CN213772244U - 一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统，包括电解槽，还包括冷却单元，冷却单元上设有进口和出口，电解槽上设有出液口和进液口，电解槽的出液口与冷却单元的进口通过热液管连通，并在热液管上设有循环水泵，便于将电解槽内的热液泵入冷却单元，所述冷却单元的出口和电解槽进液口通过冷液管连通，便于冷却后的电解液回流至电解槽中，从而实现电解液循环冷却。该电解系统对电解槽内的电解液具有良好冷却效果和搅拌效果，且能够有效解决电解槽空间利用率低、移动困难的问题。

Description

一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统

技术领域

本实用新型属于金属表面处理技术领域，具体涉及一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统。

背景技术

液相等离子体电解技术，主要指在电解液中通过放电以实现材料表面改性的工艺，包括等离子体电解氧化（也称微弧氧化）和等离子体电解渗（渗氮、渗碳、渗硼及其共渗）两大类，是集电化学、热化学、等离子体化学以及高温相变等多效应耦合的极端非平衡过程，因其电解液环境和等离子体放电两个重要特征，在制备抗磨减摩、抗腐蚀、热防护等特殊功能化涂层方面具有独特的优势，近年来在镁合金、铝合金、钛合金、锆合金、钢铁等合金表面改性与强化应用领域引起广泛关注。

然而，液相等离子体电解过程超过50%的能量转化为电解液的热能，引起电解液沸腾，致使样品烧蚀、样品表面涂/渗层质量下降，并带来安全隐患。工作环境下最佳的电解液温度是在5-30℃。工业和实验室常使用循环冷却水冷却电解液，或通过冷却气体搅拌冷却，或使用石蜡冷却，但这种方法仅用于微弧氧化过程尚可，而对于等离子体电解渗过程所释放的大量热量难以控制。

另外，现有的电解槽常采用搅拌子或者机械搅拌的方式对电解液进行搅拌，容易导致电解液中部分电解质作用不均匀，从而影响成膜质量。电解槽具有一定的重量，当需要移动电解槽时需人工搬运，非常不方便。

因此，怎样改善电解槽中电解液的冷却效果和搅拌效果，以及怎样解决电解槽移动困难的问题都是本领域技术人员十分重视的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的就在于提供一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统。该电解系统对电解槽内的电解液具有良好冷却效果和搅拌效果，能够有效解决电解槽空间利用率低、移动困难的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统，包括电解槽，还包括冷却单元，冷却单元上设有进口和出口，电解槽上设有出液口和进液口，电解槽的出液口与冷却单元的进口通过热液管连通，并在热液管上设有循环水泵，便于将电解槽内的热液泵入冷却单元，所述冷却单元的出口和电解槽进液口通过冷液管连通，便于冷却后的电解液回流至电解槽中，从而实现电解液循环冷却。

进一步地，所述冷却单元包括冷水槽以及设置在冷水槽内的环形冷凝管，环形冷凝管的一端与热液管连通，环形冷凝管另一端与冷液管连通，所述冷水槽用于盛装冷却介质，便于与环形冷凝管内流通的电解液进行换热。

进一步地，电解槽内设有曝气盘，所述曝气盘设置在电解槽底部并通过连接管与气瓶连通，便于给曝气盘提供气体，从而利用曝气盘出来的气体对电解液进行充分搅拌。

进一步地，电解槽底部四角处分别设有万向轮，便于移动电解槽。

进一步地，在电解槽底设有支撑平台，电解槽固定放置在支撑平台上，所述支撑平台上设有用于放置循环水泵的容置腔，并在支撑平台底部四角处分别设有万向轮，便于通过移动支撑平台实现移动电解槽。

进一步地，电解槽进液口和出液口上下设置，且呈斜对角设置在电解槽上。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、相对于现有电解槽结构，本实用新型通过在电解槽外设置的循环泵循环冷却单元，不但不影响电解槽的利用空间，而且电解槽内的电解液可以不断进入冷却单元内与冷却单元内的冷却介质进行热交换，实现对电解液的降温，降温后的电解液再次回流到电解槽中，如此循环实现电解液的循环冷却，有效解决现有电解液冷却效果不佳，影响电解样品的质量的问题。

2、本实用新型通过在电解槽底部设置曝气盘，曝气盘与气瓶连接，通过向电解槽内通入氮气等惰性气体实现对电解槽内电解液的均匀搅拌。

3、通过设置万向轮，实现了电解槽的便利移动，节省了实验人员的劳动力。

附图说明

图1-本实用新型的结构示意图。

图2-电解槽的俯视图。

图3-图2A-A剖面图。

其中：1-电解槽；11-进液口；12-出液口；13-阳极卡槽；14-导电板Ⅰ；15-导电板Ⅱ；16-导电板Ⅲ；17-阴极板；18-带肩螺钉；19-镂空护板；2-冷却单元；3-循环水泵；4-万向轮；5-气瓶；6-支撑平台；7-曝气盘；8-冷液管；9-热液管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

参见图1、图2和图3，一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统，包括电解槽1，还包括冷却单元2，冷却单元2上设有进口和出口，电解槽1上设有出液口12和进液口11，电解槽1的出液口12与冷却单元2的进口通过热液管9连通，并在热液管9上设有循环水泵3，便于将电解槽1内的热液泵入冷却单元2，所述冷却单元2的出口和电解槽1进液口通过冷液管8连通，便于冷却后的电解液回流至电解槽1中，从而实现电解液循环冷却。

这样，采用外置于1电解槽的2冷却单元专门对电解液进行降温，不但不影响电解槽1的利用空间，而且电解槽1内的电解液可以不断进入冷却单元2内与冷却单元2内的冷却介质进行热交换，实现对电解液的降温，降温后的电解液再次回流到电解槽1中，如此循环实现电解液的循环冷却，有效解决现有电解液冷却效果不佳，影响电解样品的质量的问题。

参见图2和图3，电解槽1两对称侧壁顶端分别设有阳极卡槽13，铜板放置在两阳极卡槽13上，通过铝线与待电解的基材连接，基材放置在电解槽内的电解液中，铜板与阳极电源连接后作为阳极。同时，在电解槽该两对称侧壁内侧设有导电板Ⅱ15，在电解槽另外两对称侧壁内侧分别设有导电板Ⅲ16，每块导电板Ⅲ两端分别与导电板Ⅱ15固定连接，每块导电板Ⅲ16均连接有阴极板17，所述阴极板17竖直设置在电解槽内且放置在镂空护板19内，所述镂空护板19固定设置在电解槽该另外两对称侧壁上，顶端敞口设置，便于阴极板17和导电板Ⅲ16连接，其中一导电板Ⅱ15与设置在电解槽1侧壁上的导电板Ⅰ14连接，导电板Ⅰ14与阴极电源连接作为阴极。

设置镂空护板19是避免阴极与阳极接触造成短路，导电板Ⅰ14和导电板Ⅱ15，导电板Ⅱ15和导电板Ⅲ16，导电板Ⅲ16和阴极板17之间通过带肩螺钉18固定连接，并且带肩螺钉18插入电解槽1侧壁并与之固定，从而使得导电板Ⅰ14、导电板Ⅱ15和导电板Ⅲ16和电解槽1固定，这样结构更加稳定。

具体实施时，所述冷却单元2包括冷水槽以及设置在冷水槽内的环形冷凝管，环形冷凝管一端与热液管9连通，环形冷凝管另一端与冷液管8连通，所述冷水槽盛装有冷却介质，便于与环形冷凝管内流通的电解液进行换热。

这是其中一种实施方式，相对于现有通过在电解槽1内设置循环冷却水，冷却水与电解槽1内的电解液的换热面积较小，这里的电解液在环形冷凝管内与冷水槽内盛装的大量冷却介质进行换热，换热效率更高。

具体实施时，电解槽1内设有曝气盘7，所述曝气盘7设置在电解槽1底部并通过连接管与气瓶5连通，便于给曝气盘7提供气体，从而利用曝气盘7出来的气体对电解液进行充分搅拌。

这里通入的气体为氮气等惰性气体，气瓶内高压气体进入电解槽1内后会对电解液造成冲击力，从而实现对电解液的有效搅拌。连接管可以从电解槽1的上端进入电解槽1和曝气盘7连接，但是为了充分利用电解槽1内的电解空间，可以在电解槽1底部设置通气孔，连接管插入通气孔和曝气盘7连接即可，同时注意通气孔的密封，避免电解液泄漏即可。

具体实施时，电解槽1底部四角处分别设有万向轮4，便于移动电解槽1。

具体实施时，在电解槽1底设有支撑平台6，电解槽1固定放置在支撑平台6上，所述支撑平台6上设有用于放置循环水泵3的容置腔，并在支撑平台6底部四角处分别设有万向轮4，便于通过移动支撑平台6实现移动电解槽1。

这样，循环水泵3就可以放置在支撑平台6上，当连接管需要从电解槽1底部与曝气盘7连接时，在支撑平台6上设置连接管通过的通道即可。

具体实施时，电解槽1进液口11和出液口12上下设置，且呈斜对角设置在电解槽1上。

如图2和图3所示，进液口11设置在电解槽一侧壁上部，而出液口12设置在电解槽1底部，且远离进液口12处，这是为了保证进入冷却单元2的电解液是温度较高那一部分，提高电解液循环冷却的效率。

另外，当需要将电解槽1内的废液排出时，可以在电解槽1上开设一个排液口专门用于排出电解废液，也可以将出液口12和循环水泵3之间的热液管段设置成与循环水泵3可拆卸连接，并在该热液管段上设置控制阀，这样当需要排出电解废液时，将热液管段从循环水泵上断开，然后打开控制阀，这样就可以排出电解废液，当电解废液排尽后，关闭控制阀并将热液管段与循环水泵3连接上，以备下次电解时用于冷却电解液，并且每次在启动循环水泵前需先开启控制阀，避免循环水泵空转对循环水泵造成损坏。

最后需要说明的是，本实用新型的上述实施例仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统，包括电解槽，其特征在于，还包括冷却单元，冷却单元上设有进口和出口，所述电解槽上设有出液口和进液口，电解槽的出液口与冷却单元的进口通过热液管连通，并在热液管上设有循环水泵，所述冷却单元的出口和电解槽进液口通过冷液管连通。

2.根据权利要求1所述的一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统，其特征在于，所述冷却单元包括冷水槽以及设置在冷水槽内的环形冷凝管，环形冷凝管的一端与热液管连通，环形冷凝管另一端与冷液管连通，所述冷水槽盛装有冷却介质。

3.根据权利要求1所述的一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统，其特征在于，电解槽内设有曝气盘，所述曝气盘设置在电解槽底部并通过连接管与气瓶连通。

4.根据权利要求1所述的一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统，其特征在于，电解槽底部四角处分别设有万向轮。

5.根据权利要求1所述的一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统，其特征在于，在电解槽底设有支撑平台，电解槽固定放置在支撑平台上，所述支撑平台上设有用于放置循环水泵的容置腔，并在支撑平台底部四角处分别设有万向轮。

6.根据权利要求1所述的一种应用于液相等离子体电解技术的电解系统，其特征在于，电解槽进液口和出液口上下设置，且呈斜对角设置在电解槽上。

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