CN116121820A - 浸泡式溶铜罐 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种浸泡式溶铜罐，涉及铜箔设备领域，浸泡式溶铜罐，用于溶解铜单质，所述浸泡式溶铜罐包括罐体和鼓风机，所述罐体上开设有进风口和进液口，所述鼓风机与所述进风口连接，所述铜单质设置在所述罐体中，所述进液口用于将硫酸溶液进入所述罐体内，以使所述硫酸溶液与所述铜单质反应；所述浸泡式溶铜罐还包括设于所述罐体上的第一超声装置，所述第一超声装置用于对所述罐体中的硫酸溶液和铜单质加热。通过上述设计，提高铜单质溶解的反应速度，降低能耗，减少铜单质到达溶解平衡所需要的时间。
Description
技术领域
本申请涉及铜箔设备领域领域，尤其涉及一种浸泡式溶铜罐。
背景技术
随着电子信息产业快速发展，铜箔的使用量越来越大，铜箔产品广泛应用于航空航天、通讯设备、锂离子电池、新能源汽车等领域，而铜箔又分为锂电铜箔和标准铜箔，锂电铜箔作为电池中的重要组成部分，在锂电池结构中充当负极活性材料的载体和负极集流体，标准铜箔作为覆铜板和印刷电路板的重要组成部分。
其中，溶铜工序是为铜箔生产提供硫酸铜溶液的工序，目前常见的溶铜工艺包括喷淋式，浸泡式和鼓风式溶铜；浸泡式溶铜属于高温溶铜，其反应速度在达到溶解平衡后便会十分快速，但需要较长时间才能完全进入平衡状态。
因此，如何降低能耗以及加快反应速度，使得内部铜单质尽快达到溶解平衡便成了亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种浸泡式溶铜罐，降低能耗，提高反应速度，减少铜单质到达溶解平衡所需要的时间。
本申请公开了一种浸泡式溶铜罐，用于溶解铜单质，所述浸泡式溶铜罐包括罐体和鼓风机，所述罐体上开设有进风口和进液口，所述鼓风机与所述进风口连接，所述铜单质设置在所述罐体中，所述进液口用于将硫酸溶液进入所述罐体内，以使所述硫酸溶液与所述铜单质反应；所述浸泡式溶铜罐还包括设于所述罐体上的第一超声装置，所述第一超声装置用于对所述罐体中的硫酸溶液和铜单质加热。
可选的，所述第一超声装置包括多个子发射结构，多个所述子发射结构等距环绕所述罐体的轴心设置。
可选的，所述罐体为双层结构，所述罐体包括里层和套设在所述里层外周的外层，所述第一超声装置设置在所述里层和外层之间。
可选的，所述里层包括主体部、阻挡部和传导部，所述主体部的形状为桶状，且所述主体部上设置有通孔，所述阻挡部的形状为环状，且所述阻挡部的内环与所述传导部连接，所述阻挡部的外环与所述通孔边缘的所述主体部连接，所述进液口和所述进风口均设置在所述主体部上，所述第一超声装置与所述传导部连接，所述阻挡部的材质包括阻尼材料。
可选的，所述罐体上设置有连接孔，所述浸泡式溶铜罐还包括容纳结构，所述容纳结构内部中空且具有开口，所述容纳结构设置在所述罐体的外壁上，所述容纳结构的开口通过法兰盘与所述连接孔连接，所述第一超声装置设置在所述容纳结构内。
可选的，所述浸泡式溶铜罐还包括滤网，所述滤网贴附在所述罐体的内壁上，且覆盖所述连接孔。
可选的，所述第一超声装置设置在所述罐体的外壁上，所述第一超声装置可沿着所述罐体上下移动，且可环绕所述罐体旋转。
可选的，所述浸泡式溶铜罐还包括溢流口、浓度检测装置和控制器，所述溢流口设置在所述罐体的顶部，所述浓度检测装置设置在所述溢流口处，用于检测所述罐体溢流溶液的浓度，所述控制器分别与所述浓度检测装置和所述第一超声装置连接，用于控制所述第一超声装置的启停。
可选的，所述浸泡式溶铜罐还包括支撑网，所述支撑网设置在所述罐体内，将所述罐体划分为上腔体和下腔体，所述铜单质设置在所述支撑网上，且位于所述上腔体中，所述进风口开设于于所述下腔体对应的所述罐体上；所述浸泡式溶铜罐还包括第二超声装置，所述第二超声装置位于所述下腔体中。
可选的，所述浸泡式溶铜罐还包括气管，所述气管上设置有多个气嘴，所述气管通过所述进风口与所述鼓风机连接，且所述气管位于所述下腔体中，所述气嘴朝向所述上腔体的方向，所述第二超声装置的传播方向与所述气嘴的朝向一致相对于现有单纯浸泡式的溶铜罐，本申请通过增设鼓风机，为所述硫酸溶液和铜单质反应提供氧气，以提高铜单质的溶解速率，但是需要使用额外的加热装置对鼓入的空气进行加热，以避免造成反应温度下降，导致反应速率下降的问题，这样也导致了本申请的浸泡式溶铜罐体积大大增加，且加热装置十分耗能，导致生产成本提高，故本申请通过在罐体内增设第一超声装置，对罐体内的硫酸溶液和铜单质进行加热，使得鼓风机可以向罐体内鼓入常温空气，省去加热装置，降低能耗，并且还可以减小空气的进气量，减小浸泡式溶铜罐的占地面积。
附图说明
所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本申请的第一实施例的一种浸泡式溶铜罐的示意图；
图2是本申请的第一实施例的一种浸泡式溶铜罐俯视的示意图；
图3是本申请的第一实施例的一种第二超声装置的示意图；
图4是本申请的第一实施例的一种溢流口的示意图；
图5是本申请的第二实施例的一种浸泡式溶铜罐的示意图；
图6是本申请的第三实施例的一种浸泡式溶铜罐的示意图；
图7是本申请的第三实施例的一种罐体的内层展开的示意图。
其中，10、浸泡式溶铜罐；20、鼓风机；100、罐体；110、进风口；120、进液口；130、溢流口；140、支撑网；151、上腔体；152、下腔体；161、外层；162、里层；171、主体部；172、阻挡部；173、传导部；180、连接孔；190、滤网；200、容纳结构；210、法兰盘；310、浓度检测装置；320、控制器；410、第一超声装置；411、子发射结构；420、第二超声装置；430、第三超声装置；510、气管；520、气嘴。
具体实施方式
需要理解的是，这里所使用的术语、公开的具体结构和功能细节，仅仅是为了描述具体实施例，是代表性的，但是本申请可以通过许多替换形式来具体实现，不应被解释成仅受限于这里所阐述的实施例。
在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性，或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，除非另有说明，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上。术语“包括”及其任何变形，意为不排他的包含，可能存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
另外，“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系的术语，是基于附图所示的方位或相对位置关系描述的，仅是为了便于描述本申请的简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面参考附图和可选的实施例对本申请作详细说明。
实施例1：
图1是本申请的第一实施例的一种浸泡式溶铜罐的示意图，如图1所示，本申请公开了一种浸泡式溶铜罐10，用于溶解铜单质，所述浸泡式溶铜罐10包括：罐体100和鼓风机20，所述罐体100上设置有进风口110，所述鼓风机20与所述进风口110连接，并将空气鼓入所述罐体100中，所述铜单质设置在所述罐体100中，所述罐体100上还设置有进液口120，硫酸溶液通过所述进液口120进入所述罐体100内部，并与所述铜单质反应，以生成硫酸铜溶液。
所述浸泡式溶铜罐10还包括第一超声装置410，所述第一超声装置410设置在所述罐体100上，所述第一超声装置410可以发射声波，对所述罐体100中的硫酸溶液和铜单质进行加热，以提高铜单质和硫酸溶液的反应速度。
其中，本申请的鼓风机20为小功率鼓风机20，风量只需要5-10m3/min即可。相对于常规大功率鼓风机20的风量为20m3/min，本申请节省了25％-50％的功率。
相对于现有单纯的浸泡式溶铜罐，本申请通过增设鼓风机20，为所述硫酸溶液和铜单质反应提供氧气，以提高铜单质的溶解速率，但是需要使用加热装置对鼓入的空气进行加热，以避免造成反应温度下降，导致反应速率下降的问题，而也导致了本申请的浸泡式溶铜罐10体积大大增加，且加热装置十分耗能，导致生产成本提高，因此本申请通过在罐体100内增设第一超声装置410，对罐体100内的硫酸溶液和铜单质进行加热，使得鼓风机20可以向罐体100内鼓入常温空气，省去加热装置，降低能耗，并且还可以减小空气的进气量，减小鼓风机20的体积，以减小浸泡式溶铜罐10的占地面积。
本实施例中的第一超声装置410设置在所述罐体100内，直接与所述硫酸溶液接触，具体的：所述罐体100上设置有连接孔180，所述浸泡式溶铜罐10还包括容纳结构200，所述容纳结构200内部中空且具有开口，所述容纳结构200设置在所述罐体100的外壁上，所述容纳结构200的开口通过法兰盘210与所述连接孔180连接，所述第一超声装置410设置在所述容纳结构200内。
相当于将第一超声装置410浸泡在硫酸溶液中，且第一超声装置410的传播方向朝向所述罐体100内的铜单质的方向，使得第一超声装置410能直接作用于硫酸溶液中，避免能量传递过程的损失，而且法兰盘210可以，使得纳结构200与罐体100连接更加紧密，且受第一超声装置410的影响较小，避免容纳结构200与罐体100之间的连接处发生漏液的情况。
而且，为了防止硫酸溶液腐蚀第一超声装置410，本申请还在第一超声装置410表面镀钛；当然还可以采用型号为2205不锈钢的材质制备第一超声装置410的外壳，实现防止第一超声装置410被硫酸腐蚀的同时还能降低成本。
并且，为了避免罐体100内的铜单质从连接孔180处进入到容纳结构200内，而对第一超声装置410造成影响，本申请还设计了一个滤网190，所述滤网190中的滤孔的大小，大于铜单质的大小，所述滤网190贴附在所述罐体100的内壁上，且覆盖住所述连接孔180，所述第一超声装置410位于所述滤网190靠近所述罐体100的外壁的一侧。从而也可以防止罐体100内的其它物质通过滤网190，提高容纳结构200内第一超声装置410的使用寿命。
如图2所示，为了提高罐体100内硫酸溶液和铜单质的受热均匀性，本申请的第一超声装置410包括包括多个子发射结构411，多个所述子发射结构411等距环绕所述罐体100的轴心设置。以使得第一超声装置410均匀的作用在罐体100内的硫酸溶液和铜单质中，避免罐体100内发生局部受热的情况。
优先的，第一超声装置410包括包括三个子发射结构411，且三个子发射结构411位于同一水平面上，均朝向罐体100的中轴线，既能满足罐体100内反应的能量需要，也可以避免子反射结构过多而导致能量相互抵消问题，避免造成能源浪费。而且三个子发射结构411位于罐体100的罐壁上，且正对着罐体100内的铜单质，便于直接将超声波作用到铜单质上。
如图3所示，所述浸泡式溶铜罐10还包括支撑网140，所述支撑网140设置在所述罐体100内，将所述罐体100划分为上腔体151和下腔体152，所述铜单质设置在所述支撑网140上，且位于所述上腔体151中，所述进风口110位于所述下腔体152对应的所述罐体100上；所述浸泡式溶铜罐10还包括第二超声装置420，所述第二超声装置420位于所述下腔体152中，所述第二超声装置420可以发射超声波对罐体100内的硫酸溶液和铜单质进行加热。
将第二超声装置420设置在下腔体152中，无需考虑到铜单质会对第二超声装置420造成影响；而且相当于从铜单质的底部对其进行加热处理，以进一步的加快铜单质溶解速度，减少铜单质达到溶解平衡时所需要的时间。
并且，所述浸泡式溶铜罐10还包括气管510，所述气管510上设置有多个气嘴520，所述气管510通过所述进风口110与所述鼓风机20连接，且所述气管510位于所述支撑网140朝向所述罐体100的底板一侧，所述气嘴520朝向所述上腔体151的方向，所述第二超声装置420的传播方向与所述气嘴520的朝向一致。通过气嘴520喷出的气体进一步带动第二超声装置420发射出的声波，增加第二超声装置420声波的传送距离和传送速度，避免气体流动影响第二超声装置420发射出的声波的方向和强度。
进一步的，所述气嘴520沿着第一方向，喷气量逐渐增大，第一方向为沿着远离所述罐体100中轴线的方向，图3中箭头方向为溶液的翻滚方向，既可以理解为：对应罐体100中间的气嘴520的出气量比对应罐体100边缘的气嘴520的出气量小，因此在不需要设置搅拌装置的情况下，也可以使得罐内的溶液形成翻滚搅拌，提高罐体100内溶液的均匀性。
如图4所示，本申请还在浸泡式溶铜罐10内设置了浓度检测装置310和控制器320，本申请反应生成的硫酸铜溶液通过溢流口130流出，所述溢流口130设置在所述罐体100的顶部，所述浓度检测装置310设置在所述溢流口130处，用于检测所述罐体100溢流溶液的浓度，所述控制器320分别与所述浓度检测装置310和所述第一超声装置410连接，用于控制所述第一超声装置410的启停。
通过溢流口130的浓度检测装置310，能够快速的检测出溢流的硫酸铜溶液的浓度，进而判断出罐体100内铜单质的反应速度是否达到溶解平衡，当浓度检测装置310检测到通过溢流口130处的硫酸铜溶液的浓度，并得出罐内的反应速度已经溶解平衡，便可以通过控制器320控制第一超声装置410停止工作，以节省能源。
在当浓度检测装置310检测到溢流口130处的硫酸铜溶液的浓度明显下降时，则再次通过控制器320控制第一超声装置410开始工作，无需工作人员进行判断，提高设备自动化程度。
并且，在生产过程中，发现当硫酸铜溶液的温度下降或者是流速下降的时候，在溢流口130处就容易出现结晶问题，导致溢流口130堵塞，迫使产线停止工作，造成巨大的经济损失，对应本申请在溢流口130处增加第三超声装置430，第三超声装置430可以发射声波对溢流口130处的溶液进行加热，以防止溢流口130处出现结晶的问题。
实施例2：
图5是本申请的第二实施例的一种浸泡式溶铜罐的示意图，如图5所示，相对于第一实施例，本实施例将所述第一超声装置410设置在了罐体100外，具体的：所述第一超声装置410设置在所述罐体100的外壁上，所述第一超声装置410可沿着所述罐体100上下移动，且可环绕所述罐体100旋转。
具体的，可以在罐体100的外壁上设置滑轨，第一超声装置410设置在滑轨上，通过滑轨控制第一超声装置410上下移动和环绕旋转，当然也可以直接由工作人员手持第一超声装置410围绕罐体100的外壁上下移动和环绕旋转。相对于第一实施例来说，本申请的第一超声装置410即不会受到罐体100内的硫酸溶液的腐蚀，也不会受到在往罐体100内增加铜单质时的影响；而且本实施例可以通过第一超声装置410沿着所述罐体100上下移动和环绕旋转对罐体100内的硫酸溶液和铜单质进行加热，实现对罐体100内的硫酸溶液和铜单质均匀加热的效果。
实施例3：
图6是本申请的第三实施例的一种浸泡式溶铜罐的示意图，如图6所示，与第一实施例不同的是：本实施例中的罐体100的罐壁为双层结构，所述罐体100包括里层162和外层161，所述外层161套设在所述里层162上，所述第一超声装置410设置在所述里层162和外层161之间，所述第一超声装置410可以通过罐体100上部里层162和外层161之间的间隙与外部电源连接。
也可以理解为本实施例将所述第一超声装置410设置在了罐体100的罐壁的夹层中，这样第一超声装置410无需与硫酸溶液接触，延长第一超声装置410的使用寿命，而且在往罐体100内增加铜单质的时候，也不会影响到里层162和外层161之间的第一超声装置410。
如图7所示，本实施例的第一超声装置410相当于通过罐体100的里层162，将超声波传输到罐体100内，并作用到硫酸溶液和铜单质中，具体的：
所述里层162包括主体部171、阻挡部172和传导部173，所述主体部171的形状为桶状，且所述主体部171上设置有通孔，所述阻挡部172的形状为环状，且所述阻挡部172的内环与所述传导部173连接，所述阻挡部172的外环与所述通孔的边缘的所述主体部171连接，所述进液口120和所述进风口110均设置在所述主体部171上，所述第一超声装置410与所述传导部173连接，所述阻挡部172的材质包括阻尼材料。
其中，阻尼材料包括丁基、丙烯酸酯、聚硫、丁腈和硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯和环氧树脂等。阻挡部172的材质可以为单纯的阻尼材料，也可以是含有阻尼材料的复合材料，阻尼复合材料是将橡胶和塑料阻尼板以及橡胶和泡沫塑料作为阻尼夹芯层，再同金属或非金属结构材料组合成各种夹层结构板和梁等型材，再经机械加工制成。本实施例主要通过传导部173将第一超声装置410的超声波传送到罐体100内，并且通过阻挡部172以防止第一超声装置410的超声波横向传播，进而避免引起罐体100的微小震动，防止进液口120和进风口110连接处发生松动的情况。
本申请将鼓风式溶铜和浸泡式溶铜有机结合在一起，仅在罐体100内增设第一超声装置410，对罐体100内的硫酸溶液和铜单质进行加热，使得鼓风机20可以向罐体100内鼓入常温空气，省去加热装置，降低能耗，并且还可以减小空气的进气量；还减少了罐体100内铜单质与硫酸溶液达到溶解平衡所需要的时间。
需要说明的是,本申请的发明构思可以形成非常多的实施例，但是申请文件的篇幅有限，无法一一列出，因而，在不相冲突的前提下,以上描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，各实施例或技术特征组合之后，将会增强原有的技术效果。
以上内容是结合具体的可选实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种浸泡式溶铜罐，用于溶解铜单质，其特征在于，所述浸泡式溶铜罐包括罐体和鼓风机，所述罐体上开设有进风口和进液口，所述鼓风机与所述进风口连接，所述铜单质设置在所述罐体中，所述进液口用于将硫酸溶液进入所述罐体内，以使所述硫酸溶液与所述铜单质反应；
所述浸泡式溶铜罐还包括设于所述罐体上的第一超声装置，所述第一超声装置用于对所述罐体中的硫酸溶液和铜单质加热。
2.根据权利要求1所述的浸泡式溶铜罐，其特征在于，所述第一超声装置包括多个子发射结构，多个所述子发射结构等距环绕所述罐体的轴心设置。
3.根据权利要求1所述的浸泡式溶铜罐，其特征在于，所述罐体为双层结构，所述罐体包括里层和套设在所述里层外周的外层，所述第一超声装置设置在所述里层和外层之间。
4.根据权利要求3所述的浸泡式溶铜罐，其特征在于，所述里层包括主体部、阻挡部和传导部，所述主体部的形状为桶状，且所述主体部上设置有通孔，所述阻挡部的形状为环状，且所述阻挡部的内环与所述传导部连接，所述阻挡部的外环与所述通孔边缘的所述主体部连接，所述进液口和所述进风口均设置在所述主体部上，所述第一超声装置与所述传导部连接，所述阻挡部的材质包括阻尼材料。
5.根据权利要求1所述的浸泡式溶铜罐，其特征在于，所述罐体上设置有连接孔，所述浸泡式溶铜罐还包括容纳结构，所述容纳结构内部中空且具有开口，所述容纳结构设置在所述罐体的外壁上，所述容纳结构的开口通过法兰盘与所述连接孔连接，所述第一超声装置设置在所述容纳结构内。
6.根据权利要求5所述的浸泡式溶铜罐，其特征在于，所述浸泡式溶铜罐还包括滤网，所述滤网贴附在所述罐体的内壁上，且覆盖所述连接孔。
7.根据权利要求1所述的浸泡式溶铜罐，其特征在于，所述第一超声装置设置在所述罐体的外壁上，所述第一超声装置可沿着所述罐体上下移动，且可环绕所述罐体旋转。
8.根据权利要求1所述的浸泡式溶铜罐，其特征在于，所述浸泡式溶铜罐还包括溢流口、浓度检测装置和控制器，所述溢流口设置在所述罐体的顶部，所述浓度检测装置设置在所述溢流口处，用于检测所述罐体溢流溶液的浓度，所述控制器分别与所述浓度检测装置和所述第一超声装置连接，用于控制所述第一超声装置的启停。
9.根据权利要求1所述的浸泡式溶铜罐，其特征在于，所述浸泡式溶铜罐还包括支撑网，所述支撑网设置在所述罐体内，将所述罐体划分为上腔体和下腔体，所述铜单质设置在所述支撑网上，且位于所述上腔体中，所述进风口开设于于所述下腔体对应的所述罐体上；
所述浸泡式溶铜罐还包括第二超声装置，所述第二超声装置位于所述下腔体中。
10.根据权利要求9所述的浸泡式溶铜罐，其特征在于，所述浸泡式溶铜罐还包括气管，所述气管上设置有多个气嘴，所述气管通过所述进风口与所述鼓风机连接，且所述气管位于所述下腔体中，所述气嘴朝向所述上腔体的方向，所述第二超声装置的传播方向与所述气嘴的朝向一致。
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