CN218321704U - 一种电解液反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电解液反应装置，包括电源、极板支撑装置、极板、传动装置和工作槽，所述传动装置设于工作槽内，所述电源设于工作槽外部并与循环极板相连，所述工作槽内承载有待电解的磷化工作液，所述传动装置连接驱动装置，所述极板支撑装置包括多个循环阴极极板支撑装置和多个牺牲阳极极板支撑装置，所述循环阴极极板支撑装置固定设于传动装置上，所述牺牲阳极极板支撑装置设于工作槽底部，所述循环极板包括循环阴极极板和牺牲阳极极板，所述循环阴极极板设于循环阴极极板支撑装置上，所述牺牲阳极设于所述牺牲阳极极板支撑装置上，可以对电解磷化工作液进行恢复，减少了人工调整操作的频次，提升了电解磷化工艺的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工技术领域，具体涉及一种电解液反应装置。
背景技术
电解磷化工艺区别与传统渍法磷化工艺，它无需额外提供热源，不添加促进剂，无需使用酸洗前处理，更重要的是它不产生磷化渣，节约了能源、达到了环保要求，符合当今社会对能源和技术发展的要求，越来越受到钢线冷塑性加工客户的青睐。
但目前国内的电解磷化工艺尚未成熟，存在槽液稳定性差、工艺耐用性差、电解液离子易失衡等问题。为了维持电解磷化的正常工作，需要耗费大量时间和人员对产线进行持续地监控和频繁地调整，严重降低了生产效率，大幅提升了生产成本，使得电解磷化工艺的产业化、规模化应用无法开展。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种电解液反应装置，可以在不破坏原有槽体的情况下对电解磷化工作液进行恢复，减少了人工调整操作的频次，提升了电解磷化工艺的稳定性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种电解液反应装置，包括电源、极板支撑装置、极板、传动装置和工作槽，所述传动装置设于工作槽内，所述电源设于工作槽外部并与工作槽内部的循环极板相连，所述工作槽内承载有待电解的磷化工作液，所述传动装置连接驱动装置，所述传动装置在驱动装置的作用下实现传动，
所述极板支撑装置包括多个循环阴极极板支撑装置和多个牺牲阳极极板支撑装置，所述循环阴极极板支撑装置固定设于传动装置上，所述牺牲阳极极板支撑装置设于工作槽底部，
所述极板包括循环阴极极板和牺牲阳极极板，所述循环阴极极板设于循环阴极极板支撑装置上，所述牺牲阳极设于所述牺牲阳极极板支撑装置上。
作为上述方案的进一步改进，所述传动装置包括牵引件、辊筒、极板支撑装置及固定在极板支撑装置上的循环阴极极板，所述牵引件绕过辊筒首尾形成闭合的环路。
作为上述方案的进一步改进，所述驱动装置为电机，所述电机设于反应装置外部，所述电机通过传送带与传动装置的辊筒相连。
作为上述方案的进一步改进，所述极板支撑装置四端设有极板固定装置，所述极板固定装置可将极板固定于极板支撑装置上。
作为上述方案的进一步改进，所述极板固定装置包括螺丝、垫片和ㄈ形工件，所述ㄈ形工件上部设有带螺纹的通孔，所述ㄈ形工件下部设有垫片，所述螺丝通过所述通孔与垫片连接，在工作时极板被锁紧于ㄈ形工件底部与垫片之间。
作为上述方案的进一步改进，所述ㄈ形工件底部的上表面设有导电触点，所述导电触点通过导线连接至电源实现对极板的导电。
作为上述方案的进一步改进，在所述装置上设有进液口与出液口，所述进液口由第一水泵控制，所述出液口由第二水泵控制。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型提供了一种电解液反应装置，通过引入循环阴极和牺牲阳极使得电镀锌副反应引起的离子失衡的问题得到定量地纠正和恢复，电解磷化工作液稳定性差的问题得到控制，提升了电解磷化工艺的稳定性，通过调控传送带的驱动装置和电源的电流密度输出可对牺牲阳极反应时间和强度进行定量控制，减少人工操作时间和频次，降低生产成本，可以在不对原有电解磷化槽体进行破坏性改造，不改变原有电解磷化工艺操作的基础上，同步对电解磷化工作液进行恢复操作，还可以通过选择不同牺牲阳极，如锌、铁、锰、铝、铜等可以实现锌系以外的电解磷化工作液的恢复纠正，根据不同需求可对单一或多种成膜金属离子和功能性离子进行有效恢复。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型一种电解液反应装置的整体示意图；
图2是本实用新型中极板支撑装置的结构示意图；
图3是本实用新型中极板支撑装置固定极板后的示意图；
图4是本实用新型中极板固定装置的示意图；
图5是本实用新型中极板固定装置ㄈ形工件的示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本实用新型创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
参照图1至图5，一种电解液反应装置，包括电源1、驱动装置、传动装置、极板支撑装置和极板。
所述电源1设于工作槽外部并与工作槽内部的循环极板相连，所述工作槽内承载有待电解的磷化工作液。
所述极板支撑装置包括多个循环阴极极板支撑装置5和多个牺牲阳极极板支撑装置4，所述循环阴极极板支撑装置5固定设于传动装置3上，所述牺牲阳极极板支撑装置4设于工作槽底部，所述极板包括循环阴极极板和牺牲阳极极板，所述循环阴极极板设于循环阴极极板支撑装置5上，所述牺牲阳极设于所述牺牲阳极极板支撑装置4上。
所述循环阴极极板支撑装置5包括底部安装板502，底部安装板502通过第一螺丝503固定于传动装置3上，底部安装板502上方固定有空心的支撑杆504，支撑杆504上方通过第二螺丝505固定有空心的极板支撑板507，极板支撑板507两侧均设有两块固定板506，固定板506的外端部均设有极板固定装置501。
由于循环阴极极板支撑装置与阳极极板支撑装置的结构相同，在此不对阳极极板装置进行过多的赘述。
所述极板固定装置501包括螺丝5013和ㄈ形工件5011，所述ㄈ形工件5011上部设有带螺纹的通孔5014，所述ㄈ形工件5011下部设有垫片5012，所述螺丝5013通过通孔5014与垫片5012连接，在工作时极板被锁紧于ㄈ形工件5011底部与垫片5012之间，ㄈ形工件底部5011的上表面设有导电触点5014，所述导电触点5014连接导线5015，所述导线5015穿过空心的极板支撑板与空心的支撑杆504，直至与电源导通。
所述驱动装置连接传动装置，所述驱动装置的作用是保证传动装置正常运转，能够实现调速、反转等功能，驱动装置可采用电机、减速器或者制动器等，在本实施例中采用电机2驱动，所述电机通过传送带302与传动装置连接，所述传动装置包括牵引件303、辊筒301、循环阴极极板支撑装置4及固定在极板支撑装置上的循环阴极极板8，牵引件303绕过辊筒301首尾形成闭合的环路，辊筒301连接电机2，本文所述的牵引件是指能实现牵引作用的部件，本领域技术人员可根据实际需要采用不同类型的牵引件，在本实施例中采用链板式网带作为牵引件。
所述反应装置还设有进液口703与出液口704，所述进液口703由第一水泵701控制，所述出液口704由第二水泵702控制。
在工作时，电流密度越大，反应强度会加强，反应时间缩短，但电流密度过大，循环阴极运动到槽体下部与阳极相对时，反应生产的磷酸盐覆盖层厚度过大，而过厚的磷酸盐覆盖层在循环阴极运动到槽体上部与阳极相背对的过程中，不能够完全溶解，会反过来降低反应强度；电机驱动设备输出越大，越利于阴极覆盖磷酸盐溶解，但速度过快会导致来不及溶解就又开始新一轮覆盖，又会降低反应强度；本实施例采用电机输出功率500W，电源向极板输送的电流密度为8-12A/dm2；处理是一个持续性过程，电解磷化和工作液恢复可以同时进行，工作液在电解设备和工作液恢复装置间循环。工作时，工作液不是在装置中走完一程就完全恢复，而是一个过程，这个过程的时间取决于待处理工作液的失衡程度和原有电解磷化工艺对工作液的破坏能力，1dm2的阳极极板，在输入电流为10A的情况下，每分钟可以恢复Me2+约1.8X1021mol，消耗游离H+约3.6X1021mol。
实现原理如下：
当电解磷化工作液到达后循环阴极极板和牺牲阳极极板相对的区域时，电源向循环阴极极板和牺牲阳极极板供电，由于阴阳极电势差的存在，电解磷化工作液会发生电化学反应以及成膜反应。循环阴极极板作为阴极，极板界面上会不断消耗氢离子(H+)生成氢气，引起循环阴极极板界面的氢离子(H+)浓度迅速降低，由于电离平衡的影响，磷酸二氢根会电离出的磷酸根(PO4 3-)和氢离子(H+)来维持平衡，进而引发循环阴极极板界面上的磷酸根(PO4 3-)浓度升高，打破了磷酸盐的沉淀溶解平衡状态，磷酸根离子(PO4 3-)与电解磷化工作液里的成膜金属离子(Men+)结合形成磷酸正盐[Me3(PO4)n]，在循环阴极极板上沉积；
牺牲阳极极板为阳极，会发生金属溶解反应，牺牲阳极极板表面上的金属(Me)失去电子，形成成膜金属离子(Men+)释放到电解磷化工作液中；
在传送带装置带动下，当循环阴极极板运动到不与牺牲阳极极板相对的位置时，电源停止对循环阴极极板供电，循环阴极极板上沉积的磷酸正盐[Me3(PO4)n]发生溶解反应，磷酸盐膜层脱落溶解，在电解磷化工作液内转变成成膜金属离子(Men+)和磷酸根(PO4 3-)，磷酸根(PO4 3-)会进一步消耗电解磷化工作液中的氢离子(H+)，结合形成磷酸根二氢根离子(H2PO4 -)；
电解磷化工作液在循环阴极极板和牺牲阳极极板上经过一系列反应，恢复了电解磷化工作液中成膜所需的成膜金属离子(Men+)的浓度，消耗了过量积累的氢离子(H+)，纠正了电解磷化工作液中成膜功能性离子比例失衡的情况。
通过对驱动电机和电源的电流密度输出调控，可以根据实际情况调整循环阴极极板和牺牲阳极极板上一系列反应的时间和强度，可以实现定量、线性和非线性灵活调控的电解磷化工作液恢复，减少人工操作时间和频次，降低生产成本。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种电解液反应装置，其特征在于：包括电源、极板支撑装置、极板、传动装置和工作槽，所述传动装置设于工作槽内，所述电源设于工作槽外部并与工作槽内部的循环极板相连，所述工作槽内承载有待电解的磷化工作液，所述传动装置连接驱动装置，所述传动装置在驱动装置的作用下实现传动，
所述极板支撑装置包括多个循环阴极极板支撑装置和多个牺牲阳极极板支撑装置，所述循环阴极极板支撑装置固定设于传动装置上，所述牺牲阳极极板支撑装置设于工作槽底部，
所述极板包括循环阴极极板和牺牲阳极极板，所述循环阴极极板设于循环阴极极板支撑装置上，所述牺牲阳极设于所述牺牲阳极极板支撑装置上。
2.根据权利要求1所述的一种电解液反应装置，其特征在于：所述传动装置包括牵引件、辊筒、极板支撑装置及固定在极板支撑装置上的循环阴极极板，所述牵引件绕过辊筒首尾形成闭合的环路。
3.根据权利要求2所述的一种电解液反应装置，其特征在于：所述驱动装置为电机，所述电机设于反应装置外部，所述电机通过传送带与传动装置的辊筒相连。
4.根据权利要求1所述的一种电解液反应装置，其特征在于：所述极板支撑装置四端设有极板固定装置，所述极板固定装置可将循环极板固定于极板支撑装置上。
5.根据权利要求4所述的一种电解液反应装置，其特征在于：所述极板固定装置包括螺丝和ㄈ形工件，所述ㄈ形工件上部设有带螺纹的通孔，所述ㄈ形工件下部设有垫片，所述螺丝通过所述通孔与垫片连接，在工作时极板被锁紧于ㄈ形工件底部与垫片之间。
6.根据权利要求5所述的一种电解液反应装置，其特征在于：所述ㄈ形工件底部的上表面设有导电触点，所述导电触点通过导线连接至电源实现对极板的导电。
7.根据权利要求1所述的一种电解液反应装置，其特征在于：在所述装置上设有进液口与出液口，所述进液口由第一水泵控制，所述出液口由第二水泵控制。
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