一种用于生箔机的无冲击进液装置的制作方法

1.本发明涉及电解铜箔生产技术领域，具体而言涉及一种用于生箔机的无冲击进液装置。


背景技术：

2.随着新能源产业的蓬勃发展，人们对铜箔的需求越来越大，铜箔产品也日益走向超薄化、高端化，作为现有的最成熟的生产工艺，通常通过生箔一体机的电镀来生产所需铜箔，但生箔机的电镀过程对溶液流量的控制要求精度很高，生箔机供液系统作为整个铜箔生产的首要环节，其供液效果很大程度上影响了生箔的质量。目前市面上的很多进液混液器只能一定程度上减缓流量的不均匀，在电解液流量或压力较大时无法消除进液对阴极辊辊面的冲击；其次，当进口压力较小时进入阳极槽的液体的流速就会变缓，使得阳极槽内离子的均匀性变差，影响了镀膜效果。
3.针对上述问题，中国专利cn207918977u公开了一种生箔机上进液两种溶液的平衡控制系统，包括在阳极槽之上设置有向阳极槽输送硫酸铜溶液的上位槽，阳极槽两侧上端口分别设置有进液缓冲盒，在阳极槽底端的硫酸铜溶液流出端口下侧顺序连接设置有回流罐和混合罐，上位槽通过管路连接混合罐，在混合罐中经一个输送泵分别连接阳极槽两侧上端口的进液缓冲盒，在硫酸铜溶液流出端口与回流罐之间设置有阳极槽硫酸铜溶液流速控制阀门，在回流罐与混合罐之间设置有二次硫酸铜溶液回用控制阀门，在上位槽与混合罐之间设置有一次硫酸铜溶液进液控制阀门，在输送泵与两侧上端口进液缓冲盒之间设置有硫酸铜溶液供给总阀门。但是该专利通过多个控制阀进行控制进液的比例，操作较为复杂，在实际的生产中很难做到精准、实时地调控，且比例的设置具有针对性，适用范围受到限制。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可实现无冲击进液的生箔机进液装置，从而为高质量的成膜提供技术支持。
5.本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种用于生箔机的无冲击进液装置，所述进液装置主要包括防冲击组件、进液盒和进液直端；所述进液直端的上端连接于阳极槽的底部，下端连接于所述进液盒的上部；所述进液盒的下部设有进液管，所述进液盒为上窄下宽的梯形结构；所述防冲击组件包括防冲击板、分流板和支撑杆，所述防冲击板为弧形，所述防冲击板的弧度与阴极辊的曲率匹配；所述分流板连接于所述防冲击板下方中部，所述分流板与所述防冲击板的弧形切面垂直；所述分流板下部设有若干限位孔，每个所述的限位孔内均穿设有所述支撑杆；所述防冲击板位于所述阳极槽内，所述分流板位于所述进液盒内，所述支撑杆的两端固定于所述进液盒的侧板上。
6.进一步地，所述进液盒包括上盒体和下盒体，所述上盒体与下盒体之间通过上连接部、下连接部以及螺栓固定连接；所述上盒体通过所述进液直端与所述阳极槽相连；所述
支撑杆的两端固定于所述上连接部与下连接部之间。
7.更进一步地，所述上连接部与下连接部之间设有密封垫，所述密封垫上设有若干密封槽；所述支撑杆的两端嵌入所述密封槽内，所述密封槽的形状与所述支撑杆端部的形状匹配。
8.进一步地，所述阳极槽与所述进液直端的末端过渡处采用圆弧过渡，过渡圆弧的角度θ1的角度范围为0～90
°
。
9.进一步地，所述防冲击板与所述分流板的连接处采用圆弧过渡，过渡圆弧的角度θ2的角度范围为90～110
°
。
10.进一步地，所述进液盒侧板的倾斜角度θ3的角度范围为45～70
°
。
11.进一步地，所述进液盒的高度范围为120～250mm。
12.进一步地，所述防冲击板的厚度为2～5mm；所述防冲击板的直线长度为所述进液直端进口宽度的2～3倍。
13.进一步地，所述防冲击组件的材质为钛材。
14.本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的用于生箔机的无冲击进液装置，具有以下几点优势：
15.1)该装置是针对现有的进液设备进行的改造升级，通过设置防冲击组件，在保留进液盒优良的降压效果的基础上，能够完美保护进液对阴极辊辊面的冲击，大大增加了阳极槽进液口液流的速率，有助于增加离子的运动，防止离子的沉积，提高了电解液中离子的均匀性；改善了传统的进液装置对阴极辊辊面冲击破坏的问题，延长了阴极辊的工作寿命。
16.2)该装置在阳极槽与进液直端的连接处、防冲击板与分流板的连接处均采用了弧面连接的过渡方式，弧形的弧度根据所进液体的流态的仿真结果来确定，从而减少了紊流的产生，提高了溶液的均匀性。
附图说明
17.图1为实施例1提供的进液装置的结构示意图；
18.图2为实施例1中防冲击组件的结构示意图；
19.图3为实施例1中支撑杆的结构示意图；
20.图4为实施例1中密封垫的结构示意图；
21.图5对比例1中进液装置的结构示意图；
22.图6为实施例2中进液装置的结构示意图；
23.图7为图6中区域a的局部结构示意图；
24.图8为实施例1进液装置与对比例1进液装置的仿真压力分布对比图；
25.图9为实施例1进液装置与对比例1进液装置的仿真速度分布对比图；
26.图10为实施例2进液装置与实施例1进液装置的仿真速度分布对比图。
27.其中，1、阳极槽；2、防冲击组件；21、防冲击板；22、分流板；23、限位孔；24、支撑杆；25、杆头；3、进液直端；4、进液盒；5、进液管；6、阴极辊；7、密封垫；71、密封槽；8、上连接部；9、螺栓；10、下连接部；11、侧板。
具体实施方式
28.下面通过具体实施例来进一步说明本发明。但这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
29.实施例1
30.如图1～4所示，一种用于生箔机的无冲击进液装置，所述进液装置主要包括防冲击组件2、进液盒4和进液直端3；所述防冲击组件2的材质为钛材。所述进液直端3的上端连接于阳极槽1的底部，下端连接于所述进液盒4的上部；所述进液盒4的下部设有进液管5，所述进液盒4为上窄下宽的梯形结构；所述防冲击组件2包括防冲击板21、分流板22和支撑杆24，所述防冲击板21为弧形，所述防冲击板21的弧度与阴极辊6的曲率匹配；所述分流板22连接于所述防冲击板21下方中部，所述分流板22与所述防冲击板21的弧形切面垂直；所述分流板22下部设有若干限位孔23，每个所述的限位孔23内均穿设有所述支撑杆24，所述支撑杆24横穿所述限位孔23后两侧对称；所述防冲击板21位于所述阳极槽1内，所述分流板22位于所述进液盒4内，所述支撑杆24两端的杆头25固定于所述进液盒4的侧板11上。
31.所述进液盒4包括上盒体和下盒体，所述上盒体与下盒体之间通过上连接部8、下连接部10以及螺栓9固定连接；所述上盒体通过所述进液直端3与所述阳极槽1相连；所述支撑杆24的两端固定于所述上连接部8与下连接部10之间。所述上连接部8与下连接部10之间设有密封垫7，所述密封垫7上设有若干密封槽71；所述支撑杆24的两端嵌入所述密封槽71内，所述密封槽71的形状与所述支撑杆24端部的形状匹配。
32.本实施例中，生箔机的半径为3.6m，进口宽度h为53mm，进液盒4高度为193mm，进液盒4侧板11的倾斜角度θ3的角度为60
°
；进液直端3的进口宽度b为20mm，进液直端3的长度l为22mm，极间距h为10mm。所述防冲击板21的厚度为2mm；所述防冲击板21的直线长度为所述进液直端3内径的2～3倍。
33.实施例2
34.如图6～7所示，一种用于生箔机的无冲击进液装置，所述进液装置主要包括防冲击组件2、进液盒4和进液直端3；所述防冲击组件2的材质为钛材。所述进液直端3的上端连接于阳极槽1的底部，下端连接于所述进液盒4的上部；所述进液盒4的下部设有进液管5，所述进液盒4为上窄下宽的梯形结构；所述防冲击组件2包括防冲击板21、分流板22和支撑杆24，所述防冲击板21为弧形，所述防冲击板21的弧度与阴极辊6的曲率匹配；所述分流板22连接于所述防冲击板21下方中部，所述分流板22与所述防冲击板21的弧形切面垂直；所述分流板22下部设有若干限位孔23，每个所述的限位孔23内均穿设有所述支撑杆24，所述支撑杆24横穿所述限位孔23后两侧对称；所述防冲击板21位于所述阳极槽1内，所述分流板22位于所述进液盒4内，所述支撑杆24的两端固定于所述进液盒4的侧板11上。
35.所述进液盒4包括上盒体和下盒体，所述上盒体与下盒体之间通过上连接部8、下连接部10以及螺栓9固定连接；所述上盒体通过所述进液直端3与所述阳极槽1相连；所述支撑杆24的两端固定于所述上连接部8与下连接部10之间。所述上连接部8与下连接部10之间设有密封垫7，所述密封垫7上设有若干密封槽71；所述支撑杆24的两端嵌入所述密封槽71内，所述密封槽71的形状与所述支撑杆24端部的形状匹配。
36.在本实施例中，生箔机的半径为3.6m，进口宽度为53mm，进液盒4高度为120mm，进液盒4侧板11的倾斜角度θ3的角度为60
°
；进液直端3的进口宽度b为20mm，进液直端3的长度
l为22mm，极间距h为10mm。所述防冲击板21的厚度为2mm；所述防冲击板21的直线长度为所述进液直端3内径的2～3倍。所述阳极槽1与所述进液直端3的末端过渡处采用圆弧过渡，过渡圆弧的角度θ1为60
°
；所述防冲击板21与所述分流板22的连接处采用圆弧过渡，过渡圆弧的角度θ2为100
°
。
37.对比例1
38.如图5所示，一种生箔机的进液装置，其不含有防冲击组件2，其余结构与实施例1相同。
39.通过将实施例1中的进液装置与对比例1中的进液装置分别进行动力学仿真计算，由于进液盒4、进液直端3、阳极槽1及阴极辊6之间的区域近似为一个规则的流体域，可将计算域采用二维的模型进行简化。首先对该模型进行网格划分，其次将网格带入仿真计算软件，确定进出口及边界条件后进行动力学仿真计算，计算结果如图8和9所示。
40.经计算后发现，与对比例1中的进液装置相比，实施例1中加入该防冲击组件2后的新装置辊面的最大压力下降了36％；且阳极槽1进液口处的高速区的面积增加了约两倍。这说明了新装置对阴极辊6的辊面起到了很好的保护作用，同时大大增加了阳极槽1进液口液流的速率，有助于增加离子的运动，防止离子的沉积，提高了电解液中离子的均匀性。
41.通过将实施例2中的进液装置与实施例1中的进液装置分别进行动力学仿真计算，由于进液盒4、进液直端3、阳极槽1及阴极辊6之间的区域近似为一个规则的流体域，可将计算域采用二维的模型进行简化。首先对该模型进行网格划分，其次将网格带入仿真计算软件，确定进出口及边界条件后进行动力学仿真计算，计算结果如图10所示。经计算后发现，与实施例1中的进液装置相比，实施例2中阳极槽1与进液直端3的末端过渡处、防冲击板21与述分流板22之间过度处采用圆弧过渡的方式使得槽内流体的流动更加均匀，槽内湍流分布区域面积比原来减少了30％。
42.以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

技术特征：
1.一种用于生箔机的无冲击进液装置，其特征在于：所述进液装置主要包括防冲击组件、进液盒和进液直端；所述进液直端的上端连接于阳极槽的底部，下端连接于所述进液盒的上部；所述进液盒的下部设有进液管，所述进液盒为上窄下宽的梯形结构；所述防冲击组件包括防冲击板、分流板和支撑杆，所述防冲击板为弧形，所述防冲击板的弧度与阴极辊的曲率匹配；所述分流板连接于所述防冲击板下方中部，所述分流板与所述防冲击板的弧形切面垂直；所述分流板下部设有若干限位孔，每个所述的限位孔内均穿设有所述支撑杆；所述防冲击板位于所述阳极槽内，所述分流板位于所述进液盒内，所述支撑杆的两端固定于所述进液盒的侧板上。2.如权利要求1所述的一种用于生箔机的无冲击进液装置，其特征在于：所述进液盒包括上盒体和下盒体，所述上盒体与下盒体之间通过上连接部、下连接部以及螺栓固定连接；所述上盒体通过所述进液直端与所述阳极槽相连；所述支撑杆的两端固定于所述上连接部与下连接部之间。3.如权利要求2所述的一种用于生箔机的无冲击进液装置，其特征在于：所述上连接部与下连接部之间设有密封垫，所述密封垫上设有若干密封槽；所述支撑杆的两端嵌入所述密封槽内，所述密封槽的形状与所述支撑杆端部的形状匹配。4.如权利要求1所述的一种用于生箔机的无冲击进液装置，其特征在于：所述阳极槽与所述进液直端的末端过渡处采用圆弧过渡，过渡圆弧的角度θ1的角度范围为0～90
°
。5.如权利要求1所述的一种用于生箔机的无冲击进液装置，其特征在于：所述防冲击板与所述分流板的连接处采用圆弧过渡，过渡圆弧的角度θ2的角度范围为90～110
°
。6.如权利要求1所述的一种用于生箔机的无冲击进液装置，其特征在于：所述进液盒侧板的倾斜角度θ3的角度范围为45～70
°
。7.如权利要求1所述的一种用于生箔机的无冲击进液装置，其特征在于：所述进液盒的高度范围为120～250mm。8.如权利要求1所述的一种用于生箔机的无冲击进液装置，其特征在于：所述防冲击板的厚度为2～5mm；所述防冲击板的直线长度为所述进液直端进口宽度的2～3倍。9.如权利要求1所述的一种用于生箔机的无冲击进液装置，其特征在于：所述防冲击组件的材质为钛材。

技术总结
本发明公开了一种用于生箔机的无冲击进液装置，属于电解铜箔生产技术领域。主要包括防冲击组件、进液盒和进液直端；进液直端的上端连接于阳极槽的底部，下端连接于进液盒的上部；进液盒的下部设有进液管，进液盒为上窄下宽的梯形结构；防冲击组件包括防冲击板、分流板和支撑杆，防冲击板为弧形，防冲击板的弧度与阴极辊的曲率匹配；分流板连接于防冲击板下方中部，分流板与防冲击板的弧形切面垂直；分流板下部设有若干限位孔，每个限位孔内均穿设有支撑杆；防冲击板位于阳极槽内，分流板位于进液盒内，支撑杆的两端固定于进液盒的侧板上。本发明改善了传统的进液装置对阴极辊辊面冲击破坏的问题，延长了阴极辊的工作寿命。延长了阴极辊的工作寿命。延长了阴极辊的工作寿命。


技术研发人员：葛晓林 冯庆 苗东 霍亚康 郝文慧
受保护的技术使用者：西安泰金新能科技股份有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/7/22