FR3107065A3 - Advanced heating system for galvanic installations - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système pour chauffer une solution électrolytique dans des bains pour traitement galvanique, comprenant une pompe de filtration 1 adaptée pour soutirer la solution électrolytique d'une cuve dans un bain pour traitement galvanique et la soumettre à une filtration, et un échangeur de chaleur 3 adapté pour recevoir la solution filtrée par la pompe, la soumettre à un chauffage et la renvoyer dans la cuve après filtration et chauffage à une température prédéterminée.The present invention relates to a system for heating an electrolytic solution in baths for galvanic treatment, comprising a filtration pump 1 suitable for withdrawing the electrolytic solution from a tank into a bath for galvanic treatment and subjecting it to filtration, and an exchanger heat 3 adapted to receive the solution filtered by the pump, subject it to heating and return it to the tank after filtration and heating to a predetermined temperature.
Description
La présente invention concerne un système de chauffage perfectionné pour les installations de traitement galvanique pour articles métalliques.The present invention relates to an improved heating system for galvanic treatment plants for metal articles.
Le terme "traitement galvanique" désigne divers procédés industriels liés à la transformation de métaux, et combinés à un procédé de galvanoplastie qui permet de revêtir un premier métal non précieux, ou un métal sujet à la corrosion, d'un second métal plus précieux ou plus noble.The term "galvanic treatment" designates various industrial processes related to the transformation of metals, and combined with an electroplating process which makes it possible to coat a first non-precious metal, or a metal subject to corrosion, with a second more precious metal or nobler.
Le but de ces traitements vise de plus à protéger une structure métallique contre la corrosion, mais aussi de plaquer une pièce faite d'un métal non précieux avec de l'or ou de l'argent, donc dans un but purement décoratif. Outre l'or et l'argent, les métaux les plus couramment utilisés dans les traitements galvaniques sont le zinc, le nickel, le cuivre et le chrome.The purpose of these treatments is more to protect a metal structure against corrosion, but also to plate a part made of a non-precious metal with gold or silver, therefore for a purely decorative purpose. Besides gold and silver, the metals most commonly used in galvanic treatments are zinc, nickel, copper and chromium.
Ce type de traitement est effectué dans une cuve appelée "bain galvanique", qui contient une solution d'un sel du métal destiné au revêtement, dans laquelle sont immergées deux électrodes : la cathode qui est constituée de l'objet lui-même à revêtir et l'anode qui est constituée d'un matériau inerte ou du même métal destiné au revêtement. Un générateur de courant électrique crée alors une différence de potentiel entre ces deux électrodes, de sorte que les cations métalliques en solution se déplacent vers la cathode, où ils acquièrent des électrons et se transforment en atomes métalliques créant un revêtement sur la cathode elle-même. Alors que la cathode est revêtue du métal initialement en solution, lorsque l'anode est fabriquée avec le métal destiné au revêtement, elle s'use lentement, libérant des ions supplémentaires dans la solution. En fixant l’intensité du courant électrique de travail et la durée du processus, il est possible de déterminer l'épaisseur des revêtements métalliques pouvant être obtenus sur la cathode.This type of treatment is carried out in a tank called a "galvanic bath", which contains a solution of a metal salt intended for the coating, in which two electrodes are immersed: the cathode which consists of the object itself to be coated. and the anode which is made of an inert material or the same metal intended for the coating. An electric current generator then creates a potential difference between these two electrodes, so that the metal cations in solution move to the cathode, where they acquire electrons and turn into metal atoms creating a coating on the cathode itself. . While the cathode is coated with the metal initially in solution, when the anode is fabricated with the metal for coating, it slowly wears out, releasing additional ions into the solution. By fixing the intensity of the working electric current and the duration of the process, it is possible to determine the thickness of the metallic coatings that can be obtained on the cathode.
La qualité du revêtement métallique pouvant être obtenu par des traitements galvaniques dépend de la composition du bain, ainsi que des conditions du processus d'électrolyse et de la préparation de la surface de la cathode à revêtir. Pour obtenir un revêtement de qualité, il est tout d'abord nécessaire que la solution du bain soit parfaitement claire et exempte d'impuretés en suspension, qui se déposeraient sur la cathode, c'est-à-dire sur l'objet à revêtir, générant des cratères et des stries dans le revêtement. Pour éviter ces imperfections, les bains galvaniques comprennent la filtration continue de la solution au moyen de filtres spéciaux.The quality of the metallic coating that can be obtained by galvanic treatments depends on the composition of the bath, as well as on the conditions of the electrolysis process and on the preparation of the surface of the cathode to be coated. To obtain a quality coating, it is first of all necessary that the solution of the bath is perfectly clear and free from impurities in suspension, which would be deposited on the cathode, that is to say on the object to be coated. , generating craters and streaks in the coating. To avoid these imperfections, galvanic baths include continuous filtration of the solution by means of special filters.
L’intensité du courant électrique influence également la qualité du revêtement métallique pouvant être obtenu sur la surface de la cathode ; en particulier, une densité de courant élevée améliore la qualité du traitement. Cependant, elle rend l'électrolyse très rapide et nécessite donc une solution constamment agitée et chauffée, de façon que des ions métalliques disponibles pour le revêtement soient toujours présents autour de la cathode.The intensity of the electric current also influences the quality of the metallic coating that can be obtained on the surface of the cathode; in particular, a high current density improves the quality of the processing. However, it makes electrolysis very fast and therefore requires a constantly stirred and heated solution, so that metal ions available for coating are always present around the cathode.
Le chauffage de la solution électrolytique dans le bain galvanique et le contrôle minutieux de la température du bain sont donc d’autres facteurs déterminants pour la qualité du processus et l'obtention d'un revêtement parfait.Heating the electrolyte solution in the galvanic bath and careful control of the bath temperature are therefore other determining factors for the quality of the process and for obtaining a perfect coating.
Art antérieurPrior art
Jusqu'à présent, les installations de traitement galvanique ont utilisé de nombreux éléments distincts pour atteindre toutes les conditions critiques décrites ci-dessus pour un traitement galvanique de qualité, en particulier des dispositifs séparés pour l'agitation, la filtration et le chauffage. En outre, ce dernier a toujours été généralement obtenu au moyen de résistances à incandescence, qui présentent des problèmes majeurs liés à la sécurité : en effet, ces résistances ont souvent été à l'origine d'incendies désastreux, avec des conséquences néfastes pour les opérateurs et l'environnement.Until now, galvanic treatment plants have used many separate elements to achieve all of the critical conditions described above for quality galvanic treatment, in particular separate devices for agitation, filtration and heating. In addition, the latter has always been generally obtained by means of incandescent resistors, which present major problems linked to safety: in fact, these resistances have often been the cause of disastrous fires, with harmful consequences for them. operators and the environment.
Avec le temps et avec l'attention croissante portée aux questions de sécurité sur le lieu de travail et aux problèmes environnementaux, des échangeurs de chaleur ont commencé à remplacer les résistances à incandescence. En particulier, les échangeurs de chaleur à plaques sont très efficaces car ils ont un coefficient de transfert de chaleur élevé et sont capables de fonctionner même avec de très faibles différences de chaleur entre les fluides ; de plus, ils ont un très faible encombrement, de sorte qu'ils peuvent être installés même dans des espaces confinés, et ils sont dotés d'une grande flexibilité grâce à la possibilité d'ajouter de nouvelles plaques à celles déjà montées initialement sur l'échangeur.Over time and with increasing attention to workplace safety issues and environmental issues, heat exchangers began to replace incandescent resistors. In particular, plate heat exchangers are very efficient because they have a high heat transfer coefficient and are able to operate even with very small differences in heat between fluids; moreover, they have a very small footprint, so that they can be installed even in confined spaces, and they are endowed with great flexibility thanks to the possibility of adding new plates to those already fitted initially on the 'interchange.
But de la présente inventionAim of the present invention
La présente invention a pour but d'améliorer encore plus la sécurité et l'efficacité des traitements galvaniques, ainsi que de réduire la consommation d'énergie et l'impact environnemental des installations existantes, en proposant un nouveau système de chauffage perfectionné pour les bains galvaniques, qui intègre également des moyens de brassage, de filtration et de refroidissement de la solution électrolytique, ou mieux, de contrôle plus général de la température de celle-ci.The object of the present invention is to further improve the safety and efficiency of galvanic treatments, as well as to reduce the energy consumption and the environmental impact of existing installations, by proposing a new improved heating system for baths. galvanic, which also incorporates means of stirring, filtration and cooling of the electrolytic solution, or better, more general control of the temperature thereof.
Un autre but de la présente invention est de fournir un système de chauffage pour les bains galvaniques qui soit sûr pour les opérateurs et réduise tout type de risque, en particulier celui des incendies dus à l'utilisation de résistances à incandescence généralement utilisées pour chauffer la solution dans la cuvegalvanique. Another object of the present invention is to provide a heating system for galvanic baths which is safe for the operators and reduces any type of risk, in particular that of fires due to the use of incandescent resistors generally used to heat the appliance. solution in the galvanic tank.
Définition de l’inventionDefinition of the invention
La présente invention a pour objet un système pour chauffer une solution électrolytique dans des bains de traitement galvanique, comprenant:
• une pompe de filtration adaptée pour soutirer la solution électrolytique d'une cuve dans un bain de traitement galvanique et la soumettre à une filtration, et
• un échangeur de chaleur adapté pour recevoir la solution filtrée par ladite pompe, la soumettre à un chauffage et la renvoyer dans ladite cuve après filtration et chauffage jusqu’à une température prédéterminée.The present invention relates to a system for heating an electrolytic solution in galvanic treatment baths, comprising:
• a filtration pump suitable for withdrawing the electrolytic solution from a tank into a galvanic treatment bath and subjecting it to filtration, and
• a heat exchanger suitable for receiving the solution filtered by said pump, subjecting it to heating and returning it to said tank after filtration and heating to a predetermined temperature.
Selon un mode de réalisation avantageux, l’échangeur de chaleur est un échangeur de chaleur à plaques.According to an advantageous embodiment, the heat exchanger is a plate heat exchanger.
Selon un autre mode de réalisation avantageux, l’échangeur de chaleur est alimenté par un compresseur pour générer de la chaleur.According to another advantageous embodiment, the heat exchanger is supplied by a compressor to generate heat.
Selon un autre mode de réalisation avantageux, le système comprend en outre des moyens de connexion entre l’échangeur de chaleur et une pompe de surpression pour le lavage dynamique de la solution électrolytique, adaptés pour diriger la solution électrolytique destinée au lavage dynamique vers l’échangeur de chaleur pour refroidir la solution, et la transférer vers une cuve pour le lavage dynamique.According to another advantageous embodiment, the system further comprises means of connection between the heat exchanger and a booster pump for the dynamic washing of the electrolytic solution, adapted to direct the electrolytic solution intended for the dynamic washing to the heat exchanger to cool the solution, and transfer it to a tank for dynamic washing.
La présente invention a aussi pour objet une installation pour le traitement galvanique de pièces métalliques comprenant un système de chauffage présentant au moins l’une des caractéristiques définies ci-dessus.The present invention also relates to an installation for the galvanic treatment of metal parts comprising a heating system having at least one of the characteristics defined above.
Brève Description du dessinBrief Description of the Drawing
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard du dessin annexé à titre illustratif, mais nullement limitatif, dans lequel :
AvertissementWarning
Il est tout d’abord précisé que, lorsque, selon la définition de l’invention, l’objet de l’invention comporte “au moins un” élément ayant une fonction donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Réciproquement, si le mode de réalisation de l’objet selon l’invention tel qu’illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n’est pas spécifié que l’objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l’objet de l’invention pourra être défini comme comportant “au moins un” de ces éléments.It is first of all specified that, when, according to the definition of the invention, the object of the invention comprises "at least one" element having a given function, the embodiment described may include several of these elements. Conversely, if the embodiment of the object according to the invention as illustrated comprises several elements of identical function and if, in the description, it is not specified that the object according to this invention must necessarily include a number particular of these elements, the object of the invention can be defined as comprising “at least one” of these elements.
Il est précisé que lorsque, dans la présente description, une expression définit, à elle seule et sans mention particulière spécifique la concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est techniquement possible, soit séparément, soit en combinaison totale et/ou partielle.
Description d’un mode de réalisation préféré de l’objet de l’invention. It is specified that when, in the present description, an expression defines, by itself and without specific specific mention concerning it, a set of structural characteristics, these characteristics can be taken, for the definition of the object of the requested protection, when technically possible, either separately or in total and / or partial combination.
Description of a preferred embodiment of the object of the invention.
En référence à la
Dans le système selon l’invention, la solution filtrée est introduite dans l'échangeur pour y être chauffée, puis retourne dans la cuve. Par rapport aux systèmes connus, dans lesquels le chauffage est effectué avec des résistances adjacentes à la cuve, le nouveau système permet également d’agiter la solution lors de son retour dans la cuve, sans qu'il soit nécessaire de recourir à des moyens d'agitation à l'intérieur de la cuve elle-même. L'échangeur de chaleur 3 peut par exemple être alimenté par un compresseur pour la production de chaleur, représenté sur la
Le système selon l’invention est également intégré à une pompe de surpression 5 placée dans la zone de purification du bain galvanique et utilisée pour le lavage dynamique (appelé semi-lavage) de la solution électrolytique, un lavage qui est effectué périodiquement pour purifier la solution en éliminant les substances organiques et les divers résidus provenant des étapes de dégraissage des métaux.The system according to the invention is also integrated into a booster pump 5 placed in the purification zone of the galvanic bath and used for the dynamic washing (called semi-washing) of the electrolytic solution, a washing which is carried out periodically to purify the electrolytic solution. solution by removing organic substances and various residues from metal degreasing steps.
Dans les systèmes selon l’art antérieur, la solution électrolytique à purifier est dirigée de la cuve du bain de traitement galvanique vers une cuve pour le lavage de purification dynamique, puis retourne dans la cuve du bain après avoir été purifiée. À ce niveau, dans les systèmes selon l’art antérieur, est placé un dispositif pour le refroidissement de la solution, ou refroidisseur.In the systems according to the prior art, the electrolyte solution to be purified is directed from the tank of the galvanic treatment bath to a tank for the dynamic purification washing, then returns to the tank of the bath after having been purified. At this level, in systems according to the prior art, a device for cooling the solution, or cooler, is placed.
Dans cette étape, il convient en effet de refroidir la solution pour réduire la prolifération de bactéries et algues qui pollueraient le lavage, sans toutefois utiliser des substances purificatrices telles que l'ozone et l'hypochlorite, mais simplement en refroidissant la solution en sortie de la cuve de lavage.In this step, the solution should in fact be cooled to reduce the proliferation of bacteria and algae which would pollute the washing, without however using purifying substances such as ozone and hypochlorite, but simply by cooling the solution at the outlet of the washing machine. the washing tank.
Dans un mode de réalisation préféré du système selon l’invention, contrairement à l'état de la technique, l'excès de froid généré par la pompe à chaleur 3 est directement exploité afin de refroidir la solution à purifier ; cela est obtenu à l’aide de moyens de connexion entre l'échangeur de chaleur 3 et une pompe de surpression 5 située dans la zone de purification qui, par des conduits appropriés 6, ramènent la solution refroidie dans la cuve de lavage dynamique 7.In a preferred embodiment of the system according to the invention, unlike the state of the art, the excess cold generated by the heat pump 3 is directly exploited in order to cool the solution to be purified; this is achieved by means of connection means between the heat exchanger 3 and a booster pump 5 located in the purification zone which, through appropriate conduits 6, return the cooled solution to the dynamic washing tank 7.
En d'autres termes, c'est le même échangeur de chaleur 3 utilisé pour chauffer la solution qui refroidit les conduits 6 par lesquels passe l'eau déminéralisée en sortie de la cuve 2 avant d'atteindre la cuve de semi-lavage 7. Ce système est particulièrement avantageux par rapport aux systèmes connus car, avec une seule pompe de surpression, déjà présente dans les systèmes de semi-lavage, il est possible d'exploiter l'échangeur de chaleur 3 également pour refroidir l'eau déminéralisée à purifier après le traitement galvanique, sans avoir besoin d'un dispositif de refroidissement spécifique.In other words, it is the same heat exchanger 3 used to heat the solution which cools the conduits 6 through which the demineralized water passes at the outlet of the tank 2 before reaching the semi-washing tank 7. This system is particularly advantageous over known systems because, with a single booster pump, already present in semi-washing systems, it is possible to use the heat exchanger 3 also to cool the demineralized water to be purified. after galvanic treatment, without the need for a specific cooling device.
Le système selon l’invention est donc capable non seulement de chauffer la solution mais aussi d'effectuer un contrôle complet des températures, y compris le refroidissement de la solution pour le semi-lavage, en utilisant la même pompe à chaleur destinée au chauffage de la solution dans la cuve, avec une économie d'énergie et une réduction considérable de l'encombrement du système.The system according to the invention is therefore capable not only of heating the solution but also of carrying out a complete control of the temperatures, including the cooling of the solution for the semi-washing, using the same heat pump intended for the heating of the solution in the tank, with an energy saving and a considerable reduction in the size of the system.
Dans la pratique, le système de chauffage des bains galvaniques selon la présente invention présente plusieurs avantages par rapport aux systèmes connus, en plus de remplir sa fonction première qui est de chauffer la solution électrolytique du bain de manière optimale. En premier lieu, il est intégré à une pompe de filtration qui chauffe la solution filtrée et la renvoie dans la cuve. En outre, le système selon l’invention peut également être utilisé pour refroidir les conduits de semi-lavage, tout en réduisant l'encombrement au minimum par rapport aux systèmes de l’art antérieur, dans lesquels les échangeurs de chaleur, les pompes et les filtres sont des éléments séparés, qui fonctionnent séparément pour mettre en œuvre les mêmes procédures de filtration et de mélange, de chauffage et de refroidissement de la solution électrolytique.In practice, the system for heating galvanic baths according to the present invention has several advantages over known systems, in addition to fulfilling its primary function, which is to heat the electrolytic solution of the bath in an optimum manner. First, it is integrated with a filtration pump which heats the filtered solution and returns it to the tank. In addition, the system according to the invention can also be used to cool the semi-washing ducts, while reducing the bulk to a minimum compared to the systems of the prior art, in which the heat exchangers, pumps and filters are separate elements, which operate separately to perform the same procedures for filtering and mixing, heating and cooling the electrolyte solution.
La présente invention ne se limite pas à la réalisation décrite ci-dessus et illustrée, mais comprend toute variante d'exécution de celle-ci.The present invention is not limited to the embodiment described above and illustrated, but includes any variant embodiment thereof.
Claims (5)
• une pompe de filtration (1) adaptée pour soutirer la solution électrolytique d'une cuve (2) dans un bain de traitement galvanique et la soumettre à une filtration, et
• un échangeur de chaleur (3) adapté pour recevoir la solution filtrée par ladite pompe (1), la soumettre à un chauffage et la renvoyer dans ladite cuve après filtration et chauffage jusqu’à une température prédéterminée.A system for heating an electrolytic solution in galvanic treatment baths, comprising:
• a filtration pump (1) suitable for withdrawing the electrolytic solution from a tank (2) in a galvanic treatment bath and subjecting it to filtration, and
• a heat exchanger (3) adapted to receive the solution filtered by said pump (1), subject it to heating and return it to said tank after filtration and heating to a predetermined temperature.
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| FR2100970A Active FR3107065B3 (en) | 2020-02-06 | 2021-02-02 | Advanced heating system for galvanic installations |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3107065B3 (en) |
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2020
- 2020-02-06 IT IT202020000000553U patent/IT202000000553U1/en unknown
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2021
- 2021-02-01 PT PT1201821U patent/PT12018U/en unknown
- 2021-02-02 FR FR2100970A patent/FR3107065B3/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PT12018U (en) | 2021-08-02 |
| IT202000000553U1 (en) | 2021-08-06 |
| FR3107065B3 (en) | 2022-01-28 |
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