一种电泳涂装设备及其管式阳极的制作方法

本实用新型涉及电泳涂装技术领域，尤其涉及一种电泳涂装设备及其管式阳极。

背景技术：

在外加直流电源的作用下，胶体微粒在分散介质里向阴极或阳极作定向移动，这种现象叫做电泳。

电泳涂装(electro-coating)是利用外加直流电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的基底表面的涂装方法。电泳涂装是近些年来发展起来的一种特殊涂膜形成方法，是对水性涂料最具有实际意义的施工工艺，具有水溶性、无毒、易于自动化控制等特点。离子交换膜是一种具有选择透过性的功能高分子薄膜。由阴离子交换材料组成的膜称为阴离子交换膜，它对阴离子具有选择透过性，简称阴膜。

阴极电泳是普遍采用的涂装工艺，它是提高被涂物使用寿命(耐腐蚀性)的主要手段，广泛应用于汽车制造、机械、电器、五金等行业，赋予加工件良好的装饰、防腐蚀和耐气候等性能。在阴极电泳中，所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷)的树脂和颜料浆，被涂物作为阴极。在当前国内外金属材料表面处理工艺中首选阴极电泳涂装。

现有的阴极电泳涂装设备一般包括电泳槽、管式阳极和电气设备等。管式阳极是指在阴极电泳涂装中使用的带阴离子交换膜的阳极，它由阳极端盖、电极管和阳极隔膜等几部分组成，由于阳极一般设计为管状，因此称为管式阳极。阳极电极是指处于阳极管中间由不锈钢材料构成的钢管。阳极隔膜就是指阴离子交换树脂。

阴极电泳中以低电位电极为阴极，所采用的电泳涂料是阳离子型(带正电荷)，它是将具有导电性的被涂物浸渍在装满水稀释的、浓度比较低的电 泳涂料槽中作为阴极，在电泳槽中另设置与其相对应的高电位电极为阳极，在两电极间通直流电，在阴极上便可析出均一、水不溶的涂膜。

当面积较大的工件(如汽车车身、卡车驾驶室等)使用阴极电泳工艺时，在电泳槽中阳极整流电压大多分为两段：低压段(直流电压在150V～200V之间)和高压段(直流电压在240V～400V之间)。由于高压段的阳极对低压段的阳极有电位差，低压段阳极管相对高压段来说就是阴极，电泳时就会有涂料在低压段阳极隔膜表面沉积，使低压段阳极隔膜逐渐被覆盖且电阻加大，从而慢慢失去离子交换性能，降低了阳极使用寿命。

目前，本领域技术人员一般通过加大低压段和高压段的间距来防止阳极电流回流。当间距达到一定距离(1.5米到3米)后，高压段对低压段的电场影响就会大大降低。然而，这种做法加大了电泳槽的长度，增加了涂装成本。

因此，如何防止高压段阳极对低压段阳极的干扰，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的第一个目的是提供一种管式阳极，可以有效地防止高压段阳极对低压段阳极产生干扰，避免电泳涂料在低压段阳极上沉积。本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述管式阳极的电泳涂装设备。

为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种管式阳极，包括阳极电极和开关二极管，所述开关二极管的阳极用于连接供电电源，所述开关二极管的阴极连接于所述阳极电极。

优选地，在上述管式阳极中，所述管式阳极包括用于容纳所述阳极电极端部的阳极罩头，所述阳极罩头包括阳极罩顶盖和贯穿所述阳极罩顶盖的导电连接柱，所述开关二极管设置于所述阳极罩顶盖上方并通过所述导电连接柱连接于所述阳极电极。

优选地，在上述管式阳极中，所述阳极罩顶盖上方还设置有用于容纳所述开关二极管及二极管接线端的顶盖弯头。

优选地，在上述管式阳极中，所述开关二极管通过铜锁块连接于所述导 电连接柱。

优选地，在上述管式阳极中，所述阳极电极通过螺母连接于所述导电连接柱。

优选地，在上述管式阳极中，所述阳极罩头还设置有贯穿所述阳极罩顶盖的阳极进水管，所述阳极进水管的下端连通所述阳极电极的管内腔，所述阳极罩头的侧壁设置有阳极出水口。

优选地，在上述管式阳极中，所述阳极罩头的下端连接有包围所述阳极电极的阳极隔膜，所述阳极隔膜的下端设置有阳极底座。

一种电泳涂装设备，包括电泳槽和设置于所述电泳槽内的多个阳极，多个所述阳极包括低压段阳极和高压段阳极，所述高压段阳极的电位高于所述低压段阳极的电位，所述低压段阳极为如上任一项所述的管式阳极。

优选地，在上述电泳涂装设备中，所述低压段阳极的电位为150～200V，所述高压段阳极的电位为240～400V。

优选地，在上述电泳涂装设备中，多个所述管式阳极的间距为250～500mm。

本实用新型提供的管式阳极，包括阳极电极和开关二极管，所述开关二极管的阳极用于连接供电电源，所述开关二极管的阴极连接于所述阳极电极。在给开关二极管加正向偏压时处于导通状态，在加反向偏压时处于截止状态，在电路中起到接通电流、关断电流的作用。本方案提供的管式阳极可作为分段供电式电泳涂装设备中的低压段阳极，当在低压段阳极增加开关二极管时，只保留低压段阳极对电泳工件(阴极)的电场电压，高压段阳极对低压段阳极的逆向电泳就会被开关二极管屏蔽，防止涂料在电压较低的阳极或阳极隔膜上沉积导致阳极失效。可见，本方案不仅可使低压段阳极免受高压段阳极的干扰，而且还可以缩小低压段阳极和高压段阳极的安装间距。

本实用新型还提供了一种电泳涂装设备，包括电泳槽和设置于所述电泳槽内的多个阳极，多个所述阳极包括低压段阳极和高压段阳极，所述高压段阳极的电位高于所述低压段阳极的电位，所述低压段阳极为如上任一项所述的管式阳极。该电泳涂装设备产生的有益效果的推导过程与上述管式阳极带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型具体实施例中的管式阳极局部结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例中的开关二极管与阳极电极连接结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例中的电泳涂装设备应用结构侧视图；

图4为本实用新型具体实施例中的电泳涂装设备应用结构正视图；

图5为本实用新型具体实施例中的电泳涂装设备应用结构俯视图。

图1至图5中：

1-二极管接线端、2-开关二极管、3-铜锁块、4-阳极罩顶盖、5-阳极电极、6-螺母、7-导电连接柱、8-阳极罩头、9-顶盖弯头、10-阳极进水管、11-阳极出水口、12-阳极隔膜、13-阳极底座、14-低压段铜牌、15-阴极、16-电泳工件、17-电泳槽、18-高压段铜牌。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1至图5，在一种具体实施例方案中，本实用新型提供了一种管式阳极，包括阳极电极5和开关二极管2，开关二极管2的阳极用于连接 供电电源，开关二极管2的阴极连接于阳极电极5。

开关二极管2的开关作用是利用二极管的单向导电特性来完成的，在给开关二极管2加正向偏压时处于导通状态，在加反向偏压时处于截止状态，在电路中起到接通电流、关断电流的作用。本方案提供的管式阳极可作为分段供电式电泳涂装设备中的低压段阳极，当在低压段阳极增加开关二极管2时，只保留低压段阳极对电泳工件(阴极)的电场电压，高压段阳极对低压段阳极的逆向电泳(即电流)就会被开关二极管2屏蔽，防止涂料在电压较低的阳极或阳极隔膜上沉积导致阳极失效。可见，本方案不仅可使低压段阳极免受高压段阳极的干扰，而且还可以缩小低压段阳极和高压段阳极的安装间距，降低了涂装成本。

请参照图1和图2，本方案提供的管式阳极还包括用于容纳阳极电极5端部的阳极罩头8，阳极罩头8包括阳极罩顶盖4和贯穿阳极罩顶盖4的导电连接柱7，开关二极管2设置于阳极罩顶盖4上方并通过导电连接柱7连接于阳极电极5。当然，本方案还可以将开关二极管2直接连接于阳极电极5的顶端。

优选地，阳极罩顶盖4上方还设置有用于容纳开关二极管2及二极管接线端1的顶盖弯头9，顶盖弯头9可保护开关二极管2及二极管接线端1等部件免受电泳槽16中的液体溅湿。

为了便于在原有的管式阳极上增设开关二极管2，优选地，本方案中的开关二极管2通过铜锁块3连接于导电连接柱7，铜锁块3具有两个螺纹孔，分别用于连接导电连接柱7以及开关二极管2下部的接线端，阳极电极5则优选通过螺母6连接于导电连接柱7。当然，本领域技术人员还可以选用其他形式的导电连接件，或采用焊接等直接连接的方式来连接开关二极管2和阳极电极5。

需要说明的是，本方案中的阳极罩头8还设置有贯穿阳极罩顶盖4的阳极进水管10，阳极电极5为管状电极，阳极进水管10的下端连通阳极电极5的管内腔，阳极罩头8的侧壁设置有阳极出水口11。阳极进水管10用于向管状的阳极电极5内通入水，用于稀释阴离子，阳极出水口11则用于排放阴离子稀释液。

阳极罩头8的下端连接有包围阳极电极5的阳极隔膜12，即阴离子交换膜，阳极隔膜12的下端设置有阳极底座13。

请参照图3至图5，本实用新型还提供了一种电泳涂装设备，具体包括电泳槽17和设置于电泳槽17内的多个阳极，这些阳极分为低压段阳极和高压段阳极，高压段阳极的电位高于低压段阳极的电位，低压段阳极采用上述设置有开关二极管2的管式阳极。该电泳涂装设备可用于对面积较大的电泳工件16进行涂装。具体的，本方案中的低压段阳极的电位为150～200V，高压段阳极的电位为240～400V。当然，本领域技术人员还可以根据需求设定不同的电位。

需要说明的是，电泳槽17的两侧一般均设置有阳极，图3至图5中只示出了一侧的阳极。电泳工件16连接阴极15，在电泳涂装加工时，电泳工件16从电泳槽17的低压段阳极处行进至高压段阳极处，依次完成低压电泳和高压电泳。图3中电泳槽17内的箭头以及图5中各个阳极指向电泳工件16的箭头表示涂料随电流由阳极向电泳工件16移动、沉积，图4中的箭头和图5中两个电泳工件16之间的箭头表示电泳工件16的行进方向。阴离子则在阳极隔膜12处进行交换。低压段铜牌14用于连接低压供电电源，高压段铜牌18用于连接高压供电电源。

需要说明的是，本方案中的管式阳极的最大外径为120mm左右，为了便于安装和检修，同时为了保证电泳工件16的涂膜均匀度，优选地，本方案中的多个管式阳极的间距为250～500mm，二极管的散热和检修都非常方便。当然，本领域技术人员还可以根据不同尺寸的阳极和需求来设计各个阳极之间的间距。

下面通过实例来说明本方案的有益效果：根据本实用新型方案制造用于汽车阴极电泳的管式开放式阳极罩元件，其规格为RTAO-2400，有效膜长2.4米，阳极电极长2.7米，阳极罩头长0.4米。将此阳极膜罩产品放入河北长安涂二装车间与原有阳极对比使用，阳极电极使用寿命均有5％-10％提高，阳极维护周期延长1-2倍。

可见，本实用新型设计了一种一体化的防干扰阳极罩，通过在低压段阳极的阳极罩顶盖上集成一套单向开关二极管，可以防止高压段阳极对低压段 阳极产生电流而导致涂料在低压段阳极或阳极隔膜上产生沉积。同时，可以使低压段和高压段阳极管的间距缩短至0.5米左右。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。