一种螺旋式溶铜罐进液系统

技术领域

本发明涉及铜箔生产的溶铜设备技术领域，尤其涉及一种螺旋式溶铜罐进液系统。

背景技术

电解铜箔是覆铜板(CCL)及印制电路板(PCB)、锂离子电池制造的重要的材料，溶铜是电解铜箔生产工艺中的第一道工序，步骤是将经过清洗的铜料放入富氧硫酸溶液中进行溶解，形成硫酸铜溶液，当铜离子浓度达到一定时，将硫酸铜溶液转移至原液罐，为后续电解析出铜箔提供原料。

现有大型铜箔生产企业多采用浸泡式溶铜，浸泡式溶铜对铜料进行投放时，先将铜料吊装在放置台上，再倾倒到溶铜罐中，倾倒需要人工操作，且过程中容易产生喷溅，罐口有大量酸气逸出，容易发生危险。同时，由于溶铜罐往往体积较大，在同一位置下料容易造成铜料堆积，造成铜料与富氧硫酸接触面积变小，导致溶铜效率降低，且铜料堆积也会造成罐体内上下层铜离子浓度不均匀，影响正常溶铜。溶铜进行时，想要检测所制备硫酸铜溶液的铜离子浓度，往往需要进行采样，再通过滴定法等检测方法测定铜离子浓度，不能实时检测，并且操作人员对溶铜罐内溶液进行采样具有一定的危险性。因此，本领域技术人员提供了一种螺旋式溶铜罐进液系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺旋式溶铜罐进液系统，其目的在于克服现有技术中存在的上述问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种螺旋式溶铜罐进液系统，包括：

溶铜罐，其上端面开设有滑槽；

放料装置，滑动设置于上述滑槽上；

检测模组，用于检测上述溶铜罐中硫酸铜的浓度；

循环装置，包括抽液泵和运输管，上述运输管横向设置于上述溶铜罐的外端面，上述抽液泵的输入端通过管道与上述溶铜罐的底部连接，上述抽液泵的输出端通过管道与上述运输管连接，上述运输管两端均通过管道连接设置在上述溶铜罐侧壁的第一出液口和第二出液口；

控制模组，分别与上述放料装置、检测模组以及循环装置电连接，且上述控制模组用于控制上述放料装置绕上述溶铜罐移动，且在上述滑槽上的不同放料点以不同抬升高度进行均匀下料。

作为进一步改进的，上述放料点根据上述溶铜罐的不同直径均匀布设，具体的，定义上述溶铜罐的直径为d米，布设上述放料点的个数为

作为进一步改进的，上述第一出液口与上述第二出液口布设于上述溶铜罐的同一径向两侧，且上述第一出液口用于使硫酸铜溶液产生涡旋，上述第二出液口用于对形成涡旋的硫酸铜溶液进行扰流。

作为进一步改进的，上述第一出液口水平设置且与上述径向形成40～50°夹角，上述第二出液口水平设置且与上述径向形成40～50°夹角，且上述第一出液口与上述第二出液口朝向上述径向的同侧。

作为进一步改进的，上述循环装置还包括设置在上述运输管上电控阀门，上述电控阀门用于断续的打开或关闭上述第二出液口，从而实现对形成涡旋的硫酸铜溶液进行扰流。

作为进一步改进的，上述循环装置还包括设置在上述第二出液口的锥形喷嘴；上述锥形喷嘴的出水口口径小于进水口口径，上述电控阀门进一步用于控制上述第二出液口的流量，使上述锥形喷嘴具有不同的喷射距离以对不同位置的硫酸铜溶液涡旋进行扰流。

作为进一步改进的，上述运输管的中部开设有透明窗口，且上述螺旋式溶铜罐进液系统进一步包括分光光度计，上述分光光度计设置于上述透明窗口处，用于检测上述运输管中通过硫酸铜溶液的铜离子浓度。

作为进一步改进的，上述运输管的中部低于两端的高度。

作为进一步改进的，上述分光光度计包括发射器、接收器和照射灯，上述发射器设置在上述透明窗口上侧，上述发射器的发射端向下设置，上述接收器正对上述发射器的发射端设置在上述透明窗口下侧，上述照射灯设置在上述透明窗口前侧；

作为进一步改进的，上述分光光度计外部设置有遮光外壳。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明包括溶铜罐、放料装置、检测模组、循环装置及控制模组，控制模组根据接收到的数据向放料装置、循环装置发送驱动信号，具体包括：

其一，通过将铜线捆放置在放置台上，由挡板及侧板将其阻拦，驱动电机带动齿轮转动，齿轮啮合传动移动轮，使放置台可在溶铜罐顶部滑槽上滑动，到达预设的放料点后，通过抬高液压杆使放置台倾斜成不同角度，将挡板收置于放置台内，使得铜料可以滑入到溶铜罐主体内部，由于放置台抬高的角度不同，铜料的惯性不同，倾倒的远近不同，使得铜料不会都集中在同一位置，而是均匀分布，提高溶铜效率。

其二，本申请设置有循环装置，通过抽水泵抽取溶铜罐底部的硫酸铜溶液，并运输至上端出液口，实现内部液体循环；设置第一出液口，水流冲击液面产生涡流，使罐内硫酸铜溶液更加均匀，促进溶铜效率，设置有第二出液口，第二出液口上安装有锥形喷嘴，出水方向与第一出液口产生的涡流方向相反，运输管上还设置有电动阀门，通过改变电动阀门的开度控制第二出液口间断出水，使第二出液口具有不同的喷射距离，能够对不同位置的硫酸铜溶液涡旋进行扰流，同时水流冲击表面能够增加溶液含氧量，使罐内液体更加均匀，进一步提高溶铜效率。

其三，本申请设置有检测模组，检测模组包括分光光度计，用于检测所制备的硫酸铜溶液中的铜离子浓度，通过测得的铜离子浓度，技术人员可以参考得出当前的制备进度，判断是否需要继续加料，当检测到一定时间内铜离子浓度不变，且达到预定值时，制备结束。整个过程无需人工采样，制备的过程更加安全，进一步提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单的介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的放置台的剖视图；

图3为本发明实施例的挡板结构示意图；

图4为本发明实施例的移动轮结构示意图。

图5为本发明实施例的支架的剖视图；

图6为本发明的溶铜罐俯视图；

图7为本发明的分光光度计的正剖结构示意图。

附图标记：

1-溶铜罐；11-滑槽；12-第一出液口；13-第二出液口；

2-放料装置；21-放置台；22-支架；221-上升板；222-支撑杆；223-限位槽；224-限位杆；23-液压杆；24-侧板；25-放置槽；26-挡板；27-电动伸缩杆；28-滑块；281-转动电机；282-齿轮；283-移动轮；284-轮槽；285-卡齿；286-橡胶垫；29-万向轮；

3-检测模组；31-分光光度计；32-发射器；33-接收器；35-遮光外壳；透明窗口-36；

4-循环装置；41-抽液泵；42-运输管；43-电控阀门；44-锥形喷嘴；

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：

在本发明的描述中，术语“第一”“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；术语“上侧”、“下侧”、“前侧”、“后侧”、“底部”、“中部”、“端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图7所示，一种螺旋式溶铜罐进液系统，包括

溶铜罐1，上端面设置有滑槽11，设置在同一径向两侧的第一出液口12和第二出液口13；

放料装置2，包括滑动设置在上述滑槽11上的放置台21、用于支撑放置台21的支架22和用于抬高放置台21的液压杆23；

检测模组3，用于检测溶铜罐1中液体的铜离子浓度，本实施例中的检测模组3包括分光光度计31；

循环装置4，固定装置于上述溶铜罐1侧壁，用于实现上述溶铜罐1内液体进行内部循环；

控制模组，上述放料装置2、检测模组3以及循环装置4电连接，控制上述放料装置2绕上述溶铜罐1移动，在上述滑槽11上的不同放料点以不同抬升高度进行均匀下料，本实施例中的控制系统为可编程逻辑控制器PLC。

如图1至图5所示，上述放料装置2的放置台21前侧与后侧设置有侧板24，对铜料进行阻拦，避免其掉落，放置台21靠近溶铜罐1一侧开设有放置槽25，放置槽25内壁一侧铰接有挡板26，挡板26由电动伸缩杆27控制，可收纳于放置槽25内或垂直于放置台21竖起，收纳于放置槽25时放置台21表面平齐，倾倒时铜料能够顺利滑落，竖起时挡板26阻拦铜料使其不会滑落。

如图2和图4所示，上述放料装置2还包括滑块28，滑块28铰接在放置台21底部靠近溶铜罐1一侧，可配合上述滑轨进行滑动，滑块28上进一步设置有转动电机281、齿轮282和移动轮283，转动电机281输出端与齿轮282中心连接，移动轮283外端面中间位置开设有轮槽284，轮槽284上设置有配合齿轮282转动的卡齿285，转动电机281启动时，带动齿轮282旋转，齿轮282啮合传动移动轮283，使放置台21在滑轨上滑动，移动轮283外端面还套设有橡胶垫286，增加移动轮283的摩擦力。

如图2和图5所示，上述放置台21下端远离溶铜罐1一侧固定设置有上升板221，用于连接上述支架22；上述支架22中间横向设置有支撑杆222，支撑杆222上固定设置有上述液压杆23，液压杆23上端与上述上升板221铰接，使用时，液压杆23抬高放置台21远离溶铜罐1的一侧，使放置台21倾斜，将铜料倒出；支架22上端两侧进一步设置有限位槽223和限位杆224，限位杆224下端插接在限位槽223内，上端与上升板221铰接，通过限位杆224和限位槽223的配合使得上升板221和支架22的连接更加稳定，伸缩在支架22上的限位杆224使放置台21抬高时更加稳定；上述支架22底部进一步设置有万向轮29，使支架22可以随着放置台21一起绕着上述溶铜罐1进行移动。

在一种具体实施例中，放料装置2工作时，控制模组根据溶铜罐1的直径计算出放料点的个数，确定放料点个数的方法为：定义溶铜罐1的直径为d米，则布设放料点个数为

如图1、图6和图7所述，上述循环装置4具体包括抽液泵41和运输管42，抽液泵41设置在溶铜罐1侧边底部，用于抽取罐内底部的硫酸铜溶液；运输管42横向设置在溶铜罐1的外端面，用于横向运输上述溶铜罐1内的硫酸铜溶液；抽液泵41的输入端通过管道与上述溶铜罐1底部连接，用于抽取罐内底部的液体，抽液泵41的输出端通过管道连接运输管42的下侧一端，运输管42上侧两端通过管道连接上述第一进液口和第二进液口，实现罐内硫酸铜溶液循环。进一步的，上述第一出液口12与第二出液口13水平设置且与上述径向呈40～50°夹角，且第一出液口12与第二出液口13朝向上述径向的同侧，即第一出液口12用于使管内液体产生涡旋，第二出液口13进一步用于对形成涡旋的硫酸铜溶液进行扰流。

如图6所示，上述第二出液口13上进一步设置有锥形喷嘴44，锥形喷嘴44通过螺纹结构固定连接在第二出液口13处，锥形喷嘴44的出水口口径小于进水口口径，出水口口径2～10mm，喷射角度≤15°，水流经过锥形喷嘴增压后得到加速，提高扰流效果，同时高速水流冲击液面所产生的水流和水花会使硫酸铜溶液与空气中的氧气更加充分的接触，从而增加硫酸铜溶液中的含氧量，进一步促进罐内的溶铜反应。

如图1和图6所示上述运输管42上进一步设置有电控阀门43，电控阀门43由通过调整电控阀门43的开度，控制第二出液口13的出水量，使第二出液口13具有不同的喷射距离和冲击力度，实现对不同位置的硫酸铜溶液涡流进行扰流；在一种具体实施例中，通过可编程控制器PLC控制电控阀门43的运作。

如图1和图7所示，上述运输管42的中部低于两端的高度，中部开设有透明窗口36，透明窗口36处进一步设置有上述分光光度计31。

如图7所示，上述分光光度计31进一步包括发射器32和接收器33，发射器32与接收器33，发射器32发射端向下，设置于上述透明窗口36的上侧，接收器33正对于发射器32的发射端设置在上述透明窗口36的下侧，分光光度计31进一步包括设置在外部的遮光外壳35。

在一种具体实施例中，循环装置4通常在溶铜反应进行一定时间后开启，工作时，开启抽液泵41，电控阀门43开度初始设置为0％，溶铜罐1底部浓度较高的硫酸铜溶液经管道流入运输管42，运输管42将溶液运输至第一出液口12，第一出液口12出水冲击罐内溶液并形成涡旋，待罐内铜料与硫酸铜溶液反应一段时间后，通过可编程控制器PLC周期性控制电控阀门43的开度，进而使第二出液口13间断出水，实现不同程度的扰流，具体的，电控阀门43开度设定0％、30％、60％和100％四个档位，每个档位每30秒进行一次切换；上述锥形喷嘴44的进水口口径为30mm，锥形喷嘴44的出水口口径为5mm，喷射角度为10°，水流经电控阀门控制后从第二出液口13射出，以不同喷射距离和冲击力度对第一出液口12冲击产生的涡旋进行扰流，本领域技术人员可以根据实际扰流需求灵活调整锥形喷嘴的出水口和进水口的口径大小。需要特别说明的是，操作人员可手动或自动调整电控阀门43的开度，当需要检测硫酸铜溶液中铜离子浓度时，手动或电动调整电控阀门43的开度为0％，同时由于运输管42中部低于两端高度，中部待测区域管壁的气泡会向两侧上浮，使待测区域的硫酸铜溶液处在一个没有气泡影响的、相对稳定的状态，提供一个良好的检测条件。优选的，在检测过程中，保持所述电控阀门43的开度为0％的时间为30s～40s左右，这样，运输管42中部的硫酸铜溶液中的气泡会向两侧上浮(抽液泵41对管道有一定的震动作用)使待测区域的硫酸铜溶液中气泡的影响降到最低。由此本发明还可以实现无需取样的情况下进行浓度检测。在其他实施例中，所述螺旋式溶铜罐进液系统的供氧管道，可以设置在第二出液口13处，形成三通管道。水流经第二出液口13的喷嘴增压后，对供氧管道的氧气产生虹吸效应，从而能够有效将供氧管道的氧气一并抽排进入硫酸铜溶液进行溶铜，进一步满足溶铜反应的氧气需求。

在一种具体实施例中，上述分光光度计31利用水体中铜离子对810nm近红外光敏感性高的特性，通过光吸收度和浓度的比例关系检测铜离子浓度，因此在检测前，需要配置标准硫酸铜溶液作为基准，建立不同硫酸铜浓度溶液与吸光度关系的工作曲线，校准分光光度计31发射端波长为810nm，通过接收端收到的光信号计算吸光度，进而通过标准曲线得到铜离子浓度，遮光外壳35保证分光光度计在一个稳定的暗环境下进行测量。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。