电解制粉装置
阅读说明：本技术 电解制粉装置 (Electrolytic powder making device ) 是由 王林山 郑逢时 李楠楠 胡强 汪礼敏 于 2021-01-11 设计创作，主要内容包括：本申请涉及电解制粉领域,具体涉及一种电解制粉装置,包括：电解槽,所述电解槽内盛放有电解液；N个极板,间隔交替设置在所述电解槽内,且所述极板沿着所述电解槽的长度方向排列,其中,N个所述极板包括N+1/2个阳极板以及N-1/2个阴极板,N为不小于3的奇数；调距机构,与所述极板联动配合；驱动机构,所述调距机构能够在所述驱动机构的驱动下,推动所述极板沿着所述电解槽的长度方向移动,以调整相邻所述极板的间距。通过设置驱动机构以及调距机构,这样极板间距的调节变得更加的智能、便捷、灵活,降低了槽电压,电解能耗能降低2-50％,适合于所有电解制粉以及电解精炼。(The application relates to an electrolysis powder process field, concretely relates to electrolysis powder process device includes: the electrolytic cell is filled with electrolyte; the N pole plates are alternately arranged in the electrolytic tank at intervals and are arranged along the length direction of the electrolytic tank, wherein the N pole plates comprise N +1/2 anode plates and N-1/2 cathode plates, and N is an odd number not less than 3; the distance adjusting mechanism is in linkage fit with the polar plate; the distance adjusting mechanism can push the polar plates to move along the length direction of the electrolytic cell under the driving of the driving mechanism so as to adjust the distance between the adjacent polar plates. By arranging the driving mechanism and the distance adjusting mechanism, the adjustment of the distance between the polar plates becomes more intelligent, convenient and flexible, the cell voltage is reduced, the electrolysis energy consumption can be reduced by 2-50%, and the method is suitable for all electrolysis powder preparation and electrolysis refining.)
技术领域
本申请涉及电解制粉技术领域，具体涉及一种电解制粉装置。
背景技术
电解是一种使用电能制备金属或合金粉末或精炼的技术，一般电解电流较大，主要能耗为阴阳极之间的电解电压，大约占电耗的85-98％。电解能耗的计算公式如下：
式中：W－－－直流电耗，KW·h·t－1；ηi－－－电流效率，％；1.1852－－－铜的电化当量，g·A·h－1；ρi－－－电流密度，A/m2；ρ－－－电解液电阻率，欧姆/米；l－－－极间距。由上式可知，电解能耗与极间距、电流密度、电解液电阻率成正比关系，即极间距越大，能耗越高，反之越小。
随着电解的进行，阴极上的沉积物不断变厚，为了避免与阳极连接短路，一般通常将与阳极的距离设定较宽，导致电解电压较高，能耗较高。国内外有一些研究者在保持极间距方面做了一些研究和应用。常杰云提出利用保距圆环和强力弹簧与阴阳极板串联，达到保持极间距恒定，可以稳定电解效率和节电 (具体可参见：常杰云.极板保距的电化学废水处理设备的设计及应用[J].现代化工,2007,(6)))。中国专利公开CN2356024Y提出了在阴阳极板中间加上一个金属内衬套，保持极板间距恒定不变。中国专利申请ZL201310238404.X提出了一种铜电解精炼阳极板下沿等间距固定装置，可使阳极板在电解槽内同极之间上下平行等距，可防止短路、烧板等现象，具有较好的节电效果。
上述各种方法对于极板间距的恒定可以控制，基本采用机械固定的模式，保持电解过程中的极间距保持不变，存在间距控制不灵活、槽电压降低不明显等问题。
发明内容
本申请至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题。为此，本申请提出一种电解制粉装置，以解决上述至少一个技术问题。
为了实现上述目的，本申请第一方面提供了一种电解制粉装置，包括：
电解槽，所述电解槽内盛放有电解液；
N个极板，间隔交替设置在所述电解槽内，且所述极板沿着所述电解槽的长度方向排列，其中，N个所述极板包括N+1/2个阳极板以及N-1/2个阴极板， N为不小于3的奇数；
调距机构，与所述极板联动配合；
驱动机构，所述调距机构能够在所述驱动机构的驱动下，推动所述极板沿着所述电解槽的长度方向移动，以调整相邻所述极板的间距。
另外，根据本发明上述电解制粉装置还可以具有如下附加的技术特征。
根据本发明的一个实施例，所述驱动机构为N-1套，第二个到第N个极板上均设置有一套调距结构，每套驱动机构驱动一套调距结构运动，或所述驱动机构为一套，第二个到第N个极板上均设置有一套调距结构，一套驱动机构驱动所有的调距结构运动，或所述驱动机构为一套，每个极板的相对两端分别设置一套调距机构，一套驱动机构驱动所有的调距结构运动。
根据本发明的一个实施例，还包括减速器，所述驱动机构通过减速器带动所述调距机构的运动。
根据本发明的一个实施例，所述调距结构包括：
N-1对齿条，第二个到第N个极板的相对两端均固定有一个齿条，相邻的两对齿条交错排布；
N-1对齿轮，与所述齿条啮合，所述齿轮与所述减速器的输出端连接。
根据本发明的一个实施例，所述驱动机构包括与减速器输出端连接的蜗杆，所述蜗杆设置在所述电解槽的一侧，沿所述电解槽的长度方向布置，所述调距结构包括：
N-1个主动齿轮，间隔设置在所述蜗杆上，并与所述蜗杆联动；
N-1对从动齿轮，每个主动齿轮与一对从动齿轮啮合；
N-1对齿条，与所述从动齿轮啮合，且第二个到第N个极板的相对两端均固定有一个齿条，同一个所述极板上的齿条大小相同；
其中，沿第一对所述从动齿轮到第N-1对从动齿轮的方向，所述从动齿轮逐渐增大。
根据本发明的一个实施例，所述调距结构包括：
N对传动轮，与所述减速器的输出端连接；
N对传送带，套设在所述传动轮上，且所述极板的两端分别固定在一对传送带的对应位置。
根据本发明的一个实施例，所述电解制粉装置还包括：连接器以及导电母排，其中，所述导电母排设置在所述电解槽的两侧；所述连接器包括：
柔性导电本体；
第一固定端，所述第一固定端用于将所述柔性导电本体与所述导电母排连接；
第二固定端，所述第二固定端用于将所述柔性导电本体与所述极板连接。
根据本发明的一个实施例，所述柔性导电本体呈丝状或片状。
根据本发明的一个实施例，所述驱动机构为选自伺服电机、变频电机、普通电机或减速电机中的任一种。
根据本发明的一个实施例，所述齿轮的材质选自不锈钢、钛、碳钢镀铬或塑料中的任一种；所述齿条的材质选自不锈钢、钛、碳钢镀铬或塑料中的任一种。
与现有技术相比，通过设置驱动机构以及调距机构，这样极板间距的调节变得更加的智能、便捷、灵活，降低了槽电压，电解能耗能降低2-50％，适合于所有电解制粉以及电解精炼。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例中一种电解制粉装置的部分结构示意图1；
图2示出了图1调距后的结构示意图；
图3示出了本发明实施例中另外一种电解制粉装置的部分结构示意图2；
图4是图3另一个视角的结构示意图；
图5是本发明实施例中另外一种电解制粉装置的部分结构示意图3；
图6是图5调距后的结构示意图；
图7示出了本发明实施例中另外一种电解制粉装置的部分结构示意图4；
图8是图7调距后的结构示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/ 层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。
参照图1-8所示，本发明的一些实施例提供了一种电解制粉装置，该电解制粉装置包括：电解槽10、第一导电母排11、第二导电母排12、6块阳极板 13、5块阴极板14、若干个连接器15、减速器16、调距机构以及驱动机构17，其中，电解槽内盛放有电解液，阳极板13、阴极板14构成电解制粉装置的极板，第一导电母排11、第二导电母排12设置在所述电解槽10的相对两侧，并沿电解槽10的长度延伸，阳极板13、阴极板14间隔交替等距的设置在所述电解槽10内，阳极板13、阴极板14沿着电解槽10的长度方向排列，且阴极板 14通过部分所述连接器15与第一导电母排11连接，所述阳极板13通过其余部分的所述连接器15与所述第二导电母排12连接。
在电解制粉装置开始工作之前，相邻的两块极板之间的间距是相等的，在电解制粉装置工作的过程中，因为电解的原因，位于电解液中的极板会而产生消耗，进而导致相邻的两个极板之间的间距变大，此时为了维持间距的恒定，调距机构与阳极板13、阴极板14联动配合，并能够在驱动机构17的驱动下，推动阳极板13、阴极板14沿电解槽10的长度方向移动，以调整阳极板 13、阴极板14的间距。
与现有技术相比，通过设置驱动机构以及调距机构，这样极板间距的调节变得更加的智能、便捷、灵活。
进一步地，继续参照图3，连接器15包括柔性导电本体150、第一固定端 151以及第二固定端152，其中第一固定端151用于将所述柔性导电本体150与第一导电母排11或第二导电母排12连接；所述第二固定端152用于将所述柔性导电本体150与阳极板13、阴极板14连接。具体地，使用连接器将极板和导电母排连接在一起，安装简单方便，接触良好，可以降低20-95％的接触电压。
需要说明的是，阳极板13通常比阴极板14多一块，本发明仅以6块阳极板13、5块阴极板14为例进行说明，但是本发明并不因此为限，本领域技术人员可以根据需要灵活选择阳极板13、阴极板14的块数。
值得一提的是，所述驱动机构17通过减速器16带动调距机构的运动，也就是说调距机构的推动速度受减速器16的影响，这样可以通过调节减速器16 来实现对极板运动速度的调节。
具体地，所述驱动机构17可以为伺服电机、变频电机、普通电机或减速电机中的任一种，减速器16可以和驱动机构17固定连接在一起，也可以独立设置。
在本发明的一些实施例中，第1块阳极板13是固定不动的，即第1块阳极板13无需通过设置调距机构和驱动机构17，第2块极板开始到第11块极板是需要运动，基于这种情况，驱动机构17、调距机构可以为10套，每套调距机构均由一套驱动机构17进行控制，每套调距机构对应1块极板，10套调距机构分别对应第2-11块极板，用于驱动第2-11块极板的运动。
进一步地，继续参照如图1-2所示，每套调距机构均包括：10对第一齿条 18以及10对齿轮25，其中，每个第一齿条18和一个齿轮25进行啮合，且齿轮25与减速器16的输出端连接，第2-11块极板的相对两端均固定有一个第一齿条18，即第2-11块极板中的每一块极板上均固定有一对第一齿条18，且一对第一齿条18分别设置在极板的相对两端，相邻的两对第一齿条18交错排布。需要说明的是，第2-11块极板中的每一块极板的运动是单独控制的，每一块极板移动的行程是不同的，为了避免相邻的两块极板上的第一齿条18发生抵触，需要将相邻的两队第一齿条18进行交错设置。
在本发明的一些其他实施例中，如图5-6所示，第2-11块极板的运动均由一套驱动机构17进行驱动，此时调距机构可以为10套，具体地，驱动机构17 还包括与减速器16的输出端连接的蜗杆19，蜗杆19设置在电解槽10的一侧，沿电解槽10的长度方向布置；每套调距机构均包括：10个主动齿轮20、10对从动齿轮21以及10对第二齿条22，其中，相邻的两对第二齿条22交错排布， 10个主动齿轮20间隔设置在蜗杆19上，且与蜗杆19啮合，每个主动齿轮均与一对从动齿轮21啮合，每对第二齿条22与一对从动齿轮21啮合，且第2-11 块极板的相对两端均固定有一个第二齿条22，同一个极板上的第二齿条22大小相同；沿第1对从动齿轮21到第10对从动齿轮21的方向，从动齿轮21的尺寸逐渐增大。
具体地，第1块极板固定不动，第2-11块极板在驱动机构17的驱动下同时移动，由于第2-11块极板上的每一对从动齿轮21尺寸逐渐增大，这样以来，第2-11块极板上的每一个极板移动的行程是不同的，举例来说，比如第2块极板移动2mm，第3块极板可以移动4mm，第4块极板可以移动6mm，依次类推。
需要说明的是，对于第1块固定不动的极板，可以使用齿条将其固定，当然也可以使用其他固定方式，本发明不因此为限。
在本发明的一些其他实施例中，如图7-8所示，调距结构还可以包括：10 对传动轮23以及10对传送带24，其中，传动轮23与减速器16的输出端连接；传送带24套设在传动轮23上，且每块极板的两端分别固定在一对传送带24的对应位置。
值得一提的是，本发明对驱动机构以及调距机构的具体形式不做限定，只要能够调节极板间距，维持极板间距稳定的机构均在本发明的保护范围之内。
需要说明的是，本发明上述实施例中的齿轮的材质可以选自不锈钢、钛、碳钢镀铬或塑料中的任一种；齿条的材质可以选自不锈钢、钛、碳钢镀铬或塑料中的任一种。
为了体现本发明实施例中电解制粉装置的技术效果，接下来，针对本发明实施例中的电解制粉装置与传统电解装置进行对比，具体如下：
对比例1
在槽电压为2.03V、3000A、三块阴极板(厚度10mm)和四块阳极板(厚度 50mm)的电解铜粉条件下，传统的生产方法极间距采用75mm，电解过程中每小时去粉一次，中间阳极板电解面减少0.13mm，即极间距加大0.13mm，每12小时减少1.56mm，极间距增加2％，槽电压由开始的2.3V增加到2.35V，吨电解电耗为2330度电。
采用上述电解制粉装置，及时调整极间距稳定在75mm，槽电压基本稳定在 2.28-2.31V，吨电解电耗为2280度电，较常规的方法每吨电解铜粉节约50度电，电耗下降2.1％。
对比例2
其他条件同实施例1，电解2天后，常规的极间距81.2mm，槽电压增加到 2.5V，吨电耗增加到2540度电。
采用上述电解制粉装置，及时调整极间距稳定在75mm，槽电压基本稳定在 2.28-2.31V，吨电解电耗为2280度电，较常规的方法每吨电解铜粉节约260度电，电耗下降10.2％。
对比例3
其他条件同实施例1，电解时的极间距控制在35mm，槽电压降为1.1-1.12V，去粉时将极间距加大到75mm，吨电解电耗为1250度电，较常规吨电耗2230度电，降低46.4％。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。