專利名稱：電解處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電解處理裝置。本發(fā)明還涉及在電解處理裝置中的第一和第二電極之間提供屏障的防護(hù)裝置以及用于電解處理裝置的受保護(hù)電極。
背景技術(shù)：
電鍍是用于沉積一層材料諸如金屬到靶面上的一種已知的電解過程。根據(jù)已知的技術(shù)，如圖1所示，電鍍裝置1000包括容納電解質(zhì)溶液1004的電解槽1002。目標(biāo)物1008連接到電源(未示出)的負(fù)極端1012從而成為陰極。來(lái)源物1006連接到電源的正極端1010 從而成為陽(yáng)極。陽(yáng)極1006和陰極1008都浸入電解質(zhì)溶液1004中。電源提供直流電(dc) 到陽(yáng)極1006，從而為溶解于電解質(zhì)溶液1004中的分子充電。溶解于電解質(zhì)溶液1004的金屬離子被吸附并且沉積到陰極表面。這是已知的電鍍，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。在電解質(zhì)溶液(適合于該過程)中含有足夠的溶解的金屬離子時(shí)可允許使用惰性陽(yáng)極和再生陽(yáng)極。已知電鍍中存在的問題是難以在陰極表面獲得均一厚度的沉積材料。陰極的幾何形貌導(dǎo)致出現(xiàn)這種問題。例如，如果陰極包含孔或者起伏的表面，一個(gè)固定位置的陽(yáng)極不能使得孔的內(nèi)部，例如沉積合需厚度、均一化或者有品質(zhì)。在某些情況下，離子被吸附到外部的拐角或凸起處而不是凹處。已知解決這個(gè)問題的方法是使用多個(gè)陽(yáng)極和/或特殊形狀的陽(yáng)極，已知的如與陰極的表面輪廓相匹配的象形陽(yáng)極。然而，如果陰極例如是一次性的或者罕有的物體，那么生產(chǎn)象形陽(yáng)極的成本可能是不合理的。相對(duì)于陰極的不同部位使用多個(gè)陽(yáng)極或者移動(dòng)單個(gè)陽(yáng)極同樣會(huì)增加鍍敷陰極的成本。如圖2所示，已知解決這個(gè)問題的方式是使用連接到電源正極端1016的輔助陽(yáng)極1014。輔助陽(yáng)極或者受保護(hù)陽(yáng)極能夠人工控制并且用來(lái)“修整”需要特別關(guān)注的諸如凹陷或者孔的區(qū)域。使用輔助陽(yáng)極的問題是陽(yáng)極接觸陰極時(shí)，在陽(yáng)極和陰極之間產(chǎn)生火花，這可能燒焦陰極。這被認(rèn)為是電弧。在某些情況下，由于陽(yáng)極和陰極之間產(chǎn)生的電弧引起的燒焦能夠在結(jié)構(gòu)上損害陰極。例如，陰極是飛機(jī)的起落裝置，飛機(jī)的起落裝置有目的的使用薄的和輕質(zhì)的材料以保證該起落裝置的重量最小，而由電弧導(dǎo)致的燒焦能夠?qū)е略撈鹇溲b置不能使用。因此，陽(yáng)極和陰極之間單一的接觸實(shí)例具有損壞形成陰極的貴重物體，諸如起落裝置的潛在的可能性。如圖3所示，已知解決這一問題的方式是使用置于輔助陽(yáng)極上方的穿孔的防護(hù)裝置1100。該防護(hù)裝置用絕緣材料諸如塑膠網(wǎng)構(gòu)成，并且在輔助陽(yáng)極和陰極之間形成屏障。 該防護(hù)裝置材料允許離子經(jīng)由該穿孔從陽(yáng)極向陰極移動(dòng)并且實(shí)現(xiàn)陰極鍍敷。同時(shí)該絕緣的防護(hù)裝置阻止陽(yáng)極接觸陰極，一段時(shí)間后，該防護(hù)裝置磨損從而允許陽(yáng)極接觸陰極，因此允許電弧產(chǎn)生損壞陰極。此外，該防護(hù)裝置材料的敷層還可能允許陽(yáng)極和陰極的拐角或者邊緣相接觸。發(fā)明概述依據(jù)本發(fā)明的第一方面提供了電解處理裝置，其包括被安排成電耦合至第一和第二電極的電壓源、電耦合到該電壓源的檢測(cè)電路和在第一和第二電極之間提供屏障的防護(hù)裝置，該防護(hù)裝置被安排成允許電極之間的電解質(zhì)中通過電流，其中該防護(hù)裝置包括安排成與電極電氣隔離的保護(hù)導(dǎo)體，該保護(hù)導(dǎo)體被安排成電耦合至該檢測(cè)電路，使得該檢測(cè)電路能夠檢測(cè)出一側(cè)的該保護(hù)導(dǎo)體與另一側(cè)的電極之間存在的電流通路。因此該防護(hù)裝置在電極之間提供了物理屏障，這樣電解處理期間可以使得電極互相鄰近而不會(huì)造成電極相互接觸的問題，這可能導(dǎo)致可能損害一個(gè)或兩個(gè)電極的火花。該保護(hù)導(dǎo)體被安排成電耦合至監(jiān)控電路并且例如通過絕緣涂層基本上實(shí)現(xiàn)與全部電極電氣隔離。因此，通過監(jiān)控電路或單獨(dú)的電壓源向保護(hù)導(dǎo)體施加電壓，并且除非絕緣方式受到損壞，在保護(hù)導(dǎo)體和電極之間基本上不存在電流通路。絕緣方式受到損壞從而暴露出部分保護(hù)導(dǎo)體，在暴露的部分和電極之間的接觸或者接近接觸產(chǎn)生了電流通路，該電流通路通過監(jiān)控電路可以檢測(cè)到。這種電流通路意味著該防護(hù)裝置需要更換。該檢測(cè)電路可被安排成檢測(cè)到存在該電流通路即發(fā)送信號(hào)，用于切斷該壓電源。因此，保護(hù)導(dǎo)體和電極之間的電流通路可被用作觸發(fā)器以引發(fā)監(jiān)控電路導(dǎo)致該電壓源被切斷。這樣可以防止由于電極之間產(chǎn)生的電弧導(dǎo)致的電極損壞。該檢測(cè)電路包括第一檢測(cè)器，被安排成監(jiān)控該防護(hù)裝置和第一電極之間的電特性的差值，和/或第二檢測(cè)器，被安排成監(jiān)控該防護(hù)裝置和第二電極之間的電特性的差值，和 /或第三檢測(cè)器，被安排成監(jiān)控電極之間的電特性的差值。電特性是指電壓、電阻或電流的一種或多種。該檢測(cè)電路包括與電壓檢測(cè)器相關(guān)聯(lián)的開關(guān)，該電壓檢測(cè)器被安排成產(chǎn)生信號(hào)以在監(jiān)控的電壓差超過預(yù)定的閾值時(shí)用于打開開關(guān)，使得開關(guān)開啟時(shí)電壓電源關(guān)閉。該防護(hù)裝置包括在除了該保護(hù)導(dǎo)體的被安排成和監(jiān)控電路電耦合的那些表面之外的所有表面上具有絕緣涂層。因此，該保護(hù)導(dǎo)體可以通過電絕緣涂層例如PVC與電極電氣隔離。應(yīng)該理解的是 “電氣隔離”意味著在保護(hù)導(dǎo)體和電極之間沒有形成閉合電路，同時(shí)從電極絕緣保護(hù)導(dǎo)體的方式是存在的并且起作用的。該防護(hù)裝置被安排成密封該第一電極的一部分。該保護(hù)導(dǎo)體可以盤繞在該第一電極周圍。因此，通過密封第一電極該防護(hù)裝置可以形成圍繞部分電極的屏障，這意味著在第一電極的多個(gè)方向的電極之間存在物理屏障。該防護(hù)裝置包括安排成固定將該導(dǎo)體和該第一電極隔開的絕緣支架。因此，與若防護(hù)裝置直接與部分電極接觸相比，通過將防護(hù)裝置與陽(yáng)極隔開，更多量的電解質(zhì)溶液接觸電極，這樣可以改善電解處理。第一電極可以是陽(yáng)極而第二電極是陰極?；蛘?，第一電極可以陰極而第二電極是陽(yáng)極。此安排由需要的處理來(lái)確定(例如，電鍍中第一電極用作陽(yáng)極，陽(yáng)極氧化中第一電極用作陰極)。該檢測(cè)電路包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)定值，該設(shè)定值為確定的值或安排成根據(jù)電壓源輸出自動(dòng)調(diào)整。依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供根據(jù)本發(fā)明第一方面的電解處理裝置的在第一和第二電極之間提供屏障的防護(hù)裝置，該防護(hù)裝置安排成允許電極之間的電解質(zhì)中通過電流， 其中該防護(hù)裝置包括安排成與電極電氣隔離的保護(hù)導(dǎo)體。
該防護(hù)裝置包括在除了該保護(hù)導(dǎo)體的被安排成和監(jiān)控電路電耦合的那些表面之外的所有表面上具有絕緣涂層。該防護(hù)裝置被安排成密封該第一電極的一部分和/或盤繞在該第一電極周圍。任意地或者另外，該防護(hù)裝置包括安排成固定將該導(dǎo)體和該第一電極隔開的絕緣支架。


現(xiàn)在僅作為示例并參照附圖來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1是已知電鍍裝置的示意圖；圖2是已知的用作“接觸”陰極的輔助陽(yáng)極的局部視圖；圖3是已知受保護(hù)的輔助陽(yáng)極；圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的受保護(hù)的輔助陽(yáng)極的橫斷面圖，包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的防護(hù)裝置；圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的針對(duì)電鍍陽(yáng)極的防護(hù)裝置的橫斷面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電解裝置的框圖；和圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的包括檢測(cè)電路的細(xì)節(jié)的電解裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面的描述與電鍍應(yīng)用(其中工件連接到電源的負(fù)極端)相關(guān)。然而，應(yīng)該理解的是該裝置可被廣泛用于諸如電鍍、陽(yáng)極氧化、蝕刻、電凈、電拋光、電泳涂裝、電著色等等的電解處理?！肮ぜ?被處理的零件)(在電鍍應(yīng)用中)可為負(fù)極，或者在陽(yáng)極氧化中或根據(jù)特定過程需要為正極。在一些應(yīng)用下，諸如電著色，也可以使用AC & DC的混合。參照?qǐng)D4，示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的受保護(hù)的輔助陽(yáng)極10。該受保護(hù)的輔助陽(yáng)極 10包括陽(yáng)極1014，該陽(yáng)極被安排成經(jīng)由電絕緣連接線1011電耦合到直流(DC)電源例如整流器的正極端1010。用于該陽(yáng)極1014的合適材料包括不銹鋼和鎘，盡管對(duì)于有必要討論的該過程，其他材料也可以使用。應(yīng)該理解，該陽(yáng)極1014是一電極。該受保護(hù)的輔助陽(yáng)極10包括防護(hù)裝置20。該防護(hù)裝置20在電鍍處理期間為該陽(yáng)極1014和陰極(未示出)之間提供物理屏障，并且被安排成允許該陽(yáng)極1014和該陰極之間的電解液中通過電流。應(yīng)該理解，該陰極是一電極。因此防護(hù)裝置20允許或準(zhǔn)許鍍液通過該防護(hù)裝置20自由的循環(huán)，從而允許該鍍液中溶解的金屬離子從該陽(yáng)極經(jīng)過該防護(hù)裝置自由流動(dòng)到該陰極。輔助陽(yáng)極、陰極和相關(guān)聯(lián)的防護(hù)裝置可以是任意形狀或尺寸，如果需要可以為特別設(shè)計(jì)用作一個(gè)或若干元件。在該圖示的實(shí)施例中，該防護(hù)裝置20被安排成連接到陽(yáng)極1014并且被安排成圍繞該陽(yáng)極1014的一部分。然而，在其他實(shí)施例中該防護(hù)裝置20可被安排成不盤繞或封閉該陽(yáng)極1014而在該陽(yáng)極1014和陰極之間形成物理屏障。例如，在其他的實(shí)施例中，該防護(hù)裝置20可被安排成連接到另一結(jié)構(gòu)，諸如含有電解液的鍍槽或者陰極的部分，從而為該陽(yáng)極1014和陰極之間提供物理屏障。同樣，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，該防護(hù)裝置20可被安排成連接到該陽(yáng)極1014并不封閉該陽(yáng)極1014，但是還能為該陽(yáng)極1014和陰極之間提供物理屏障。例如，該防護(hù)裝置20可被安排成位于該陽(yáng)極1014的一側(cè)。將認(rèn)識(shí)到，該防護(hù)裝置20被安排成連接到該陽(yáng)極1014是有利的，因?yàn)槿粼摲雷o(hù)裝置20連接到該陽(yáng)極1014就一般能隨陽(yáng)極1014 一起移動(dòng)，因?yàn)槭褂弥性撽?yáng)極是可由用戶操控的。在一些實(shí)施例中，該防護(hù)裝置可被安排成圍繞全部或者至少某些部分的陰極。該防護(hù)裝置20包括導(dǎo)電芯，例如不銹鋼絲，具有電絕緣涂層例如PVC，優(yōu)選該涂層基本上覆蓋該導(dǎo)電芯的全部暴露的表面。該導(dǎo)電芯形成保護(hù)導(dǎo)體，該保護(hù)導(dǎo)體使電流能夠通過該防護(hù)裝置20。設(shè)置在該防護(hù)裝置中20的該保護(hù)導(dǎo)體被安排成經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)絕緣電纜M電耦合到電源到短路檢測(cè)系統(tǒng)(未示出)。在所述實(shí)施例中，該防護(hù)裝置20被安排成形成導(dǎo)電金屬螺旋纏繞該陽(yáng)極以防止該陽(yáng)極1014和陰極接觸。然而，同時(shí)在所述實(shí)施例中該防護(hù)裝置20包括單個(gè)保護(hù)導(dǎo)體，在其他實(shí)施例中該防護(hù)裝置20可以包括多個(gè)保護(hù)導(dǎo)體。在該防護(hù)裝置20包括多個(gè)保護(hù)導(dǎo)體的情況下，該保護(hù)導(dǎo)體可被安排成籠形結(jié)構(gòu)以封閉該陽(yáng)極1014的一部分。該籠形結(jié)構(gòu)可以包括一個(gè)或多個(gè)相互連接的元件，該元件可以是電絕緣材料例如塑料，或者在某些實(shí)施例中該元件可以包括具有絕緣涂層的保護(hù)導(dǎo)體。在另一個(gè)實(shí)施例中，該保護(hù)導(dǎo)體可以是多孔管、網(wǎng)狀管等設(shè)置成基本上封閉該陽(yáng)極1014的一部分。將認(rèn)識(shí)到，該籠形結(jié)構(gòu)和多孔的保護(hù)導(dǎo)體允許電解質(zhì)存在于該防護(hù)裝置的元件或形成的通孔之間的空間中，從而允許離子隨電解質(zhì)溶液在該陽(yáng)極1014和陰極之間輸送。在所述實(shí)施例中，該防護(hù)裝置20通過支架1 和14b相對(duì)于該陽(yáng)極1014固定，該支架1 和14b基本上固定或可固定在該陽(yáng)極1014上的一個(gè)位置。該支架1 和14b連接到該防護(hù)裝置20以保持該防護(hù)裝置20基本上處于相對(duì)于該陽(yáng)極1014的固定位置。在這個(gè)實(shí)施例中，該支架Ha和14b包括絕緣材料，諸如塑料，例如PVC。該支架1 和14b可以固定或者可固定到該陽(yáng)極1014，通過協(xié)同形成互鎖的表面輪廓、機(jī)械固定方式諸如螺釘或者任何其它合適的固定裝置的方式以保持該支架Ha和14b處于該陽(yáng)極1014上基本固定的位置。防護(hù)裝置在從該陽(yáng)極1014的短距離也減少了從接觸該陽(yáng)極到陰極上的拐角/邊緣的可能。在從該陽(yáng)極到該防護(hù)裝置的這一短距離上使用在陽(yáng)極每一個(gè)端上的支柱和沿陽(yáng)極長(zhǎng)度方向的額外支柱共同支撐(對(duì)于沿陽(yáng)極長(zhǎng)度方向的額外支柱的需求取決于陽(yáng)極的長(zhǎng)度和防護(hù)裝置材料的硬度)。在所示實(shí)施例中，該支架Ha和14b的形狀是具有安排成容納一部分陽(yáng)極1014的內(nèi)孔的長(zhǎng)方體。在其他的實(shí)施例中，支架可以由施加熱源縮小而固定本身至陽(yáng)極1014的材料制成。當(dāng)支架以這種方式固定到陽(yáng)極1014上的優(yōu)勢(shì)在于該支架包括具有合理摩擦系數(shù)的材料，以減少該支架相對(duì)于陽(yáng)極1014滑動(dòng)的可能。該陽(yáng)極1014可以提供電絕緣材料形成的手柄12，該手柄在使用中允許用戶同時(shí)控制該受保護(hù)的陽(yáng)極10。 該手柄12也可以支撐該防護(hù)裝置20。雖然在所示實(shí)施例中提供了支架1 和14b，但是在其他實(shí)施例中該受保護(hù)的陽(yáng)極10也可以包括其他合適的用于保持該防護(hù)裝置20基本上在相對(duì)于該陽(yáng)極1014的固定位置的方式。在另一個(gè)實(shí)施例中，該防護(hù)裝置可與該陽(yáng)極1014緊密相關(guān)聯(lián)，例如纏繞在陽(yáng)極1014上并且通過絕緣涂層保持絕緣。在另一個(gè)實(shí)施例中，該防護(hù)裝置20可被安排成用螺絲擰緊或者粘結(jié)到陽(yáng)極1014上或者通過其他合適的固定裝置附連。參照?qǐng)D6，示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電鍍裝置50。該裝置50包括依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的受保護(hù)的陽(yáng)極10，該方案用來(lái)電鍍陰極1008。該受保護(hù)的陽(yáng)極10和陰極1008位于電解液(未示出)的鍍槽中。該裝置還包括電源34和檢測(cè)電路36，該檢測(cè)電路36用于檢測(cè)的一側(cè)防護(hù)裝置20中的保護(hù)導(dǎo)體和另一側(cè)的陽(yáng)極1014和/或陰極1008之間的短路電流。該受保護(hù)的陽(yáng)極10的陽(yáng)極1014經(jīng)由電絕緣連接線1011連接到電源34的正極端 34a。陰極1008經(jīng)由電絕緣連接線1013連接到電源34的負(fù)極端34b。檢測(cè)電路36包括陽(yáng)極端36a，該陽(yáng)極端36a經(jīng)由電絕緣連接線40連接到電源34 的正極端34a。檢測(cè)電路36還包括陰極端36b，該陰極端36b經(jīng)由電絕緣連接線38連接到電源；34的負(fù)極端34b。檢測(cè)電路36還包括保護(hù)端36c，該保護(hù)端36c經(jīng)由電絕緣連接線M 耦合到防護(hù)裝置20中的保護(hù)導(dǎo)體。在這個(gè)實(shí)施例中，電源的正極端3 和負(fù)極端34b之間的電位差是6VDC，盡管應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，取決于處理過程可以使用其他的電壓。當(dāng)一側(cè)的防護(hù)裝置20中的保護(hù)導(dǎo)體和另一側(cè)的陽(yáng)極1014和/或陰極1008之間發(fā)生短路或者接近短路時(shí)，防護(hù)裝置20是開路的一部分。檢測(cè)電路被安排成檢測(cè)短路或接近短路電路的存在并且基于該檢測(cè)執(zhí)行輸出，諸如切斷電源34的供電和/或?qū)е庐a(chǎn)生的警報(bào)信號(hào)。該檢測(cè)電路36被安排成檢測(cè)保護(hù)導(dǎo)體和陽(yáng)極1014或陰極1008之間發(fā)生的短路或接近短路電路，同時(shí)確保在檢測(cè)中沒有顯著電流通過該保護(hù)導(dǎo)體(例如，流經(jīng)防護(hù)裝置的電流限制在幾毫安)從而限制產(chǎn)生對(duì)例如陰極1008 發(fā)生損害的可能性。參照?qǐng)D7，示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的檢測(cè)電路36。該檢測(cè)電路36和電源34作為一個(gè)共同的單元34/36實(shí)現(xiàn)。在該示例中，該受保護(hù)的陽(yáng)極10和陰極1008連接到電源 34，如參照?qǐng)D6所述，以在該示例中提供它們之間的為6VDC的電壓。該防護(hù)裝置20經(jīng)電阻 Rl耦合到該電源的陽(yáng)極端并且經(jīng)電阻R2連接到該電源的陰極端。對(duì)于Rl和R2應(yīng)該選擇足夠大的值，這樣在電源34的全電壓下只有非常小的電流例如5mA能夠流經(jīng)電阻之一。將認(rèn)識(shí)到，其中連接有防護(hù)裝置的電阻Rl和R2在電路中被配置為形成分壓器。同樣地，通常優(yōu)選Rl的值等于R2的值，這樣防護(hù)裝置20可能具有該陽(yáng)極1014和陰極1008之間一半的電壓值。電壓檢測(cè)器Vl與Rl并聯(lián)設(shè)置于防護(hù)裝置20和陽(yáng)極1014之間，這樣能夠測(cè)量相對(duì)于陽(yáng)極1014的該保護(hù)導(dǎo)體的電壓。電壓檢測(cè)器V2與R2并聯(lián)設(shè)置于防護(hù)裝置20和陰極 1008之間，這樣能夠測(cè)量相對(duì)于陰極1008的該保護(hù)導(dǎo)體的電壓。當(dāng)保護(hù)導(dǎo)體電壓接近陽(yáng)極1014或者陰極1008之一的電壓時(shí)能夠確定短路電流或者接近短路電流。在該示例中， 陽(yáng)極1014和陰極1008之間的電壓差為6V，這意味著如果Rl和R2的值基本相同時(shí)防護(hù)裝置20和陽(yáng)極1014之間存在的電壓差為3V。同樣地，防護(hù)裝置20和陰極1008之間存在的電壓差為3V。電壓檢測(cè)器Vl和V2設(shè)定為2. 5V。如果電壓檢測(cè)器Vl檢測(cè)到其測(cè)量結(jié)點(diǎn)之間的電壓差(即耦合到陽(yáng)極1014的線和耦合到防護(hù)裝置20的保護(hù)導(dǎo)體的線)，這將導(dǎo)致跳閘情況。防護(hù)裝置20和陰極1008之間的電壓檢測(cè)器V2提供同樣的功能。所示實(shí)施例也包括與電阻Rl和R2并聯(lián)設(shè)置的第三電壓檢測(cè)器V3并且被安排成測(cè)量陽(yáng)極到陰極的電壓。 可以使用其他值的電壓檢測(cè)器。在某些實(shí)施例中，該檢測(cè)器可以具有可變的設(shè)定點(diǎn)，該設(shè)定點(diǎn)根據(jù)整流器的輸出電壓自動(dòng)調(diào)整。因此，由于輸出電壓的調(diào)整，該電壓檢測(cè)器能夠自動(dòng)調(diào)整到合適值。在一些實(shí)施例中監(jiān)控電路可以代替或者額外監(jiān)控除電壓外的一個(gè)或多個(gè)電路情況，例如電流和/或電阻。該監(jiān)控電路可以包括任意數(shù)量的探測(cè)器和其組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然知道許多適合的監(jiān)控裝置用于檢測(cè)一側(cè)上的保護(hù)導(dǎo)體和陰極和/或另一側(cè)上的陽(yáng)極之間的短路或接近短路。電壓檢測(cè)器Vl至V3在電源控制電路中為電源34分別控制繼電器RVl至RV3。繼電器RVl至RV3串聯(lián)設(shè)置，這樣如果任一個(gè)為“開”時(shí)該電源34處于“關(guān)”的狀態(tài)。如果RVl 至RV3的每一個(gè)為“關(guān)”時(shí)，這時(shí)電源34處于“開”的狀態(tài)。在一些實(shí)施例中，電壓檢測(cè)器 V3和相關(guān)聯(lián)的繼電器RV3不包括在該檢測(cè)電路36中，并且在其他實(shí)施例中只有電壓檢測(cè)器 Vl和V2(及其相關(guān)聯(lián)的繼電器)中的一個(gè)，這取決于檢測(cè)電路36被安排成檢測(cè)的短路的類型。應(yīng)當(dāng)指出的是，在本示例中包括定時(shí)器過載電路，因?yàn)樵揇C電源34也可以用作防護(hù)裝置20中保護(hù)導(dǎo)體的電壓源。該定時(shí)器被設(shè)定為一個(gè)大約的時(shí)間，例如2秒，以允許DC電源34達(dá)到所需的設(shè)定點(diǎn)。在這個(gè)時(shí)間之前，該定時(shí)器將停止電壓檢測(cè)器以免于跳閘情況， 這會(huì)導(dǎo)致電源34關(guān)閉。其他配置可能并不需要定時(shí)器。如上所述，在本示例中包括可選的電壓檢測(cè)器V3和相關(guān)聯(lián)的繼電器RV3用于測(cè)量陽(yáng)極到陰極的電壓。該DC電源34包括快速反應(yīng)電流限制電路，如果供電電流達(dá)到設(shè)定點(diǎn)則該電路引發(fā)DC電源34的輸出電壓下降。將認(rèn)識(shí)到，該電流設(shè)定點(diǎn)可以由陰極的表面積決定并且能夠?yàn)槿我鈱?duì)于該處理合適的值，應(yīng)當(dāng)注意顧及DC電源的容量和陽(yáng)極、陰極和電纜的載流容量。通過測(cè)量陽(yáng)極和陰極之間的電壓，如果電壓過低，在本示例中低于5V，這表明在陽(yáng)極和陰極之間存在短路或接近短路，將會(huì)導(dǎo)致跳間情況。在某些實(shí)施例中，跳間可能使得鎖定(未示出)，這將允許經(jīng)由燈指示作為跳閘的原因。在使用中受保護(hù)的陽(yáng)極10能夠用來(lái)“修整”陰極1008的面積，例如，鍍層材料中不令人滿意的面積。受保護(hù)的陽(yáng)極10能夠在電解液中被控制以接近需要局部電鍍的區(qū)域。 在本示例中涉及電鍍，通過DC電源34供電使得離子從陽(yáng)極1014流動(dòng)并且沉積到陰極1008 上。如果使用者不注意將該陰極1008接觸到該受保護(hù)的陽(yáng)極10，該防護(hù)裝置20可以防止陽(yáng)極1014與陰極1008相接觸從而防止產(chǎn)生具有損害陰極對(duì)象1008可能性的電弧。如果防護(hù)裝置20和陰極1008之間的接觸損壞了絕緣涂層12以致于暴露出一部分保護(hù)導(dǎo)體，則暴露的保護(hù)導(dǎo)體16和陰極1008之間的接觸將導(dǎo)致它們之間產(chǎn)生“受控的導(dǎo)電”。然而，設(shè)置檢測(cè)電路使得受控的導(dǎo)電提供幾毫安(mA)的電流，該電流不可能燒壞或者損壞陰極1008。在所示實(shí)施例中，響應(yīng)于檢測(cè)短路或者接近短路而由檢測(cè)電路36提供的輸出是關(guān)閉信號(hào)以關(guān)閉DC電源34。切斷電源至陽(yáng)極1014的整流器的作用是可以提醒使用者防護(hù)裝置20上的絕緣涂層12已經(jīng)破損并且因而需要替換該防護(hù)裝置。因此保護(hù)導(dǎo)體作為“故障保險(xiǎn)箱”被安排成以防止防護(hù)裝置20過度磨損，進(jìn)而一旦發(fā)生短路時(shí)，通過允許小電流流經(jīng)保護(hù)導(dǎo)體導(dǎo)致允許陽(yáng)極1004接觸陰極1008，這觸發(fā)輸出。在其他實(shí)施例中，輸出可能或者進(jìn)一步包括一些其他的方式來(lái)指示防護(hù)裝置20已經(jīng)破損，例如聲音報(bào)警等等。依照本發(fā)明實(shí)施例的防護(hù)裝置、保護(hù)的電極和電解處理裝置適合用于各種電解處理，諸如電鍍、陽(yáng)極氧化、刻蝕、電凈電拋光、電泳和電著色，并且特別適合用于高價(jià)值物品的電鍍系統(tǒng)，該高價(jià)值物品可能容易由于輔助陽(yáng)極和陰極之間產(chǎn)生的電弧所損壞，諸如飛機(jī)的零件。當(dāng)該電解處理裝置是電鍍裝置時(shí)，優(yōu)選安裝防護(hù)裝置并且在陽(yáng)極周圍提供屏障， 因?yàn)樵撽?yáng)極用作從不同方向電鍍陰極的“棒”，并且一般是二者中較小的那個(gè)。當(dāng)電解處理裝置是陽(yáng)極氧化裝置時(shí)，優(yōu)選安裝防護(hù)裝置并且在陰極周圍提供屏障。
權(quán)利要求
1.電解處理裝置，包括安排成電耦合至第一和第二電極的電壓源、電耦合至所述電壓源的檢測(cè)電路和在所述第一和第二電極之間提供屏障的防護(hù)裝置，所述防護(hù)裝置安排成允許電極之間的電解質(zhì)中通過電流，其特征在于，所述防護(hù)裝置包括安排成與所述電極電氣隔離的保護(hù)導(dǎo)體，所述保護(hù)導(dǎo)體電耦合至所述檢測(cè)電路，使得所述檢測(cè)電路能夠檢測(cè)出一側(cè)的所述保護(hù)導(dǎo)體與另一側(cè)的所述電極之間存在電流通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解處理裝置，其特征在于，所述檢測(cè)電路檢測(cè)到存在所述電流通路即發(fā)出信號(hào)，執(zhí)行切斷所述電源的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的電解處理裝置，其特征在于，所述檢測(cè)電路包括第一檢測(cè)器，安排成監(jiān)控所述防護(hù)裝置和第一電極之間的電特性的差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的電解處理裝置，其特征在于，所述檢測(cè)電路包括第二檢測(cè)器，用于監(jiān)控所述防護(hù)裝置和第二電極之間的電特性的差值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的電解處理裝置，其特征在于，所述檢測(cè)電路包括第三檢測(cè)器，用于監(jiān)控電極之間的電特性的差值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述的電解處理裝置，其特征在于，所述檢測(cè)電路包括與電壓檢測(cè)器相關(guān)聯(lián)的開關(guān)，所述電壓檢測(cè)器被安排成產(chǎn)生用于響應(yīng)于所監(jiān)控的電壓差超過預(yù)定閾值打開開關(guān)的信號(hào)，使得一旦開關(guān)開啟，所述電壓源關(guān)閉。
7.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電解處理裝置，其特征在于，所述防護(hù)裝置包括除了所述保護(hù)導(dǎo)體上的安排成和所述監(jiān)控電路電耦合的那些表面之外的所有表面上提供的絕緣涂層。
8.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電解處理裝置，其特征在于，所述防護(hù)裝置安排成密封所述第一電極的一部分。
9.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電解處理裝置，其特征在于，所述保護(hù)導(dǎo)體盤繞在所述第一電極周圍。
10.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電解處理裝置，其特征在于，所述防護(hù)裝置包括安排成固定將所述導(dǎo)體和所述第一電極隔開的絕緣支架。
11.根據(jù)權(quán)利要求3-5任一項(xiàng)所述的電解處理裝置，其特征在于，所述檢測(cè)電路的電特性是指電壓、電阻或電流的一種或多種。
12.根據(jù)前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電解處理裝置，其特征在于，所述檢測(cè)電路包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)定點(diǎn)，所述設(shè)定點(diǎn)為固定值或者是根據(jù)電源輸出自動(dòng)調(diào)整。
13.用于根據(jù)權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的電解處理裝置的為第一和第二電極之間提供屏障的防護(hù)裝置，所述防護(hù)裝置允許電極之間的電解質(zhì)中通過電流，其特征在于所述防護(hù)裝置包括與所述電極電氣隔離的保護(hù)導(dǎo)體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的防護(hù)裝置，其特征在于，所述防護(hù)裝置包括除了所述保護(hù)導(dǎo)體上的安排成和監(jiān)控電路電耦合的那些表面之外的所有表面上提供的絕緣涂層。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的防護(hù)裝置，其特征在于，所述防護(hù)裝置安排成密封所述第一電極的一部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求13-15任一所述的防護(hù)裝置，其特征在于，所述保護(hù)導(dǎo)體盤繞在所述第一電極周圍。
17.根據(jù)權(quán)利要求13-16任一所述的防護(hù)裝置，其特征在于，所述防護(hù)裝置包括安排成固定就愛你共所述導(dǎo)體和所述第一電極隔開的絕緣支架。
18.基本上參照?qǐng)D6-7在本文描述的電解處理裝置。
19.基本上參照?qǐng)D4-7在本文描述的防護(hù)裝置。
全文摘要
電解處理裝置包括用于電耦合第一和第二電極的電壓源、電耦合至該電壓源的檢測(cè)電路和用于在第一和第二電極之間提供屏障的防護(hù)裝置。該防護(hù)裝置安排成允許電極之間的電解質(zhì)中通過電流。該防護(hù)裝置包括安排成與電極電氣隔離的保護(hù)導(dǎo)體。該保護(hù)導(dǎo)體安排成電耦合至該檢測(cè)電路，使得該檢測(cè)電路能夠檢測(cè)出一側(cè)的該保護(hù)導(dǎo)體與另一側(cè)的任一電極之間存在電流通路。
文檔編號(hào)C25D21/10GK102597333SQ201080041325
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月16日
發(fā)明者文森佐·布塔希 申請(qǐng)人:文森佐·布塔希