化学镀辅助槽的加热装置及含有该加热装置的镀槽系统

摘要

一种化学镀辅助槽的加热装置，该装置包括设置于辅助槽内的可移动支架，可移动支架上缠绕有加热管，缠绕的加热管相互之间留有间隙，加热管为多根、均布于可移动支架的侧壁上，且可移动支架与辅助槽的内周壁不接触；另外提供一种新型化学镀槽系统，包括镀槽和补液装置，镀槽包括主槽和辅助槽，主槽内设有药液管道和碱液管道；辅助槽内设有加热装置和与循环系统连通的管道，辅助槽套设有耐高温耐酸碱的PE袋子；储液容器的输出端口与计量泵的输入端口连接，主槽的输入端口与流量计的物理输出端口连接，辅助槽的输出端口与镀槽的输入端口通过溢流斗连接；辅助槽外设有与PLC控制电箱连接的流量计。具有清洗方便，加热均匀的特点。

权利要求

1.一种化学镀辅助槽的加热装置，其特征在于：该装置包括设置于辅助槽内的可移动支架，所述的可移动支架上缠绕有加热管，缠绕的加热管相互之间留有间隙，所述的加热管为多根、均布于可移动支架的侧壁上，加热管的内管直径为0.5-1.5cm，且可移动支架与辅助槽的内周壁不接触；所述的加热管一端设置有加热源进口、另一端设置有加热源出口以实现对加热管的加热操作。

2.根据权利要求1所述的化学镀辅助槽的加热装置，其特征在于：所述的可移动支架为圆柱形，所述的加热管缠绕于圆柱形可移动支架的外侧壁上。

3.根据权利要求1所述的化学镀辅助槽的加热装置，其特征在于：所述的可移动支架的上端面设置有两个加热管穿入孔，所述的加热管的加热源进口和加热源出口均自加热管穿入孔穿出。

4.根据权利要求1所述的化学镀辅助槽的加热装置，其特征在于：所述的辅助槽内铺设有耐高温耐酸碱的PE袋子。

5.一种含有权利要求1-4任一权利要求所述的加热装置的化学镀槽系统，其特征在于：

包括镀槽和补液装置，镀槽包括主槽和辅助槽，主槽内设有药液管道和碱液管道；辅助槽内设有加热装置和与循环系统连通的管道，辅助槽四周内壁以及底部套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，主槽与补液装置之间设有辅助槽，主槽的输出端口与辅助槽的输入端口通过溢流斗连接，计量泵的输出端口通过管道与药液管道和碱液管道连通，流量计连接在计量泵与药液管道和碱液管道之间的管道上；辅助槽外设有与PLC控制电箱连接的流量计，流量计和计量泵均与PLC控制电箱电连接。

6.根据权利要求5化学镀槽系统，其特征在于：所述的主槽内铺设有耐高温耐酸碱的PE袋子。

7.根据权利要求5化学镀槽系统，其特征在于：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主槽和辅助槽之间，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；所述的主槽和辅助槽上设置有相互连通的溢流斗，以实现主槽内的镀液流入至辅助槽内实现循环。

8.根据权利要求5化学镀槽系统，其特征在于：所述的碱液管道和药液管道固定于主槽的侧壁上，且高于主槽内镀液的上液面，所述的碱液管道和药液管道上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主槽内。

说明书

化学镀辅助槽的加热装置及含有该加热装置的镀槽系统

技术领域

[0001] 本申请涉及化学镀废水处理技术领域，具体的涉及一种化学镀辅助槽的加热装置及含有该加热装置的镀槽系统。

背景技术

[0002] 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。

[0003] 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。

[0004] 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：循环恒温施镀、自动补液、不易沉积、提高镀槽清洗效率。

[0005] 在进行自动加药过程中，由于浓缩药液的间歇持续注入，主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，传统的是在辅助槽中设置加热装置，具体的如附图1-2所示，这种加热装置是通过在辅助槽1’的四周侧壁设置固定板2’，然后在固定板上设置多束紧密式缠绕的毛细加热管3’，这种结构因为辅助槽内为了保持镀液的高温，一般维持在90度左右，在这样的高温环境下，镀液很容易发生镍离子沉积，此外金属杂质、灰尘等污染物质也会造成镍沉积增多；其中的毛细加热管附着的镍颗粒在间歇性循环作用下先脱落在槽体底部，形成催化中心，不及时清理掉会加速镍离子的消耗，导致镀液失效；此外，这种结构，由于毛细管是热量来源，导致局部温度高，容易引起镀液镍离子沉积，毛细管固定在四壁上，不容易拆卸；而且当加热管拆除后，内部自催化严重，尤其是有固定片等空间狭小处自催化严重，导致镀液成分不稳定，清洗也困难。而且辅助槽需要长期的加热，加热过程主槽以及辅助槽的杂质最终均被过滤留在了辅助槽中，这些杂质颗粒在辅助槽体底部、内壁、加热线圈上残留，往往成为还原中心，引起镍离子的还原沉积，清理困难且影响镀液成分。

[0006] 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，加药控制不准确哇，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。

[0007] 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。

发明内容

[0008] 本发明针对现有技术的上述不足，提供一种清洗方便，加热均匀，不容易产生大量的镍沉积的化学镀辅助槽的加热装置。

[0009] 为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：一种化学镀辅助槽的加热装置，该装置包括设置于辅助槽内的可移动支架，所述的可移动支架上缠绕有加热管，缠绕的加热管相互之间留有间隙，所述的加热管为多根、均布于可移动支架的侧壁上，加热管的内管直径为0.5-1.5cm，且可移动支架与辅助槽的内周壁不接触；所述的加热管一端设置有加热源进口、另一端设置有加热源出口以实现对加热管的加热操作。

[0010] 本申请上述的结构，其加热管的内部直径为0.5-1.5cm，缠绕在可移动支架上，这种方式可以缩小辅助槽的体积，还可以提升升温速率，分散式缠绕在可移动支架上，这种方式可以加大加热管与镀液的接触面积，既提升升温速率，又避免紧密式缠绕带来的镀液局部温度过高的问题，传统的紧密式缠绕会导致加热线圈周围的镀液温度过高导致镀液不稳定。当辅助槽体需要清洗时，加热管与可移动支架可及时取出便于清洗；而且可移动支架不与辅助槽的内周壁接触，可活动、可拆卸，一旦引起沉积可及时取出清洗，可以防止镍长时间沉积于辅助槽内壁导致不易清洗的现象发生。

[0011] 优选的，所述的可移动支架为圆柱形，所述的加热管缠绕于圆柱形可移动支架的外侧壁上；采用该结构，管道因为是圆形的可以和圆柱形可移动支架的外侧壁贴合的更加紧密，且不会对管道造成过度的拉伸，保持管道的稳定性。

[0012] 优选的，所述的可移动支架的上端面设置有两个加热管穿入孔，所述的加热管的加热源进口和加热源出口均自加热管穿入孔穿出。采用该结构可以节省侧方空间，而且还可以有效的规整加热管。

[0013] 优选的，所述的辅助槽内铺设有耐高温耐酸碱的PE袋子；该结构的设置，可以有效的解决了辅助槽体极易引起镍沉积的难题，只需要将袋子取出处理就可以，不需要清理辅助槽内壁，清洗方便，彻底，辅助槽内也不会残留镀液。

[0014] 本申请还提供一种含有上述辅助槽的新型化学镀槽系统，包括镀槽和补液装置，镀槽包括主槽和辅助槽，主槽内设有药液管道和碱液管道；辅助槽内设有加热装置、与循环系统连通的管道，辅助槽四周内壁以及底部套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，主槽与补液装置之间设有辅助槽，主槽的输出端口与辅助槽的输入端口通过溢流斗连接，计量泵的输出端口通过管道与药液管道和碱液管道连通，流量计连接在计量泵与药液管道和碱液管道之间的管道上；辅助槽外设有与PLC控制电箱连接的流量计，流量计和计量泵均与PLC控制电箱电连接。

[0015] 优选的，所述的主槽内铺设有耐高温耐酸碱的PE袋子；该结构的设置，可以有效的解决镀槽内极易引起镍沉积的难题，只需要将袋子取出处理就可以，不需要清理辅助槽内壁，清洗方便，彻底，辅助槽内也不会残留镀液。

[0016] 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主槽和辅助槽之间，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；所述的主槽和辅助槽上设置有相互连通的溢流斗，以实现主槽内的镀液流入至辅助槽内实现循环；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，可以有效的维持主槽体内镀液的温度，主槽内镀液温度的均匀性依靠循环系统的循环作用和上述特定的加热装置来实现；而添加过滤机，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。

[0017] 优选的，所述的碱液管道和药液管道固定于主槽的侧壁上，且高于主槽内镀液的上液面，所述的碱液管道和药液管道上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主槽内。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主槽上而不是辅助槽，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，本申请通过利用主槽本身的大空间，间隔设置喷嘴的结构，有助于补液均匀撒入主槽的镀液内，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。

附图说明

[0018] 图1 现有技术的辅助槽加热装置的结构示意图。

[0019] 图2现有技术的辅助槽的结构示意图。

[0020] 如附图所示：1’.辅助槽，2’.固定板，3’.毛细加热管，

[0021] 图3本申请的辅助槽加热装置的结构示意图。

[0022] 图4本申请的镀槽系统的结构示意图。

[0023] 图5本申请的增加了袋子的辅助槽示意图（袋子视为透明）

[0024] 图6本申请的主槽结构示意图。

[0025] 如附图所示：1.可移动支架，1.1.穿入孔，2.加热管，3.PE袋子（耐高温耐酸碱），2.1.加热源进口，2.2.热源出口，a.镀槽，a1.主槽，a2.辅助槽，a2.辅助槽，b2.补液装置，b2.1.药液管道，b2.2.碱液管道，b2.3.储液容器，b2.4.计量泵，b2.5.流量计，b2.6.PLC控制电箱，d4.循环系统，d1.循环泵，d2.过滤机，4.溢流斗，5.喷头。

具体实施方式

[0026] 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。

[0027] 如附图3所示：一种化学镀辅助槽的加热装置，该装置包括放置于辅助槽a2内的可移动支架1，可移动支架1为塑料支架（通常为聚四氟乙烯），这样表面不会引起镍的还原沉积，易于清洗，可移动支架上螺旋缠绕有加热管2，缠绕的加热管2相互之间留有间隙，通常相邻两根加热管之间的间隙等于加热管2的管径，则加热管2与镀液的接触更充分，且也可避免加热管2紧密贴合时均布过热而导致的噪声和镀液沉淀较严重，加热管2为多根、均布于支架的外周壁上，加热管的内部直径为0.5-1.5cm（本例为1cm），且可移动支架1与辅助槽a2的内壁（四周侧壁）不接触；所述的加热管2一端设置有加热源进口2.1、另一端设置有加热源出口2.2，加热源进口2.1与蒸汽源的出口连接，而加热源出口2.2与蒸汽源循环系统的进口连通。

[0028] 本申请上述的结构，其加热管1的内部直径（即加热管的内径）为0.5-1.5cm，分散式地缠绕在可移动支架1上，这种方式可以加大加热管与镀液的接触面积，既提升升温速率，又避免传统紧密式缠绕带来的镀液局部温度过高的问题。紧密式缠绕会导致加热线圈周围的镀液温度过高导致镀液不稳定。当辅助槽体需要清洗时，加热管以及可移动支架可以方便的吊起、取出便于清洗；而且可移动支架不与辅助槽的内壁接触，可活动、可拆卸，一旦引起沉积可及时取出清洗，可以防止内沉积于辅助槽内壁导致不易清洗的现象发生。

[0029] 具体的，如附图3所示，可移动支架1为圆柱形，加热管2缠绕于圆柱形可移动支架的外周壁上；具体的，圆柱形可移动支架1的两端设置有挡板，可以对多根加热管2进行限位，防止加热管2从圆柱形支架上松脱；采用该结构，管道因为是圆形的可以和圆柱形可移动支架的外侧壁贴合的更加紧密，且不会对管道造成过度的拉伸，保持管道的稳定性。

[0030] 具体的，如附图3所示，可移动支架1的上端面设置有两个加热管穿入孔1.1，用于束管，两个加热管穿入孔1.1分别对应约束加热管2的加热源进口2.1和加热源出口2.2，故各加热管2的加热源进口2.1和加热源出口2.2分别自各自的加热管穿入孔穿出（本申请加热管内的热源可以采用蒸汽加热或者高温水加热；本申请的加热管为塑料管，通常为聚四氟乙烯管，方便缠绕和加热，也方便拆卸和清洗，且不会引起镍的还原沉积）。采用该结构可以节省侧方空间，而且还可以有效的规整加热管。

[0031] 具体的，如附图5所示，辅助槽a2内铺设有耐高温耐酸碱的PE袋子3；该结构的设置，可以有效的解决了辅助槽a2槽体内壁极易引起镍沉积的难题，只需要将PE袋子3取出处理换上新的PE袋子3就可以，不需要清理辅助槽a2的内壁，清洗方便，彻底，辅助槽a2内也不会残留镀液。

[0032] 一实施例

[0033] 如附图4-6所示，本申请还提供一种含有上述辅助槽的新型化学镀槽系统，包括镀槽a和补液装置b2，镀槽a包括主槽a1和辅助槽a2，主槽a1内设有药液管道b2.1（镀液的浓缩液）和碱液管道b2.2，这两个分别用来补充主槽a1中的镀液和碱液；该系统还包括有加热装置和外设循环系统d4，加热装置用于对主槽a1内的溶液进行加热，循环系统d4使得主槽a1内内溶液可流动起来，进而提高主槽a1内溶液的均匀性，提高生产效率和产品的一致性；主槽a1内设有溢流斗4，溢流斗4低于主槽a1上端开口所在的平面；补液装置b2还包括储液容器b2.3、计量泵b2.4、流量计b2.5与PLC控制电箱b2.6，储液容器b2.3的输出端口与计量泵b2.4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），主槽a1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b2.5的物理输出端口连接，与PLC控制电箱b2.6电连接的流量计b2.5设置在镀槽外侧，流量计b2.5和计量泵b2.4均与PLC控制电箱b2.6连接，流量计b2.5将流量的信号传输到PLC控制电箱b2.6，PLC控制电箱b2.6根据流量计b2.5的流量信号来控制计量泵b2.4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b2.6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。

[0034] 如附图4、6所示，本申请循环系统d4包括循环泵d4.1与过滤机d4.2，循环泵d4.1和过滤机d4.2均设置于镀槽a的外侧，循环泵d4.1的输出端口通过管道与过滤机d4.2的输入端口连接，循环泵d4.1的输入端口与辅助槽a2连通，辅助槽a2设有上一实施例所述的加热装置，而辅助槽a2通过管道与溢流斗4连通；主槽a1与过滤机d4.2的输出口均相连通，即过滤机d4.2的输出口通过管道与主槽a1连通；

[0035] 采用上述结构，始终保持将加温后的镀液循环的输入到主槽a1内，可以有效的维持主槽a1内镀液的温度，主槽a1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。

[0036] 如附图6所示，碱液管道b2.2和药液管道b2.1设置在于主槽a1的侧壁上，通常为了方便PE袋子3的回收和放置，碱液管道b2.2和药液管道b2.1通过支架连接在镀槽1的外侧壁上，这样设置后只需要通过行车将相应的加热管道和循环管道吊离即可对PE袋子3进行回收和放置的处理；碱液管道b2.2和药液管道b2.1高于镀液的上液面，碱液管道b2.2和药液管道b2.1沿长度方向均设置多个喷头5，且喷头5的角度可调以使得补充的碱液或镀液通过喷头5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5设置于管道上，根据具体的镀液深度调节喷头5的喷水角度，喷头5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5，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5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头5后，喷洒更均匀，降低了局部浓度，避免了这一现象的发生。

[0037] 工作过程如下：

[0038] 辅助槽内设有加热系统、与循环系统连通的管道，辅助槽的四周内壁以及底部套有耐高温耐酸碱的PE（聚乙烯）袋子。辅助槽内镀液经过上述的加热装置（加热管的材料可以采用聚四氟，加热管缠绕构成加热线圈均匀不舍于可移动支架的外侧壁上）加热升温后，经过循环过滤机循环至主槽，主槽内温度较低的镀液经溢流斗流到辅助槽继续加热，如此往复循环直至主槽与辅槽镀液温度均达到85℃；辅助槽内设有温度控制器可以控制加热装置的加热，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辅助槽外设有PLC控制电箱，PLC控制电箱包括控制面板。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）再进入主槽，这样补充的药液就在镀槽与辅助槽之间流通循环起来，同时镀液的消耗和酸碱度得到了及时调节。

[0039] 另一实施例

[0040] 主槽a1内铺设有耐高温耐酸碱的PE（聚乙烯）袋子3，用于将镀液盛在PE（聚乙烯）袋子3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3更换也容易，成本较低；辅助槽a2与主槽a1为相邻的两个池子，而溢流斗4是连通辅助槽a2与主槽a1的通道，溢流斗4一般在主槽a1高度的2/3位置处，这样设置后，保证主槽a1的液面高度。

[0041] 其余结构与上一实施例相同。