CN110528006B - 自动添加装置、蚀刻生产线、添加方法 - Google Patents

自动添加装置、蚀刻生产线、添加方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及自动添加装置、蚀刻生产线、添加方法，所述中转漏斗(11)用于投放物料；所述漏斗底阀(12)的一端与中转漏斗(11)的底部连接，漏斗底阀(12)的另一端连接有添加管道(15)；在添加管道(15)的上端设置有第一管道电磁阀(13)；在添加管道(15)的下端设置有第二管道电磁阀(20)；所述高压气管(14)的一端与添加管道(15)连通，且设置在第一管道电磁阀(13)、第二管道电磁阀(20)之间；所述高压气管(14)的另一端与气泵连接；采用本发明的自动添加装置、蚀刻生产线、添加方法，能够较好的维持蚀刻生产线的溶液平衡。

Description

自动添加装置、蚀刻生产线、添加方法
技术领域
本发明专利涉及节能环保领域，特别涉及自动添加装置、蚀刻生产线、添加方法。
背景技术
蚀刻线在不断的蚀刻铜产品过程中，有大量的亚铜产生，在此过程中，需要不断的加入氧化剂。
然而，在实际生产过程中，酸性蚀刻循环再生项目无法实现100％回用，其主要原因是，盐酸30-33％浓度，含70％左右的水，氧化剂70％左右的水，电解后的再生液含酸含铜含氧化剂，三者不断的不断添加，过程中会增量，增量部分就需要将铜离子电解到客户同意排放标准排放废水处理，由于原来工艺决定了各种因素，无法让酸性蚀刻液达到0排放。
而且，随着三者的不断添加，水量越来越大。
如何解决上述问题，需要工艺的革新、以及相关设备的研发。
发明内容
本发明的目的是提供一种酸性蚀刻液循环再生系统中固体氧化剂的自动添加装置，以解决背景技术中所存在的问题。
本发明的目的是提供蚀刻生产线，以解决蚀刻生产线废水排放过多的问题。
本发明的目的是提供蚀刻生产线的氧化剂添加方法，以解决蚀刻生产线废水排放过多的问题。
本发明的目的是提供一种酸性蚀刻液循环再生系统中固体氧化剂的自动添加装置的控制系统，以解决添加装置如何控制的问题。
本发明的目的是提供一种酸性蚀刻液循环再生系统中固体氧化剂的自动添加装置的控制系统的控制方法，以解决添加装置如何控制的问题。
一种酸性蚀刻液循环再生系统中固体氧化剂的自动添加装置，包括：中转漏斗(11)、漏斗底阀(12)、第一管道电磁阀(13)、高压气管(14)、添加管道(15)、第二管道电磁阀(20)；
所述中转漏斗(11)用于投放物料；
所述漏斗底阀(12)的一端与中转漏斗(11)的底部连接，漏斗底阀(12)的另一端连接有添加管道(15)；
在添加管道(15)的上端设置有第一管道电磁阀(13)；
在添加管道(15)的下端设置有第二管道电磁阀(20)；
所述高压气管(14)的一端与添加管道(15)连通，且设置在第一管道电磁阀(13)、第二管道电磁阀(20)之间；
所述高压气管(14)的另一端与气泵连接。
进一步，还包括：储存仓(3)、搅拌轴电机(4)、搅拌轴(5)、漏斗装置(6)、所述定量下料口(7)、磁震动装置(8)、支架(9)；
所述储存仓(3)包括：设置在其上部的进料口(2)、设置在其下部的出料口；
在储存仓(3)的上端固定有搅拌轴电机(4)，搅拌轴电机(4)驱动搅拌轴(5)转动；搅拌轴(5)设置在储存仓(3)的内部、且对应于在储存仓(3)的出料口(防止粉料堵塞出料口)；
在储存仓(3)的出料口的下方依次设置有漏斗装置(6)、所述定量下料口(7)、磁震动装置(8)、支架(9)；
所述定量下料口(7)、磁震动装置(8)均固定在支架(9)上表面；
所述定量下料口(7)的一端与中转漏斗(11)顶部的进料口对应。
进一步，所述定量下料口(7)是一个可小范围活动的载体，呈5-10度的斜坡状态；磁震动装置能够带动定量下料口(7)左右活动，进而使得定量下料口(7)中的物料传递到中转漏斗(11)中。
进一步，还包括：重量传感器，所述重量传感器采用电子称传感器(10)；所述电子称传感器(10)用于测量单位时间内进入中转漏斗(11)的固定氧化剂的重量。
进一步，还包括：震动马达(22)，所述震动马达(22)设置在添加管道(15)上，且设置在第一管道电磁阀(13)的上方。
进一步，添加管道(15)采用可视透明管。
一种蚀刻生产线，其包括前述的自动添加装置。
一种蚀刻生产线的氧化剂添加方法，通过前述的自动添加装置添加固定氧化剂。
一种酸性蚀刻液循环再生系统中固体氧化剂的自动添加装置的控制系统，包括：控制器、蚀刻线在线监测系统(17)；
所述蚀刻线在线监测系统(17)、重量传感器的输出端与控制器的输入端连接；
控制器的输出端与漏斗装置(6)、磁震动装置(8)、漏斗底阀(12)、第一管道电磁阀(13)、第二管道电磁阀(20)、气泵的输入端连接。
进一步，所述控制器采用PLC。
一种酸性蚀刻液循环再生系统中固体氧化剂的自动添加装置的控制系统的控制方法，
第一，将氧化剂倒入储存仓(3)中；
第二，蚀刻线在线监测系统(17)监测酸性蚀刻液中的氧化还原电位，当蚀刻液中的氧化还原电位低于设定值时，蚀刻线在线监测系统(17)发出信号给控制器，控制器控制自动添加装置添加固定氧化剂。
进一步，控制器控制自动添加装置添加固定氧化剂的方法是：
控制器发送信号给漏斗装置(6)，控制氧化剂从漏斗装置(6)均匀出料，氧化剂落到定量下料口(7)上面；
控制器发送信号给磁震动装置(8)，磁震动装置(8)启动，摇晃定量下料口(7)，使得定量下料口(7)落入中转漏斗(11)中；同时，重量传感器实时监测单位时间内进入中转漏斗(11)的氧化剂的重量，且将其信号传递给控制器，控制器发出信号，控制磁震动装置(8)的功率；
根据蚀刻线在线监测系统(17)的监测结果，控制器计算得到需要加入的固体氧化剂的计量，当落入中转漏斗(11)固体氧化剂的重量等于预设值时，控制器发出信号给定量下料口(7)、磁震动装置(8)、漏斗底阀(12)，其中，定量下料口(7)、磁震动装置(8)停止工作，漏斗底阀(12)开启；
漏斗底阀(12)开启后，能够将中转漏斗(11)中的定量氧化剂传递到添加管道(15)中；
当中转漏斗(11)中氧化剂进入到添加管道(15)后，控制器发出信号给：第一管道电磁阀(13)、第二管道电磁阀(20)、气泵，控制第一管道电磁阀(13)关闭，控制第二管道电磁阀(20)开启；然后控制气泵启动，使得气泵给出的高压气体将氧化剂输送到蚀刻生产线中与蚀刻液反应；
待添加管道(15)中的氧化剂输送完成后，控制器发出信号给：第一管道电磁阀(13)、第二管道电磁阀(20)、气泵；控制第一管道电磁阀(13)开启，控制第二管道电磁阀(20)关闭、气泵关闭。
进一步，在漏斗底阀(12)开启时，控制器控制震动马达(22)震动，将中转漏斗(11)中的定量氧化剂传递到添加管道(15)中，氧化剂被传递到添加管道(15)中后，进入管道的同时在第一管道电磁阀13的上方启动震动马达，让氧化剂全部进入管道(15)中，减少残留在第一管道电磁阀(13)上端的管壁上的氧化剂。
采用上述技术方案，与现有技术相比，优点包括以下几点。
第一，本发明要解决的问题是：蚀刻线在不断的蚀刻铜产品过程中，有大量的亚铜产生，就需要通过在线监测控制器17给出监测信号，启动此添加系统，达到配合生产需求的目的，此装置采用固体添加系统设计主要依据在于，配合蚀刻液循环再生铜回收系统，能让铜回收系统循环再生利用率更高，目前行业只能做到50-80％的回用率，如果采用固体添加设计系统，可以让回用率提高到95-100％的回用率，依据在于，目前采用的液体添加方式，其中75％左右时水，如果采用固体添加，添加此部分水可以直接用蚀刻液电解提铜后的再生液替代水的添加，起到平衡蚀刻线比重的的控制目的，从而直接提高了蚀刻液循环再生回用率，让蚀刻液的回用大大提高，减少排放。
第二，本申请在构思时，首先将氧化剂中的70％水分去除，为了达到生产平衡，可以用电解后的再生液代替此部分水添加进入蚀刻机，从而直接提高再生液的用量，就能控制没有增量，实现0排放的工艺设计标准，更能符合国家提倡的减排效果。
第三，本申请的设计，基于第一管道电磁阀、第二管道电磁阀、气泵，实现固定氧化剂的输送，更进一步，基于：储存仓3、搅拌轴电机4、搅拌轴5、漏斗装置6、所述定量下料口7、磁震动装置8、支架9、电子称传感器10、中转漏斗11，实现了固定氧化剂的定量投放。
第四，本申请还给出了自动添加装置的控制系统以及相关工作方法。
附图说明：
图1：实施例一的酸性蚀刻液循环再生系统中固体氧化剂的自动添加装置的结构示意图。
图2：实施例一的第一管道电磁阀13、高压气管14、添加管道15、第二管道电磁阀20与蚀刻生产线的连接设计示意图。
图3：实施例一的控制系统的设计示意图。
具体实施方式
实施例一：一种酸性蚀刻液循环再生系统中固体氧化剂的自动添加装置：
包括：箱体1、进料口2、储存仓3、搅拌轴电机4、搅拌轴5、漏斗装置6、所述定量下料口7、磁震动装置8、支架9、电子称传感器10、中转漏斗11、伺服电机及漏斗底阀12、第一管道电磁阀13、高压气管14、添加管道15、电脑中控系统16；
所述箱体1为立式箱子，采用PP/PVC/316材料制作均可，大小可根据场地设计定制(实施例一中大约占地0.5-1平米)。
所述进料口2用作：将固体氧化剂从此处投放进入自动添加装置中。
所述储存仓3用于存放固体添加剂。
所述搅拌轴电机4(伺服搅拌马达)用于驱动搅拌轴。
所述搅拌轴5通过搅拌轴电机4带动转动，其主要用来防止固体储存仓内堆积，为下料口出料提供方便及保障。
所述漏斗装置6，日常抽查下料情况，且可控制5出料的数量，固定在槽壁上；
所述定量下料口7，能将固体氧化剂均匀的可计量的下方(采用倾斜的托盘的形式)，可根据电子称传感器10称重感应数据需求下料，主要通过磁震动装置8来工作；
所述磁震动装置8，采用小型变压器通电时会产生磁场，同时带动7震动，震动频率信号来自于电脑中控系统16；
所述支架9，主要固定定量下料口7、磁震动装置8，磁震动装置8与支架9的连接位置采用弹簧垫设计，9是固定的，在磁震动装置8磁场开启工作时通过中间弹簧使得定量下料口7能有效的微量摇晃，将装载在定量下料口7上面的氧化剂出料到中转漏斗11里面；
所述电子称传感器，可设计需要单次添加的数量，精确到±1g，通常可设计单次添加量在50-200g之间，范围可选，固定在槽壁上，通过传感器托住11.12,通过感觉重量给出信号，让7.8开始工作，将添加剂进入11漏斗中，设定重量达到时，将会给信号停止定量下料口7、，磁震动装置8从而起到固定添加数量的设定及自动化工作；
中转漏斗11，需要定量添加的添加剂在此中转称重计量的作用；
伺服电机及漏斗底阀12，常闭状态，方便让中转漏斗11储存定量添加剂，需要添加时打开，将添加剂下放到管道中，下放完成后会关闭；
第一管道电磁阀13，常开状态，添加时关闭，待所有需要添加的物料进入管道后关闭电磁阀；
高压气管14，添加物料进入管道后关闭电动阀，开启通气，将管道中的物料输送到需要添加的槽体中，起到输送运输的功能作用；
添加管道15，通常采用PVC及塑料软管，常用规格在1寸以下，输送距离一般在1-20米作用不等；
电脑中控系统16，PLC数显控制系统，起到自动智能化控制。
本申请的工作方法：氧化剂(主要成分氯酸钠/氯化钠)倒入储存仓3中，通过蚀刻线在线监测系统17(俗称AUQU或酸性控制器)给出需求信号，此信号说明：蚀刻液中的氧化还原电位(OPR值)低于设定值时，给出信号需要补充添加氧化剂，目的是恢复产线蚀刻氧化还原反应，将亚铜还原成二价铜，
PLC16收到信号后，传递信号给漏斗装置6，控制氧化剂从漏斗装置6出料，漏斗装置6会控制出料的均匀量及速度，到达定量下料口7上面；
定量下料口7是一个可小范围活动的载体，成5-10度的斜坡状态，可通过磁震动装置8的磁场工作原理，让定量下料口7在小范围左右活动，可以将定量下料口7上面的氧化剂均匀微量的传递到中转漏斗11中，
电子称传感器10一头通过螺丝固定在设备上，另一头托住中转漏斗11，根据进入中转漏斗11中的氧化剂多少给出实时重量数值；
当电子称传感器10传递的重量数值符合PLC中设置添加的数值，定量下料口7、磁震动装置8就停止传递下料工作，此时PLC会让漏斗底阀12自动开关阀工作，将中转漏斗11中的定量氧化剂传递到添加管道15中，氧化剂被传递到添加管道15中后，进入管道的同时在第一管道电磁阀13的上方启动震动小马达，让氧化剂全部进入管道15中，减少残留在第一管道电磁阀13上端的管壁上的氧化剂；
第一管道电磁阀13关闭，通过高压气泵给出的高压气体将氧化剂输送到蚀刻机(蚀刻生产线)中与蚀刻液反应，从而实现蚀刻液的在线监测自动添加，补充氧化还原电位反应功能。
在完全进入蚀刻机后关闭管道靠近蚀刻端的第二管道电磁阀20，打开第一管道电磁阀13，等待下一次的重复添加工作，第二管道电磁阀20在关闭第一管道电磁阀13准备启动高压气泵的时候同时启动第二管道电磁阀20，平时属于常闭状态，主要设计考虑因素在于，蚀刻机内是有盐酸气体，含有氯气，且气体温度在45度左右，尽量避免带有温度的酸气进入管道中，影响管道内部通过氧化剂的畅通性。
添加管道15采用可视透明管。
,以上已详细描述了本方面的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落入本申请所附权利要求书的保护范围中。

Claims (7)

1.一种酸性蚀刻液循环再生系统中固体氧化剂的自动添加装置，其特征在于，包括：中转漏斗(11)、漏斗底阀(12)、第一管道电磁阀(13)、高压气管(14)、添加管道(15)、第二管道电磁阀(20)、气泵；
所述中转漏斗(11)用于投放物料；
所述漏斗底阀(12)的一端与所述中转漏斗(11)的底部连接，所述漏斗底阀(12)的另一端连接有所述添加管道(15)；
在所述添加管道(15)的上端设置有所述第一管道电磁阀(13)；
在所述添加管道(15)的下端设置有所述第二管道电磁阀(20)；
所述高压气管(14)的一端与所述添加管道(15)连通，且设置在所述第一管道电磁阀(13)、所述第二管道电磁阀(20)之间；
所述高压气管(14)的另一端与所述气泵连接；
还包括：储存仓(3)、搅拌轴电机(4)、搅拌轴(5)、漏斗装置(6)、定量下料口(7)、磁震动装置(8)、支架(9)；
所述储存仓(3)包括：设置在其上部的进料口(2)、设置在其下部的出料口；
在所述储存仓(3)的上端固定有所述搅拌轴电机(4)，所述搅拌轴电机(4)驱动所述搅拌轴(5)转动；所述搅拌轴(5)设置在所述储存仓(3)的内部、且对应于在所述储存仓(3)的出料口；
在所述储存仓(3)的出料口的下方依次设置有漏斗装置(6)、所述定量下料口(7)、磁震动装置(8)、支架(9)；
所述定量下料口(7)、所述磁震动装置(8)均固定在支架(9)上表面；
所述定量下料口(7)的一端与中转漏斗(11)顶部的进料口对应；
还包括：重量传感器，所述重量传感器用于测量单位时间内进入中转漏斗(11)的固定氧化剂的重量；
还包括：控制系统，所述控制系统包括：控制器、蚀刻线在线监测系统(17)；
其中，所述蚀刻线在线监测系统(17)、重量传感器的输出端与控制器的输入端连接；
其中，所述控制器的输出端与所述漏斗装置(6)、所述磁震动装置(8)、所述漏斗底阀(12)、所述第一管道电磁阀(13)、所述第二管道电磁阀(20)、气泵的输入端连接；
所述的控制系统的控制方法是：
第一，将氧化剂倒入储存仓(3)中；
第二，蚀刻线在线监测系统(17)监测酸性蚀刻液中的氧化还原电位，当蚀刻液中的氧化还原电位低于设定值时，蚀刻线在线监测系统(17)发出信号给控制器，控制器控制自动添加装置添加固定氧化剂；
其中，所述控制器控制自动添加装置添加固定氧化剂的方法：
控制器发送信号给漏斗装置(6)，控制氧化剂从漏斗装置(6)均匀出料，氧化剂落到定量下料口(7)上面；
控制器发送信号给磁震动装置(8)，磁震动装置(8)启动，摇晃定量下料口(7)，使得定量下料口(7)落入中转漏斗(11)中；同时，重量传感器实时监测单位时间内进入中转漏斗(11)的氧化剂的重量，且将其信号传递给控制器，控制器发出信号，控制磁震动装置(8)的功率；
根据蚀刻线在线监测系统(17)的监测结果，控制器计算得到需要加入的固体氧化剂的计量，当落入中转漏斗(11)固体氧化剂的重量等于预设值时，控制器发出信号给定量下料口(7)、磁震动装置(8)、漏斗底阀(12)，其中，定量下料口(7)、磁震动装置(8)停止工作，漏斗底阀(12)开启；
漏斗底阀(12)开启后，能够将中转漏斗(11)中的定量氧化剂传递到添加管道(15)中；
当中转漏斗(11)中氧化剂进入到添加管道(15)后，控制器发出信号给：第一管道电磁阀(13)、第二管道电磁阀(20)、气泵，控制第一管道电磁阀(13)关闭，控制第二管道电磁阀(20)开启；然后控制气泵启动，使得气泵给出的高压气体将氧化剂输送到蚀刻生产线中与蚀刻液反应；
待添加管道(15)中的氧化剂输送完成后，控制器发出信号给：第一管道电磁阀(13)、第二管道电磁阀(20)、气泵；控制第一管道电磁阀(13)开启，控制第二管道电磁阀(20)关闭、气泵关闭。
2.如权利要求1所述自动添加装置，其特征在于，所述定量下料口(7)是一个可小范围活动的载体，呈5-10度的斜坡状态；磁震动装置能够带动定量下料口(7)左右活动，进而使得定量下料口(7)中的物料传递到中转漏斗(11)中。
3.如权利要求1所述自动添加装置，其特征在于，所述重量传感器采用电子称传感器(10)。
4.如权利要求1所述自动添加装置，其特征在于，还包括：震动马达(22)，所述震动马达(22)设置在添加管道(15)上，且设置在第一管道电磁阀(13)的上方。
5.如权利要求4所述的自动添加装置，其特征在于，在漏斗底阀(12)开启时，控制器控制震动马达(22)震动，将中转漏斗(11)中的定量氧化剂传递到添加管道(15)中，氧化剂被传递到添加管道(15)中后，进入管道的同时在第一管道电磁阀13的上方启动震动马达，让氧化剂全部进入管道(15)中，减少残留在第一管道电磁阀(13)上端的管壁上的氧化剂。
6.一种蚀刻生产线，其特征在于，所述蚀刻生产线包括如权利要求1至5任意一项所述的自动添加装置。
7.一种蚀刻生产线的氧化剂添加方法，其特征在于，通过如权利要求1至5任意一项所述的自动添加装置添加固定氧化剂。
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