專利名稱：混合設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)電鍍設(shè)備，特別是諸如包括有促進(jìn)溶質(zhì)在溶劑中的溶解和混合，和減少未溶解溶質(zhì)被攜帶離開混合室、進(jìn)入電鍍設(shè)備的室的量。
現(xiàn)有的電鍍設(shè)備是已知的?，F(xiàn)有電鍍設(shè)備的實(shí)例包括在其中具有各自的室的兩個(gè)殼體。第一室是用于在溶劑中溶解溶質(zhì)以形成電解液。然后電解液被輸送到進(jìn)行電鍍的第二室。
這個(gè)傳統(tǒng)類型的設(shè)備存在的一個(gè)問題是在第一室中未溶解的溶質(zhì)與電解液一起被輸送到第二室中。這樣不僅未溶解的溶質(zhì)污染了第二室從而影響電鍍過程，而且需要附加的溶質(zhì)以補(bǔ)償流入第二室沒有利用的未溶解溶質(zhì)從而造成了浪費(fèi)。
這個(gè)傳統(tǒng)類型的設(shè)備存在的另一個(gè)問題是會經(jīng)常使用布置在第一室下部具有渦輪形狀的簡單攪拌機(jī)構(gòu)。這個(gè)設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是在溶質(zhì)溶解過程中會產(chǎn)生不希望的強(qiáng)流動。于是這個(gè)強(qiáng)流動會將未溶解的溶質(zhì)帶到第一室的上部并離開第一室。
本發(fā)明尋求提供一個(gè)改進(jìn)的混合設(shè)備以及一個(gè)改進(jìn)的電鍍設(shè)備以克服現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備的缺點(diǎn)同時(shí)提供附加的工作優(yōu)點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了用于將溶質(zhì)混合于溶劑中的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括一個(gè)用于容納溶質(zhì)和溶劑的室部件，用于使溶質(zhì)和溶劑在室中運(yùn)動的裝置，和適當(dāng)?shù)卣紦?jù)第一位置以將室基本分為至少兩個(gè)部分的隔離裝置。
優(yōu)選的是，隔離裝置可被移動到第二位置，其中將室部件分為兩部分的隔離是可消除的。
有利的是，運(yùn)動裝置在室部件中相適應(yīng)地產(chǎn)生至少一個(gè)溶質(zhì)和溶劑的涌流。
適合的是，在由運(yùn)動裝置產(chǎn)生的涌流的作用下，隔離裝置從第二位置移動到第一位置。
優(yōu)選的是，當(dāng)運(yùn)動裝置被致動時(shí)和當(dāng)隔離裝置位于第一位置時(shí)，室部件被隔離為第一部分和第二部分，其中溶劑在第一部分中展現(xiàn)強(qiáng)有力的運(yùn)動，而在第二部分中展現(xiàn)的運(yùn)動力度弱于在第一部分中的力度。
有利的是，第一和第二部分彼此之間是處于液體連通的關(guān)系。
適合的是，隔離裝置偏壓到第二位置上。
優(yōu)選的是，隔離裝置靠自身的重量偏壓到所述第二位置上。
有利的是，隔離裝置包括至少一個(gè)板部件。
適合的是，隔離裝置包括兩個(gè)板部件。
優(yōu)選的是，每個(gè)該板部件相對于所述室部件是可樞轉(zhuǎn)移動的。
有利的是，當(dāng)占據(jù)所述第一位置時(shí)，隔離裝置壓靠在一個(gè)止動器部件上。
適合的是，止動器部件基本上為倒“V”形。
優(yōu)選的是，運(yùn)動裝置包括至少一個(gè)泵部件，和連接到泵部件上的至少第一和第二管部件，其中泵部件適應(yīng)地將溶質(zhì)和溶劑通過第一管部件從室部件中抽吸出來，并通過第二管部件將溶質(zhì)和溶劑引入到室部件中。
有利的是，在將溶質(zhì)和溶劑通過第二管部件引入到室部件的作用下，產(chǎn)生所述涌流。
通過參考以下附圖，只借助于實(shí)例，描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中

圖1是顯示了本發(fā)明的電鍍設(shè)備的橫截面的示意圖；圖2是在圖1中顯示的電鍍設(shè)備的混合室的透視圖；圖3是去除殼體后在圖2中顯示的混合設(shè)備的透視圖；圖4是顯示了圖2中的混合室的下部的橫截面的示意圖；圖5是圖3中吸收管的底部視圖；圖6是圖3中的噴灑管的底部視圖；圖7a是防渦流器的一部分的透視圖；圖7b是在圖7a中的防渦流器的一部分的俯視圖；圖8是顯示在圖2中混合室的分隔器的一部分的透視圖；圖9a是在在圖2中混合室的分隔器的一部分的橫截視圖；圖9b是與圖9a相比具有不同結(jié)構(gòu)的分隔器的一部分的橫截視圖；圖10a是顯示了其中包含有在溶劑中溶解的溶質(zhì)的試管；圖10b顯示了其中包含有在溶劑中溶解的溶質(zhì)的在傾斜位置的另一個(gè)試管；圖1顯示了本發(fā)明的一個(gè)電鍍設(shè)備1的實(shí)施例。電鍍設(shè)備1一般能夠被分成兩個(gè)區(qū)域，即具有混合室12的高濃度區(qū)44和具有電鍍貯槽26和電鍍池的28的低濃度區(qū)42。在混合室12的上方設(shè)置一個(gè)由直流電動機(jī)驅(qū)動6驅(qū)動的送料器2，直流電動機(jī)6由電源8供電。送料器2一般具有帶有較窄的下部的容器的形狀，其中還包括一個(gè)過濾器4(未示出)。包容在送料器2的殼體內(nèi)的溶質(zhì)(例如固體CuO粉末)通過過濾器被過濾，之后通過一個(gè)螺旋送料器10被輸送到出口46。
如圖1和圖2所示，混合室12一般是矩形的。當(dāng)所示的混合室12一般為矩形箱的形狀時(shí)，可以使用不同構(gòu)造的混合室12。帶有擴(kuò)大開口的入口15的伸長的管16被布置在混合室12的一側(cè)。混合室12還包括一個(gè)分隔器22和一個(gè)防渦流器48。伸長的管16基本平行于混合室12的垂直軸線，而分隔器22和防渦流器48水平地穿過混合室12?？梢钥闯?，混合室12一般包括位于上部的分隔器22和位于中部的防渦流器48以及位于下部的混合機(jī)構(gòu)20。混合室12的混合機(jī)構(gòu)20將被更加詳細(xì)地描述。
仍然參考圖1，電鍍貯槽26一般具有在其內(nèi)限定有一個(gè)腔的箱的形狀。與混合室12相比，電鍍貯槽26具有相對較大的尺寸。盡管也可以使用不同的尺寸，混合室12和電鍍貯槽26的實(shí)際容積大約各自為200升和1200升。通道部件或管24從連接到混合室12的上部的出口52引出，然后被連接到電鍍貯槽26。另外的通道部件或管25從電鍍貯槽26的出口53引出，然后被連接到混合室12上。
被管54連接到電鍍貯槽26上的電鍍池裝置28包括進(jìn)行電鍍的陰極30和陽極32。
如上所述，電鍍設(shè)備1一般被分為兩個(gè)區(qū)域，即高濃度區(qū)44和低濃度區(qū)42。在使用中，包含在送料器2中溶質(zhì)通過過濾器4被螺旋送料器10供給到出口46。使用過濾器是為了只允許細(xì)小的溶質(zhì)顆粒離開出口46而進(jìn)入到延伸到防渦流器46的下面達(dá)到混合室12的下部的伸長管16中。具有低濃度的電解液從電鍍貯槽26中能夠被通過管25被通導(dǎo)進(jìn)入伸長的管16的入口15，它也起到將從送料器2出來的粘附在入口15的壁上的溶質(zhì)向下沖刷到管16的作用。一旦溶質(zhì)進(jìn)入管16并且達(dá)到其下部，溶質(zhì)就開始與包含在混合室12中的溶劑接觸。溶質(zhì)開始在溶劑中溶解以形成電解液。下面將詳細(xì)解釋溶質(zhì)在溶劑中的混合和溶解。
參考圖1-6，混合機(jī)構(gòu)20被布置在混合室12的下部并被泵18所驅(qū)動。通過攪動在混合室12的下部的溶劑，混合機(jī)構(gòu)20促進(jìn)了溶質(zhì)的溶解。通過泵18泵出電解液也促進(jìn)了溶質(zhì)的溶解?；旌蠙C(jī)構(gòu)20包括布置在噴灑管70下面的三個(gè)吸收管68a、68b和68c。吸收管68a、68b和68c和噴灑管70被各自固定在固定器76a、76b、76c和78上。噴灑管70在它的下面具有兩排小開口74，如圖6所示，而每個(gè)吸收管68a、68b和68c具有布置在它的下面的一排開口76，如圖5所示。在吸收管68a、68b和68c上的開口76大于在噴灑管70上的開口74?；旌蠙C(jī)構(gòu)20還包括兩個(gè)板80，這兩個(gè)板80具有可樞轉(zhuǎn)地安裝在混合室12的相對側(cè)上的一對翼的形狀，如在圖3和圖4中所示。在使用中，當(dāng)在混合室12中注入溶劑并且在操作時(shí)，泵18通過將溶劑從吸收管68a、68b和68c的開口76中抽吸出來以連續(xù)抽吸貯存在混合室12的溶劑，并且通過將溶劑從噴灑管70的開口74噴出以重新將溶劑引入混合室12中。這樣，正好在固定器84的下面產(chǎn)生向下的流動，如圖4中的箭頭“C”所示。向下的流動“C”將在混合室12的周邊處引起向上的流動，如箭頭“F”所示，該向上的流動將推動板80從低位置“L”移動到高位置“U”。一個(gè)具有倒“V”形的止動器86正好位于噴灑管70的固定器84的上方?？梢哉{(diào)節(jié)止動器86使它的腿跨得更開以便阻止板80從高位置“U”進(jìn)一步向上移動。此外，可以在板80得下邊緣加上附加的部件以便當(dāng)板80位于高位置“U”時(shí)這個(gè)部件緊靠著止動器86。
一旦混合設(shè)備64在操作時(shí)，板80將向上移動并且通過從噴灑管68輸出的再循環(huán)溶劑產(chǎn)生的恒定向上的流動保持在它們的高位置“U”。板80在高位置的保持將在混合室12的下部之內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)封閉的區(qū)域，其中溶質(zhì)在溶劑中進(jìn)行溶解和混合。盡管該封閉區(qū)域沒有完全的水密性并這樣允許溶劑從混合室12的下部流入混合室12的中部和上部，而由噴灑管70和吸收管68的吸收所產(chǎn)生的強(qiáng)流動基本被限定在混合室12的下部。
將一個(gè)傳感器14連接到分光光度計(jì)(未示出)上，該分光光度計(jì)恒定監(jiān)測包含在混合室12的溶液中溶質(zhì)的濃度。管13被連接到傳感器14上以使少量的溶液從混合室12流到傳感器14。當(dāng)在混合室12的溶質(zhì)的濃度下降到低于用戶所選擇的水平時(shí)，啟動直流電動機(jī)6以使更多的溶質(zhì)通過管16輸送到混合室12。一旦傳感器14探測到溶質(zhì)的濃度達(dá)到預(yù)先選擇的水平，直流電動機(jī)停止工作并停止從送料器2到管16輸送新的溶質(zhì)。
將另一個(gè)傳感器36連接到電鍍貯槽26以探測在其中所包含的溶液中的溶質(zhì)濃度。當(dāng)濃度下降低于用戶所選擇的一定的水平時(shí)，閥37將被開啟并且使貯存在電鍍貯槽26的溶液通過通道25流入混合室12中。當(dāng)混合室12中恒定保持滿溶液時(shí)，流入混合室12的附加溶液將導(dǎo)致混合室12溢流。溢流的溶液通過管25被疏導(dǎo)從出口52流入電鍍貯槽26中。因?yàn)殡婂冑A槽26中具有較低濃度的溶液，用新的具有高的溶質(zhì)濃度的溶液代替其中的一些溶液，從而增加在電鍍貯槽26中貯存的溶液中的溶質(zhì)的總體濃度。一旦傳感器36探測到在電鍍貯槽26中的溶質(zhì)濃度高于預(yù)先選擇的水平，閥37將關(guān)閉并停止從電鍍貯槽26到混合室12的溶液濃度。
混合設(shè)備還包括一個(gè)冷卻機(jī)構(gòu)，其具有一個(gè)攜帶有穿過那里的冷卻劑的管90。如圖2和3所示，冷卻劑管90被布置靠近混合室表面并從混合室12的上部延伸到下部。在溶質(zhì)在溶劑中溶解期間，會產(chǎn)生很多熱量。相對冷的水(大約9℃)被引入到管中并且這些水以大約13℃的溫度從混合室12排出。冷卻機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)混合室12中貯存的溶液的溫度。
電鍍貯槽26要求容納有一個(gè)溶解有預(yù)期的溶質(zhì)水平的可被調(diào)節(jié)的溶液量以適合于供給到用于電鍍的電鍍池28。當(dāng)電鍍貯槽26中的濃度下降低于預(yù)期的水平時(shí)，具有較高的溶解溶質(zhì)濃度的新的溶液通過出口52和通道部件24被供給到電鍍貯槽26中以隨后補(bǔ)充在電鍍池28中的溶液。電鍍貯槽26相對于混合室12所具有實(shí)質(zhì)上較大的容量將使在電鍍池28中的恒定溶質(zhì)濃度的管理更加有效。
在容納在混合室12中的溶液被傳輸?shù)诫婂冑A槽26中之前，它還經(jīng)過了防渦流器48和分隔器22。下面將更加詳細(xì)解釋溶液經(jīng)過防渦流器48和分隔器22的通道。
為了調(diào)節(jié)溶液流過分隔器22的通道以便減少從混合室12中帶出的未溶解的溶質(zhì)的量，將防渦流器48引入到分隔器22的下面，如圖1所示。參考圖7a和7b，防渦流器48具有多層網(wǎng)狀(“#”)的結(jié)構(gòu)56。在本實(shí)施例中具有三層網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)56，然而可以根據(jù)包括混合室的尺寸和所預(yù)期的防渦流的效果等一些因素使用不同的層數(shù)。每層網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)56具有多個(gè)彼此相互基本平行布置的豎壁部件58。每個(gè)壁58的厚度為2mm，相鄰壁58之間的距離為13mm，每個(gè)壁58的高度為10mm，然而也可以使用不同尺寸的壁58。網(wǎng)狀的層結(jié)構(gòu)56被布置相互堆疊在一起，從而每層相對于上和下層中心略微偏移。這樣的布置增強(qiáng)了對于由混合機(jī)構(gòu)20在混合室12的下部所產(chǎn)生的流動的防渦流效果。
參考圖8，分隔器22一般包括多個(gè)分隔板或片34，其具有限定出多個(gè)通道50的壁的形狀。特別是，每個(gè)通道50由周圍的分隔板34所限定。分隔板優(yōu)選這樣的結(jié)構(gòu)，以使由相鄰的板34所限定的相對的表面38a、40a基本和優(yōu)選地相互平行并從混合室12的水平軸線傾斜大約55-56。(φ)。優(yōu)選表面38a、40a是光滑的，然而也可以是平面的或彎曲的。下面將更加詳細(xì)地解釋分隔板34的結(jié)構(gòu)和由此所限定的表面38a、40a的功能。
可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溶質(zhì)(例如氧化銅CuO(s))在溶劑中溶解和混合時(shí)，在溶解和混合期間會形成氧氣泡。由于氧氣泡的密度相對較低，氧氣泡就會自然地升起到容器即混合室12中的溶液的上表面。另一方面，由于溶解的溶質(zhì)的密度相對較高，溶質(zhì)顆粒趨向于下沉到混合室12的下部。可是，在這個(gè)過程中，一些未溶解的溶質(zhì)顆粒會由于上升的氧氣泡而被帶向混合室12的上部，如圖9b所示。這不但會阻止優(yōu)選發(fā)生在具有混合機(jī)構(gòu)20的混合室12的下部的溶質(zhì)顆粒的有效的完全的溶解，而且未溶解的溶質(zhì)顆粒被不預(yù)期地通過出口52和通道部件24傳輸?shù)诫婂冑A槽26中，并最終通過通道部件54到達(dá)電鍍池28。
為了克服上述問題，設(shè)計(jì)了如上所述的分隔器22以減少排出到電鍍貯槽中的未溶解的溶質(zhì)顆粒。完成下面的實(shí)驗(yàn)并說明其結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)1、2和3(如在圖10和圖10b中各自所示的)目的評價(jià)傾斜角度對溶質(zhì)在溶劑中溶解的時(shí)間的影響。實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)3條件 實(shí)驗(yàn)1 實(shí)驗(yàn)2 (重復(fù)3次)溶劑(溶液)量 100ml 100ml 100ml使用容 100ml試管 100ml試管 100ml試管溫度 室內(nèi)溫度室內(nèi)溫度 室內(nèi)溫度使用溶質(zhì) 氧化銅(Ⅱ) 氧化銅(Ⅱ) 氧化銅(Ⅱ)使用溶劑 硫酸 硫酸 硫酸步驟將氧化銅(Ⅱ)(粉末)加入到容納有硫酸的試管中(攪拌)。結(jié)果實(shí)驗(yàn)3條件 實(shí)驗(yàn)1 實(shí)驗(yàn)2 (重復(fù)3次)加入的氧化銅 1.6克 7克 7克試管位置 垂直 垂直 從水平軸傾斜60°從溶液的表面到 90mm 90mm 50mm變清處的高度氧化銅顆粒消失 10分鐘10分鐘5分鐘(溶解)的時(shí)間觀察報(bào)告如圖10a所示，在氧化銅顆粒60靠重力下沉的同時(shí)會發(fā)現(xiàn)有氣泡升起。升起的氣泡減慢了氧化銅顆粒下沉的速度。還從實(shí)驗(yàn)3中發(fā)現(xiàn)，氣泡62沿試管的上表面38b升起，而同時(shí)氧化銅(Ⅱ)顆粒60沿試管的下表面40b下沉，如圖10b所示。
結(jié)論通過觀察以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可以得出結(jié)論如果試管基本豎直放置(如實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2)，則氧化銅60的下沉和溶解被升起的氣泡所減慢。還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩個(gè)相對的表面(即38a和40a、38b和40b)相對于垂直方向傾斜一個(gè)角度，則會促進(jìn)溶質(zhì)60的下沉和溶解以及氣泡62的升起。還特別發(fā)現(xiàn)，試管相對于水平軸線(如圖10b所示)的大約60°的傾斜角對于溶質(zhì)在溶劑中的溶解提供了最佳的結(jié)果，然而相對于水平軸線的從55°到65°的傾斜角也可以提供滿意的結(jié)果。
基于以上結(jié)論，分隔器22被設(shè)計(jì)有多個(gè)通道50以便于氣泡的升起以及溶質(zhì)顆粒的下沉和溶解。特別是，面向上的下表面40a提供了溶質(zhì)顆粒在溶解期間的下降平臺，而同時(shí)面向下的上表面38a允許氣泡沿著它升起。這樣就減少了可能被傳輸?shù)诫婂冑A槽中的溶質(zhì)顆粒的向上運(yùn)動。
權(quán)利要求
1．用于將溶質(zhì)混合于溶劑中的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括一個(gè)用于容納所述溶質(zhì)和所述溶劑的室部件，用于使所述溶質(zhì)和所述溶劑在所述室中運(yùn)動的裝置，和適當(dāng)?shù)卣紦?jù)第一位置以將所述室基本分為至少兩個(gè)部分的隔離裝置。
2．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述隔離裝置可被移動到第二位置，其中將所述室部件分為兩部分的隔離是可消除的。
3．如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于所述運(yùn)動裝置在所述室部件中相適應(yīng)地產(chǎn)生至少一個(gè)所述溶質(zhì)和所述溶劑的涌流。
4．如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于在由所述運(yùn)動裝置產(chǎn)生的所述涌流的作用下，所述隔離裝置從所述第二位置移動到所述第一位置。
5．如前面的權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于當(dāng)所述運(yùn)動裝置被致動時(shí)和當(dāng)所述隔離裝置位于所述第一位置時(shí)，所述室部件被隔離為第一部分和第二部分，其中所述溶劑在第一部分中展現(xiàn)強(qiáng)有力的運(yùn)動，而在第二部分中展現(xiàn)的運(yùn)動力度弱于在第一部分中的力度。
6．如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于所述第一和第二部分彼此之間是處于液體連通的關(guān)系。
7．如權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述隔離裝置偏壓到所述第二位置上。
8．如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于所述隔離裝置靠自身的重量偏壓到所述第二位置。
9．如前面的權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述隔離裝置包括至少一個(gè)板部件。
10．如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于所述隔離裝置包括兩個(gè)板部件。
11．如權(quán)利要求9或10所述的設(shè)備，其特征在于每個(gè)該板部件相對于所述室部件是可樞轉(zhuǎn)移動的。
12．如前面的權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于當(dāng)占據(jù)所述第一位置時(shí)，所述隔離裝置壓靠在一個(gè)止動器部件上。
13．如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于所述止動器部件基本上為倒“V”形。
14．如前面的權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于所述運(yùn)動裝置包括至少一個(gè)泵部件，和連接到所述泵部件上的至少第一和第二管部件，其中所述泵部件適應(yīng)地將所述溶質(zhì)和所述溶劑通過所述第一管部件從所述室部件中抽吸出來，并通過所述第二管部件將所述溶質(zhì)和所述溶劑引入到所述室部件中。
15．如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于當(dāng)從屬于權(quán)利要求3時(shí)，其中在將所述溶質(zhì)和所述溶劑通過所述第二管部件引入到所述室部件作用下，產(chǎn)生所述涌流。
全文摘要
用于將溶質(zhì)混合于溶劑中的設(shè)備(20),其中所述設(shè)備(20)包括:一個(gè)用于容納所述溶質(zhì)和所述溶劑的室部件(12),用于使所述溶質(zhì)和所述溶劑在所述室(12)中運(yùn)動的裝置(18、78、68a、68b、68c),和適當(dāng)?shù)卣紦?jù)第一位置“U”以將所述室(12)基本分為至少兩個(gè)部分的隔離裝置(80)。
文檔編號C25D21/00GK1314503SQ0010544
公開日2001年9月26日 申請日期2000年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月21日
發(fā)明者保羅·漢尼唐, 溫國衛(wèi) 申請人:亞洲電鍍器材有限公司