Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_14033
.pdf
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствование способов снабжения печей пылевидным углем.
Мы, TODD Dity DoCx, ENGINEERING & LREPAIR CoiroloAa [oN], корпорация штата Нью-Йорк, Соединенные
Штаты Америки, расположенная по адресу: 25, Bioadway, город, округ и штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты
Америки, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть
выполнено, что будет подробно описано и установлено в следующих положениях. Данное изобретение
относится к системам подачи измельченного угля к нескольким горелкам. Целью изобретения является
создание эффективного устройства для подачи измельченного угля к множеству горелок, при котором каждая
горелка будет получать пропорциональное количество измельченного угля непрерывным потоком.
Согласно настоящему изобретению, предлагается устройство для подачи измельченного угля к нескольким
горелкам.
включает в себя вращательно установленную приемную поверхность, средства для размещения сырого угля
на такой поверхности с заданной скоростью и средства для непрерывного перераспределения заданных
пропорций угля с такой поверхности на отдельные ячейки для измельчения по мере вращения поверхности.
Приемная поверхность предпочтительно включает в себя съемно установленный стол, который соединен со
средствами для укладки угля на него в виде конуса, при этом средства для отвода заданных пропорций угля
со стола предпочтительно состоят из множества лопастей, каждая из которых предназначена для отклонения
угля со стола в сторону отдельных желобов, причем указанные лопасти регулируются индивидуально
относительно радиуса стола, над которым они работают, для регулирования количества отклоняемого ими
угля. Отдельные каналы соответственно соединяются с отдельными измельчающими установками, откуда
уголь в измельченном виде подается к соответствующим горелкам A45 под соответствующим давлением
воздуха.
Воздух предпочтительно нагревается на передней части топки и служит для сушки угля, а также
одновременно является средой для транспортировки угля от источника подачи через измельчительные
установки к горелкам.
Один из вариантов осуществления изобретения — это...
Иллюстрации [на рисунке 1 показан сопутствующий дренаж], [Цена, если-] где: Рисунок 1 представляет собой
вид спереди нашего усовершенствованного устройства подачи угля.
Рисунок 2 представляет собой боковой разрез, выполненный по линии 2-2 на рис. 1.
Рис. 3 представляет собой горизонтальный разрез по линии 3-3 на рис. 2. 60 Рис. 4 — перспективный вид
лопатки, отклоняющей уголь; рис. 5 — боковой разрез мельницы-измельчителя, входящей в систему, которая
состоит из трех отдельных блоков, на рисунке также показаны средства подачи сырого топлива и средства
подачи измельченного продукта.
На рис. 6 представлен боковой разрез передней части печи, включая горелку и средства предварительного
подогрева воздуха, используемого для подачи топлива к горелке.
Рис. 7 представляет собой вид спереди диафрагмы печи, снабженной удлиненным воздухопропускным
отверстием; и рис. 8 представляет собой перспективный вид шотландского котла и установки подачи топлива,
включающей в себя систему подачи, измельчения и доставки.
Хотя наша усовершенствованная система применима к различным типам котлов, использующих множество
горелок, как в одной, так и в нескольких топках, мы предварительно разработали...
В качестве примера, иллюстрирующего данную ситуацию, мы приводим в пример шотландский котел,
изображенный на рисунке 85 в точке А; кроме того, например, котел снабжен топками B, C, D, причем
указанные топки соответственно оборудованы горелками.
Измельчение обычно обозначается буквой E под номером 90, а в примере замедление — буквой F, G, HI.
используются для доставки измельченного угля.
в отдельных квотах, в соответствующие печи, по соответствующим трубам, служащим, соответственно,
средством транспортировки между измельчительными установками и печами.
При подаче измельченного угля в дробильные установки нашей системы желательно, чтобы его подача
регулировалась как можно точнее, чтобы количество угля, подлежащего измельчению в течение
определенного промежутка времени, соответствовало потребностям сжигания в печи или печах. ' - 105
Поэтому мы используем регулирование подачи t & I. tjv 362,9954 362,954 означает, например, вращающийся
стол, вертикально регулируемый бункер для подачи угля в конус распределения на указанный стол, лопасти,
взаимодействующие с поверхностью стола для отклонения угля от основания конуса распределения, причем
указанные лопасти регулируются относительно радиуса поверхности стола, и желоба или каналы для сбора
отклоненного угля для подачи в измельчитель.
На рисунках 1–3 обозначим 1 круглую стену Ll, снабженную верхним фланцем 2 и нижним фланцем 3, причем
указанная стена и ее нижний фланец установлены на каркасной конструкции, включающей полые колонны 5,
и поддерживаются ею. Под пространством, ограниченным стеной 1, расположен вращающийся стол 6.
Верхняя поверхность этого стола, вблизи его периферийного края, подвижно соприкасается с нижним краем
указанной стены.
Таблица 6 представлена с центральным выступающим элементом 7, который вращательно установлен в
углублении 8, образованном в опоре 9, соединенной посредством шарнирных элементов 10 с колоннами 5.
Вал 1i проходит через стол 6, выступ 7 и опору 9, при этом указанный вал крепится к столу, например,
контргайками 12. На рисунке вал 11 снабжен на нижнем конце конической шестерней 13, которая зацепляется
с конической шестерней 14, установленной на валу 15, который может, например, приводиться в движение
двигателем 16 или другим источником энергии.
B-; с помощью этих или других подходящих средств телец 6 может вращаться с желаемой скоростью.
Кромки 17, несущие кольцевое отверстие 18 с внутренней резьбой, устанавливаются на верхнем торце стенки
1 и крепятся к нему, например, с помощью винтов 19, которые крепят указанные кромки к фланцу 2.
Внутри кольцевого зазора 18 расположена цилиндрическая часть 20 загрузочного бункера, снабженного
воронкообразной верхней частью 21, причем этот бункер предназначен для приема так называемого
необработанного угля, который должен осаждаться на вращающемся столе и подаваться оттуда в
регулируемых количествах в установки измельчительной мельницы.
Следует отметить, что колонны 5, служащие желобами, имеют верхнее входное отверстие 22, смещенное от
периферии стола 6, для приема угля, который должен быть сброшен с поверхности стола отводящими
средствами способом, который будет описан ниже.
Наше изобретение, касающееся подачи топлива, включает, во-первых, средства для регулирования
количества угля, который распределяется по столу 6 за пределы цилиндрической части 20; и, во-вторых,
средства для изменения радиуса поверхности стола, где уголь, образующий конус распределения, должен
отклоняться к входам 22 полых колонн или желобов 5.
Загрузочный бункер снабжен ручками 23, с помощью которых его можно завинчивать. G или вниз, чтобы
изменить расстояние между нижним концом части 20 и поверхностью стола 6. Таким образом, обеспечивается
контроль вертикальной регулировки количества угля, которое может рассыпаться по поверхности стола за
пределами его круговой области, концентричной с частью 20.
Важность этого основного средства регулирования подачи угля станет очевидной, если учесть, что количество
угля 80, подаваемого в пылеуловительную мельницу, может быть таким, которое необходимо для
обеспечения работы одной или нескольких горелок.
Для точного регулирования количества угля, подлежащего срезанию с конуса 85 на столе, мы предусмотрели
лезвия 24, перемещающиеся на шарнирах 25, которые закреплены на рамной конструкции; указанные лезвия
имеют рукоятки 26 для их регулировки. Лопасти 24 изогнуты таким образом, чтобы совпадать с круговым
контуром стены 1, и установлены для того, чтобы, в частности, служить заглушками для входов 22.
На рис. 3 показана одна из лопаток, предотвращающая попадание угля из 95 в защищенную ею полую
колонну.
Остальные лопасти на рис. 3 представлены как установленные под разными углами на поверхности стола 6.
Передние кромки 100 лезвий направлены противоположно направлению вращения стола и, следовательно,
будут срезать с кучи угля ту часть, которая находится за пределами радиуса, изображенного на рисунке Lv,
острия 105 лезвий, и будут отклонять этот срезанный уголь в соответствующие входы 22.
Следует понимать, что все лопасти 24 могут быть установлены под одним и тем же углом, или же они могут
иметь разные углы в соответствии с требованиями горелок, которые они обслуживают.
Если обслуживать нужно только одну горелку, то остальные лопасти могут перекрыть отверстия 22, через
которые нельзя пропускать уголь. j:
После установки лопастей в заданное положение их можно зафиксировать соответствующими средствами,
например, с помощью неподвижного квадранта 27 с отверстиями и штифта 28, входящего в зацепление с
направляющей 26 и одним из указанных отверстий.
Полые колонны 5 снабжены отверстиями 29, через которые могут проходить потоки воздуха, служащие
средством для транспортировки угля через измельчительную мельницу и 125 к горелкам.
В основе нашей усовершенствованной системы сжигания пылевидного угля лежит абсолютный контроль
количества и качества пылевидного угля, подаваемого в каждую печь: 13G На рис. 6 показана горелка 40,
соединенная с передней панелью печи 41, сконструированной, как описано в описании нашего предыдущего
патента № 351621, адаптированная для использования с воздухом при принудительной тяге. Горелка 40,
номер 70, имеет форму конуса и отверстия 42, предназначенные для прохождения воздуха изнутри передней
части в топку, представляющего собой вторичный воздух, необходимый для поддержания горения.
Вокруг устройства Лурнера расположен воздухораспределительный щит 43, регулируемый с помощью
управляющего устройства 44 для регулирования количества подаваемого вторичного воздуха. 80 Как
указывалось ранее, смесь первичного воздуха и измельченного угля поступает в горелку через шланг 38.
Мы предполагаем, что воздух, подаваемый через отверстия 2'9 в колонны 85, будет предварительно нагрет,
чтобы он мог высушивать уголь, одновременно служа средством для его транспортировки к дробильной
мельнице и к горелкам.
В качестве средства обеспечения источника достаточно нагретого воздуха для указанного транспортного
средства внутри полой передней части показана двухкомпонентная конструкция, как описано в Техническом
задании нашего предыдущего руководства.
Патент № 351621, состоящий из частей 95 X-Y, которые вместе имеют приблизительно форму подковы,
причем эти части X-Y расположены перед диафрагмой 45 и имеют направленный назад наружный фланец 46,
который взаимодействует с указанной диафрагмой 45, образуя замкнутую воздушно-пространственную
промежуточную двухкомпонентную конструкцию и диафрагму.
Также указанные части X-Y снабжены внутренним краевым фланцем 47 и расположенными на некотором
расстоянии друг от друга перегородками 48, 49, которые взаимодействуют с диафрагмой j05, образуя с ней
обратный изгиб или расширенный воздуховод, направление которого показано стрелками на рис. 7.
Указанный расширенный проход сообщается с внутренней частью jJ1 полой передней панели посредством
входного отверстия 50, при этом следует понимать, что атмосферный воздух подается в указанную полую
переднюю панель от вентилятора через воздуховод 51.
В то время как входное отверстие 50 показано сообщающимся с одним концом упомянутого выше
расширенного прохода, труба 52 показана соединенной с указанным расширенным проходом на другом его
конце, так что столб воздуха, проходящий по указанному проходу под давлением указанного воздуходувки,
будет выходить через трубу 52, откуда он будет поступать в отверстие 29 для использования, как указано
ранее, для подачи измельченного угля в воздуходувку.
1.
Поскольку двухкомпонентная конструкция X-Y тесно связана с диафрагмой 45, отсюда следует, что воздух,
проходящий через расширенный (светодиодный) проход, будет обслуживать две части.
Функция понижения температуры i.12U особенно полезна в котлах типа «шотландский», поскольку в них
используются независимые топки и требуется одинаковая скорость нагрева, которую трудно обеспечить при
использовании большой мельницы и какой-либо системы распределения топлива.
Для достижения этой цели мы используем измельчающие элементы или мельницы, поставляемые в каждую
печь. В тех случаях, когда котел имеет две или три топки, измельчительная мельница поставляется в виде
двух или трех блоков, имеющих два или три выходных отверстия и оборудованных двойным или тройным
селективным входным отверстием для подачи сырья. Измельчитель состоит из аналогичных блоков,
отличающихся лишь способом подачи материала и, конечно же, габаритными размерами.
Иллюстрированный блок мельницы состоит из трех блоков, каждый из которых имеет два комплекта лопастей
0a,:1; а также вентилятор 32, все это установлено на валу 3, который опирается на два внешних подшипника
34 и заключен в корпус 35, разделенный таким образом, что уголь, поступающий в мельницу из колонн 5,
направляется к оси первого комплекта лопастей.
В каждом цехе уголь, подаваемый колонной А5, захватывается лопастями 30, разносится по периметру и
подвергается абразивному воздействию о лопасти 30 и обсадную трубу, в результате чего уголь
превращается в порошок.
Выход из первой ступени мельницы.
Также на оси, и только более мелкие частицы угля, в силу своей значительно уменьшенной массы, способны
плавать на воздушных потоках, создаваемых вентилятором, и, таким образом, противодействовать
энтропийной силе, стремясь удержать уголь на периферии.
На первом этапе измельченный уголь поступает в лопасти 31, и здесь, на втором этапе, сохраняются те же
условия, а пропорционально более тонкое измельчение достигается путем обработки сравнительно
крупнозернистого продукта первого этапа второй обработкой.
Выходное отверстие 36 второй ступени также находится на оси лопастей, и (опять же) только сверхтонкие
фракции могут перемещаться в воздушном потоке, оставляя более тяжелые частицы в зоне измельчения до
тех пор, пока они не будут измельчены достаточно мелко, чтобы плавать в воздухе.
Воздух, подаваемый в колонны 5 через отверстия 29 под действием всасывающего давления W5 (трубка 32),
служит основным воздухом и получает достаточную скорость для подачи смеси к горелке через гибкий
металлический шланг 38.
Мельница может приводиться в движение любым подходящим первичным двигателем, но из-за скорости
вращения обычно выбирают между паровой турбиной и электродвигателем, и мы, например, показали
паровую турбину 39 для обеспечения привода.
362,9S54:
указанной диафрагмы, тем самым продлевая срок ее службы, в то время как температура потока воздуха
повышается до точки, при которой он становится более пригодным для сжигания и сушки измельченного угля,
которым он загружен при поступлении в горелку.
Все вариации в рамках сущности и объема нашего изобретения в равной степени охватываются
вышеизложенным описанием.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, на что мы претендуем, это: 1. Устройство для подачи измельченного угля к множеству горелок,
включающее вращающуюся приемную поверхность, средства для подачи сырого угля на эту поверхность с
регулируемой скоростью и средства для непрерывного отвода заданных пропорций угля с этой поверхности в
отдельные желоба для измельчения по мере вращения указанной поверхности.
2.
Устройство для подачи измельченного угля к множеству горелок, включающее вращающийся стол, средства
для укладки угля на указанный стол в виде конуса, и множество лопастей, предназначенных для отклонения
угля со стола в сторону отдельных желобов для измельчения, причем указанные лопасти регулируются
индивидуально относительно радиуса стола, по которому они работают, для регулирования количества
отклоняемого угля.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_362955.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=362955&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB362955A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (Швейцария): август. 6,7929. 3629955 Дата принятия закона (в Соединенном
Королевстве): август. 6, 1930. № 23J576/30.
Завершено: Декабрь. 7, 1931.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствованный процесс силицирования волокнистых материалов растительного происхождения.
Мы, д-р Орро Стинги, проживающий по адресу: Капельднштрассе 6, Берн, Швейцария, гражданин Швейцарии,
и компания LIGNAT WENXB A. G., проживающая в Грандсоне, Швейцария, являющаяся швейцарской
компанией, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Детальное исследование известных процессов силицирования волокнистых материалов растительного
происхождения для производства конструкционных элементов показывает, что силицирование,
осуществляемое в соответствии с ними, весьма несовершенно. Причина этого заключается в том, что
небольшие количества кремниевой кислоты, смешанные с исходным волокнистым материалом в виде
жидкого стекла, в незначительной степени отделяются на поверхности волокнистого материала, тогда как
большая часть смывается водой, используемой для обработки, и практически не проникает внутрь волокон.
Настоящее изобретение представляет собой способ силицирования волокнистых материалов растительного
происхождения, характеризующийся тем, что волокнистые материалы раскрываются под действием
кислотообразующих бактерий до полного проникновения кислоты, после чего рост бактерий прекращается, и
полученные таким образом волокнистые материалы насыщаются 3-й ватной палочкой.
Поскольку это кислотообразующие бактерии, предпочтительно использовать те, которые образуют молочную
кислоту, уксусную кислоту, лимонную кислоту или винную кислоту. В качестве волокон растительного
происхождения могут использоваться хлопковые отходы, древесные или целлюлозные волокна, но чаще
всего — солома.
Этот процесс может быть выполнен, например, следующим образом:
Несколько головок Bacillus lactis aero-4r5 берут из агар-агаровых культур, помещают в сыворотку и оставляют
на 24 часа при температуре 30-400 °C. 10 литров обработанной таким образом сыворотки смешивают с
несколькими литрами воды температурой 30-400 °C, так чтобы концентрация молочной кислоты в жидкости
составляла от 0,1 до 0,5%. В это количество вносят 100 кг измельченной соломы и тщательно перемешивают
с жидкостью и атрибуторами. Затем все это оставляют на некоторое время, поддерживая температуру
30-140°C. 55 бактерий оказывают на солому действие, чрезвычайно благоприятное для проведения
тщательной силификации. Жидкость вместе с бактериями проникает в волокнистую структуру, и там бактерии
размножаются, выделяя небольшие количества молочной кислоты. Последнее служит цели предотвращения
развития других микробных организмов, содержащихся в ткани, например, гнилостных бактерий, а также
обеспечения благоприятных условий для проникновения кислотообразующих микроорганизмов. Когда
молочнокислые бактерии проникают в ткани, поскольку вводимой с ними питательной жидкости уже
недостаточно для их значительно возросшего количества, бактерии начинают атаковать подходящие
вещества в тканях, такие как сахар и тому подобное, и использовать их в качестве пищи.
Однако, в результате изменения состава вещества снова образуется молочная кислота, которая таким
образом будет откладываться при проникновении бактерий во все части соломы. После определенного
периода времени, например, 4-6 часов воздействия, бериллиевый процесс останавливается, простейшим
способом — кратковременным нагревом до 856-100 °C или более длительным нагревом до 606-50 °C.
К материалу, полностью пропитанному кислотой, добавляют кремниевую кислоту в виде приблизительно
5%-ного раствора жидкого стекла в таком количестве, чтобы соотношение жидкого стекла к волокнистому
материалу составляло примерно 1/1 часть. Благодаря разрыхлению ткани бактериями, жидкое стекло может
проникнуть во все волокно, и кремниевая кислота осаждается кислотой, ранее отложившейся в нем. Таким
образом, после обработки в течение примерно 2-3 часов в волокне образуется 95% кремниево-кислотная
каркасная структура, которая выгодно дополняет внешнее кремниево-кислотное покрытие, полученное
известным способом. Таким образом, достигается полное ионное силицирование, которое фактически
соответствует самым высоким требованиям данной области техники.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления (362,955), мы
заявляем, что то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_362956.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=362956&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB362956A
[]
Третье издание. ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: август. 8, 1930.
№ 23,837 130.
Я.
362,956 Полное техническое задание принято: декабрь. 8, 1931.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Покрытие железа, стали, цинка или подобных металлов органической солью металла.
Я, Уильям Уоррен Тинггс, из фирмы Marks & Clerk, 57 и 58, Линкольнс-Инн-Филдс, Лондон, W.C.2, подданный
Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения (сообщение, полученное мной из-за
границы от Metal Finishing Research Corporation, корпорации штата Мичиган, Соединенные Штаты Америки,
Моренси, штат Мичиган, Соединенные Штаты Америки), и о способе его осуществления, который будет
подробно описан и установлен в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к нанесению на металлы износостойких покрытий.
Целью изобретения является получение покрытия на железе, стали, цинке или подобных материалах,
включающего соль металла и органическую кислоту, причем эта соль пригодна для образования
антикоррозионного покрытия или для образования базового слоя для защитного материала, такого как краска,
эмаль или подобный защитный материал.
Еще одной целью изобретения является ускорение производства описанного типа покрытия и улучшение его
качеств.
Давно известно, что разбавленный раствор фосфорной кислоты, если он правильно «сбалансирован» и
соблюдены другие необходимые условия, образует на железе или стали покрытие из практически
нерастворимых фосфатов, которое само по себе препятствует ржавчине и служит хорошей основой для
некоторых дополнительных защитных покрытий.
Ранее было предложено формировать защитный слой на обычных металлах с использованием соединений
молибдена в качестве покрытия путем погружения или обработки металлов в растворе, содержащем
растворимый молибдат и соль щавелевой кислоты, поликремниевой кислоты, фтороводородной кислоты или
фтороводородной кислоты, в отсутствие простой соли металла группы железа.
В этом случае было высказано предположение, что при тщательном проведении процесса можно
использовать саму щавелевую кислоту, которая будет образовывать оксалаты с уже присутствующими
основаниями.
Также предлагалось обрабатывать стенки металлических сосудов дубильной кислотой для образования
дубильного вещества железа, а затем покрывать покрытие шеллаковым лаком или подвергать его
воздействию кипящего льняного масла, касторового масла или канифоли. Предложенный способ защиты
железной проволоки от ржавчины заключался в кипячении её в красном бордоском вине, красящее вещество
которого образовывало на проволоке нерастворимый дубильный таннат железа. 60 Было обнаружено, что
различные органические кислоты при надлежащих условиях могут быть использованы для образования
аналогичных покрытий из солей обрабатываемого металла, и что некоторые из полученных таким образом
покрытий 65 обладают свойствами, позволяющими использовать их в качестве средств защиты от ржавчины,
или в качестве покрытий для фундаментов, или в обоих случаях.
Изобретение заключается в способе нанесения покрытия на железо, сталь, цинк и тому подобное, 70, который
состоит в обработке поверхности металла раствором, содержащим одну из кислот, входящих в состав
дикарбоновых и гидроксидикарбоновых кислот алифатического ряда, а также карбоновые кислоты, имеющие
75 только одну карбоксильную группу, и сульфоновые кислоты ароматического ряда, в таких условиях, чтобы
на металле образовалось покрытие из соли металла и кислоты, которая плохо растворима в 80 воде.
В соответствии с еще одним аспектом изобретения, действие кислот ускоряется путем добавления в раствор
окислителя. Для ускорения действия можно также добавить соединение одного из 85 или более металлов:
марганца, меди, хрома или серебра, которые должны быть растворимы в растворе, либо в дополнение к
окислителю 90, либо вместо него; например, для ускорения действия в раствор можно добавить диоксид
марганца и сульфит натрия.
Общей характеристикой всех этих 95 кислот, по-видимому, является то, что чистый холодный раствор,
независимо от его концентрации, не оказывает существенного воздействия на металл в течение какого-либо
достаточно короткого промежутка времени. Нагревание раствора до 100°C достаточно для того, чтобы
процесс протекал достаточно быстро с некоторыми кислотами, но для большинства из них ускоряющие
агенты либо необходимы, либо весьма полезны для получения покрытия в достаточно короткие сроки. В
некоторых случаях (105) горячий раствор начинает покрывать поверхность сразу же, практически при любой
концентрации. В других случаях покрытие не образуется до тех пор, пока часть металла не растворится в
растворе, образуя уравновешивающую соль.
Наилучшими из чистых горячих растворов являются щавелевая, малоновая, винная, салициловая, галловая и
бензолсульфоновая кислоты, которые образуют покрытия в течение 2–15 минут. Кроме того, горячий раствор
янтарной кислоты с добавлением диоксида марганца образует покрытие примерно за пять минут.
Действие большинства перечисленных выше кислот ускоряется добавлением окислителя, однако эффект
заметно различается для разных кислот, а также несколько варьируется в зависимости от используемого
окислителя. Например, горячий раствор бензойной кислоты образует лишь полупрозрачное покрытие за 45
минут, а горячий раствор антраниловой кислоты не образует никакого покрытия, по крайней мере, в течение
разумного периода времени. При добавлении сульфита натрия горячий раствор любой из этих кислот
образует покрытие за пять минут. Кроме того, чистый раствор щавелевой, малоновой или винной кислоты не
оказывает заметного покрывающего действия в холодном состоянии, но добавление сульфита натрия к
любому из этих растворов настолько ускоряет его действие, что покрытие образуется в течение одной-трех
минут. Янтарная и салициловая кислоты являются исключением из правила, поскольку добавление сульфита
натрия к их растворам не значительно ускоряет их действие.
Добавление сульфита натрия к раствору галловой кислоты делает покрытие темнее по цвету, более
адгезивным и устойчивым, хотя и не ускоряет процесс в такой степени, как при использовании щавелевой
кислоты.
Добавление диоксида марганца представляется выгодным во всех случаях.
В большинстве случаев это приводит к заметному ускорению процесса, а также в большинстве случаев
улучшает качество покрытия.
Хотя действие перечисленных выше органических кислот имеет некоторое сходство с действием фосфорной
кислоты, существуют различия, которые легко вытекают из приведенного выше описания. Кроме того, хотя
для покрытия железа можно использовать разбавленный раствор фосфорной или щавелевой кислоты, эти
две кислоты являются взаимными ядами.
Добавление даже очень небольшого количества щавелевой кислоты к хорошему раствору фосфорной
кислоты для нанесения покрытия замедляет процесс нанесения покрытия и ухудшает качество
образующегося покрытия. Увеличение концентрации щавелевой кислоты усиливает ее вредное воздействие.
С другой стороны, разбавленный раствор щавелевой кислоты замедляется небольшим количеством
фосфорной кислоты и становится все менее эффективным по мере увеличения концентрации фосфорной
кислоты. Однако концентрированный или насыщенный раствор щавелевой кислоты выдерживает
ограниченное количество фосфорной кислоты без заметного эффекта.
В целом, одна из упомянутых органических кислот более эффективна, чем их смесь; однако исключением из
этого правила является то, что добавление небольшого количества янтарной кислоты (75%) к раствору
щавелевой кислоты ускоряет действие раствора. Янтарная кислота не является ускорителем для других
кислот из упомянутой группы. 80 Как из-за своей доступности, так и из-за быстрого действия, раствор
щавелевой кислоты предпочтительнее для образования базового покрытия, поверх которого будет
наноситься краска, эмаль или лак. Хорошо известно, что краска, лак, эмаль и тому подобное плохо прилипают
к гладкой поверхности железа, стали, цинка и тому подобного. Желательно сформировать на поверхности
металла покрытие, которое одновременно прочно сцепляется с металлом и обеспечивает прочное сцепление
краски, эмали или лака с поверхностью. Для достижения этой цели получают 95% водный раствор щавелевой
кислоты.
Концентрация этого раствора может значительно варьироваться, как будет более подробно объяснено ниже.
Данный раствор может использоваться в практически чистом виде, и его применение таким образом будет
описано в первую очередь. Металл, подлежащий покрытию, погружают в раствор и оставляют в нем до
прекращения реакции. Реакцию можно наблюдать по образованию пузырьков на поверхности металла 105.
Когда эти пузырьки перестают подниматься с поверхности металла, реакция завершается, и металл можно
удалить. Время реакции сильно зависит от температуры. При обычной комнатной температуре (110°C) для
полного протекания реакции требуется много часов, но при температуре кипения или при температуре,
близкой к температуре кипения, реакция завершается за несколько секунд или минут (115°C) в зависимости от
обстоятельств.
Поверхность металла не обязательно должна быть абсолютно чистой, но приблизительно такой она должна
быть. Любая смазка на поверхности заметно замедляет действие раствора 120. При использовании
сильнодействующего раствора и упомянутых ниже ускорителей небольшое количество смазки не
представляет проблемы. Травление поверхности блестящего металла в любом обычном травильном
растворе (125) с последующим промыванием травленой поверхности ускоряет реакцию в ванне с щавелевой
кислотой. Даже кратковременное погружение в травильный раствор оказывает заметное влияние 13Q 362,956
362,956 на время последующей реакции в ванне с щавелевой кислотой, особенно в тех случаях, когда
поверхность металла очень гладкая.
Покрытие, образующееся на поверхности металла, чрезвычайно однородно и мелкозернисто, и поэтому не
добавляет поверхности никакой физической шероховатости, но изменяет ее характер таким образом, что
краска, эмаль или лак 710 прочно к ней прилипают, а поскольку оксалатное покрытие практически неразрывно
связано с покрывающим металлом, краска, лак или эмаль, таким образом, прочно сцепляются с металлом.
715 При работе с чистым металлом концентрация раствора, по-видимому, не оказывает существенного
влияния на скорость действия, начиная с раствора, содержащего не более одной пятой процента щавелевой
кислоты, и заканчивая насыщенным раствором.
Кроме того, обработка предметов в ванне не оказывает заметного влияния на саму ванну, за исключением
очень постепенного разбавления раствора. По этой причине поддержание надлежащей концентрации в
растворе не требует особого внимания, поскольку реакция протекает практически одинаково в очень широком
диапазоне концентраций. В практических целях достаточно, чтобы вода содержала некоторое количество
щавелевой кислоты.
Покрытие, образующееся на поверхности железа при использовании щавелевой кислоты в чистом виде,
представляет собой в основном оксалат железа(III). Этот материал крайне плохо растворяется в воде и, как
ожидается, образует хорошее антикоррозийное покрытие. Однако при тестировании антикоррозионных
свойств покрытий proMO в солевом тумане было обнаружено, что ржавчина появляется через два-три часа, а
при оставлении в аэрированной воде на ночь вся поверхность выглядит сильно заржавевшей.
Однако эту ржавчину можно стереть, и покрытие T45 под ней выглядит так же хорошо, как и до помещения в
аэрированную воду.
Хотя само по себе это покрытие нельзя рекомендовать как полностью защищающее от ржавчины, было
установлено, что оно является очень хорошим базовым покрытием для покраски или эмали. Например,
некоторые панели, подготовленные обычным способом и без оксалатного покрытия, были покрыты двумя
слоями запеченной эмали и подвергнуты воздействию солевого тумана до сильного ржавления. Даже когда
ржавчина не проявлялась на поверхности, эмаль очень легко отслаивалась. Другие панели, во всех
отношениях идентичные, были покрыты оксалатным покрытием d60 в качестве основы, а затем на них были
нанесены точно такие же слои запеченной эмали, и после воздействия солевого тумана в течение периода,
многократно превышающего необходимый для образования ржавчины на первой партии панелей, они
оказались в идеальном состоянии, а эмаль идеально прилегала во всех местах.
При нанесении покрытия на железо описанным способом было установлено, что операции нанесения
покрытия могут быть выполнены несколько быстрее при наличии в ванне определенных материалов, помимо
щавелевой кислоты. Например, диоксид марганца, добавленный в ванну, в некоторой степени растворяется в
ней, в результате чего образуется несколько более черное покрытие, содержащее около 75% марганца;
время реакции ускоряется, а полученное покрытие несколько прочнее, чем при использовании одной только
щавелевой кислоты. Аналогичный результат достигается добавлением соединения хрома, которое будет по
меньшей мере частично растворено в растворе, то же самое справедливо и для меди и серебра. С другой
стороны, существует очень широкий спектр соединений других металлов, которые могут быть допустимы в
ванне без какого-либо особого влияния на нее в ту или иную сторону. Следует избегать соединений мышьяка,
поскольку они оказывают крайне вредное воздействие. В целом, любое соединение, содержащее кислоту
сильнее щавелевой кислоты или способное высвобождать ее в ванне, вредно, особенно в случае слабого
раствора щавелевой кислоты; однако кислоты и соли кислот, которые могут действовать как окислители,
ускоряют этот процесс.
Как уже упоминалось выше, сульфит натрия оказывает подобное действие, и нитрит натрия действует
аналогичным образом.
Перекись водорода также очень эффективна в качестве ускоряющего агента.
Легко понять, что введение в ванну любого другого материала, который не входит в состав покрытия или не
действует каким-либо образом в качестве катализатора, 105 никоим образом не приносит пользы, а если и
оказывает какое-либо действие, то такое действие вредно. Как указано выше, марганец, медь и хром в
некоторой степени входят в состав покрытия, и соединение 110, по-видимому, увеличивает скорость реакции
и не ухудшает качество покрытия для большинства целей, но полезными оказываются лишь небольшие
количества этих материалов.
В идеальных условиях блестящее изделие из железа или стали, подвергнутое пескоструйной обработке или
одноминутному травлению в обычном травильном растворе с последующей промывкой, реагирует с кипящим
раствором щавелевой кислоты, содержащим небольшое количество диоксида марганца, с активным
окислителем, таким как сульфит натрия, или без него, образуя полное покрытие, так что реакция
прекращается всего за тридцать секунд; а поверхности железа или стали в других условиях и в растворе
щавелевой кислоты, свободном от посторонних веществ, реагируют до конца в течение нескольких минут; но,
несмотря на эту быструю реакцию с образованием оксалатного покрытия на поверхности металла, когда
металлическое изделие находится в растворе, было обнаружено, что при распылении или нанесении
раствора на поверхность металла при обычных условиях нагрева раствор высыхает, не оказывая никакого
Соседние файлы в папке патенты