CN1860260B - 用于金属表面处理的带有集成一体的电解溶液供给的电极装置 - Google Patents

用于金属表面处理的带有集成一体的电解溶液供给的电极装置 Download PDF

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Abstract

一种用于金属表面处理的具有集成一体的电解溶液供给的电极装置，它包括连接于引自外部设备的单极电源(7、16)的喷嘴(2)，另一电极连接于被处理的金属表面，它具有用于特定处理的电解溶液，所述电解溶液装在连接于所述电极装置的溶液罐(6、21)里，以通过所述装置内部的通道对所述喷嘴电极进行供给；使所述电解溶液在压力下沿着流出方向流过由使用者控制的所述溶液的定量装置。描述了多个不同的实施例，这些实施例具有可由使用者进行喷射的手动泵和/或刚性的或弹性的溶液罐。有利的是，溶液罐(6、21)是可拆地装接的，这允许以快速而清洁的方式更换电解溶液而改变对金属表面进行的处理类型。

Description

用于金属表面处理的带有集成一体的电解溶液供给的电极装置
本发明涉及一种用于金属表面处理的、集成一体的电解作用喷枪，确切地说是涉及这样一种装置，该装置中，可使一个尖头刮板(peak-paddle)接触金属表面而对其进行清理、酸洗、抛光、电镀或通过氧化进行永久性书写。
现有技术包括各种类型的对金属表面施加电解作用的装置，其中电流产生装置是用两个导体布置而成，其中一个连接于金属表面，而另一个连接于局部作用的尖头刮板。各种装置都需要有规律地供给电解溶液，以使电解作用能够进行。
现有技术中已知有把尖头刮板以定时的时间间隔浸蘸在电解溶液罐里的作法以保持所述尖头刮板是湿的，尖头刮板上有利地包覆了一个多孔的绝缘材料浸液护套，以使电解溶液接触金属表面而又不会产生尖头刮板和所述金属表面之间的直接接触。
为了避免护套的浸蘸，已经开发出了电解溶液的供给装置，其中，用一泵从设在中央本体里并与尖头刮板分离的手柄的溶液罐进行供给，以便不断地供给所述溶液而避免可能造成护套损坏的护套过热。
所以，已有的这类装置都有些笨重并且适用于大量生产，的确，在它们上面也有抽吸装置以吸出所述电解作用产生的烟雾。
在这一领域，还已知有用电解作用在金属表面上书写的仪器。这类仪器没有对金属进行清洁作用的进一步的功用特征，只能进行书写。
所以，从现有技术水平已知有对金属表面施加电解作用的各种装置，但是，每种装置都由于笨重、成本高和适用性，即使采用不同的溶液，也不能同时进行酸洗、抛光和/或清理作用以及书写和电镀作用。
对这样的技术状态，在实现结构简单、容易使用、成本相当低廉且允许用于抛光和/或清理或者甚至是书写和电镀操作的装置的可能性方面，可以做大量的改进。
从此可以得出解决以下技术问题的需要：寻求一种用于进行电解酸洗、抛光和/或清理作用的装置，其可以一种集成一体的方式，使得用同一个装置还可用于进行书写和电镀。最后但相当重要的是，这种装置必须是轻便、容易运输，以及，它必须允许很容易地毫无问题地从进行一种处理转变到进行另一种处理。
本发明通过采用下述措施解决上述技术问题：一种用于金属表面处理的集成一体的电解作用喷枪包括连接于引自外部设备的单极电源的尖头刮板，另一个电极连接于被处理的金属表面，其特点在于，它具有用于特定处理的电解溶液，电解溶液装在连接于所述喷枪的溶液罐里，以通过上述喷枪内部的通道对所述尖头刮板进行供给；使电解溶液在压力下沿着流出方向流过由使用者控制的上述电解溶液的定量装置(dosaging device)。
还有，在另一较佳实施例中，采用下述措施：用毛细管通道(capillary passage)作为控制电解溶液的流出的装置，这个毛细管通道可以有略微变化的圆锥形剖面，可以布置在供给管路(supply duct)的任一点上，并且由使用者施加于所述溶液罐的压力来启动。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：用顺序阀作为控制电解溶液的流出的装置，这个顺序阀可以布置在供给管路的任一点上，并且由使用者施加于所述溶液罐的压力来启动。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：用有可动活塞的手动泵作为控制电解溶液的流出的装置，这个手动泵可以布置在供给管路的任一点上，并且由使用者施加于所述喷枪的本体或外壳的压力来启动。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：采用至少一个与所述有可动活塞的手动泵关联的单向阀，这个单向阀是布置在所述活塞和所述溶液罐之间的管路上。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：用手动泵作为控制所述电解溶液的流出的装置，这个手动泵利用所述喷枪的外壳的弹性来实现，并且可以布置在所述供给管路的任一点上。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：它的所述泵的作用利用一对单向阀来实现，其中一个单向阀布置在所述外壳的所述弹性区域的上游，另一个布置在所述外壳的所述弹性区域的下游。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：所述电解溶液的溶液罐可拆地连接于所述喷枪。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：所述溶液罐的内部连接有在抽吸所述电解溶液之后只允许空气透过的过滤器或供空气再进入的毛细管。
还有，在再一个较佳实施例中，所述溶液罐的罐体是半刚性的或弹性的，以便在使用者进行喷射之后使空气再进入。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：所述溶液罐的罐体是刚性的，其内部设有可动隔板(partition)，这个隔板的表面与大气压力接触，便于空气在抽吸电解溶液之后再进入。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：所述溶液罐的罐体是刚性的，其内部设有可动隔板，这个隔板的表面与可加压的腔室接触，以在流出过程中推压所述隔板而推出电解溶液。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：所述溶液罐的罐体是刚性的，其内部设有带有连结孔的可动隔板，所述连结孔用于隔板的牵引和返回杆，从而通过电解溶液的抽吸来实现所述溶液罐的重新充装。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：这种喷枪的所述外壳被构造成包括刚性化的区域和有集中的弹性的区域。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：所述外壳成形为实现在所述喷枪的中间的金属本体上的腔室，这个腔室是在所述单向阀的下游。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：这种喷枪的所述外壳成形为实现在第二单向阀的上游并且是在所述外壳的弹性最大的区域处的腔室。
还有，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：这种喷枪的所述外壳成形为通过所述本体上的环形座和所述外壳上的对应的环形内凸肩来实现在所述外壳的内侧和所述金属的本体之间的优选的密封区域。
最后，在再一个较佳实施例中，采用下述措施：这种喷枪的所述外壳成形为通过所述外壳的外表面上的、用于施加皮带的环形座和所述外壳的多个锁定环来实现在所述外壳的内侧和所述金属的本体之间的优选的密封区域。
下面参照五页附图说明本发明的实施方式，这纯粹是一种举例，各附图中：
图1是按照本发明的第一方案的、用于对金属表面施加电解作用的喷枪的侧视图；
图2是图1的喷枪的纵向剖视图；
图3是按照本发明的、用于施加电解作用的喷枪的第二实施例的侧视图；
图4是图3的喷枪的纵向俯视剖视图；
图5是图3的喷枪的用绝缘的弹性塑料制成的外壳的纵向剖视图；
图6是图5的喷枪的用绝缘的弹性塑料制成的外壳的立体图；
图7是图3的喷枪的本体的纵向剖视图，并据此突出地表示出其内部结构；
图8和图9是类似于图7的剖视图，不过带有不同的对喷枪供给电解溶液的供给罐；以及
图10是按照本发明的喷枪的一个简化方案的剖视图。
在表示本发明的第一实施例的图1和2中，可以看见喷枪的本体1，装在活塞3上的尖头刮板2从本体1伸出，用于对金属表面施加电解作用，而活塞3可在所述本体的前部4里滑动。在后部5，刚性的或半刚性的用于供给适当的电解溶液的溶液罐6和从发电机(未示)引来的供电电缆7都装于本体1上。本体1里有一个金属套管8，它最好是用耐酸的不锈钢制成的，用于电缆7和活塞3之间的连结，为此由活塞3的平衡弹簧9确保供电的连续性，活塞3和弹簧9也都是用耐酸不锈钢制成的。所述尖头刮板设有一个纵向切槽10，以供电解溶液在尖头刮板2上并在护套(未示)里滑动。在把尖头刮板2压抵在金属的表面上之后，通过所述活塞3的运动可抽吸溶液罐6里的溶液。的确，活塞的来回运动可使腔室11的容积减小因而推压切槽10中的溶液。管子13的端部有单向阀12，管子13沿轴向插进套管8里并连接于套管8的轴向孔14，而轴向孔14通过所述后部5的头部15直接连接于所述溶液罐6。头部备有用于连接电缆7的单极接头16，它可把所述电缆电连接于所述套管8；还有，随着电解溶液的分配，所述头部15上的毛细孔17允许空气再进入溶液罐6。
在表示本发明的第二实施例的图3和4中可以看见：喷枪20的轴向本体19的、用绝缘的弹性包皮材料制成的外壳18，向第一腔室22内释放电解溶液的溶液罐21在所述外壳的后部加宽部分23连接于壳体。本体19的前部有轴向孔24，它连接于所述第一腔室22并终止于第一单向阀25；在第二腔室27和所述外壳18的前部加宽部分28处有与本体19同轴的前部零件26，所述前部零件26在前后两端沿径向被打了孔，后端就在所述第一单向阀25的下游，而前端就在第二单向阀29的上游，用作从第二腔室27通往所述两个单向阀的通路。
第二腔室27具有外壳18的更弹性的区域30，用以增大所述第二腔室27的容积，以实现所述第二腔室的容积的可变性，以便把电解溶液从所述第二单向阀29推出，而后用夹具31锁住尖头刮板2。为了实现所述外壳和本体之间所述两个腔室22和27上的良好密封，前部零件和夹具上环形座32，所述外壳18的内凸肩33配合于环形座32里。还有，在夹具31处外壳18具有外环形槽34，以供插入锁定环而完成密封。外壳具有用于引入溶液罐21的出口管36的附件35。出所述口管36直接连接于所述第一腔室22。有利的是，本体19、前部零件26和夹具31都是用耐酸不锈钢制成的。
在图7、8和9中，可以看见实现所述溶液罐21的不同方式。在图7中，溶液罐的一侧用刚性的端壁37封闭，其上布置有一个纺织物的薄膜过滤器38，仅用于供在电解溶液的流出过程中需要的空气再进入；而在图8和9中，可以看见可动隔板39或40，隔板40上有一孔41，用于连结用来返回所述隔板40的杆端42：在出口管36浸没时进行所述操作时，所述操作可从一个大容量的容器把电解溶液吸进溶液罐21里，从而可以多次重复地使用这个溶液罐。
在采用隔板39的情况中，可给这个溶液罐的端部加一个盖子EC，并把加压的气体引入腔室G内，从而在任何情况下都可把电解溶液推出，而与泵吸作用无关。在这一情况中，活塞3或腔室27的更弹性的区域30的作用将是像简单的水龙头那样。
最后，图10给出了本发明的再一个实施例，其中，简化的喷枪43的尖头刮板2锁定于夹具44，而夹具44被保持在绝缘的外壳46的前端45。在外壳的内部，有一个连接于头部15的穿孔体47，单极接头16和溶液罐6都装于头部15。有利的是，穿孔体47和夹具44都用耐酸不锈钢制成的。所述穿孔体允许把电解溶液供给到用于定量配给电解溶液的一顺序阀48。通过挤压溶液罐6，液体可被推过顺序阀，顺序阀在达到一计算的压力允许电解溶液在切槽10通过并到达尖头刮板2上。然后，毛细孔17允许空气再进入溶液罐6。可以用一个截面适当的毛细孔取代顺序阀48作为电解溶液的通路。
本发明的优点是：把喷枪和连接于它的溶液罐组合了起来，这能够做确保电解溶液的配给；而且，从用一种类型的处理转变到用不同电解溶液进行另一种处理容易得多，需更换装有对应的电解溶液的溶液罐并对喷枪的各个腔室和/或孔，尤其是容积很小的部分进行简单的清洗；所以说，这种组合是通用多能的并且容易换装而改变处理方式；实际上，在酸洗处理结束时，不会给使用者留下污染性的用于浸蘸带有垫子的尖头刮板电解溶液。还有，在图1和2或图3到9所示的用泵的方案中，可以做到精确地输出电解溶液而不会有滴流现象，以及电解溶液是在压头的作用下输出的。最后，采用各种形状的电解溶液供给罐，既可以实现一次性罐管，也可以实现可直接重新充装的可重新充装或重复使用的溶液罐。
在实际应用中，在不由于其而偏离本发明的法定权利范围的情况下，所用的材料、尺寸和结构细节可以不同于以上指出的那些，但在技术上应与之等同。这样，即使因为会使所描述的喷枪形式的结构简单性复杂化而不是太有利，还是可把集成在头部和喷枪本身里的单极开关与穿过任一实施例中的所述喷枪的单极电路关联起来，以阻断工作电流，而不必直接操作把独立于喷枪的电源通/断电开关。

Claims (13)

1.一种用于金属的表面处理的具有集成一体的电解作用的喷枪，它包括连接于引自外部设备的单极电源(7、16)的尖头刮板(2)，另一电极连接于被处理的金属表面，其中，用于特定处理的电解溶液装在连接于所述喷枪的溶液罐(6、21)里，以通过所述喷枪内部的通道对所述尖头刮板进行供给；使所述电解溶液在压力下沿着流出方向流过由使用者控制的定量装置；其特征在于：它有作为所述电解溶液的配给的控制装置的手动泵，所述手动泵利用所述喷枪的外壳(18)的弹性区域(30)来实现，并且设置在供给管路的任一点；所述泵也是用一对单向阀来实现的，其中第一单向阀(25)布置在所述外壳(18)的所述弹性区域(30)的上游，第二单向阀(29)布置在所述弹性区域(30)的下游。
2.如权利要求1所述的喷枪，其特征在于，它的所述外壳(18)成形为实现其刚性化的区域(23、28)和有集中的弹性的所述弹性区域(30)。
3.如权利要求2所述的喷枪，其特征在于，它的所述外壳(18)成形为实现在所述喷枪的中间的金属本体上的腔室(22)，该腔室(22)在所述第一单向阀(25)的上游。
4.如权利要求3所述的喷枪，其特征在于，它的所述外壳(18)成形为实现位于所述第二单向阀(29)和所述外壳的所述弹性区域(30)处的腔室(27)。
5.如权利要求2所述的喷枪，其特征在于，它的所述外壳成形为通过所述金属本体上的环形座(33)和所述外壳上的对应的环形内凸肩(32)来实现在所述外壳的内侧和所述金属的本体之间的优选的密封区域。
6.如权利要求2所述的喷枪，其特征在于，它的所述外壳(18)成形为通过所述外壳的外侧上的、用于施加皮带的环形槽(34)和所述外壳的锁定环来实现在所述外壳的内侧和所述金属的本体之间的优选的密封区域。
7.一种用于金属的表面处理的具有集成一体的电解作用的喷枪，它包括连接于引自外部设备的单极电源(7、16)的尖头刮板(2)，另一个电极连接于被处理的金属表面，其中，用于特定处理的电解溶液装在连接于所述喷枪的溶液罐(6、21)里，以通过所述喷枪内部的通道对所述尖头刮板进行供给；使所述电解溶液在压力下沿着流出方向流过由使用者控制的所述溶液的定量装置；其特征在于，它有作为控制所述电解溶液的流出的装置的、具有可动活塞(3)的手动泵，所述手动泵设置在供给管路的任一点，并且由使用者施加于所述喷枪的本体(1)或外壳的压力来启动；它具有组合于所述泵的至少一个单向阀(12)，所述单向阀(12)设置在所述活塞和所述溶液罐之间的管路上。
8.如权利要求1和7之一所述的喷枪，其特征在于，它的所述电解溶液的溶液罐(6、21)可拆地连接于所述喷枪。
9.如权利要求1和7之一所述的喷枪，其特征在于，它的所述溶液罐的内部连接有在抽吸所述电解溶液之后只允许空气透过的过滤器(38)或供空气再进入的毛细管(17)。
10.如权利要求9所述的喷枪，其特征在于，它的所述溶液罐的罐体是半刚性的或弹性的，以便在使用者进行喷射之后使空气再进入。
11.如权利要求1和7之一所述的喷枪，其特征在于，它的所述溶液罐的罐体(21)是刚性的，其内部设有可动隔板(39)，所述隔板的表面与大气压力接触，便于空气在抽吸所述电解溶液之后再进入。
12.如权利要求1和7之一所述的喷枪，其特征在于，它的所述溶液罐的罐体(21)是刚性的，其内部设有可动隔板(39)，所述隔板的表面与可加压的腔室(G)接触，以在流出过程中推压所述隔板而推出所述电解溶液。
13.如权利要求11所述的喷枪，其特征在于，它的所述溶液罐的罐体(21)是刚性的，其内部设有一个带有连结孔(41)的可动隔板(39)，所述连结孔(41)用于所述隔板的牵引和返回杆(42)，从而通过抽吸所述电解溶液来实现所述溶液罐的重新充装。
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