DE60038283T2

DE60038283T2 - Mischvorrichtung

Info

Publication number: DE60038283T2
Application number: DE60038283T
Authority: DE
Inventors: Paul Tsuen Wan Henington; Kwok Wai Mei Chung Court Shatin Wen
Original assignee: Process Automation International Ltd
Current assignee: Process Automation International Ltd
Priority date: 2000-03-21
Filing date: 2000-05-16
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2020-05-17
Also published as: EP1136117A3; EP1136117B1; US6632011B1; DE60038283D1; EP1136117A2; CN1314502A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Elektroplattiervorrichtung und insbesondere eine solche Elektroplattiervorrichtung, welche Mittel zum Vereinfachen des Mischens und Auflösens einer Beimengung in einem Lösungsmittel und zum Minimieren der Menge an aus einer Mischkammer z.B. in eine Kammer der Vorrichtung, in der die Elektroplattierung erfolgt, zu bewegender ungelöster Beimengungen umfaßt.
Eine herkömmliche Elektroplattiervorrichtung ist bekannt. Ein Beispiel für eine herkömmliche Elektroplattiervorrichtung besteht aus zwei Gehäusen, in denen sich jeweils eine Kammer befindet. Eine erste Kammer dient dem Auflösen von Beimengungen in einem Lösungsmittel, um eine Elektrolytlösung zu bilden. Die Lösung wird anschließend einer zweiten Kammer zugeführt, in welcher die Elektroplattierung stattfindet.
Ein mit diesem herkömmlichen Vorrichtungstyp verbundenes Problem besteht darin, daß ungelöste Beimengung in der ersten Kammer zusammen mit der Elektrolytlösung der zweiten Kammer zugeführt werden kann. Dies führt nicht nur zu einer Verunreinigung der zweiten Kammer mit ungelöster Beimengung, wodurch der Elektroplattierungsprozeß beeinflußt wird, sondern ist auch unwirtschaftlich, da zusätzliche Beimengung benötigt wird, um die ungelöste, für den beabsichtigten Zweck in der zweiten Kammer nicht genutzte Beimengung zu kompensieren.
Ein weiteres mit einem herkömmlichen Vorrichtungstyp verbundenes Problem besteht darin, daß häufig ein in einem unteren Bereich der ersten Kammer angeordneter einfacher Rührmechanismus in Form einer Turbine verwendet wird. Diese Ausgestaltung birgt den Nachteil, daß während des Auflösens der Beimengung ein unerwünscht starker Strom erzeugt wird. Ungelöste Beimengung kann durch den starken Strom unerwünschterweise in einen oberen Bereich der ersten Kammer gebracht und aus der ersten Kammer heraus bewegt werden.
Die Europäische Patentanmeldung EP 0 510 675 A2 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von wäßriger Löschkalklösung. Die Vorrichtung umfaßt einen Auflösungstank von zylindrischer oder rechteckiger Form, eine an einen unteren Teil des Tanks angeschlossene Wasserversorgungsleitung, einen im Tank an dessen Bodenteil angebrachten Rührflügel, eine an einen oberen Teil des Tanks angeschlossene Abflußleitung zum Abführen der wäßrigen Löschkalklösung und eine im Tank oberhalb des Rührflügels angeordnete Vorrichtung zum Regeln der Höhe der verflüssigten Löschkalkschicht.
Die Internationale Patentanmeldung WO 92/06922 offenbart eine Anlage zur Herstellung einer Salzlösung, die eine Produktionseinheit mit einem Salzbett und eine Lagerungseinheit für die hergestellte Salzlösung enthält. In der Anlage ist eine Frischwassereinheit mit einer Niveauregelung vorgesehen. Wasser aus der Anlage kann aus der Frischwassereinheit nicht über den Frischwassereinlaß rückgeführt werden.
Die Internationale Patentanmeldung WO 99/40241 offenbart ein Verfahren zum Elektroplattieren von Metallbeschichtung(en) auf Partikel unter hoher Beschichtungsgeschwindigkeit und hoher Stromdichte, wobei es sich um einen zyklischen Betrieb handelt, der in jedem Betriebszyklus mindestens drei im wesentlichen unabhängige Schritte aufweist, wobei die unabhängigen Schritte in Folge ausgeführt werden und aus Rühren, Sedimentierung und Elektroplattieren bestehen. Der Sedimentierungsschritt erfolgt während einer im wesentlichen ruhigen Phase im wesentlichen ohne Strömungsfluß durch das Elektrolyt und im wesentlichen ohne Rühren, so daß auf der Kathodenplatte eine Sedimentierungsschicht von sich lose berührenden Partikeln ausgebildet wird. Der Elektroplattierungsschritt folgt nach dem Sedimentierungsschritt bei einer Stromdichte von über mindestens 5 A/dm². Der Rührschritt folgt unmittelbar nach dem Elektroplattierungsschritt, wobei der Rührvorgang kräftig genug ist, um die Partikel in der Sedimentierungsschicht zu dispergieren und um Partikel, die durch die während des vorangegangenen Elektroplattierungsschritts ausgebildete Metallbeschichtung überbrückt wurden, aufzubrechen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Mischvorrichtung sowie eine verbesserte Elektroplattiervorrichtung bereitzustellen, welche die Nachteile der herkömmlichen Vorrichtung überwindet und zusätzliche Betriebsvorteile bietet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Mischvorrichtung bereitgestellt, die eine Kammer mit mindestens einem Einlaß zum Eintretenlassen einer Beimengung und eines flüssigen Lösungsmittels, mindestens einem Auslaß zum Austretenlassen der Beimengung und des Lösungsmittels und mindestens einen Separator mit mindestens einer allgemein nach oben gewandten Fläche und einer allgemein nach unten gewandten Fläche, wobei die Flächen einen Durchgang definieren, der die Lösung durch die Kammer und aus dieser heraus treten läßt, aufweist.
Vorzugsweise kann der Separator eine Mehrzahl von Trennelementen enthalten.
Vorteilhafter Weise kann jedes der Trennelemente ein Plattenelement umfassen.
Die nach oben gewandte Fläche weist einen Neigungswinkel in Bezug auf die Vertikale auf, derart, daß ungelöste Beimengung entlang der allgemein nach oben gewandten Fläche hinuntergehen kann. Die nach unten gewandte Fläche weist einen Neigungswinkel in Bezug auf die Vertikale auf, derart, daß während des Auflösungs- und Mischprozesses gebildete Blasen entlang der allgemein nach unten gewandten Fläche aufsteigen können. Ein Paar schwenkbar befestigter Platten ist an gegenüberliegenden Seiten der Kammer angebracht, um den Auflösungs- und Mischprozeß zu unterstützen.
Geeigneterweise kann jedes Plattenelement eine allgemein nach oben gewandte Fläche und eine allgemein nach unten gewandte Fläche bereitstellen.
Vorzugsweise können die Plattenelemente Seite an Seite zueinander angeordnet sein.
Vorteilhafterweise können die nach oben gewandte Fläche und die nach unten gewandte Fläche im wesentlichen parallel zueinander sein.
Geeigneterweise können die nach oben gewandte Fläche und die nach unten gewandte Fläche unter im wesentlichen 55–65° zu einer horizontalen Achse der Kammer geneigt sein.
Vorzugsweise können die nach oben gewandte Fläche und die nach unten gewandte Fläche unter im wesentlichen 60° zu einer horizontalen Achse der Kammer geneigt sein.
Vorteilhafter Weise kann die Mischvorrichtung ferner ein Mittel zum Vermischen des Lösungsmittels mit der Beimengung in der Kammer umfassen.
Geeigneter Weise kann die Mischvorrichtung ferner ein Mittel zum Detektieren der Konzentration der Lösung umfassen, wobei sich das Detektionsmittel unter dem Separator befinden kann.
Vorzugsweise kann die Mischvorrichtung ferner ein Mittel umfassen, um die Beimengung einen unteren Bereich der Kammer erreichen zu lassen, bevor sie mit dem Lösungsmittel gemischt und darin gelöst wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun lediglich exemplarisch und unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm eines Querschnitts einer erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung,
2 in einer perspektivischen Ansicht eine Mischkammer der in 1 abgebildeten Elektroplattiervorrichtung,
3 in einer perspektivischen Ansicht die in 2 abgebildeten Mischkammer mit entferntem Gehäuse,
4 ein schematisches Diagramm eines Querschnitts eines unteren Abschnitts der in 2 abgebildeten Mischkammer,
5 in einer Ansicht von unten ein Saugrohr, wie in 3 abgebildet,
6 in einer Ansicht von unten ein Sprinkler-Rohr, wie in 3 abgebildet,
7a in einer perspektivischen Ansicht einen Abschnitt eines Wirbelbrechers,
7b in einer Draufsicht den in 7a abgebildeten Wirbelbrecher,
8 in einer perspektivischen Ansicht einen Abschnitt eines Separators der in 2 abgebildeten Mischkammer,
9a in einer Schnittdarstellung einen Abschnitt des in 2 abgebildeten Separators,
9b in einer Schnittdarstellung einen Abschnitt eines Separators mit einem anderen Aufbau im Vergleich zum in 9a abgebildeten,
10a ein Testrohr, in welchem eine Beimengung in einem darin enthaltenen Lösungsmittel gelöst wird,
10b ein weiteres Testrohr in einer geneigten Position, in welchem eine Beimengung in einem darin enthaltenen Lösungsmittel gelöst wird.
Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Elektroplattiervorrichtung 1 ist in 1 abgebildet. Die Elektroplattiervorrichtung 1 kann allgemein in zwei Zonen untergliedert werden, und zwar eine Zone mit hoher Konzentration 44, in der sich eine Mischkammer 12 befindet, und eine Zone mit geringer Konzentration 42, in der sich eine Plattierwanne 26 und eine Plattierzelle 28 befinden. Oberhalb der Mischkammer 12 wird ein Aufgeber 2 bereitgestellt, der mittels eines über eine Stromquelle 8 betriebenen Gleichstrommotors 6 angetrieben wird. Der Aufgeber 2 besitzt allgemein die Form einer Kammer mit einem engeren unteren Abschnitt, innerhalb dessen ein weiterer Filter 4 (nicht abgebildet) enthalten ist. Im Gehäuse des Aufgebers enthaltene Beimengung (z.B. CuO-Feststoffpulver) wird durch den Filter 4 gefiltert, bevor sie über einen Schneckenaufgeber 10 zu einem Auslaß 46 des Aufgebers 2 transportiert wird.
Die Mischkammer 12 ist allgemein rechteckig, wie in 1 und 2 abgebildet. Obzwar die abgebildete Mischkammer 12 allgemein die Form eines rechtwinkligen Behälters aufweist, kann auch eine andere Ausbildung der Mischkammer 12 verwendet werden. Auf einer Seite der Mischkammer 12 ist ein langgestrecktes Rohr 16 angeordnet, das einen Einlaß 15 mit einer vergrößerten Öffnung aufweist. Die Mischkammer 12 umfaßt ferner einen Separator 22 und einen Wirbelbrecher 48. Das langgestreckte Rohr 16 ist im wesentlichen parallel zur vertikalen Achse der Mischkammer 12 angeordnet, während der Separator 22 und der Wirbelbrecher 48 horizontal quer durch die Mischkammer 12 angeordnet sind. Wie ersichtlich ist, umfaßt die Mischkammer 12 allgemein den in einem oberen Abschnitt angeordneten Separator 22, den in einem mittleren Abschnitt angeordneten Wirbelbrecher 48 und einen in einem unteren Abschnitt derselben angeordneten Mischmechanismus 20. Der Mischmechanismus 20 der Mischkammer 12 wird später genauer beschrieben.
Wie weiterhin aus 1 ersichtlich, besitzt die Plattierwanne 26 allgemein die Form eines Behälters, der einen Hohlraum definiert. Die Plattierwanne 26 ist im Vergleich zur Mischkammer 12 relativ groß. Die Istkapazität der Mischkammer 12 und der Plattierwanne 26 liegt bei etwa 200 l bzw. 1200 l, wobei auch andere Größen verwendet werden können. Ein Kanalelement oder -rohr 24, das von einem am oberen Abschnitt der Mischkammer 12 angebrachten Auslaß 52 abgeht, ist an die Plattierwanne 26 angeschlossen. Ein weiteres Kanalelement oder -rohr 25, das von einem Auslaß 53 der Plattierwanne 26 abgeht, ist an die Mischkammer 12 angeschlossen.
Die an die Plattierwanne 26 durch Rohre 54 angeschlossene Plattierzelleneinheit 28 umfaßt eine Kathode 30 und eine Anode 32, wo die Elektroplattierung stattfindet.
Wie beschrieben, kann die Elektroplattiervorrichtung 1 allgemein in zwei Zonen untergliedert werden, und zwar eine Zone mit hoher Konzentration 44 und eine Zone mit geringer Konzentration 42. Beim Einsatz wird im Aufgeber 2 enthaltene Beimengung durch den Schneckenaufgeber 10 über den Filter 4 zum Auslaß 46 transportiert. Der Filter 4 wird verwendet, um nur die feineren Partikel der Beimengung aus dem Auslaß 46 in das unter dem Wirbelbrecher 48 zum unteren Bereich der Mischkammer 12 verlaufende langgestreckte Rohr 16 gelangen zu lassen. Elektrolytlösung mit einer geringeren Beimengungskonzentration aus der Plattierwanne 26 kann so geleitet werden, daß sie in den Einlaß 15 des langgestreckten Rohrs 16 über das Rohr 25 eintritt, das auch dazu dient, jegliche vom Aufgeber 2, der an der Wand des Einlaßes 15 befestigt ist, ausgegebene Beimengung hinunter zum Rohr 16 zu spülen. Sobald die Beimengung in das Rohr 16 eintritt und den unteren Bereich desselben erreicht, gelangt die Beimengung mit dem in der Mischkammer 12 enthaltenen Lösungsmittel in Kontakt. Die Beimengung löst sich im Lösungsmittel auf, und es entsteht daraus eine Elektrolytlösung. Das Mischen und Lösen der Beimengung mit und in dem Lösungsmittel ist im Folgenden genauer beschrieben.
Wie aus 1 bis 6 ersichtlich, ist der Mischmechanismus 20 im unteren Abschnitt der Mischkammer 12 angeordnet und über eine Pumpe 18 angetrieben. Der Mischmechanismus 20 vereinfacht das Auflösen der Beimengung durch Vermischen des im unteren Abschnitt der Mischkammer 12 enthaltenen Lösungsmittels. Das Pumpen der Lösung mittels der Pumpe 18 vereinfacht ebenfalls das Auflösen der Beimengung. Der Mischmechanismus 20 umfaßt drei unter einem Sprinkler-Rohr 70 angeordnete Saugrohre 68a, 68b und 68c. Die Saugrohre 68a, 68b und 68c sowie das Sprinkler-Rohr 70 sind jeweils auf Halterungen 76a, 76b, 76c und 78 befestigt. Das Sprinkler-Rohr 70 hat zwei Reihen kleiner Öffnungen 74 an dessen Unterseite, wie in 6 abgebildet; jedes der Saugrohre 68a, 68b und 68c dagegen hat eine an deren Unterseite angeordnete Reihe von Öffnungen 76, wie in 5 abgebildet. Die Öffnungen 76 an den Saugrohren 68a, 68b und 68c sind größer als die Öffnungen 74 am Sprinkler-Rohr 70. Der Mischmechanismus 20 umfaßt ferner zwei Platten 80 in Form eines schwenkbar an gegenüberliegenden Seiten der Mischkammer 12 befestigten Flügelpaars, wie in 3 und 4 abgebildet. Beim Einsatz, wenn die Mischkammer 12 mit Lösungsmittel gefüllt und in Betrieb ist, fährt die Pumpe 18 fort, das in der Mischkammer 12 enthaltene Lösungsmittel zu pumpen, indem sie das Lösungsmittel in die Öffnungen 76 der Saugrohre 68a, 68b und 68c saugt und es durch die Öffnungen 74 des Sprinkler-Rohrs 70 in die Mischkammer 12 einleitet. Auf diese Weise werden direkt unter der Halterung 84 nach unten fließende Ströme erzeugt, die in 4 durch die Pfeile „C" dargestellt sind. Die nach unten fließenden, mit „C" bezeichneten Ströme erzeugen am Rand des Inneren der Mischkammer 12 Ströme nach oben, die durch die Pfeile „F" dargestellt sind und die Platten 80 so drücken, daß sie sich von einer unteren Position „L" in eine obere Position „U" bewegen. Ein Stopper 86 in Form eines umgekehrten „V" befindet sich direkt über der Halterung 84 des Sprinkler-Rohrs 70. Der Stopper 86 kann so eingestellt werden, daß dessen Schenkel breiter gespreizt sind, wodurch verhindert wird, daß sich Platten 80 über die oberere Position „U" hinaus bewegen. Alternativ können an den unteren Kanten der Platte 80 zusätzliche Komponenten angebracht werden, so daß diese gegen den Stopper 86 stoßen, wenn sich die Platten in der oberen Position „U" befinden.
Sobald die Mischvorrichtung in Betrieb ist, schwenken die Platten 80 nach oben und verbleiben aufgrund der durch die Ausgabe von rezirkuliertem Lösungsmittel aus dem Sprinkler-Rohr 70 erzeugten konstanten nach oben fließenden Ströme in der oberen Position „U". Durch das Verbleiben der Platten 80 in der oberen Position entsteht im unteren Abschnitt der Mischkammer 12 ein abgeschlossener Bereich, wo das Lösen und Mischen der Beimengung mit dem Lösungsmittel stattfindet. Obzwar der abgeschlossene Bereich nicht absolut wasserdicht ist und daher noch immer Lösungsmittel aus dem unteren Abschnitt der Mischkammer 12 in den mittleren und oberen Abschnitt derselben gelangen kann, wird der durch die Saugrohre 68 und das Sprinkler-Rohr 70 hervorgerufene starke Strom im unteren Abschnitt der Mischkammer 12 im wesentlichen eingedämmt.
Ein Sensor 14 ist an ein Spektralfotometer (nicht abgebildet) angeschlossen, das ständig die Beimengungskonzentration in der in der Mischkammer 12 enthaltenen Lösung überwacht. An den Sensor 14 ist ein Rohr 13 angeschlossen, über welches eine geringe Lösungsmenge von der Mischkammer 12 zum Sensor 14 fließen kann. Wenn die Konzentration der Beimengung in der Mischkammer 12 auf ein Niveau unterhalb eines von einer Bedienperson festgelegten Werts sinkt, wird der Gleichstrommotor 6 aktiviert, so daß der Mischkammer 12 über das Rohr 16 mehr Beimengung zugeführt wird. Sobald der Sensor erkennt, daß die Beimengungskonzentration ein vorgegebenes Niveau erreicht, stellt der Gleichstrommotor 6 den Betrieb ein, und die Zufuhr frischer Beimengung vom Aufgeber 2 an das Rohr 16 wird gestoppt.
Ein weiterer Sensor 36 ist an die Plattierwanne 26 angeschlossen und ermittelt die Beimengungskonzentration in der darin enthaltenen Lösung. Wenn die Konzentration unter ein bestimmtes, von einer Bedienperson festgelegtes Niveau sinkt, werden Ventile 37 geöffnet und die in der Plattierwanne 26 enthaltene Lösung kann wiederum über den Kanal 25 in die Mischkammer 12 fließen. Da die Mischkammer 12 ständig mit Lösung gefüllt ist, führt das Fließen zusätzlicher Lösung in die Mischkammer 12 zu einem Überlaufen derselben. Übergelaufene Lösung wird vom Auslaß 52 über das Rohr 24 zur Plattierwanne 26 geleitet. Da die Plattierwanne 26 eine geringere Beimengungskonzentration aufweist, führt das Ersetzen von etwas darin enthaltener Lösung durch frische Lösung mit einer höheren Beimengungskonzentration zu einem Anstieg der Gesamtbeimengungskonzentration der in der Plattierwanne 26 enthaltenen Lösung. Sobald der Sensor 36 erkennt, daß die Beimengungskonzentration in der Plattierwanne 26 das vorgegebene Niveau überschreitet, werden die Ventile 37 geschlossen, und das Fließen von Lösung aus der Plattierwanne 26 in die Mischkammer 12 wird gestoppt.
Die Mischvorrichtung umfaßt ferner einen Kühlmechanismus mit einem Kühlmittel führenden Rohr 90. Wie in 2 und 3 abgebildet, ist das Kühlmittelrohr 90 zu einer Fläche der Mischkammer benachbart angeordnet und verläuft vom oberen Abschnitt zum unteren Abschnitt der Mischkammer 12. Beim Auflösen von Beimengung im Lösungsmittel entsteht viel Wärme. In das Rohr wird relativ kaltes Wasser (von etwa 9°C) eingeführt; dieses Wasser verläßt die Mischkammer 12 mit einer Temperatur von etwa 13°C. Der Kühlmechanismus reguliert die Temperatur der in der Mischkammer 12 enthaltenen Lösung.
Die Plattierwanne 26 benötigt eine regulierte Zufuhr an mit einer gewünschten Menge an Beimengung gelöster Lösung, die geeignet ist, der Plattierzelle 28 zum Elektroplattieren zugeführt zu werden. Wenn die Konzentration der Plattierwanne 26 unter ein gewünschtes Niveau sinkt, wird der Plattierwanne 28 über den Auslaß 52 und das Kanalelement 24 frische Lösung mit einer höheren Konzentration an gelöster Beimengung zugeführt, um daraufhin die Lösung in der Plattierzelle 28 wiederaufzufüllen. Das im Vergleich zur Mischkammer 12 im wesentlichen größere Fassungsvermögen der Plattierwanne 26 erlaubt eine effektivere Steuerung der konstanten Beimengungskonzentration in der Lösung in der Plattierzelle 28. Aus diesem Grund kann eine große Zufuhr an höherer Beimengungskonzentration in der Lösung den Bedarf der Plattierzelle 28 decken.
Bevor die in der Mischkammer 12 enthaltene Lösung zur Plattierwanne 26 geleitet wird, durchläuft sie den Wirbelbrecher 48 und den Separator 22. Der Durchfluß der Lösung durch den Wirbelbrecher 48 und den Separator 22 ist im Folgenden genauer beschrieben.
Zur Regulierung des Lösungsdurchflusses durch den Separator 22 sowie zur Minimierung der Menge an aus der Mischkammer 12 zu bewegender ungelöster Beimengung ist unter dem Separator 22 der Wirbelbrecher 48 eingebracht, vgl. 1. Wie aus 7a und 7b ersichtlich, hat der Wirbelbrecher 48 die Form einer Vielzahl an gitterartig strukturierten („#") Schichten. Die vorliegende Ausführungsform weist drei gitterartig strukturierte Schichten 56 auf, wobei allerdings in Abhängigkeit von mehreren Faktoren, einschließlich der gewünschten Abmessungen der Mischkammer und der gewünschten Wirbelzerstörungswirkung, auch eine andere Anzahl an Schichten verwendet werden kann. Jede gitterartig strukturierte Schicht 56 weist eine Mehrzahl an aufrechten, im wesentlichen parallel zueinander angeordneten Wandelementen 58 auf. Die Dicke jeder dieser Wände 58 beträgt 2 mm, der Abstand zwischen benachbarten Wanden 58 beträgt 13 mm, und die Höhe jeder Wand 58 beträgt 10 mm, wobei allerdings auch andere Abmessungen der Wände 58 verwendet werden können. Die gitterartig strukturierten Schichten 56 sind so übereinander angeordnet und gestapelt, daß jede Schicht zur darüber und darunter liegenden Schicht versetzt angeordnet ist. Diese Anordnung verbessert die Wirbelzerstörungswirkung auf den vom Mischmechanismus 20 im unteren Abschnitt der Mischkammer 12 erzeugten Strom.
Wie aus 8 ersichtlich, umfaßt der Separator 22 allgemein eine Mehrzahl an Trennplatten 34 in Form von Wänden, die eine Mehrzahl an Kanälen 50 definieren. Insbesondere ist jeder Kanal 50 durch die umgebenden Trennplatten 34 definiert. Die Trennplatten 34 sind vorzugsweise so gestaltet, daß gegenüberliegende, durch benachbarte Trennplatten 34 definierte Flächen 38a und 40a im wesentlichen und vorzugsweise parallel zueinander und unter etwa 55–65° (ϕ) zur horizontalen Achse der Mischkammer 12 geneigt angeordnet sind. Die Flächen 38a und 40a sind vorzugsweise glatt, können dabei aber eben oder gewellt sein. Die Konstruktion der Trennplatten 34 und Funktionen der durch diese definierten Flächen 38a und 40a sind im Folgenden genauer beschrieben.
Es wurde festgestellt, daß, wenn eine Beimengung (z.B. Kupferoxid, CuO_(S)) in einem Lösungsmittel gelöst und mit diesem vermischt wird, während des Auflösungs- und Mischprozesses Sauerstoffblasen gebildet werden. Aufgrund ihrer geringeren Dichte steigen die Gasblasen naturgemäß zur Oberfläche der Lösung in einem Behälter, d.h. in der Mischkammer 12, nach oben. Demgegenüber tendieren die Beimengungspartikel aufgrund der höheren relativen Dichte der sich auflösenden Beimengung dazu, in den unteren Abschnitt der Mischkammer 12 zu sinken. Dennoch kann es bei diesem Prozeß vorkommen, daß einige der ungelösten Beimengungspartikel durch die aufsteigenden Blasen, wie in 9b abgebildet, in den oberen Abschnitt der Mischkammer 12 befördert werden. Dadurch wird nicht nur die vollständige und effiziente Auflösung der Beimengungspartikel verhindert, die vorzugsweise im unteren Abschnitt der Mischkammer 12 stattfindet, wo sich der Mischmechanismus 20 befindet, sondern es können auch ungelöste Beimengungspartikel unerwünschter Weise über den Auslaß 52 und das Kanalelement 24 in die Plattierwanne 26 und möglicherweise über Kanalelemente 54 in die Plattierzelle 28 gelangen.
Zur Vermeidung dieses Problems ist der vorstehend beschriebene Separator 22 so gestaltet, daß die Anzahl der in die Plattierwanne 26 gelangenden ungelösten Beimengungspartikel minimiert wird. Es wurden die folgenden Experimente durchgeführt, und deren Ergebnisse werden nachfolgend vorgestellt.
Experimente 1, 2 und 3 (wie in 10a bzw. 10b abgebildet)

Ziel: Untersuchung der Wirkung eines geneigten Winkels auf die Zeit, die für das Auflösen einer Beimengung in einem Lösungsmittel erforderlich ist. Versuchsbedingungen:

Bedingungen	Experiment 1	Experiment 2	Experiment 3 (dreifach wiederholt)
Beimengungsmenge (Lösung)	100 ml	100 ml	100 ml
Verwendeter Behälter	100 ml Versuchsrohr	100 ml Versuchsrohr	100 ml Versuchsrohr
Temperatur	Raumtemperatur	Raumtemperatur	Raumtemperatur
Verwendete Beimengung	Kupfer(II)-oxid	Kupfer(II)-oxid	Kupfer(II)-oxid
Verwendetes Lösungsmittel	Schwefelsäure	Schwefelsäure	Schwefelsäure

Verfahren: Kupfer(II)-oxid (in Pulverform) wird der im Versuchsrohr enthaltenen Schwefelsäure (unter Rühren) zugegeben. Ergebnisse:

	Experiment 1	Experiment 2	Experiment 3 (Durchschnittswerte)
Zugegebenes Kupferoxid	1,6 mg	7 mg	7 mg
Position des Testrohrs	vertikal	vertikal	geneigt unter 60° zur horizontalen Achse
Abstand zur Lösungsoberfläche	90 mm	90 mm	50 mm
Zeit bis zum Aufklaren von Kupferoxidpartikeln (Auflösung)	10 Minuten	10 Minuten	5 Minuten

Beobachtungen: Es war das Aufsteigen von Gasblasen 62 zu beobachten, während Kupferoxidpartikel 60, wie in 10a dargestellt, durch die Schwerkraft nach unten sanken. Die aufsteigenden Gasblasen schienen das Aufsteigen der Kupferoxidpartikel zu verlangsamen. Außerdem war bei Experiment 3 zu beobachten, daß Gasblasen 62 an einer oberen Fläche 38b des Testrohrs aufstiegen, während sich die absinkenden Kupfer(II)oxidpartikel 60 an einer unteren Fläche 40b des Testrohrs bewegten, vgl. 10b.
Schlußfolgerungen: Aus den Ergebnissen der obenstehenden drei Experimente läßt sich ableiten, daß das Absinken und Auflösen von Kupferoxid 60 durch die aufsteigenden Gasblasen verlangsamt wird, wenn sich das Testrohr in einer im wesentlichen aufrechten Position befindet (vgl. Experimente 1 und 2). Weiterhin wurde festgestellt, daß, wenn zwei gegenüberliegende, unter einem Winkel zur Vertikalen geneigte Flächen (d.h. 38a und 40a, 38b und 40b) bereitgestellt werden, das Absinken und Auflösen der Beimengung 60 sowie das Aufsteigen der Gasblasen 62 erleichtert werden. Insbesondere wurde festgestellt, daß eine Neigung des Testrohrs von etwa 60° bezüglich der horizontalen Achse (vgl. 10b) für die Auflösung einer Beimengung in einem Lösungsmittel optimale Ergebnisse liefert, während eine Neigung von 55° bis 65° bezüglich der horizontalen Achse zufriedenstellende Ergebnisse liefert.
Aufgrund dieser Schlußfolgerung ist der Separator 22 mit einer Mehrzahl an Kanälen 50 zum Hindurchführen aufsteigender Gasblasen sowie zum Absenken und Auflösen der Beimengungspartikel ausgebildet. Insbesondere liefert die nach oben gewandte untere Fläche 40a eine Fläche zum Absinken der Beimengungspartikel während des Auflösens, wohingegen die nach unten gewandte obere Fläche 38a das Aufsteigen der Gasblasen entlang dieser Fläche ermöglicht. Dadurch wird das Aufsteigen der Beimengungspartikel, die in die Plattierwanne 26 gelangen können, minimiert.

Claims

Mischvorrichtung, umfassend eine Kammer (12) mit mindestens einem Einlaß (16) zum Eintretenlassen einer Beimengung und eines flüssigen Lösungsmittels, mindestens einem Auslaß (52) zum Austretenlassen einer Lösung aus der Beimengung und dem Lösungsmittel und mindestens einem Separator (22) mit mindestens einer allgemein nach oben gewandten Fläche (40a) und einer allgemein nach unten gewandten Fläche (38a), wobei die Flächen einen Durchgang (50) definieren, der die Lösung durch die Kammer (12) und aus dieser heraus treten läßt, und wobei die nach oben gewandte Fläche (40a) einen Neigungswinkel in Bezug auf die Vertikale aufweist, derart, daß ungelöste Beimengung entlang der allgemein nach oben gewandten Fläche (40a) hinuntergehen kann, und wobei die nach unten gewandte Fläche (38a) einen Neigungswinkel in Bezug auf die Vertikale aufweist, derart, daß während der Auflösung und des Mischprozesses gebildete Blasen entlang der allgemein nach unten gewandten Fläche (38a) aufsteigen können, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Paar Platten (80) enthält, die an gegenüberliegenden Seiten der Kammer schwenkbar befestigt sind, um die Auflösung und das Mischen der Beimengung mit dem Lösungsmittel zu unterstützen.
Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Separator eine Vielzahl von Trennelementen (34) enthält.
Mischvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Trennelement ein Plattenelement (34) umfaßt.
Mischvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Plattenelement (34) eine allgemein nach oben gewandte Fläche und eine allgemein nach unten gewandte Fläche bereitstellt.
Mischvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelemente Seite an Seite zueinander angeordnet sind.
Mischvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben gewandte Fläche und die nach unten gewandte Fläche im wesentlichen parallel zueinander sind.
Mischvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben gewandte Fläche und die nach unten gewandte Fläche unter im wesentlichen 55–65° zu einer horizontalen Achse der Kammer geneigt sind.
Mischvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben gewandte Fläche und die nach unten gewandte Fläche im wesentlichen 60° zur horizontalen Achse der Kammer geneigt sind.
Mischvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Mittel (20) zum Vermischen des Lösungsmittels mit der Beimengung in der Kammer.
Mischvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischmittel eine Einrichtung (68a, 68b, 68c) zum Heraussaugen des Lösungsmittels aus der Kammer und ein Mittel (70) zum erneuten Einleiten des Lösungsmittels in die Kammer enthält.
Mischvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (68a, 68b, 68c) zum Heraussaugen des Lösungsmittels aus der Kammer mindestens ein Saugrohr enthält.
Mischvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (68a, 68b, 68c) zum Heraussaugen des Lösungsmittels aus der Kammer eine Vielzahl von Saugrohren enthält.
Mischvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (70) zum erneuten Einleiten des Lösungsmittels in die Kammer mindestens ein Sprinkler-Rohr enthält.
Mischvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Mittel (14) zum Detektieren der Konzentration der Lösung, wobei sich das Detektionsmittel unter dem Separator befindet.
Mischvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Mittel (16), um die Beimengung einen unteren Bereich der Kammer erreichen zu lassen, bevor sie mit dem Lösungsmittel gemischt und darin gelöst wird.
Mischvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, in der jede besagte Platte zwischen einer unteren Position und einer oberen Position bewegbar ist.
Mischvorrichtung nach Anspruch 16, ferner enthaltend ein Mittel (86), um zu verhindern, daß sich die Platten über die obere Position bewegen.
Elektroplattiervorrichtung, enthaltend eine Mischvorrichtung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche.