит вертикальный корпус, разделенный перегородками по высоте на отдельные электрически изолированные друг от друга камеры, соединенные между собой посредством сифонного приспособления в виде трубы [5] Вышеприведенное устройство имеет следующие недостатки: небольшой диапазон изменений расхода электролита, в котором устройство сохраняет работоспособность; небольшая производительность по электролиту; сложность конструкции.

Данное изобретение решает следующие задачи расширение рабочего диапазона изменений расхода электролита и упрощение конструкции устройства.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для прерывания струи электролита, содержащем вертикальный корпус, разделенный перегородками по высоте на отдельные электрически изолированные друг от друга камеры, соединенные между собой посредством сифонного приспособления в виде трубы, сифонное приспособление имеет колпак с прорезями в нижней части, установленный над трубой с зазором между верхним ее торцом и колпаком, так же в выполнении сифонного приспособления по крайней мере с одной дополнительной трубой, помещенной внутри основной трубы; в выполнении сифонного приспособления с несколькими дополнительными трубами, проходящими через перегородку под общим колпаком; в выполнении сифонного приспособления со сплошным стержнем, помещенным внутри основной трубы; в установке дополнительной трубы коаксиально в основной трубе; в образовании прорезей колпака с помощью его размещения с зазором относительно перегородки; в выполнении сифонного приспособления с проходящими через перегородку несколькими дополнительными трубами, накрытыми отдельными колпаками; расположение верхних торцов труб, проходящих через перегородку, на разных уровнях.

На фиг 1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 4 показаны варианты выполнения сифонного приспособления.

Устройство для прерывания струи электролита содержит вертикальный корпус 1, разделенный с помощью перегородок 5 и 10 на камеры, соединенные между собой сильфонным приспособлением в виде труб 3 и 8 с надетыми на них колпаками 2 и 7, имеющими в своей нижней части прорези 4 и 9. Колпаки установлены с зазором между верхним торцом труб и самим колпаком. Под каждой перегородкой имеется в корпусе отверстие 6 для сброса воздуха в атмосферу.

Сифонное приспособление может иметь несколько труб, проходящих перегородку, накрытых как общим колпачком, так и каждая труба отдельным колпаком. Прорези колпака могут быть образованы расположением колпака с зазором относительно перегородки.

В сифонном приспособлении верхние торцы труб могут быть расположены на разных уровнях.

Сифонное приспособление может иметь дополнительную трубу 11, установленную внутри основной трубы. Дополнительная труба 11 установлена в основной коаксиально.

Сифонное приспособление может иметь сплошной стержень, установленный в основной трубе (на чертеже не показано).

Устройство работает следующим образом.

Непрерывная струя электролита поступает в верхнюю камеру над перегородкой 5. По мере наполнения камеры уровень электролита растет как в камере, так и внутри колпака 2. Во внутреннее пространство колпака 2 электролит поступает через окно 4 в его нижней части. Как только уровень электролита достигнет верхнего торца трубы 3, электролит начнет переливаться в нижнюю камеру над перегородкой 10, а в системе колпак 2 кл труба 3 образуется сифон. Производительность сифонного приспособления больше, чем величина непрерывного потока электролита, поступающего в верхнюю камеру, поэтому через определенное время верхняя камера опорожнится, так как сифон работает под перепадом давления, определяемым высотой трубы 3. Как только порция электролита из верхней камеры (над перегородкой 5) поступит в нижнюю камеру (над перегородкой 10) электролит из нее начнет поступать в трубу 8. Труба 8 и колпак 7 также образуют сифон, поэтому через определенное время и нижняя камера будет опорожнена и поток электролита из устройства прекратится. Таким образом, непрерывный поток электролита, поступающего на вход устройства, дважды разрывается. По расходу потоки электролита на выходе труб 3 и 8 находится в противофазе, поэтому осуществляется постоянный разрыв струи между входом и выходом устройства.

Использованием различного числа труб, проходящих через перегородку, наличие или отсутствие внутри основных труб дополнительных труб или стержня, коаксиально установленных, позволяет изменять внутреннее сечение сифонного приспособления. При этих вариантах обеспечивается регулирование скорости истечения жидкости (электролита) из одной электрически изолированной камеры в другую с сохранением работоспособности устройства.

Применение данного изобретения позволяет упростить конструкцию устройства и расширить диапазон расхода электролита, при котором устройство сохраняет работоспособность, что расширяет его применение. При использовании устройства, например, для разрыва струи электролита, поступающего и/или вытекающего из ванны для электролитического рафинирования металлов, уменьшаются токи "утечки" и повышается безопасность обслуживания ванн.

Формула изобретения

1. Устройство для прерывания струи электролита, содержащее вертикальный корпус, разделенный перегородками по высоте на отдельные, электрически изолированные одна от другой камеры, соединенные между собой посредством сифонного приспособления в виде трубы, проходящей через перегородку, отличающееся тем, что каждое сифонное приспособление имеет колпак с прорезями в нижней части, установленный над трубой с зазором между верхним торцом и колпаком.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сифонное приспособление имеет по крайней мере одну дополнительную трубу, помещенную внутри основной трубы.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сифонное приспособление выполнено с несколькими дополнительными трубами, проходящими через перегородку под общим колпаком.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждое сифонное приспособление имеет сплошной стержень, помещенный внутри основной трубы.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что прорези колпака образованы размещением его с зазором относительно перегородки.

6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что дополнительная труба в основной трубе установлена коаксиально.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что сифонное приспособление выполнено с проходящими через перегородку дополнительными трубами, накрытыми отдельными колпаками.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что верхние торцы труб, проходящих через перегородку, расположены на разных уровнях.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4