CN210765574U - 一种自动内循环和流量控制的水镀装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动内循环和流量控制的水镀装置，入池区中，铜膜内外侧分别设有第一内进液管和第一外进液管，第一内进液管的液体穿过第二入池钛蓝到达铜膜的内侧面，第一外进液管流出的液体穿过第一入池钛蓝到达铜膜的外侧表面；出池区中，铜膜内外侧设有第二内进液管和第二外进液管，第二内进液管的液体穿过第二出池钛蓝到达铜膜的内表面，第二外进液管流出的液体穿过第一出池钛蓝到达铜膜的外侧表面；铜膜的内侧设有第二出池钛蓝和第二内进液管，电镀池的上侧边缘设有带铜离子浓度探测器回液槽。本实用新型解决了电解液在镀液池内循环不均匀的现象，导流板能灵活地调节电解液的流向，***还能够根据铜膜的厚度实时反馈来调整电流大小。

Description

一种自动内循环和流量控制的水镀装置

技术领域

本实用新型涉及自动化生产设备技术领域，具体的说，是涉及一种自动内循环和流量控制的水镀装置。

背景技术

在锂电池的自动化生产线上，需要对使用镀液池对铜膜进行电镀操作。现有技术中，随着铜膜的走带，通过钛蓝的铜离子浓度不同形成相应的电镀区域，而为了实现铜离子的移动，传统的方法是采用泵浦外循环***进行控制。具体的，采用外置泵浦把池内电解液抽出来，再回流到钛蓝内部，把钛蓝内部高铜离子含量的电解液循环到池内其它区域。

但是这种结构需要额外增加泵浦装置，增加了产品的体积和相应成本，同时这种方式容易造成流向不一致，池内电解液浓度呈区域性不均匀，进而导致池内紊流；而且还影响铜膜在池内走带的稳定性。

上述缺陷，值得解决。

发明内容

为了克服现有的技术的不足，本实用新型提供一种自动内循环和流量控制的水镀装置。

本实用新型技术方案如下所述：

一种自动内循环和流量控制的水镀装置，包括电镀池，所述电镀池内设有转向导电辊，铜膜进入所述电镀池后绕过所述转向导电辊并出池，其特征在于，所述电镀池的左右两侧分别设有对称的入池区和出池区，

在所述入池区中，所述铜膜的外侧设有第一入池钛蓝和第一外进液管，所述第一外进液管流出的液体穿过所述第一入池钛蓝到达所述铜膜的外侧表面，所述铜膜的内侧设有第二入池钛蓝和第一内进液管，所述第一内进液管流出的液体穿过所述第二入池钛蓝到达所述铜膜的内侧表面；

在所述出池区中，所述铜膜的外侧设有第一出池钛蓝和第二外进液管，所述第二外进液管流出的液体穿过所述第一出池钛蓝到达所述铜膜的外侧表面，所述铜膜的内侧设有第二出池钛蓝和第二内进液管，所述第二内进液管流出的液体穿过所述第二出池钛蓝到达所述铜膜的内侧表面；

所述电镀池的上侧边缘设有回液槽，所述回液槽内设有若干铜离子浓度探测器，所述铜离子浓度探测器通过闭环控制***与各个进液管入口处的比例阀连接。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述转向导电辊位于所述入池区和所述出池区的交界处。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述电镀池的入口处设有入池导电辊，所述入池导电辊包括第一入池导电辊和第二入池导电辊，所述第一入池导电辊和所述第二入池导电辊转动方向相反，所述通过依次所述第一入池导电辊和所述第二入池导电辊后进入所述电镀池。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述电镀池的出口处设有出池导电辊，所述出池导电辊包括第一出池导电辊和第二出池导电辊，所述第一出池导电辊和所述第二出池导电辊转动方向相反，所述通过依次所述第一出池导电辊和所述第二出池导电辊后穿出所述电镀池。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述第一外进液管、所述第一内进液管、所述第二外进液管以及所述第二内进液管均为纯钛管。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，其特征在于，所述第一外进液管、所述第一内进液管、所述第二外进液管以及所述第二内进液管上均设有若干喷液孔，随着所述喷液孔与对应的所述比例阀距离的增大，所述喷液孔的孔径随之减小，且相邻两个所述喷液孔的间距也随之减小。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述入池区内还设有第一导流板，所述第一导流板与所述第一外进液管的位置对应，其将所述第一外进液管流出的液体导流至所述第一入池钛蓝处。

进一步的，所述第一导流板通过第一导流板轴固定在所述电镀池上，且所述第一导流板绕所述第一导流板轴转动。

更进一步的，所述第一外进液管上设有第一外管喷液孔，所述第一外管喷液孔朝向所述第一导流板转动的方向。

进一步的，所述第一导流板的截面呈S形。

更进一步的，所述第一导流板包括平直段和设有所述平直段两端的弧线段，所述第一外进液管位于所述弧线段的圆周轨迹上。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述第一内进液管位于所述铜膜与所述第二入池钛蓝之间，所述第一内进液管上设有第一内管喷液孔，所述第一内管喷液孔朝向所述第二入池钛蓝的下侧。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述出池区内还设有第二导流板，所述第二导流板与所述第二外进液管的位置对应，其将所述第二外进液管流出的液体导流至所述第一出池钛蓝处。

进一步的，所述第二导流板通过第二导流板轴固定在所述电镀池上，且所述第二导流板绕所述第二导流板轴转动。

更进一步的，所述第二外进液管上设有第二外管喷液孔，所述第二外管喷液孔朝向所述第二导流板转动的方向。

进一步的，所述第二导流板的截面呈S形。

更进一步的，所述第二导流板包括平直段和设有所述平直段两端的弧线段，所述第二外进液管位于所述弧线段的圆周轨迹上。

根据上述方案的本实用新型，其特征在于，所述第二内进液管位于所述铜膜与所述第二出池钛蓝之间，所述第二内进液管上设有第二内管喷液孔，所述第二内管喷液孔朝向所述第二出池钛蓝的下侧。

根据上述方案的本实用新型，其有益效果在于，本实用新型采用分区域强压多点进液+等高溢流回液的方式，有效地解决了电解液在镀液池内循环不均匀的现象，S形导流板能灵活地根据电解液的消耗量来去调节电解液的流向，溢流槽内的铜离子浓度探测器能根据铜膜的厚度实时反馈，***可以根据反馈调整电流大小。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的侧视图。

在图中，111、第一入池导电辊；112、第二入池导电辊；121、第一出池导电辊；122、第二出池导电辊；130、转向导电辊；

200、电镀池；211、第一入池钛蓝；212、第二入池钛蓝；221、第一出池钛蓝；222、第二出池钛蓝；230、第一内进液管；231、第一内管喷液孔；240、第一外进液管；241、第一外管喷液孔；250、第二外进液管；251、第二外管喷液孔；260、第二内进液管；261、第二内管喷液孔；270、第一导流板；271、第一导流板轴；280、第二导流板；281、第二导流板轴；291、左右回液槽；292、左右铜离子浓度探测器；293、前后回液槽；294、前后铜离子浓度探测器；

300、比例阀；

400、铜膜。

具体实施方式

下面结合附图以及实施方式对本实用新型进行进一步的描述：

如图1、图2所示，一种自动内循环和流量控制的水镀装置，包括电镀池200，电镀池200的左右两侧分别设有对称的入池区和出池区。电镀池200内设有转向导电辊130，铜膜400进入电镀池200后绕过转向导电辊130并出池，铜膜400的走带路径将电镀池200分为内外两个区域，铜膜400上侧的部分为内区，下侧为外区。优选的，转向导电辊130位于入池区和出池区的交界处，使得整个铜膜400的走动更加平滑、顺畅。

电镀池200的入口处设有入池导电辊，入池导电辊包括第一入池导电辊111和第二入池导电辊112，第一入池导电辊111和第二入池导电辊112转动方向相反，通过依次第一入池导电辊111和第二入池导电辊112后进入电镀池200。电镀池200的出口处设有出池导电辊，出池导电辊包括第一出池导电辊121和第二出池导电辊122，第一出池导电辊121和第二出池导电辊122转动方向相反，通过依次第一出池导电辊121和第二出池导电辊122后穿出电镀池200。

本实用新型通过第一入池导电辊111和第二入池导电辊112的相互配合，实现了铜膜400入池的张紧，同时保证铜膜400能从特定的角度进入入池区；通过第一出池导电辊121和第二出池导电辊122的相互配合，实现了铜膜400出池的张紧，同时保证铜膜400能从特定的角度出池。

1、在入池区中：

铜膜400的外侧设有第一入池钛蓝211和第一外进液管240，第一外进液管240流出的液体穿过第一入池钛蓝211到达铜膜400的外侧表面，铜膜400的内侧设有第二入池钛蓝212和第一内进液管230，第一内进液管230流出的液体穿过第二入池钛蓝212到达铜膜400的内侧表面。

优选的，入池区内还设有第一导流板270，第一导流板270通过第一导流板轴271固定在电镀池200上，且第一导流板270绕第一导流板轴271转动。第一导流板270与第一外进液管240的位置对应，其将第一外进液管240流出的液体导流至第一入池钛蓝211处。第一外进液管240位于第一入池钛蓝211和第二入池钛蓝212的下侧，且第一外进液管240位于第一导流板270转动圆周的范围内。

优选的，第一导流板270的截面呈S形，且S形的开口朝向该第一导流板270转动的方向。在本实施例中，第一导流板270包括平直段和设有平直段两端的弧线段，第一外进液管240位于弧线段的圆周轨迹上。配合第一导流板270的形状，使得从第一外进液管240进来的液体充分被第一导流板270进行导向。

第一外进液管240上设有第一外管喷液孔241，第一外管喷液孔241朝向第一导流板270转动的方向，使得从第一外进液管240流进来的液体能充分配合第一导流板270的转动方向，进而保证其能顺利到达第一入池钛蓝211的侧面。

第一内进液管230位于铜膜400与第二入池钛蓝212之间，第一内进液管230上设有第一内管喷液孔231，第一内管喷液孔231朝向第二入池钛蓝212的下侧。第一内管喷液孔231的朝向可以使得流进来的液体配合整个电镀池200的边界，使其顺利到达第二入池钛蓝212的侧面，进而保证其与第二入池钛蓝212的充分反应。

2、在出池区中：

铜膜400的外侧设有第一出池钛蓝221和第二外进液管250，第二外进液管250流出的液体穿过第一出池钛蓝221到达铜膜400的外侧表面，铜膜400的内侧设有第二出池钛蓝222和第二内进液管260，第二内进液管260流出的液体穿过第二出池钛蓝222到达铜膜400的内侧表面。

优选的，出池区内还设有第二导流板280，第二导流板280与第二外进液管250的位置对应，其将第二外进液管250流出的液体导流至第一出池钛蓝221处。

第二导流板280通过第二导流板轴281固定在电镀池200上，且第二导流板280绕第二导流板轴281转动。第二导流板280与第二外进液管250的位置对应，其将第二外进液管250流出的液体导流至第一出池钛蓝221处。第二外进液管250位于第一出池钛蓝221和第二出池钛蓝222的下侧，且第二外进液管250位于第二导流板280转动圆周的范围内。

优选的，第二导流板280的截面呈S形，且S形的开口朝向该第二导流板280转动的方向。在本实施例中，第二导流板280包括平直段和设有平直段两端的弧线段，第二外进液管250位于弧线段的圆周轨迹上。配合第二导流板280的形状，使得从第二外进液管250进来的液体充分被第二导流板280进行导向。

第二外进液管250上设有第二外管喷液孔251，第二外管喷液孔251朝向第二导流板280转动的方向，使得从第二外进液管250流进来的液体能充分配合第二导流板280的转动方向，进而保证其能顺利到达第一出池钛蓝221的侧面。

第二内进液管260位于铜膜400与第二出池钛蓝222之间，第二内进液管260上设有第二内管喷液孔261，第二内管喷液孔261朝向第二出池钛蓝222的下侧。第二内管喷液孔261的朝向可以使得流进来的液体配合整个电镀池200的边界，使其顺利到达第二出池钛蓝222的侧面，进而保证其与第二出池钛蓝222的充分反应。

在本实施例中，第一导流板270和第二导流板280起到电解液流向的导向作用，可以根据电解液的铜离子浓度与工艺需求的差值，进行调整电解液流经钛蓝的流向。

在本实施例中，第一外进液管240、第一内进液管230、第二外进液管250以及第二内进液管260均为纯钛管，既能满足铜膜400与钛蓝的相互反映，同时起到足够的支撑作用。

第一外进液管240、第一内进液管230、第二外进液管250以及第二内进液管260均分布于对应的比例阀300连接，且各个进液管上均设有若干喷液孔，随着喷液孔与对应的比例阀300距离的增大，喷液孔的孔径随之减小，且相邻两个喷液孔的间距也随之减小，喷液孔的孔径及间距可根据具体工作环境要求进行设置，此处不再进行赘述。

本实用新型根据压力衰减法制作喷液孔，即喷液孔的间距和孔径按照压力衰减原理制作，通过强压内循环代替传统的泵浦外循环镀液池电解液的循环方式，不但节省成本，而且可以得到流速均匀、流向一致层流体，循环效果更好。强压多点进液在池内形成更有规律的层流方向，配合各个导流板更方便改变电解液的流向。

电镀池200的上侧边缘设有回液槽，回液槽内设有若干铜离子浓度探测器，铜离子浓度探测器通过闭环控制***与各个进液管入口处的比例阀连接。各个溢流槽内的铜离子浓度探测器能根据铜膜的厚度实时反馈，***可以根据反馈调整电流大小，形成完整的闭环控制***。

具体的，在电镀池200的左右两侧设有左右回液槽291，左右回液槽291内设有若干左右铜离子浓度探测器292；在电镀池200的前后两侧设有前后回液槽293，前后回液槽293内设有若干前后铜离子浓度探测器294。

溢流回液口位于电镀池200的纵向两端，因此在图1的镀液池200中，以中心为界，靠内侧的电解液流向背面，靠外侧的电解液流向正面，形成规律性的流动方向。本实用新型采用溢流槽溢流回液的方法，使整个镀液池200的电解液形成一个完整的循环体系。同时，通过铜离子浓度探测器对电镀池200内液体的浓度变化进行监测，可以实时地监测到电解液内铜离子的消耗量是否在工艺要求内，并根据槽内电解液浓度的变化，通过自动调节进液流量实现电离子浓度的自动控制。与传统的水镀设备相比控制更加方便稳定、效率更高、成本更低。

本实用新型的实现原理为：

由于钛蓝既是导电阳极又是补充铜离子浓度的铜球盛装容器，因此在钛蓝周边和内部的电解液的铜离子浓度会比其它区域的高很多，本实用新型通过不断循环搅拌的方式，使得电镀池内电解液浓度均匀，保证镀膜的质量。

在电镀过程中，作为阴极的铜膜400，每个区域的表面电流密度是不尽相同的，这就导致了每个区域的电解液内的铜离子消耗量不同。为了保证铜膜400表面电镀效果的一致性，对每个区域的镀液浓度进行检测和调节。通过安装在每个回液槽的铜离子浓度探测器的反馈数值，通过调整比例阀300的开度达到理想的镀液效果。具体控制方式为：当检测到所在区域的回液的铜离子浓度偏高时，相对应的进液管上的比例阀300开度增大；反之则比例阀300开度减小。此过程全自动闭环控制，始终把电镀池200内的镀液浓度维持在工艺要求的范围内。

本实用新型采用了多点喷液角度可调的进液方式，在幅宽方向上能够做到流速、流量均匀一致，在导流板和进液角度的共同作用下，能够在镀液池内产生流速均匀、流向可调的层流，当电解液流向经过钛蓝内部时会把钛蓝里面的高铜离子含量的电解液带出来，均匀且一致地趋向于铜膜400的表面。由于采用了溢流回液法，低浓度的电解液会上浮到液面位置，最终溢流。所以不论是在铜膜40的进液（入池）方向还是铜膜400的出液（出池）方向，电解液都会由下往上流动(在电镀过程中，消耗掉铜离子的电解液的比重会比铜离子含量高的电解液的比重低)。形成一个近乎封闭的层流路径。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

上面结合附图对本实用新型专利进行了示例性的描述，显然本实用新型专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动内循环和流量控制的水镀装置，包括电镀池，所述电镀池内设有转向导电辊，铜膜进入所述电镀池后绕过所述转向导电辊并出池，其特征在于，所述电镀池的左右两侧分别设有对称的入池区和出池区，

在所述入池区中，所述铜膜的外侧设有第一入池钛蓝和第一外进液管，所述第一外进液管流出的液体穿过所述第一入池钛蓝到达所述铜膜的外侧表面，所述铜膜的内侧设有第二入池钛蓝和第一内进液管，所述第一内进液管流出的液体穿过所述第二入池钛蓝到达所述铜膜的内侧表面；

在所述出池区中，所述铜膜的外侧设有第一出池钛蓝和第二外进液管，所述第二外进液管流出的液体穿过所述第一出池钛蓝到达所述铜膜的外侧表面，所述铜膜的内侧设有第二出池钛蓝和第二内进液管，所述第二内进液管流出的液体穿过所述第二出池钛蓝到达所述铜膜的内侧表面；

所述电镀池的上侧边缘设有回液槽，所述回液槽内设有若干铜离子浓度探测器，所述铜离子浓度探测器通过闭环控制***与各个进液管入口处的比例阀连接。

2.根据权利要求1所述的自动内循环和流量控制的水镀装置，其特征在于，所述第一外进液管、所述第一内进液管、所述第二外进液管以及所述第二内进液管上均设有若干喷液孔，随着所述喷液孔与对应的所述比例阀距离的增大，所述喷液孔的孔径随之减小，且相邻两个所述喷液孔的间距也随之减小。

3.根据权利要求1所述的自动内循环和流量控制的水镀装置，其特征在于，所述入池区内还设有第一导流板，所述第一导流板与所述第一外进液管的位置对应，其将所述第一外进液管流出的液体导流至所述第一入池钛蓝处。

4.根据权利要求3所述的自动内循环和流量控制的水镀装置，其特征在于，所述第一导流板通过第一导流板轴固定在所述电镀池上，且所述第一导流板绕所述第一导流板轴转动。

5.根据权利要求3所述的自动内循环和流量控制的水镀装置，其特征在于，所述第一导流板的截面呈S形。

6.根据权利要求1所述的自动内循环和流量控制的水镀装置，其特征在于，所述第一内进液管位于所述铜膜与所述第二入池钛蓝之间，所述第一内进液管上设有第一内管喷液孔，所述第一内管喷液孔朝向所述第二入池钛蓝的下侧。

7.根据权利要求1所述的自动内循环和流量控制的水镀装置，其特征在于，所述出池区内还设有第二导流板，所述第二导流板与所述第二外进液管的位置对应，其将所述第二外进液管流出的液体导流至所述第一出池钛蓝处。

8.根据权利要求7所述的自动内循环和流量控制的水镀装置，其特征在于，所述第二导流板通过第二导流板轴固定在所述电镀池上，且所述第二导流板绕所述第二导流板轴转动。

9.根据权利要求7所述的自动内循环和流量控制的水镀装置，其特征在于，所述第二导流板的截面呈S形。

10.根据权利要求1所述的自动内循环和流量控制的水镀装置，其特征在于，所述第二内进液管位于所述铜膜与所述第二出池钛蓝之间，所述第二内进液管上设有第二内管喷液孔，所述第二内管喷液孔朝向所述第二出池钛蓝的下侧。

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