專利名稱：陰極板鋅片沖擊式預開口裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種濕法冶金設備，特別是涉及ー種陰極板鋅片沖擊式預開口裝置。
背景技術：
在濕法冶金電積過程中，在電流作用下電解槽中陰極板表面逐漸形成金屬沉積(如鋅、銅等)，當金屬沉積厚度達到要求時，將陰極板從電解槽取出，用人工方式或機械方式將沉積金屬剝離，得到所需要的金屬產品，然后將陰極板送回電解槽，開始新ー輪金屬沉積，如此循環，生產出高純度的金屬。沉積金屬與陰極板的附著強度，即剝離的難易程度與電解エ藝參數有夫，也與雜質含量有夫。現有的機械化剝鋅設備對電解エ藝參數要求很高，對電解液要求深度浄化，對雜質含量要求嚴格控制，這樣雖然可使鋅片易于剝離，適應了機械化剝鋅要求，但卻大大增加了企業生產難度和生產成本,企業難以嚴格執行，因此,實際生產中鋅片附著力往往較大，剝離難度也往往較大，現有機械化剝鋅設備難以獨立正常作業，需要人工預先將鋅片開ロ，然后讓剝鋅設備在已預開ロ的情況下完成后續的鋅片剝離工作。陰極板鋅片預開ロ(預剝離)是機械化剝鋅的核心エ序。陰極板鋅片剝離的難點是陰極板鋅片的預開ロ，只有陰極板上鋅片被成功預開ロ，后續剝離整個鋅片才有了基礎。影響開ロ成功率的因素很多，如陰極板變形、鋅片上部邊緣不平整、陰極板和刀具定位不準確、電解エ藝參數波動和電解液雜質超標使鋅片附著力加大等，都對機械化鋅片預開ロ作業造成不利影響，開ロ不成功導致無法剝片，最終造成機械剝片失敗。可見鋅片預開ロ是機械化剝鋅至關重要的ー環，該環節出問題了，后序機械剝鋅環節就無法順利進行。現有技術中，陰極板鋅片預剝離(預開ロ)技術是鑿刀鏟切式預開ロ及振打式預開ロ，現有技術存在以下缺點I、鑿刀鏟切式預開ロ 在鑿刀鏟切式預開ロ過程中，鑿刀相對于陰極板鋅片低速運動，鑿刀刀刃幾乎以靜態カ方式插入陰極板與鋅片的附著面進行鏟切，在鋅電積生產過程中，電積エ藝參數波動和電解液雜質含量增高是難以避免的事情，這些不利因素使得陰極板與鋅片之間附著力顯著加大，難以剝離，需要加大鏟切力才能實現預開ロ，由于陰極板和導電棒均是純鋁制造，材料強度和表面硬度都較低，陰極板不耐磨損，導電棒承載カ較小，所以預開ロ刀具向下鏟切カ也必須較小，否則會造成導電棒彎曲，毀壞陰極板，這些限制因素降低了預剝離的成功率，最終影響了機械剝鋅成功率。另外，在不影響產品質量等級的前提下，過于嚴格的エ藝和雜質控制要求，雖然會使鋅片附著力減小，有利于剝鋅，但也會帶來生產成本的增カロ，企業難以認真執行，這也導致目前機械剝鋅時預開ロ成功率不高的原因。2、振打式預開ロ 振打式預開ロ通過兩組氣錘敲擊陰極板鋅片的上部邊緣處，使其松動并產生預開ロ。振打式預開ロ的成功率與鋅片附著性能密切相關，當鋅片附著強度較大時，振打式預開 ロ的效果受到很大影響，所以能否開ロ成功具有不確定性，開ロ成功率低，由于鋅片在陰極板上的附著強度受各種因素影響，較難控制，所以振打式預開ロ難以滿足實際生產要求。另夕卜，振打式預開ロ在振打過程產生較大的噪音，危害車間作業環境，陰極板在長期振打后還會產生變形，導致后續鋅片剝離困難，陰極板變形還會造成陰陽極間發生碰電短路，給正常生產帶來不利影響。
發明內容
本發明的目的是提供一種效率高、適應性強、開ロ成功率高的陰極板鋅片沖擊式預開口裝置。本發明的目的是通過以下技術方案實現的本發明的陰極板鋅片沖擊式預開口裝置，包括預開ロ液壓沖擊器和液壓控制系
統；所述預開ロ液壓沖擊器包括缸體和沖擊活塞，在沖擊活塞下部的活塞桿的頭部安裝有預開ロ刀具；所述液壓控制系統包括液壓蓄能器加速控制回路和充液回路；所述液壓蓄能器加速控制回路與所述預開ロ液壓沖擊器的缸體連接，所述液壓蓄能器加速控制回路上設有單向閥、蓄能器、壓カ開關和液動換向閥；所述充液回路通過電磁換向閥與所述液壓蓄能器加速控制回路連接，所述充液回路上設有液壓泵、充液閥、蓄能器、調速閥、減壓閥、壓カ開關、吸油濾油器和回油濾油器；所述液動換向閥的液控ロ通過電磁換向閥與所述電磁換向閥連接，且該連接回路上設有減壓閥。由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明提供的陰極板鋅片沖擊式預開ロ裝置，由于在常規預開ロ刀具上増加液壓沖擊器和沖擊器液壓控制回路，構成動態沖擊式預開ロ技術和裝置，液壓沖擊器以蓄能器儲存的液壓能為動力，將蓄能器儲存的液壓能轉變為沖擊活塞和剝刀的高速運動沖擊能，由此顯著加快了預開ロ刀具相對于陰極板的運動速度，預剝離刀刃在鋅片的附著面處形成瞬間巨大沖擊式鏟切力，此時既有慣性カ又有沖擊力，可以充分利用剝刀的慣性カ和運動沖量，是ー種動態的鏟切，有利于擴展裂隙，有利于鋅片剝離，由此顯著提高了鋅片預剝離成功率，鋅片預剝離成功率達95%以上，比現有技術約高出10%以上，同時充分利用整個陰極板及鋅片質量的慣性來承受沖擊力，減少對導電棒的作用力，即通過沖擊式預開ロ方式在顯著增加預開ロ鏟切カ的同時，沒有増加導電棒所受的作用力，該動態沖擊鏟切力遠遠大于現有技術的靜態鏟切力，解決了現有技術中預剝離鏟切カ受導電棒強度限制、預剝離鏟切カ較小的問題，大大増加了鋅片開ロ成功率，能更好地適應了陰極板剝鋅作業要求。
圖I為本發明實施例提供的陰極板鋅片沖擊式預開口裝置在剝鋅機中的整體結構示意圖；圖2為本發明的實施例中預開ロ液壓沖擊器和陰極板視圖；圖3為本發明的實施例中液壓控制系統的原理圖；圖4為本發明的實施例中沖擊蓄能器油壓與沖擊活塞行程關系曲線圖5為本發明的實施例中沖擊活塞速度與沖擊活塞行程關系曲線圖；圖6為本發明的實施例中活塞沖擊功與沖擊活塞行程關系曲線圖。
具體實施例方式下面將對本發明實施例作進ー步地詳細描述。本發明陰極板鋅片沖擊式預開口裝置，其較佳的具體實施方式
如圖I、圖2、圖3所示包括預開ロ液壓沖擊器19和液壓控制系統；所述預開ロ液壓沖擊器19包括缸體10和沖擊活塞9，在沖擊活塞9下部的活塞桿 的頭部安裝有預開ロ刀具5 ；所述液壓控制系統包括液壓蓄能器加速控制回路和充液回路；所述液壓蓄能器加速控制回路與所述預開ロ液壓沖擊器19的缸體10連接，所述液壓蓄能器加速控制回路上設有單向閥24、蓄能器23、壓カ開關22和液動換向閥20 ；所述充液回路通過電磁換向閥26與所述液壓蓄能器加速控制回路連接，所述充液回路上設有液壓泵32、充液閥31、蓄能器29、調速閥28、減壓閥27、壓カ開關30、吸油濾油器34和回油濾油器33 ；所述液動換向閥20的液控ロ通過電磁換向閥21與所述電磁換向閥26連接，且該連接回路上設有減壓閥25。所述沖擊活塞9下部和上部均設有活塞桿，且下部和上部的活塞桿的直徑不同。所述充液閥31設有高限設定值和低限設定值；當蓄能器29油壓低于充液閥31的低限設定值吋，從液壓泵32輸出的液壓油經充液閥31向蓄能器29充油，使該蓄能器29油壓逐步上升，當蓄能器29的油壓達到充液閥31的高限設定值吋，充液閥31停止向蓄能器29充油，轉而將液壓泵32輸出的液壓油直接通回油箱，油泵處于卸荷狀態；所述調速閥28用于穩定所述蓄能器23的充液流量，所述減壓閥27用于消除所述充液閥31的油壓高限設定值和低限設定值的影響，使蓄能器23的充液壓力穩定。所述沖擊活塞9下部的活塞桿通過銷軸8連接有連桿6、7，用于保持預開ロ刀具5的刀刃的方位。本發明的動作原理是預開ロ刀具與沖擊器活塞端部相連接，隨沖擊器活塞一同運動，獲得較高動能后動態鏟切鋅片附著面，實現鋅片動態沖擊式預開ロ。沖擊器可以是液動的，也可是氣動的或是電動的，考慮到預開ロ刀具刀刃到鋅片上部邊緣的距離較小，即預開ロ刀具從初始位置開始向下加速運動到預開ロ刀具刀刃開始接觸鋅片時的加速行程較短(約60mm)，需要在短距離內將預開ロ刀具加速到高速，對沖擊器的加速能力要求較高，液壓傳動能更好地符合這種要求，所以本發明優選液壓驅動的沖擊器。沖擊器的運動可以分為三個階段，第一階段是沖擊器活塞帶動預開ロ刀具，從初始位置到預開ロ刀具刀刃接觸鋅片前的加速階段，該階段的特點是要求沖擊器油壓高，カロ速能力強，以保障在較短的距離內將沖擊活塞加速到要求的運動速度；第二階段是預開ロ刀具刀刃瞬間作用于陰極板與鋅片結合面，將高速動能轉變為瞬間巨大沖擊カ使其產生微小開口，該階段特點是作用時間極短；第三階段是沖擊器活塞帶動預開口刀具繼續下壓階段，將預開口刀具進一步插入陰極板與鋅片之間的縫隙，將鋅片上角部從陰極板分離開，實現鋅片預開口，該階段特點是預開口刀具將下壓力持續作用于陰極板和鋅片，并傳遞到導電棒，因此要求沖擊器活塞油壓較低，以便控制預開口刀具的向下作用力，避免壓彎陰極板導電棒。不同于常規液壓系統，本發明液壓沖擊器不直接由液壓泵供油，而是由液壓蓄能器加速控制回路中蓄能器儲存的壓力油作為動力源，這樣既可以為滿足液壓沖擊器需要的瞬間大流量，避免選用大規格的液壓泵，還可隨沖擊過程不斷減小液壓沖擊器油源壓力，使得沖擊器油壓在預開口刀具刀刃開始鏟切鋅片之前已經下降到安全值以下，使該鏟切力的大小得到有效控制，達到安全值以下，避免因沖擊器油壓過高、作用力太大而損壞陰極板導電棒。通過調節蓄能器容積、蓄能器充氣壓力和蓄能器最高充液壓力，可調節沖擊器的沖擊功，還可改變蓄能器油壓隨沖擊活塞行程的函數關系，以適應不同附著力鋅片的剝離要求，及適應不同尺寸導電棒的強度要求。液壓沖擊器的沖擊功與蓄能器充氣容積、蓄能器油壓、沖擊活塞直徑、位移、速度、
質量、流量等的關系由下列方程組表達
權利要求
1.ー種陰極板鋅片沖擊式預開口裝置，其特征在于，包括預開ロ液壓沖擊器(19)和液壓控制系統； 所述預開ロ液壓沖擊器(19)包括缸體(10)和沖擊活塞(9)，在沖擊活塞(9)下部的活塞桿的頭部安裝有預開ロ刀具(5)； 所述液壓控制系統包括液壓蓄能器加速控制回路和充液回路； 所述液壓蓄能器加速控制回路與所述預開ロ液壓沖擊器(19)的缸體(10)連接，所述液壓蓄能器加速控制回路上設有單向閥(24)、蓄能器(23)、壓カ開關(22)和液動換向閥(20)； 所述充液回路通過電磁換向閥(26)與所述液壓蓄能器加速控制回路連接，所述充液回路上設有液壓泵(32)、充液閥(31)、蓄能器(29)、調速閥(28)、減壓閥(27)、壓カ開關(30)、吸油濾油器(34)和回油濾油器(33)； 所述液動換向閥(20)的液控ロ通過電磁換向閥(21)與所述電磁換向閥(26)連接，且該連接回路上設有減壓閥(25 )。
2.根據權利要求I所述的陰極板鋅片沖擊式預開口裝置，其特征在于，所述沖擊活塞(9)下部和上部均設有活塞桿，且下部和上部的活塞桿的直徑不同。
3.根據權利要求I或2所述的陰極板鋅片沖擊式預開口裝置，其特征在于，所述充液閥(31)設有高限設定值和低限設定值； 當蓄能器(29)油壓低于充液閥(31)的低限設定值時，從液壓泵(32)輸出的液壓油經充液閥(31)向蓄能器(29)充油，使該蓄能器(29)油壓逐步上升，當蓄能器(29)的油壓達到充液閥(31)的高限設定值吋，充液閥(31)停止向蓄能器(29)充油，轉而將液壓泵(32)輸出的液壓油直接通回油箱，油泵處于卸荷狀態； 所述調速閥(28)用于穩定所述蓄能器(23)的充液流量，所述減壓閥(27)用于消除所述充液閥(31)的油壓高限設定值和低限設定值的影響，使蓄能器(23)的充液壓力穩定。
4.根據權利要求I或2所述的陰極板鋅片沖擊式預開口裝置，其特征在于，所述沖擊活塞(9)下部的活塞桿通過銷軸(8)連接有連桿(6、7)，用于保持預開ロ刀具5的刀刃的方位。
全文摘要
本發明公開了一種陰極板鋅片沖擊式預開口裝置，包括預開口液壓沖擊器和液壓控制系統；預開口液壓沖擊器包括缸體和沖擊活塞，在沖擊活塞下部的活塞桿的頭部安裝有預開口刀具；液壓控制系統包括液壓蓄能器加速控制回路和充液回路；液壓蓄能器加速控制回路與預開口液壓沖擊器的缸體連接，液壓蓄能器加速控制回路上設有單向閥、蓄能器、壓力開關和液動換向閥；充液回路通過電磁換向閥與液壓蓄能器加速控制回路連接，充液回路上設有液壓泵、充液閥、蓄能器、調速閥、減壓閥、壓力開關、吸油濾油器和回油濾油器；液動換向閥的液控口通過電磁換向閥與電磁換向閥連接。效率高、適應性強、開口成功率高，能更好地適應了陰極板剝鋅作業要求。
文檔編號C25C1/16GK102660758SQ201210187199
公開日2012年9月12日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者馮孝華, 戰凱, 石峰, 郭鑫, 顧洪樞 申請人:北京礦冶研究總院, 北礦機電科技有限責任公司