III. THIẾT KẾ BỂ 3.1 Sơ đồ hệ thống bể
3.2Thiết kế bể anot
26 27 28 29 Phòng dáo nước Thùng sấy
3.2Thiết kế bể anot
Do chiều dài mẫu sản phẩm cần anot hố là 6,5 m nên tơi chọn chiều dài bể là 7 m.
Chiều sâu của bể là 3 m.
Chiều rộng của bể là 1 m, đủ để đảm bảo đặt 3 catot và 2 anot. Khoảng cánh giữa anot và catot chọn là 20 cm. Nếu gần quá có thể sẽ chạm catot và anot gây ngắn mạch. Nếu xa quá sẽ tăng tiêu hao điện năng. Khoảng cách catot so với tường chọn là 10 cm, tạo khoảng cách này để H2 dễ thốt ra nên q trình catot khơng bị kìm hãm.
Vật liệu chọn làm catot là các thanh nhôm hợp kim 6063, chiều dài 2,7 m. Mỗi thành có chiều rộng 20 cm, được bố trí đặt trong bể theo phương thẳng đứng và xếp khít. Chiều dài hệ thống catot đặt trong bể thiết kế là 6,5 m, như vậy số thanh catot khoảng 32 thanh.
Hệ thống khuấy trộn: dùng bơm đảo trộn dung dịch
Vật liệu làm bể: bể sẽ xây dựng bằng bê tông dày 25 cm để thuận tiện đi lại trên bể kiểm tra hàng anot, trục với các sản phẩm bị rơi, vệ sinh bể. Bên trong bể có bọc nhựa PVC 3 mm.
1
(a)
(b)
Hình 3.2: Cấu tạo bể anot thiết kế
a) Hình chiếu đứng và chiếu bằng của bể b) Hình phóng to vị trí 1 tại thành bể
Bể được thiết kế có chiều rộng 1m, chiều dài bên trong bể là 7 m, thành bể có chiều dài là 253 mm trong đó có 250 mm bê tơng và 3 mm nhựa PVC
11 1 1 2
2
Hình 3.3: Bản vẽ thiết kế đặt vị trí catot và anot
Bản vẽ 3.3 thiết kế các vị trí đường 1 sẽ là nơi đặt catot, đường số 2 là nơi thiết kế đặt anot. Khoảng cách catot so với thành bể ở chiều dài là 10 cm, khoảng cách anot và catot được thiết kế là 20 cm. Khoảng cách anot và catot so với mép bể ở đầu và cuối là 25 cm, sở dĩ có lựa chọn này vì đây là vị trí cầu trục thao tác nhấc đồ gá nên cần khoảng cách này lớn hơn.
Bản vẽ thiết kế vị trí đặt hệ thống ống nước khuấy trộn, làm mát, lọc ion Al3+ được trình bày trên hình 3.4 và 3.5:
Hình 3.4 : Bản vẽ thiết kế hệ thống dung dịch đi vào làm mát bể
Để làm mát được đồng đều dung dịch trong bể thì bản thiết kế lắp đặt các đường ống nước tuần hoàn lạnh đặt ở dưới đáy tháp và phun từ dưới đáy lên, vị trí các ống được đặt cách đáy khoảng 2 cm, được thiết đặt chính giữa vị trí catot và anot. Vị trí bố trí các ống này được xác định nằm trên đường số 3. Các ống phun nước này được chọn là vật liệu PVC có đường kính ống là 5 cm, trên ống có khoan các lỗ có đường kính khoảng 2 mm để phun đều dung dịch dọc theo chiều dài bể.
Hình 3.5 : Bản vẽ thiết kế hệ thống lấy nước nóng ra khỏi bể
Bản vẽ thiết kế 3.5 thiết kế hệ thống lấy dung dịch nóng ra khỏi bể rồi đem lọc bỏ các tạp chất cơ học ở thiết bị lọc lưới, sau khi lọc tạp chất cơ học dung dịch được đưa qua bộ phận lọc trao đổi ion. Lựa chọn nhựa trao đổi ion là loại cation có chứa nhóm hoạt động là H+, lựa chọn này là để khi trao đổi ion tách Al3+ thì H+ tạo thành không làm bẩn dung dịch mà cịn bổ xung H+ cho q trình điện phân. Bề mặt dung dịch điện phân cách mặt bể chọn là 20 cm, điều này tránh tràn dung dịch ra khỏi bể khi nhúng anot. Dung dịch sau làm mát sẽ được đưa vào bể ở phía đáy.
Hình 3.6 : Bản vẽ lắp điện cực anot
Dầm treo anot chọn là nhôm hợp kim 6063. Điện cực anot chọn làm bằng vật liệu đồng.
Bản vẽ thiết kế đồ gá :
Hình 3.7 : Bản vẽ thiết kế đồ gá cho sản phẩm
Sản phẩm được bắt lên đồ gá bằng bu lông, khoảng cách các bu lông thiết kế là 20 mm mục đích là để duy chì khoảng cách giữa các chi tiết sau khi gá là 5 cm để cho 4 mặt của chi tiết đều được anot hóa. Giá treo và bu lơng làm bằng
hợp kim nhơm 6063, các bu lơng có thể tháo dời để tiện thay thế và sửa chữa. Để lên giá nhanh cần bố trí ghế cao và súng bắn hơi để bắn bu lông . Một lưu ý là chi tiết được anot là hình hộp chữ nhật cho nên khi nhấc đồ gá ra khỏi bể cần nghiêng dầm treo đồ gá một góc khoảng 300 trong thời một thời gian nhất định để dóc hết dung dịch đọng ra khỏi chi tiết. Hình minh họa cụ thể ở trên hình 3.5
Hình 3.8: kỹ thuật nghiêng dầm đồ gá để dóc dung dịch khỏi sản phẩm
Tài liệu tham khảo
1. J poyner, Kỹ thuật mạ, 1987
3. Nhà máy nhôm Sông Hồng, Hướng dẫn vận hành kỹ thuật. 4. L.Gazapo, J. Gea, kỹ thuật anot hóa nhơm, 1994.
5. Sifco, hướng dẫn kỹ thuật anot hóa, 2010.