CN105002541A - 一种自动化电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化电解槽，其包含：电解槽，其水平设置，用于放置电解液；平台系统，其平行位于所述电解槽的上方；数控滑台组，其设置在所述的平台系统上；旋转平台，其连接所述的数控滑台组；阳极系统，其与所述的平台系统连接；阴极系统，其与所述的旋转平台连接。其优点是：通过固定式的阴极系统，以及旋转移动式的阳极系统相互配合，解决了现有技术无法动态调节实验参数、可重复性差的问题，实现了在阳极氧化过程中对阳极板与阴极板之间距离与角度的精确动态控制的目的。

Description

一种自动化电解槽

技术领域

本发明涉及电解槽装置领域，具体涉及一种自动化电解槽。

背景技术

现有的利用阳极氧化等电化学工艺制备纳米材料的电解槽装置中，多为各科研单位自行组建的静态系统，即整个电化学反应过程中极板间的间距、角度等参数固定，该种装置无法满足动态实验参数下的电解要求，同时由于每次参数调整均由人工手动调节完成，实验的误差较大，可重复性低，影响实验结论的精确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化电解槽，其能够在电化学实验过程中动态调节实验参数，确保实验的精准性。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种自动化电解槽，其特征是，包含：

电解槽，其水平设置，用于放置电解液，设垂直于该电解槽的方向为Z轴方向；

平台系统，其平行位于所述电解槽的上方，该平台系统可以沿Z轴方向移动以调节其与电解液的相对距离；

数控滑台组，其设置在所述的平台系统上，设该数控滑台组的运动方向为X轴方向，并按照右手坐标系确定出Y轴方向；

旋转平台，其连接所述的数控滑台组，设该旋转平台的旋转轴为R轴方向；

阳极系统，其与所述的旋转平台连接，其在数控滑台组和旋转平台的配合控制下沿X轴方向移动和/或R轴方向旋转运动；

阴极系统，其与所述的平台系统连接。

上述的自动化电解槽，其中，所述的阴极系统包含：

阴极固定板，其一端连接所述的平台系统，其另一端呈水平；

阴极极板，其一端呈水平并位于所述阴极固定板另一端的上方，其另一端朝向所述的电解槽，该阴极极板还包含分别位于其一端的上下表面上的聚四氟乙烯垫片；

阴极接线柱，其连接所述的阴极极板。

上述的自动化电解槽，其中：

在所述的阴极固定板上沿X轴方向开设一滑动槽；

所述的阴极系统还包含一位于所述阴极极板一端上方的阴极上盖板，在所述的阴极上盖板与所述阴极极板的一端上的对应位置各自沿Y轴方向开设一滑动槽；所述阴极固定板的滑动槽与所述阴极上盖板和阴极极板上的滑动槽共同构成一正交轨道，该正交轨道内设有滑动件，以便所述阴极极板的手动校零。

上述的自动化电解槽，其中，所述的阳极系统包含：

钛棒，其一端连接所述的旋转平台；

阳极固定板，其一端连接所述钛棒的另一端，其另一端呈水平；

阳极极板，其一端呈水平并位于所述阳极固定板另一端的上方，其另一端朝向所述的电解槽；该阳极极板还包含分别位于其一端的上下表面上的聚四氟乙烯垫片，以及位于该一端的下表面与位于该一端下表面上的聚四氟乙烯垫片之间的紫铜垫片；

阳极接线柱，其连接所述的紫铜垫片。

上述的自动化电解槽，其中：

在所述阳极固定板的另一端上沿X轴方向开设一滑动槽，所述钛棒的另一端在该滑动槽内滑动，以便阳极系统的手动校零。

上述的自动化电解槽，其中：

所述的旋转平台为DD马达旋转平台。

上述的自动化电解槽，其中：

所述的平台系统与所述的电解槽通过一对调节支架连接。

本发明与现有技术相比具有以下优点：通过固定式的阴极系统，以及旋转移动式的阳极系统的配合，解决了现有技术无法动态调节实验参数、可重复性差的问题，实现了在阳极氧化过程中对阳极板与阴极板之间距离与角度的精确动态控制的目的。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的平台系统与数控滑台组以及旋转平台的平面布置图；

图3为本发明的阳极系统的整体结构的展开示意图；

图4为本图3中右视方向的阴极极板与接线柱的装配图；

图5为本发明的阴极系统的整体结构的展开示意图；

图6为本发明的阴极系统的右视图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

如图1所示；一种自动化电解槽，其包含：电解槽1，其水平设置，用于放置电解液，设垂直于该电解槽1的方向为Z轴方向；平台系统2，其平行位于所述电解槽1的上方，该平台系统2可以沿Z轴方向移动以调节其与电解液的相对距离；数控滑台组3，其设置在所述的平台系统2上，设该数控滑台组3的运动方向为X轴方向，并按照右手坐标系确定出Y轴方向；旋转平台4，其连接所述的数控滑台组3，设该旋转平台4的旋转轴为R轴方向；阳极系统6，其与所述的旋转平台4连接，其在数控滑台组3和旋转平台4的配合控制下沿X轴方向移动和/或R轴方向旋转运动；阴极系统5，其与所述的平台系统2连接。如图2所示，所述的数控滑台组3包含数控滑台31、导轨与滑块32、滑动平台33，旋转平台4设置在滑动平台33上，这种组合形式使得阳极系统6在水平面上进行平移与旋转，实现了阳极氧化过程中对阳极系统6和阴极系统5之间间距与角度的精确动态控制。

如图5所示，所述的阴极系统5包含：阴极固定板51，其一端通过螺栓连接所述的平台系统2并固定在平台系统2的底部，其另一端呈水平；阴极极板52，其一端呈水平并位于所述阴极固定板51另一端的上方，其另一端朝向所述的电解槽1，该阴极极板52还包含分别位于其一端的上下表面上的聚四氟乙烯垫片7；阴极接线柱53，其连接所述的阴极极板52。

如图6所示，在所述的阴极固定板51上沿X轴方向开设一滑动槽；所述的阴极系统还包含一位于所述阴极极板52一端上方的阴极上盖板542，在所述的阴极上盖板542与所述阴极极板52的一端上的对应位置各自沿Y轴方向开设一滑动槽；所述阴极固定板51的滑动槽与所述阴极上盖板542和阴极极板52上的滑动槽共同构成一正交轨道，该正交轨道内设有滑动件，以便所述阴极极板52的手动校零；本实施例中，所述的阴极极板52、阴极固定板51以及一对聚四氟乙烯垫片7和阴极上盖板542之间通过进行阴极固定件541、固定件543以及手拧螺栓544固定；阴极固定板51呈“Z”字形，阴极极板52为“L”字形。可见，通过采用接线柱的连接方式，比现有技术的鳄鱼夹极板的电路连接更加可靠，同时接线柱的电路部分均由绝缘材料包裹，增加了使用安全性，简化了连接关系。

如图3、4所示，所述的阳极系统6包含：钛棒61，其一端连接所述的旋转平台4；阳极固定板62，其一端连接所述钛棒61的另一端，其另一端呈水平；阳极极板52，其一端呈水平并位于所述阳极固定板62另一端的上方，其另一端朝向所述的电解槽1；该阳极极板52还包含分别位于其一端的上下表面上的聚四氟乙烯垫片7，以及位于该一端的下表面与位于该一端下表面上的聚四氟乙烯垫片7之间的紫铜垫片8；阳极接线柱641，其连接所述的紫铜垫片8，如图4所示，本实施例中，该阳极接线柱641穿设在所述的一对聚四氟乙烯垫片7、紫铜垫片8、以及阳极固定板62中，并用阳极接线座642和固定螺母643进行固定，同时聚四氟乙烯垫片7、紫铜垫片8、阳极固定板62以及阳极极板52通过聚四氟乙烯螺栓651和聚四氟乙烯螺母652进行固定。

在所述阳极固定板62的另一端上沿X轴方向开设一滑动槽，所述钛棒61的另一端在该滑动槽内滑动，以便阳极系统6的手动校零，本实施例中，该钛棒61的另一端通过固定件613以及手拧螺栓614与阳极固定板62另一端的滑动槽进行连接。阳极固定板62和阳极极板52均为“L”字形

所述的旋转平台4为DD马达旋转平台，该DD马达旋转平台包含DD马达连接板41以及DD马达，所述钛棒61的一端通过两个固定件611、612以及DD马达连接板41固定到所述的DD马达上。

如图1所示，所述的平台系统2与所述的电解槽1通过一对调节支架11连接，平台系统2利用支架11上固定件111的通孔和固定螺栓来调节其高度。本发明中的平台系统2可按照实验需要手动调节高度，阴极系统5可在X、Y轴方向运动进行微调操控，阳极系统6可以通过上位控制系统PLC、电脑等进行编程实现其在X轴与R轴方向的运动，具有高精度、高可重复性的优点。

本发明的使用方式是，首先，在电解槽1上放置电解液以及辅助器械（如磁力搅拌器），然后对调节平台系统2的高度进行调节；分别安装阳极极板52和阴极极板63，手动调节两极板使它们互相贴合并保持竖直，再下降平台系统2以调节到实验高度，上位机对电解动态参数进行设置，打开电源进行电解实验。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种自动化电解槽，其特征在于，包含：

电解槽（1），其水平设置，用于放置电解液，设垂直于该电解槽（1）的方向为Z轴方向；

平台系统（2），其平行位于所述电解槽（1）的上方，该平台系统（2）可以沿Z轴方向移动以调节其与电解液的相对距离；

数控滑台组（3），其设置在所述的平台系统（2）上，设该数控滑台组（3）的运动方向为X轴方向，并按照右手坐标系确定出Y轴方向；

旋转平台（4），其连接所述的数控滑台组（3），设该旋转平台（4）的旋转轴为R轴方向；

阳极系统（6），其与所述的旋转平台（4）连接，其在数控滑台组（3）和旋转平台（4）的配合控制下沿X轴方向移动和/或R轴方向旋转运动；

阴极系统（5），其与所述的平台系统（2）连接。

2.如权利要求1所述的自动化电解槽，其特征在于，所述的阴极系统（5）包含：

阴极固定板（51），其一端连接所述的平台系统（2），其另一端呈水平；

阴极极板（52），其一端呈水平并位于所述阴极固定板（51）另一端的上方，其另一端朝向所述的电解槽（1），该阴极极板（52）还包含分别位于其一端的上下表面上的聚四氟乙烯垫片（7）；

阴极接线柱（53），其连接所述的阴极极板（52）。

3.如权利要求2所述的自动化电解槽，其特征在于：

在所述的阴极固定板（51）上沿X轴方向开设一滑动槽；

所述的阴极系统还包含一位于所述阴极极板（52）一端上方的阴极上盖板（542），在所述的阴极上盖板（542）与所述阴极极板（52）的一端上的对应位置各自沿Y轴方向开设一滑动槽；所述阴极固定板（51）的滑动槽与所述阴极上盖板（542）和阴极极板（52）上的滑动槽共同构成一正交轨道，该正交轨道内设有滑动件，以便所述阴极极板（52）的手动校零。

4.如权利要求1所述的自动化电解槽，其特征在于，所述的阳极系统（6）包含：

钛棒（61），其一端连接所述的旋转平台（4）；

阳极固定板（62），其一端连接所述钛棒（61）的另一端，其另一端呈水平；

阳极极板（52），其一端呈水平并位于所述阳极固定板（62）另一端的上方，其另一端朝向所述的电解槽（1）；该阳极极板（52）还包含分别位于其一端的上下表面上的聚四氟乙烯垫片（7），以及位于该一端的下表面与位于该一端下表面上的聚四氟乙烯垫片（7）之间的紫铜垫片（8）；

阳极接线柱（641），其连接所述的紫铜垫片（8）。

5.如权利要求4所述的自动化电解槽，其特征在于：

在所述阳极固定板（62）的另一端上沿X轴方向开设一滑动槽，所述钛棒（61）的另一端在该滑动槽内滑动，以便阳极系统（6）的手动校零。

6.如权利要求1所述的自动化电解槽，其特征在于：

所述的旋转平台（4）为DD马达旋转平台。

7.如权利要求1所述的自动化电解槽，其特征在于：

所述的平台系统（2）与所述的电解槽（1）通过一对调节支架（11）连接。