阅读说明：本技术 一种便于快速清洗的升降式化学镀槽系统 (Over-and-under type chemical plating bath system convenient to wash fast ) 是由 俞波 闻丽君 叶继春 盛江 邹子玉 张修飞 王泽明 于 2020-08-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种便于快速清洗的升降式化学镀槽系统,该系统包括镀槽和补液装置,镀槽包括镀槽本体,所述的补液装置包括药液管道和碱液管道；该系统还包括有加热系统和外设的循环系统；所述的镀槽铺设有耐高温耐酸碱的PE袋子；所述的补液装置包括储液容器、计量泵、流量计与PLC控制电箱,储液容器的输出端口与计量泵的输入端口连接,镀槽的输入端口与流量计的物理输出端口连接,流量计与PLC控制电箱信号连接,PLC控制电箱与计量泵电连接；具备全自动化学药液循环、补液流量精确、药液温度均匀、化学药液自动补给、化学药液稳定、镀槽不易沉积且清洗方便、维护方便等诸多特点。(The invention discloses a lifting type chemical plating bath system convenient for quick cleaning, which comprises a plating bath and a liquid supplementing device, wherein the plating bath comprises a plating bath body, and the liquid supplementing device comprises a liquid medicine pipeline and an alkali liquor pipeline; the system also comprises a heating system and a peripheral circulating system; the plating bath is paved with a PE bag which is resistant to high temperature and acid and alkali; the liquid supplementing device comprises a liquid storage container, a metering pump, a flow meter and a PLC control electronic box, wherein an output port of the liquid storage container is connected with an input port of the metering pump, an input port of the plating tank is connected with a physical output port of the flow meter, the flow meter is in signal connection with the PLC control electronic box, and the PLC control electronic box is electrically connected with the metering pump; the automatic chemical liquid medicine replenishing device has the characteristics of full-automatic chemical liquid medicine circulation, accurate liquid medicine replenishing flow, uniform liquid medicine temperature, automatic chemical liquid medicine replenishing, stable chemical liquid medicine, difficult deposition of a plating tank, convenience in cleaning, convenience in maintenance and the like.)

一种便于快速清洗的升降式化学镀槽系统

技术领域

本申请涉及化学镀废水处理技术领域，具体的涉及一种便于快速清洗的升降式化学镀槽系统。

背景技术

化学镀也称无电解镀，是在无外加电流的情况下借助合适的还原剂，将镀液中金属离子还原成金属，并沉积到各种材料或零件表面的一种镀覆方法。化学镀镍是以镍盐和次磷酸盐等反应生成Ni-P非晶镀层，具有无需外电源、镀层均匀、硬度高、耐磨性能好、镀覆部件不受尺寸形状限制等优点，广泛应用于电子、化工、机械等产品的表面处理技术领域。但是以六水硫酸镍为镍源，次亚磷酸钠为还原剂的化学镀镍溶液在施镀过程中，镀液内会不断积累亚磷酸根、硫酸根和钠离子，造成镀液老化，使化学镀镍沉积速度下降，并且引起镀液性能下降、镀层质量下降，严重影响镀液的使用寿命。

化学镀镀液的沉积速度主要受施镀时操作温度、镀液中金属离子的浓度、还原剂浓度和镀液酸碱度的影响。为了保证镀液的沉积速度，同时又能延长镀液的使用寿命，就需要合理、有效地调整镀液成分，以保证及时补充消耗掉的金属离子、还原剂等镀液成分。随着化学镀镍施镀时间增加，镀液中杂质逐渐增多，在化学镀镍过程中，槽壁上的还原中心、镀液里的催化粒子及沉积的镍层都会引起镍还原，而且镀液局部温差过大很容易引起镍离子沉淀，所以镍离子的消耗量范围无法精确估算，另外镀液的镍离子浓度及其他络合离子浓度的变化都会影响次磷酸根离子的利用率，所以次磷酸根离子的消耗量范围也无法精确估算。所以针对化学镀自动补液的技术也显得尤为重要，需要化学镀槽精确地估算出镀液里各种反应物的消耗量，将施镀、检测、补液自动同步进行。

因此随着化学镀产线的自动化程度和功能越来越完善，相应的化学镀槽系统也变得越来越庞大和复杂。为了解决化学镀槽系统因功能的要求越来越多而导致系统元件臃肿的问题，需要提供一种新型的化学镀槽系统，该化学镀槽系统采用了功能整合的设计，实现了以下的功能：鼓泡恒温施镀、自动补液、不易沉积、提高镀槽清洗效率。

在进行自动加药过程中，由于浓缩药液的间歇持续注入，镀槽与辅助槽的镀液存在一定的浓度差，会造成槽体两端的镀液温度的均匀性和稳定性较差，但是化学镀过程中需保持镀液温度始终稳定在85℃左右，如何在不降低镀液浓度的前提下维持其温度是一项技术难题。

现有的加药补液都是靠人工添加的方式，采用人工加药对药液消耗进行控制存在着工作量大，加药控制不准确，药液失控等弊端。补液中添加剂是化学镀液中极微量的物质，但它可极大地改变镀层的性质如外观品质、物理品质等，而人工经常会添加过量或添加不足，或添加时间间隔过长。这些问题都会引起质量问题。

现有的化学清洗技术是供液系统将吨桶中的化学清洗液输送到槽体，对槽体进行化学清洗，槽壁以及槽底的沉积镍层往往难以清洗干净，需要人工下槽清洗才能彻底洗净，化学清洗液本身具有一定的腐蚀性，对操作工人的人身安全存在严重的安全隐患，而且这种工人清洗的方法工作环境差、清洗速度低、效率低、安全性低、影响企业生产效率、但如果不及时清洗镀槽，已沉积的镍层会使得沉积现象越来越严重，会导致镍离子的消耗会越来越多，造成不必要的浪费；此外，由于槽体结构的限制，其中的镀液或者清洗液很难彻底的排放干净，不能排放干净的残留液也会多少影响后续镀液的精准浓度。

发明内容

本发明针对现有技术的上述不足，提供一种能够实现鼓泡恒温施镀、自动补液、不易沉积、提高镀槽清洗效率的便于快速清洗的升降式化学镀槽系统。

为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：一种便于快速清洗的升降式化学镀槽系统，该系统包括镀槽和补液装置，镀槽包括镀槽本体，所述的补液装置包括药液（镀液的浓缩液）管道和碱液管道；该系统还包括有加热系统和外设的循环系统；所述的镀槽铺设有耐高温耐酸碱的PE（聚乙烯）袋子；所述的补液装置包括储液容器、计量泵、流量计与PLC控制电箱，储液容器的输出端口与计量泵的输入端口连接，药液管道和碱液管道的输入端口分别与各自对应的流量计的物理输出端口连接，药液管道和碱液管道的输出口在镀槽内，镀槽外设有与PLC控制电箱连接的流量计，流量计与PLC控制电箱信号连接，PLC控制电箱与计量泵电连接。

优选的，所述的加热系统设置于镀槽底部，包括蒸汽循环管道，所述的蒸汽循环管道为多条平行设置的连接管，连接管首尾相接构成蒸汽循环管道、且连接管之间设置有间距，所述的蒸汽循环管道的一端设置有蒸汽进口、另一端设置有蒸汽出口以实现蒸汽循环；这种结构的加热管可以加大加热管与镀液的接触面积，既提升升温速率，又避免紧密式加热管带来的镀液局部温度过高导致镀液不稳定的问题。加热管铺设在镀槽底部，自身不会引起镀液在其表面沉积镍层；当镀槽需要清洗或者不锈钢加热管需要清洗、更换、维护时，可用航车的飞巴吊起并吊走铺设在槽底的不锈钢加热管道；操作维护方便。

进一步优选的，所述的蒸汽循环管为不锈钢管，所述的不锈钢管为直管；所述的蒸汽循环管道的外轮廓略小于镀槽的底部；采用该结构，蒸汽循环顺畅，且加热的更加均匀。

优选的，所述的循环系统包括循环泵与过滤机，所述的循环泵和过滤机设置于镀槽外部，循环泵的输出端口与过滤机的输入端口连接，过滤机的输出端口与镀槽的输入端口连接；采用上述结构，始终保持将加温后的镀液循环的输入到镀槽内，可以有效的维持槽体内镀液的温度，镀槽镀液温度的均匀性依靠循环系统的循环作用；添加过滤机，能够滤除施镀过程中整个镀液中的杂质脏物，减少镀槽中杂质对镀液干扰。

优选的，所述的镀槽内还设置有与循环系统连通的镀液循环管道，所述的镀液循环管道为两根，两根镀液循环管道的一端相互连通并与循环系统连接，另一端为闭口设置。方便镀液被循环泵抽入到循环管道中，且由于一端闭口，可有效地防止局部位置流速过快，而导致镀液不均的情况，保证产品的质量稳定性。

进一步优选的，所述的镀液循环管道上设置有若干液体流动孔，所述的液体流动孔用于镀液进入循环系统。

优选的，所述的碱液管道和药液管道固定于镀槽的侧壁上，且高于镀液的上液面，所述的碱液管道和药液管道沿长度方向设置多个喷头，且喷头的角度可调以使得补充的碱液或镀液通过喷嘴均匀喷洒向镀槽内。本申请的上述结构，创造性的在管道上设置了喷嘴，并且将碱液管道和药液管道直接铺设在镀槽上而不是设置在辅助槽，避免碱液与镀液的补液集中添加在空间狭小的辅助槽中而导致局部镀液的浓度与温度异常，造成镀液状态的不稳定。此外，本申请通过利用镀槽大空间，间隔设置喷嘴的结构，有助于补液均匀撒入镀槽的镀液内，避免一次补液量过多影响整个镀液的温度的短暂下降；此外，补液（碱液）会造成镀液的局部浓度过高，且由于补充的碱浓度过高会生成白色絮状沉淀，即氢氧根与镍离子反应生成氢氧化镍，通过补液管道设置喷嘴后，喷洒更均匀，降低了局部浓度，避免了这一现象的发生。

优选的，所述的镀槽其底部铺设有鼓泡装置，所述的鼓泡装置包括鼓泡管道，鼓泡管道与气源和循环系统的输出口均相连接；所述的鼓泡管道上设置有若干鼓泡孔，所述的鼓泡孔用于将气体导入到镀液中；当补液系统在进行一次或多次补液量过多的情况下，局部镀液的浓度与温度可能会由于循环系统未来得及循环充分导致局部镀液浓度过高，局部碱液浓度过高、局部温度过低造成镀液状态不稳定，镀层质量会受到影响；而本申请鼓泡装置与槽体外部大功率的空气压缩机电连接提供气源，工作的时候，鼓泡装置会启动，从槽体底部向上涌出空气，使得整个镀液在空气的作用下搅动翻滚，更易于补液的快速扩散与融入镀液，使得镀液各处温度、浓度均匀；保持镀液的工作稳定性。

本申请的系统，其工作过程如下：

镀槽内设有加热系统，外设循环系统，过滤系统。镀槽四周内壁以及底部套有耐高温耐酸碱的PE（聚乙烯）袋子。镀槽内镀液通过不锈钢加热管加热升温，通过循环过滤机在镀槽内部循环镀液直至镀液各部分温度均匀至85℃；槽内设有温度控制器，温度低于设定值启动加热，高于设定值停止加热。上述化学镀自动补液系统在镀槽外设有PLC控制电箱，控制电箱包括控制面板与流量计。工作人员根据每日的镀液消耗量计算所需每个镀槽补液量与补液次数，预先在面板上设置好启动时间、循环时间、补液（碱液和浓缩液）次数。控制电箱发送相应的控制信号给计量泵，指挥计量泵工作；当计量泵启动时，计量泵从储存容器内抽取药液（碱液和浓缩液），药液经流量计进入补液管道（碱液管道和浓缩液管道）再进入镀槽，这样补充的药液通过内部循环过滤系统就在槽体内部流通循环起来，同时镀液的消耗和酸碱度得到了及时调节。

本申请的优点和有益效果：

1.采用上述结构，本申请设计了自动加料系统，解决了人工加料造存在的工作量大、加药控制不准确、药液失控等弊端；补液中添加剂是化学镀液中极微量的物质，但它可极大地改变镀层的性质如外观品质、物理品质等，而人工经常会添加过量或添加不足，或添加时间间隔过长影响，上述自动加料系统成功解决的上述人工加料的技术问题；且考虑到在进行自动加药过程中，由于浓缩药液的间歇持续注入，镀槽内的镀液存在一定的浓度差，会造成槽体两端的镀液温度的均匀性和稳定性较差，但是化学镀过程中需保持镀液温度始终稳定在85℃左右，通过在镀槽中设置了加热系统，完美的解决了上述的技术问题，实现了在不降低镀液浓度的前提下维持镀液温度的稳定性。

2.此外 ，本申请现有的化学清洗技术是供液系统将吨桶中的化学清洗液输送到槽体，对槽体进行化学清洗，槽壁以及槽底的沉积镍层往往难以清洗干净，需要人工下槽清洗才能彻底洗净，化学清洗液本身具有一定的腐蚀性，对操作工人的人身安全存在严重的安全隐患，而且这种工人清洗的方法工作环境差、清洗速度低、效率低、安全性低、影响企业生产效率、但如果不及时清洗镀槽，已沉积的镍层会使得沉积现象越来越严重，会导致镍离子的消耗会越来越多，造成不必要的浪费。本申请通过在镀槽四周内壁以及底部套有耐高温耐酸碱的PE（聚乙烯）袋子解决了镀槽易引起镍沉积的难题。镀槽内的杂质颗粒在槽体底部、内壁、不锈钢加热管上的残留，往往成为还原中心，引起镍离子的还原沉积。通过套PE袋，沉积的镍层均沉积在PE袋中，镀槽清洗时，无需将镀液倒空，注入清洗液清洗镀槽，只需将PE袋取出，重新套一个新的PE袋即可。这种套PE袋代替清洗镀槽的方式降低了镀槽清洗工人的人身安全隐患，减少了镀槽清洗时间，提高了企业生产效率。

3.本发明的优点是具备了全自动化学药液循环、补液流量精确、药液温度均匀、化学药液自动补给、化学药液稳定、镀槽不易沉积且清洗方便、维护方便等诸多特点的槽式化学镀设备。

附图说明

图1 本申请的便于快速清洗的升降式化学镀槽系统的结构示意图。

图2本申请的不锈钢加热管的结构示意图。

图3本申请的镀槽俯视图的结构示意图。

图4本申请的镀槽底部模块的结构示意图。

图5本申请的镀槽底部模块与镀槽配合的结构示意图。

图6本申请铺设了耐高温耐酸碱的PE（聚乙烯）袋子的镀槽的结构示意图。

如附图所示：1.镀槽，1.1.镀槽本体，1.2.镀液循环管道，1.3.液体流动孔，2补液装置，2.1.药液管道，2.2.碱液管道，2.3.储液容器，2.4.计量泵，2.5.流量计，2.6.PLC控制电箱，3.加热系统，3.1.蒸汽循环管道，3.2.连接管，3.3.蒸汽进口，3.4.蒸汽出口，4.循环系统，4.1.循环泵，4.2.过滤机，5.PE袋子，6.喷头，7.鼓泡装置，7.1.鼓泡管道，7.2.鼓泡孔，8.支架。

具体实施方式

下面通过具体实施例结合附图进一步详细描述本申请，但本申请不仅仅局限于以下实施例。

如附图1、6所示：本申请的一种便于快速清洗的升降式化学镀槽系统，该系统包括镀槽1和补液装置2，镀槽包括方形的镀槽本体1.1，该补液装置2包括药液（镀液的浓缩液）管道2.1和碱液管道2.2，这两个分别用来补充镀槽本体1.1中的镀液和碱液；该系统还包括有加热系统3和外设循环系统4，加热系统3用于对镀槽本体1.1内的溶液进行加热，外设循环系统4使得槽本体1.1内溶液可流动起来，进而提高槽本体1.1内溶液的均匀性，提高生产效率和产品的一致性；镀槽铺设有耐高温耐酸碱的PE（聚乙烯）袋子5，用于将镀液盛在PE（聚乙烯）袋子5内，避免镀液与槽壁和槽底的接触，这样可以有效地防止镀槽的腐蚀，延长镀槽的使用寿命，且PE（聚乙烯）袋子5更换也容易，成本较低；所述的补液装置2还包括储液容器2.3、计量泵2.4、流量计2.5与PLC控制电箱2.6，储液容器2.3的输出端口与计量泵2.4的输入端口连接（中间通过计量泵进行过渡连接，实现补液的精准投放和补液的动力提供），镀槽1的输入端口（药液管道的输入端口和碱液管道的输入端口）与流量计2.5的物理输出端口连接，与PLC控制电箱电连接的流量计2.5设置在镀槽外侧，流量计2.5和计量泵2.4均与PLC控制电箱2.6连接，流量计2.5将流量的信号传输到PLC控制电箱2.6，PLC控制电箱2.6根据流量计2.5的流量信号来控制计量泵2.4的工作状态，从而实现对加入输入的补液的量的精确控制。本申请的PLC控制电箱2.6实现的控制系统所采用的程序为常规流量控制程序，均为行业常规的PLC控制技术，只需要根据本申请上述要实现的功能通过软件公司设计即可实现，并非本领域技术人员不经过创造性劳动就无法知晓的技术，为行业常规的技术。

如附图2、4-5所示，本申请加热系统3设置于镀槽底部，包括蒸汽循环管道3.1，蒸汽循环管道为多条平行设置的连接管3.2，连接管首尾相接构成循环管道、且连接管之间设置有间距，也可理解为蒸汽循环管道3.1是由一根管子来回折弯而成；蒸汽循环管道3.1的一端设置有蒸汽进口3.3、另一端设置有蒸汽出口3.4以实现蒸汽循环；蒸汽进口3.3与蒸汽源的出口连通，蒸汽出口3.4也与蒸汽源的进口连通，实现蒸汽的循环利用；这种结构的加热管可以加大蒸汽循环管道3.1与镀液的接触面积，既提升升温速率，又避免紧密式加热管带来的镀液局部温度过高导致镀液不稳定的问题。加热管铺设在镀槽底部，自身不会引起镀液在其表面沉积镍层；当镀槽需要清洗或者不锈钢加热管需要清洗、更换、维护时，可用行车吊走铺设在槽底的不锈钢加热管道；操作维护方便。

如附图2所示，本申请所述的蒸汽循环管道3.1为不锈钢管，不锈钢管耐腐蚀和耐酸性较好，同时又具有较好的导热性，不锈钢管为直管即内壁光滑的不锈钢直管，收尾相接处弯折（也可是直管与折弯管焊接而成），形成循环的加热管道；蒸汽循环管道3.1的外轮廓略小于镀槽的底部，这样蒸汽循环管道3.1更容易拆装，且也不会造成局部温度过高是情况；采用该结构，蒸汽循环顺畅，且加热的更加均匀。

如附图1、4-5所示，本申请所述的循环系统4包括循环泵4.1与过滤机4.2，所述的循环泵4.1和过滤机4.2设置于镀槽外侧，循环泵4.1的输出端口与过滤机4.2的输入端口连接，过滤机4.2的输出端口通过管道与镀槽1连通；本申请此处的循环泵4.1的输入端口通过管道与镀槽1连通，实现循环；此外，在镀槽内设置了与循环系统4连通的镀液循环管道1.2，从附图4可知镀液循环管道1.2为两根，两根镀液循环管道1.2的一端相互连通并与循环系统4连通，另一端为闭口设置，方便镀液从镀槽1被循环泵4.1抽取，实现对镀液的循环；镀液循环管道上设置有若干液体流动孔1.3，液体流动孔1.3位于镀液循环管道1.2的底部，方便镀液进入镀液循环管道1.2内，所述的液体流动孔用于镀液进入循环系统。

采用上述结构，始终保持将加温后的镀液循环的输入到镀槽内，可以有效的维持槽体内镀液的温度，镀槽镀液温度的均匀性依靠循环系统的循环作用；添加过滤机4.2，过滤机为普通的市售颗粒过滤产品（使用陶瓷滤芯），能够滤除施镀过程中整个镀液中的杂质脏物，减少镀槽中杂质对镀液干扰。

如附图1、4-5所示，碱液管道2.2和药液管道2.1设置在于镀槽的侧壁上，通常为了方便PE袋子5的回收和放置，碱液管道2.2和药液管道2.1通过支架连接在镀槽1的侧壁上，这样设置后只需要将相应的加热管道和循环管道吊离即可对PE袋子5进行回收和放置的处理；碱液管道2.2和药液管道2.1高于镀液的上液面，碱液管道2.2和药液管道2.1沿长度方向均设置多个喷头6，且喷头6的角度可调以使得补充的碱液或镀液通过喷头6的喷嘴均匀喷洒向镀槽内。可调结构可以采用球头结构将喷头6设置于管道上，根据具体的镀液深度调节喷头6的喷水角度，喷头6喷洒的是雾状的；本申请的上述结构，创造性的在管道上设置了喷头6，并且将碱液管道和药液管道直接铺设在镀槽上而不是辅助槽，避免碱液与镀液的补液集中添加在空间狭小的辅助槽中而导致局部镀液的浓度与温度异常，造成镀液状态的不稳定。此外，本申请通过利用镀槽本身的大空间，在其侧壁上沿长度方向间隔设置喷头6的结构，有助于补液均匀撒入镀槽的镀液内，避免一次补液量过多影响整个镀液的温度的短暂下降；此外，补液（碱液）会造成镀液的局部浓度过高，且由于补充的碱浓度过高会生成白色絮状沉淀，即氢氧化钠氢氧与镍离子反应生成氢氧化镍，通过补液管道设置喷头6后，喷洒更均匀，降低了局部浓度，避免了这一现象的发生。

如附图1、4-5所示，所述的镀槽1其底部铺设有鼓泡装置7，鼓泡装置包括鼓泡管道7.1和气泵，鼓泡管道7.1与气源（或气泵）连通；所述的鼓泡管道7.1上设置有若干鼓泡孔7.2（为了增加气泡在液体中的时间，也可以将鼓泡孔设置在鼓泡管道朝向镀槽槽底的一侧），所述的鼓泡孔7.2用于将气体、液体或气液混合物导入到镀液中（可根据情况，单独进气鼓泡，也可以单独进液扰流，也可以进气液混合物--本例为气液混合物）；具体的，从图4可见，作为一种具体的实施例，本申请所述的鼓泡管道7.1呈现一个类似长方形的闭合框体，框体的一个宽边上设置与气泵连通的管道，这样气体从鼓泡孔7.2中喷出，气泡对镀液的搅动更充分，使得镀液的均匀性更好，从而提供镀件的品质；框体上设置若干鼓泡孔7.2，鼓泡孔7.2可以设置在可见侧，如附图所示即为可见侧，也可以设置在非可见侧即与镀槽底部相近侧，或者是侧面均可以，置于能实现对镀液进行鼓泡的设置均可以；当补液系统在进行一次或多次补液量过多的情况下，局部镀液的浓度与温度可能会由于循环系统未来得及循环充分导致局部镀液浓度过高，局部碱液浓度过高、局部温度过低造成镀液状态不稳定，镀层质量会受到影响；而本申请鼓泡装置与槽体外部大功率的空气压缩机电连接提供气源，工作的时候，鼓泡装置会启动，从槽体底部向上涌出空气，使得整个镀液在空气的作用下搅动翻滚，更易于补液的快速扩散与融入镀液，使得镀液各处温度、浓度均匀；保持镀液的工作稳定性。

如附图4所示，本申请的加热系统的管道、镀液循环管道和鼓泡管道均设置于支架8上，构成一个完整的模块，且加热系统的管道、镀液循环管道和鼓泡管道均是通过活接头连接的，拆卸较方便，也方便摆放、安装，而且吊起维修清洗也很方便，只需要利用行车直接吊装支架就可以将整个模块抬起，使用和维护非常方便。

本申请为了清楚的体现各个零部件的位置和安装方式，镀槽和PE袋子均以透明状态示出，但是并不能用于限定本申请的保护范围。