Описание базовой конструкции электрокоагулятора

На рис. 4.1 представлен эскиз одного из вариантов ЭК в сборе. Данная конструкция успешно эксплуатируется на заводе «Маяк» (г. Киров), хотя не вполне соответствует рекомендациям [3]. Основу ЭК представляет корпус 1 из нержавеющей стали Х18Н10Т. Эта сталь пассивна в хромсодержащих стоках, поэтому утечки тока на корпус практически отсутствуют, хотя корпус и не футерован. Однако электроды обязательно должны быть изолированы от корпуса.

Рис. 4.1. Эскиз электрокоагулятора в сборе. 1 – корпус; 2 – электродные пластины; 3 – ввод СВ; 4 – выпуск очищенной воды; 5 – слив; 6 – труба для промывки ЭК; 7 – алюминиевые токоподводящие полосы; 8 - стойки

СВ подается в ЭК снизу через приваренный ввод 3 в расширяющуюся донную часть корпуса и распределяется между электродными пластинами 2. На виде справа пластины показаны упрощенно. Очищенная от хрома (VI) СВ вместе с хлопьями шлама выходит через выпуск 4. Часть шлама однако скапливается в нижней части корпуса и периодически удаляется из него через слив 5; при этом осадок смывается с помощью трубы 6. Ввод, выпуск, слив и труба также изготовлены из стали Х18Н10Т.

Корпус закреплен на четырех стойках 8, изготовленных из уголка 50 х 50 х 4 из стали Ст.3. Высота стоек около 1200-1300 мм.

Электроды каждого знака монтируются с помощью болтов на соответствующей алюминиевой полосе 7. Для фиксации электродов и предотвращения коротких замыканий между электродами и корпусом, а также между электродами разного знака, имеются 4 гребенки с пазами из диэлектрика (полиамид, винипласт, текстолит и т.п.). Две нижних гребенки смонтированы так, что пазы располагаются горизонтально; в верхних гребенках пазы расположены вертикально. На рис. 4.1 гребенки не показаны, их монтаж будет описан позднее.

Рис. 4.2. Эскиз корпуса ЭК: 1 – стенки; 2 – боковины; 3,4,4,6 – борта; 7 – перегородка; 8 – днище; 9 – нижние опоры; 10 – верхние опоры

Рассмотрим устройство корпуса (рис. 4.2). Как говорилось выше, он изготовлен из стали Х18Н10Т. Толщина стенок – 3-4 мм. Конструкция сварная. Предварительно изготавливают две стенки (поз.1), две боковины (поз.2), четыре борта (поз.3,4,5,6), перегородку (поз.7) и днище (поз.8). Высота перегородки 100 мм; она на 50 мм не доходит до верха корпуса. Днище имеет квадратную форму со стороной около 120 мм. Внутри корпуса приварены две нижних опоры (поз.9) и две верхних опоры (поз.10) для монтажа гребенок. Нижние опоры имеют вид скошенного уголка шириной 30 мм, к которому приварены вертикально два штыря диаметром 8 мм и высотой 13 мм для посадки гребенок из диэлектрика. Верхние опоры имеют вид швеллера; к ним также приварены, но уже горизонтально, штыри для посадки гребенок. Высота швеллера 35 мм, ширина – 10 мм. Расстояние между осями штырей на опорах 9 и 10 равно расстоянию между осями соответствующих углублений гребенки (рис. 4.4).

Эскиз электродной пластины (Ст.3, толщина 3-4 мм) с приваренным токоподводом представлен на рис. 4.3. Габариты электрода (b_a, h_a) определяются расчетом (см. раздел 3). В верхней части сделан скос во избежание случайных коротких замыканий с токоподводами электродов противоположного знака.

Рис. 4.3. Эскиз электродной пластины с токоподводом.

Размеры приведены ориентировочные. * - высота токоподвода должна быть такой, чтобы алюминиевая полоса и болты, соединяющие ее с токоподводом, не были погружены в электролит

Число пазов на гребенке (рис. 4.4) определяется общим числом электродов (катодов и анодов). Ширина паза на 2 мм больше толщины электродной пластины. Расстояние между осями соседних электродных пластин равно сумме толщины электрода δ и начального межэлектродного расстояния l_a-k.

При выполнении чертежа ЭК студент должен в качестве основного чертежа представить чертеж корпуса ЭК (три проекции) с указанием необходимых размеров.

В качестве деталировочных чертежей выполняются:

- чертеж электродной пластины с токоподводом (с размерами);

- чертеж гребенки (с размерами).

Преподаватель дает необходимые консультации в процессе выполнения графической части проекта.

Рис. 4.4. Эскиз гребенки из диэлектрика. Ширина паза П на 2 мм больше толщины анода. Ширина выступа В на 2 мм меньше начального межэлектродного расстояния. Диаметр посадочных углублений 10 мм, высота цилиндрической части углублений 20 мм. Габаритная длина гребенки зависит от принятого в расчете числа электродов и может быть рассчитана по уравнению L_ГР = 2 n_a(d + 2) + (2 n_a – 1) (l_a-k – 2) + 2^. 23.

Рис. 4.5. Сопряжение верхней опоры (поз. 10 из рис.4.2), гребенки из диэлектрика и электродной пластины. 1 – стенка ЭК; 2 – верхняя опора со средним посадочным штырем длиной 13 мм и диаметром 8 мм; 3 – гребенка из диэлектрика; 4 – электродная пластина.

Рис. 4.6. Схема, поясняющая взаимное расположение боковой стенки ЭК (поз. 1), гребенки (поз. 2), нижней опоры (поз. 3) и электродных пластин (поз. 4). Электродные пластины располагаются попеременно. Если левая пластина на схеме – анод, то правая пластина – катод (и наоборот). Нижняя пластина имеет два штыря диаметром 8 мм и высотой 13 мм (на схеме не показаны) для посадки гребенок из диэлектрика.