CN117286544B - 应用于液晶面板的电解铝用电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电解铝生产技术领域，特别涉及一种应用于液晶面板的电解铝用电解槽，包括盛装有电解质的电解槽以及用于对电解槽内的阳极进行夹持更换的夹持装置。现有的电解槽中虽然设置有多个阳极和多个阴极，但是只有阳极与阴极相对的表面发生电解反应，利用率不高，且还需人工对易消耗的阳极进行更换。本发明的用于液晶面板的新型电解铝用电解槽为圆筒形结构，以筒轴中心为起点径向依次间隔设置有阳极、阴极、阳极，从圆周方向看，阴极位于外层的相邻两个阳极之间，能够大大增加电解面积，通过设置的夹持装置可对多个阳极自适应自动夹持进行更换，有效解决了上述技术难题。

Description

应用于液晶面板的电解铝用电解槽

技术领域

本发明涉及电解铝生产技术领域，特别涉及应用于液晶面板的电解铝用电解槽。

背景技术

现代电解铝工业生产采用冰晶石、氧化铝融盐电解法，熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在高温下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。

本领域中一般所使用的预焙阳极电解槽是利用阳极与阴极相对的单面进行 电解反应，电解面积小，产量少。为提高产量，往往需要建成较大规模的电解槽，设备的占地面积大，设备成本也很高，针对这一问题，中国专利文献CN 103484893 B公开了一种电解铝用电解槽，所述阳极为多个，所述阴极为多个，从而增大了阳极、阴极间电解反应的面积，使得电解铝的产量成倍增长；阳极与阴极相互平行且排成一列，且间隔设置，使阳极与阴极的表面尽量多地用于电解反应；并且阳极与阴极的表面相对，可以缩短阴阳极间的距离，有利于电解过程中电子的传导，从而能够提高电解槽的电解效率。

但是上述电解槽仍然存在以下问题：1、阳极与阴极平行且间隔排成一列设置，只有相对的表面可用于电解反应，对于没有直接相对的表面没有发生电解反应，因此利用率不高；2、传统电解铝工艺进行生产中，碳素阳极在电解过程中不断被氧化消耗，从而需要频繁更换碳素阳极，虽然现有的电解工艺对阳极、阴极的材料以及电解质进行了改进，使得阳极不容易被消耗，但是仍然无法完全避免阳极消耗的问题，只是降低了更换的频率，在进行更换时，往往通过人工完成，但是人工作用，操作繁琐，且阳极数量多，进一步增加了工人的劳动强度，电解槽中残留的一些化学气体也容易对人体健康造成影响，同时工作效率也低。

发明内容

本发明提供的应用于液晶面板的新型电解铝用电解槽，可以解决上述存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案， 应用于液晶面板的新型电解铝用电解槽，包括电解槽，所属电解槽内设置有垂直设置在槽底上方的阳极和阴极，所述电解槽为圆筒形结构，电解槽的中心位置设置阳极，以电解槽中心位置为基点径向向外依次间隔分布有阴极、阳极，其中，阴极和位于外层的阳极以电解槽的中心为轴周向均匀分布，阴极位于外层相邻的两个阳极之间。

所述电解槽槽底设置有覆盖有铝液的导电层，阳极的下端通过绝缘层与导电层连接，阴极的下端与导电层连接，阳极下端的绝缘层和阴极下端浸泡在铝液中；导电层上设置有阴极棒，阴极棒外部连接电源；电解槽的内壁设置有另一绝缘层。

所述电解槽顶部设置有槽盖，槽盖上开设有用于通过阳极的通孔，通孔的直径略大于对应的阳极的直径。

阳极穿过槽盖的一端设置有接线柱，接线柱与电源连接。

槽盖上设置有排气孔和进料孔。

还包括用于对电解槽内的阳极进行夹持更换的夹持装置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述阳极和阴极均为圆柱结构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述夹持装置包括移动机构与夹持机构；所述移动机构包括移动底板，移动底板前后对称开设有滑槽，滑槽内滑动设置有移动滑块，移动滑块上方设置有电动推杆，两电动推杆的输出端之间共同连接有横板，横板的中部通过轴承转动安装有夹持机构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述夹持机构包括转动顶板，转动顶板底部转动设置有转轴一，转轴一底端固定设置有圆盘一，转轴一的顶部穿过转动顶板，通过手动或者外部电机一驱动圆盘一转动；圆盘一上周向设置有与其中心轴线不重合的弧形槽；所述转轴一外侧面套设有转筒，转筒下端外侧面周向均匀设置有夹持支杆，夹持支杆远离转筒的一端底部滑动设置有夹持单元一，夹持单元一滑动连接于弧形槽内且位于圆盘一的下方；转筒上端外侧面前后对称设置有L型支架，L型支架远离转筒的一端固定安装在转动顶板上，转动顶板通过手动或外部电机二驱动。

作为本发明的一种优选技术方案，所述夹持单元一包括转轴二、圆盘二、锥形块、夹持板；所述转轴二上端与夹持支杆滑动连接，下端穿过圆盘一后固定连接有圆盘二，圆盘二底部开设有锥形槽，锥形槽内周向均匀滑动设置有锥形块，锥形槽底部设置有用于对锥形块限位的挡块，避免其滑落出锥形槽内，在正常状态下，锥形块是处于锥形槽的最低端的；锥形块靠近圆盘二中心的一侧设置有夹持板，夹持板远离圆盘二中心的一侧均匀设置有多个滑动杆，锥形块靠近夹持板的一侧开设有多个与滑动杆滑动配合滑动槽，滑动杆与滑动槽之间连接有弹簧；夹持板靠近圆盘二中心的一侧的底部为倒角结构；夹持板靠近圆盘二中心的一侧均匀设置有橡胶块。

所述圆盘一底部中央位置设置有与周向夹持单元一结构完全一致的夹持单元二，夹持单元二的区别在于所有结构的尺寸都大于夹持单元一的结构尺寸。

作为本发明的一种优选技术方案，所述锥形块的底部设置有重力块。

作为本发明的一种优选技术方案，所述夹持机构还包括用于解除对电极夹持固定效果的解固组件，所述解固组件设置在夹持单元一以及夹持单元二上，所述解固组件包括气缸、圆环，圆盘二底侧面且位于锥形块远离中心一侧的位置前后两端固定安装有两个气缸，夹持板的外侧套设有圆环，圆环位于锥形块的正下方，气缸的输出端与圆环的上侧面固定连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述橡胶块截面为向上倾斜的结构，且橡胶块远离夹持板的一端为尖状结构。

本发明具有以下有益效果：1.本发明提供的一种电解槽采用圆筒形结构设计，以筒轴中心为起点径向依次间隔设置有阳极、阴极、阳极，从圆周方向看，阴极位于外层的相邻两个阳极之间，从而在有限的空间内增加了电解槽内电解室的数量，从而能够更有效的进行电解反应；阳极、阴极设置为圆柱结构，从而能够增加电极与电极之间相对面的面积，且使得电极有更多的表面面积能够参与到电解反应中，从而进一步的提高电解槽的电解效率。

2.本发明通过设置的夹持装置对多个损坏的阳极进行自动更换，解决了需要人工手动依次更换的问题，提高了工作效率，同时降低了工人的劳动强度。

3.本发明通过电动推杆的伸缩使得设置的夹持单元一以及夹持单元二在下移时，自动对电极进行全方位的包裹夹持，并在上移时，在锥形块与锥形槽的滑动配合下，进一步增加对电极的夹持效果，保证电极取放过程中的稳定性。

4、本发明设置的解固组件通过气缸、圆环作用于锥形块，使其不再跟随电极下移，从而解除对电极的包裹夹持效果，实现自动化的放置。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的第一视角立体结构示意图。

图2是本发明电解槽的俯视图。

图3是本发明电解槽的剖面图。

图4是本发明夹持装置的第一视角立体结构示意图。

图5是本发明夹持单元一与夹持单元二的立体结构示意图。

图6是本发明夹持单元一与夹持单元二的的剖视图。

图中：1、电解槽；2、夹持装置；21、移动机构；22、夹持机构；11、阳极；12、阴极；13、阴极棒；221、转动顶板；222、转轴一；223、圆盘一；224、转筒；225、夹持单元一；226、夹持单元二；227、解固组件；2241、夹持支杆；2242、L型支架；2261、转轴二；2262、圆盘二；2263、锥形块；2264、夹持板；2265、重力块；2266、橡胶块2266；2271、气缸；2272、圆环；211、移动底板；212、电动推杆；213、横板；14、接线柱；2267、滑动杆。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参阅图1-图6，应用于液晶面板的新型电解铝用电解槽，包括盛装有电解质的电解槽1以及用于对电解槽1内的阳极11进行夹持更换的夹持装置2。

参阅图1和图2，所述电解槽1为圆筒形结构，电解槽1内设置有垂直设置在槽底上方的阳极11和阴极12，电解槽1的中心位置设置阳极11，以电解槽1中心位置为基点径向向外依次间隔分布有阴极12、阳极11，其中，阴极12和位于外层的阳极11以电解槽1的中心为轴周向均匀分布，阴极12位于外层相邻的两个阳极11之间，将阴极12设置在外层相邻的两个阳极11之间能够使得一个阴极12与对应的两个阳极11之间形成电解反应，同时一个阳极11与对应的两个阴极12之间形成电解反应，在有限的空间内增加了电解槽1内电解室的数量，从而能够更有效的进行电解反应。

所述阳极11和阴极12均为圆柱结构，圆柱结构的电极能够增加电极与电极之间相对面的面积，且使得电极有更多的表面面积能够参与到电解反应中，从而进一步的提高电解槽1的电解效率。

参阅图2，所述电解槽1槽底设置有覆盖有铝液的导电层，阳极11的下端通过绝缘层与导电层连接，阴极12的下端与导电层连接，阳极11下端的绝缘层和阴极12下端浸泡在铝液中；导电层上设置有阴极棒13，阴极棒13外部连接电源。

参阅图2，电解槽1的内壁设置有另一绝缘层，用于将电解槽1内壁与电解质和氧气隔离，防止电解槽1内壁与电解质之间传递电子以及防止氧气对电解槽1内壁发生腐蚀作用。

参阅图2，所述电解槽1顶部设置有槽盖，槽盖上开设有用于通过阳极11的通孔，通孔的直径略大于对应的阳极11的直径，当对阳极11进行放置时，只需要将阳极11穿过该通孔直到底部的绝缘层与槽底接触，不需要固定，依靠通孔的限位即可使其垂直放置在电解槽1内，方便取出更换；阳极11穿过槽盖的一端设置有接线柱14，接线柱14与电源连接。

槽盖上设置有排气孔和进料孔。

参阅图3-图6，所述夹持装置2包括移动机构21与夹持机构22；所述移动机构21包括移动底板211，移动底板211前后对称开设有滑槽，滑槽内滑动设置有移动滑块，移动滑块上方设置有电动推杆212，两电动推杆212的输出端之间共同连接有横板213，横板213的中部通过轴承转动安装有夹持机构22。

所述夹持机构22包括转动顶板221，转动顶板221底部转动设置有转轴一222，转轴一222底端固定设置有圆盘一223，转轴一222的顶部穿过转动顶板221，通过手动或者外部电机一驱动圆盘一223转动；圆盘一223上周向设置有与其中心轴线不重合的弧形槽；所述转轴一222外侧面套设有转筒224，转筒224下端外侧面周向均匀设置有夹持支杆2241，夹持支杆2241远离转筒224的一端底部滑动设置有夹持单元一225，夹持单元一225滑动连接于弧形槽内且位于圆盘一223的下方；转筒224上端外侧面前后对称设置有L型支架2242，L型支架2242远离转筒224的一端固定安装在转动顶板221上，转动顶板221通过手动或外部电机二驱动。

当需要对电解槽1内的阳极11进行更换时，本发明通过移动机构21将夹持机构22移动到电解槽1的上方，之后通过夹持机构22对多个阳极11的接线柱14同步夹持固定并在电动推杆212的作用下将其取出，之后再次通过移动机构21带动夹持机构22以及阳极11移动到阳极11收集区域，同理，通过移动机构21与夹持机构22配合可将完好的阳极11放置在电解槽1内。

具体工作时，首先通过手动或电机一驱动转轴一222转动，转轴一222带动圆盘一223转动，由于转筒224通过L型支架2242固定安装在转动顶板221上，因此不会发生转动，此时夹持单元一225在弧形槽的作用下发生径向移动，从而实现夹持单元一225在径向上的位置调整，便于与接线柱14对齐进行夹持或者与槽盖上的通孔对齐以放置阳极11；然后，手动或电机二驱动转动顶板221转动，进而带动转轴一222、圆盘一223、转筒224、夹持单元一225共同转动，从而实现对夹持单元一225周向上的位置调整，便于与接线柱14对齐进行夹持与槽盖上的通孔对齐以放置阳极11。

参阅图5、图6，所述夹持单元一225包括转轴二2261、圆盘二2262、锥形块2263、夹持板2264；所述转轴二2261上端与夹持支杆2241滑动连接，下端穿过圆盘一223后固定连接有圆盘二2262，圆盘二2262底部开设有锥形槽，锥形槽内周向均匀滑动设置有锥形块2263，锥形槽底部设置有用于对锥形块2263限位的挡块（图中未示出），避免其滑落出锥形槽内，在正常状态下，锥形块2263是处于锥形槽的最低端的；锥形块2263靠近圆盘二2262中心的一侧设置有夹持板2264，夹持板2264远离圆盘二2262中心的一侧均匀设置有多个滑动杆2267，锥形块2263靠近夹持板2264的一侧开设有多个与滑动杆2267滑动配合滑动槽，滑动杆2267与滑动槽之间连接有弹簧；夹持板2264靠近圆盘二2262中心的一侧的底部为倒角结构；夹持板2264靠近圆盘二2262中心的一侧均匀设置有橡胶块2266。

当需要对阳极11进行更换时，在夹持单元一225的径向和周向位置调整好后，电动推杆212带动整个夹持装置2向下移动，夹持板2264首先与阳极11的接线柱14接触，由于夹持板2264靠近圆盘二2262中心一侧的底部为倒角结构，从而方便接线柱14进入多个夹持板2264的环抱之中，在弹簧作用下，夹持板2264通过橡胶块2266抵靠在接线柱14的外侧面上，此时电动推杆212继续带动夹持装置2下移，由于橡胶块2266与接线柱14外侧面的摩擦作用，夹持板2264通过滑动杆2267会带动锥形块2263相对于圆盘二2262向上移动，由于锥形块2263与锥形槽滑动配合，使其在上移的同时也在向远离圆盘二2262中心的一侧移动，从而带动夹持板2264也向远离圆盘二2262中心的一侧移动，从而降低了夹持板2264上橡胶块2266对接线柱14的阻碍，便于夹持板2264下移使接线柱14到达其上端以提高夹持效果，需要注意的是，此时橡胶块2266仍然与接线柱14表面接触并未脱离，且锥形块2263位于锥形槽的最上方；当接线柱14到达夹持板2264上端时，电动推杆212反向伸缩带动夹持机构22向上移动，由于夹持板2264上的橡胶块2266与接线柱14表面接触，因此在重力作用下，阳极11可以带动夹持板2264、锥形块2263向下移动，此时在锥形槽的作用下，锥形块2263同步向靠近圆盘二2262中心的一侧移动，从而可以带动夹持板2264增加对接线柱14的夹持固定效果。

为了进一步增加对接线柱14的夹持固定的稳定性，所述锥形块2263的底部设置有重力块2265，使得夹持装置2上移时，锥形块2263能够快速下移，从而增加了夹持板2264对接线柱14的夹持效果，避免阳极11取出或放置过程中掉落。

所述橡胶块2266截面为向上倾斜的结构，且橡胶块2266远离夹持板2264的一端为尖状结构；将橡胶块2266设置为向上倾斜的结构，一方面可以在夹持单元一225下移时，的接线柱14能够顺利的进入到多个夹持板2264的中央，另一方面在带动阳极11移动过程中，可以大大增加与接线柱14表面的摩擦力，从而增加夹持稳定性。

所述圆盘一223底部中央位置设置有与周向夹持单元一225结构完全一致的夹持单元二226，夹持单元二226的区别在于所有结构的尺寸都大于夹持单元一225的结构尺寸。

所述夹持机构22还包括用于解除对的接线柱14夹持固定效果的解固组件227，所述解固组件227设置在夹持单元一225以及夹持单元二226上，所述解固组件227包括气缸2271、圆环2272，圆盘二2262底侧面且位于锥形块2263远离中心一侧的位置前后两端固定安装有两个气缸2271，夹持板2264的外侧套设有圆环2272，圆环2272位于锥形块2263的正下方，气缸2271的输出端与圆环2272的上侧面固定连接。

当夹持单元一225以及夹持单元二226将完好的阳极11放置到电解槽1内后，需要解除对阳极11的夹持效果，此时驱动气缸2271收缩，带动圆环2272上移与锥形块2263的最底端接触，此时电动推杆212启动使其带动夹持机构22整体上移，由于圆环2272对锥形块2263的阻挡，锥形块2263、夹持板2264不会再在阳极11的重力作用下随之下移，此时橡胶块2266虽然仍然与电机表面接触，但是二者之间的摩擦力不足以带动阳极11上移，从而可解除夹持板2264对接线柱14的夹持固定效果，确保阳极11被留在电解槽1内，完成阳极11的放置。

工作原理：S1：当需要对电解槽1内的阳极11进行更换时，本发明通过移动机构21将夹持机构22移动到电解槽1的上方。

S2：通过手动或电机一驱动转轴一222转动，进而带动圆盘一223转动，此时夹持单元一225在弧形槽的作用下发生径向移动，从而实现夹持单元一225在径向上的位置调整；然后，手动或电机二驱动转动顶板221转动，进而带动转轴一222、圆盘一223、转筒224、夹持单元一225共同转动，从而实现对夹持单元一225周向上的位置调整。

S3：夹持单元一225位置调整好后，电动推杆212带动整个夹持装置2向下移动，通过夹持单元一225与夹持单元二226同步对多个电机同时自适应夹紧固定；电动推杆212反向伸缩带动整个夹持机构22上移，将阳极11从电解槽1内取出。

S4：在移动机构21中移动滑块的作用下将夹持机构22以及阳极11移动到阳极11收集区域；此时通过解固组件227解除夹持机构22对阳极11的夹持。

S5：当向电解槽1内放置完好的阳极11时,依次执行上述的S3-S2-S1-S4步骤即可。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.应用于液晶面板的电解铝用电解槽，包括电解槽（1），所述电解槽（1）内设置有垂直设置在槽底上方的阳极（11）和阴极（12），其特征在于，所述阳极（11）和阴极（12）均为圆柱结构，所述电解槽（1）为圆筒形结构，电解槽（1）的中心位置设置阳极（11），以电解槽（1）中心位置为基点径向向外依次间隔分布有阴极（12）、阳极（11），其中，阴极（12）和位于外层的阳极（11）以电解槽（1）的中心为轴周向均匀分布，阴极（12）位于外层相邻的两个阳极（11）之间；

所述电解槽（1）槽底设置有覆盖有铝液的导电层，阳极（11）的下端通过绝缘层与导电层连接，阴极（12）的下端与导电层连接，阳极（11）下端的绝缘层和阴极（12）下端浸泡在铝液中；导电层上设置有阴极棒（13），阴极棒（13）外部连接电源；电解槽（1）的内壁设置有另一绝缘层；

所述电解槽（1）顶部设置有槽盖，槽盖上开设有用于通过阳极（11）的通孔，通孔的直径略大于对应的阳极（11）的直径；

阳极（11）穿过槽盖的一端设置有接线柱（14），接线柱（14）与电源连接；

槽盖上设置有排气孔和进料孔；

还包括用于对电解槽（1）内的阳极（11）进行夹持更换的夹持装置（2）；

所述夹持装置（2）包括移动机构（21）与夹持机构（22）；所述移动机构（21）包括移动底板（211），移动底板（211）前后对称开设有滑槽，滑槽内滑动设置有移动滑块，移动滑块上方设置有电动推杆（212），两电动推杆（212）的输出端之间共同连接有横板（213），横板（213）的中部通过轴承转动安装有夹持机构（22）；

所述夹持机构（22）包括转动顶板（221），转动顶板（221）底部转动设置有转轴一（222），转轴一（222）底端固定设置有圆盘一（223），转轴一（222）的顶部穿过转动顶板（221），通过手动或者外部电机一驱动圆盘一（223）转动；圆盘一（223）上周向设置有与其中心轴线不重合的弧形槽；所述转轴一（222）外侧面套设有转筒（224），转筒（224）下端外侧面周向均匀设置有夹持支杆（2241），夹持支杆（2241）远离转筒（224）的一端底部滑动设置有夹持单元一（225），夹持单元一（225）滑动连接于弧形槽内且位于圆盘一（223）的下方；转筒（224）上端外侧面前后对称设置有L型支架（2242），L型支架（2242）远离转筒（224）的一端固定安装在转动顶板（221）上，转动顶板（221）通过手动或外部电机二驱动；

所述夹持单元一（225）包括转轴二（2261）、圆盘二（2262）、锥形块（2263）、夹持板（2264）；所述转轴二（2261）上端与夹持支杆（2241）滑动连接，下端穿过圆盘一（223）后固定连接有圆盘二（2262），圆盘二（2262）底部开设有锥形槽，锥形槽内周向均匀滑动设置有锥形块（2263），锥形槽底部设置有用于对锥形块（2263）限位的挡块，避免其滑落出锥形槽内，在正常状态下，锥形块（2263）是处于锥形槽的最低端的；锥形块（2263）靠近圆盘二（2262）中心的一侧设置有夹持板（2264），夹持板（2264）远离圆盘二（2262）中心的一侧均匀设置有多个滑动杆（2267），锥形块（2263）靠近夹持板（2264）的一侧开设有多个与滑动杆（2267）滑动配合滑动槽，滑动杆（2267）与滑动槽之间连接有弹簧；夹持板（2264）靠近圆盘二（2262）中心的一侧的底部为倒角结构；夹持板（2264）靠近圆盘二（2262）中心的一侧均匀设置有橡胶块（2266）；

所述圆盘一（223）底部中央位置设置有与夹持单元一（225）结构完全一致的夹持单元二（226），夹持单元二（226）的区别在于所有结构的尺寸都大于夹持单元一（225）的结构尺寸；

所述锥形块（2263）的底部设置有重力块（2265），所述橡胶块（2266）截面为向上倾斜的结构，且橡胶块（2266）远离夹持板（2264）的一端为尖状结构；

所述夹持机构（22）还包括用于解除对电极夹持固定效果的解固组件（227），所述解固组件（227）设置在夹持单元一（225）以及夹持单元二（226）上，所述解固组件（227）包括气缸（2271）、圆环（2272），圆盘二（2262）底侧面且位于锥形块（2263）远离中心一侧的位置前后两端固定安装有两个气缸（2271），夹持板（2264）的外侧套设有圆环（2272），圆环（2272）位于锥形块（2263）的正下方，气缸（2271）的输出端与圆环（2272）的上侧面固定连接。