一种用于提高管道内表面电解抛光效率的装置的制作方法

本发明涉及电化学抛光装置领域，更具体地说，涉及管道内表面的电解抛光装置领域。

背景技术：

1、随着工业生产技术的不断发展，管道在各行各业都有着广泛的应用，而传统加工工艺生产的管道内表面粗糙度很高，因其在使用过程中内表面凸出部分易溶解、脱落成杂质，会影响高精密设备的正常运行，所以在将管道应用到一些具有高精密设备的领域比如医药、食品、化工、核工业、航空、航天等领域前，需要对管道内表面进行抛光处理以降低其粗糙度。

2、高精密电解抛光是一种对管道内部进行抛光的常用处理工艺，其原理为：以管道为阳极，不溶性金属为阴极，共置于电解液中，给阴阳极通电，阴阳极间会有电流通过，将在管道表面上形成氧化膜、盐膜或氧的吸附层等，使阳极的金属溶解速率急剧下降，即处于钝化状态。但这种钝化膜层又有可能在电解液中溶解，而使阳极重新活化。在某一电流密度下，金属钝化与金属溶解在交替地进行着。管道内表面上凸起部分钝化的稳定性低于凹陷部分，溶解速率较高。于是凹陷部分受到保护，而凸起部分优先溶解，遂对管道内表面起到了整平与出光的作用。

3、由于电解液具有一定的粘稠度，因此现有技术中的电解抛光装置在对管道内部进行浸润时始终存在气泡，尤其是对于不锈钢制成的杯体的内部而言更为严重。如果存在气泡就会导致电解抛光后的不锈钢容器的内壁面上存在电解不良的瑕疵，即白斑。从而导致了现有技术中的电解抛光装置或者生产设备对不锈钢容器的内壁面进行电解抛光的效果不佳。

4、专利号为cn 116121842 a 提出的一种管道内表面电化学抛光装置， 通过阴极棒在管道内进行往复运动以及电解液的循环流动，电解抛光过程中产生的杂质、气泡可以被及时排出到管外，避免影响电解抛光的效果。然而该装置一次只能清理单只管道，工作效率较低，且若要多个管道同时清理，需增加装置数量，成本较高。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种用于提高管道内表面电解抛光效率的装置，在能够将电解抛光过程中产生的杂质、气泡及时排出到管外，避免影响电解抛光的效果的基础上，实现对于多个管道的同时抛光操作，从而提高工作效率，且成本可控。

2、本发明通过以下技术方案得以实现：

3、一种用于提高管道内表面电解抛光效率的装置，包含电源系统、电解液循环装置以及阴极棒，所述阴极棒通过导线与所述电源系统的负极电连接，其特征在于，所述阴极棒为多个，分别设置在各个管道中，该种用于提高管道内表面电解抛光效率的装置还包括带动多根所述阴极棒分别在各自所处的管道内部进行往复移动的移动装置，所述移动装置包含驱动装置以及与所述导线连接的卷轴，所述驱动装置带动所述卷轴对所述导线进行收线放线，实现所述阴极棒的往复移动。

4、所述电源系统可选用现有技术中的直流电源，对装置进行供电。其正极与多根管道分别电连接。每根管道内均含所述阴极棒以及电解液，所述电源系统的负极经所述导线和所述卷轴分别与多根所述阴极棒电连接。上电后，管道为正极，所述阴极帮为负极，共置于电解液之中进行电解反应，从而实现对管道内部的抛光。与此同时，管道一端连接有实现管道内外电解液循环的所述电解液循环装置，可选用现有技术中的电泵对为电解液循环提供动力。所述驱动装置可选用现有技术中的伺服电机，其可以通过特定的控制信号精确地控制位置、速度和加速度，带动所述卷轴进行旋转，然后一起带动缠绕在所述卷轴上的导线一起转动，对导线进行卷线放线，从而实现了所述阴极棒在各自所处的管道内部进行往复移动。

5、该种用于提高管道内表面电解抛光效率的装置，通过所述电解液循环装置对管道内外的电解液进行循环，使得电解过程中产生的杂质随着电解液排出管外。同时，多根管道内部的所述阴极棒被所述移动装置带动同时在各自的管道内进行往复运动，使得附着在所述阴极棒附近的气泡更容易被排出管外，避免管道内壁产生白斑影响抛光效果。且通过所述卷轴和所述驱动装置配合，带动多根阴极棒同时运动，可提高该装置的工作效率，无需增加额外的动力装置，成本可控。综上所述，该种用于提高管道内表面电解抛光效率的装置能够将电解抛光过程中产生的杂质、气泡及时排出到管外，避免影响电解抛光的效果的基础上，还能提高工作效率，且成本可控。

6、作为本发明的优选，所述移动装置还包括与所述卷轴连接的导电滑环和铜排，所述导线经所述导电滑环和所述铜排与所述电源系统的负极连接。

7、所述导线一端与所述阴极棒连接，另一端经所述卷轴与所述导电滑环连接，并通过与所述导电滑环的另一侧连接的所述铜排与所述电源系统的负极实现电连接。所述导电滑环是一种用于传输电力、信号或数据的设备，通常用于旋转部件如电机、发电机或雷达天线等的连接，可以保证所述导线在发生转动的同时，仍能实现与所述电源系统的电连接。铜排是一种用于电气传导的铜制平板或窄条，通常用于电力配电系统、控制柜、电子设备和其他需要传导电流的场合，其具体良好的导电率和导热性，有助于多根所述阴极棒与所述电源系统的良好的电连接，并减少安全隐患。

8、作为本发明的优选，所述卷轴含有内腔和外壳体，所述外壳体上设有多个与所述阴极棒位置相对应的导线孔，每根所述阴极棒上连接的所述导线，均穿过对应位置上的所述导线孔，进入所述内腔，与所述导电滑环连接。

9、每根所述阴极棒其竖直方向上均设有一个导线孔，所述导线一端与所述阴极棒连接，一端通过所述对应位置上的导线孔，进入所述内腔，与所述导电滑环连接。所述导线孔的位置与所述阴极棒所处的位置相对应，可以对所述导线起到限位作用，保证所述阴极棒的移动路径为竖直方向，使得阴极棒的往复移动更加稳定，避免所述阴极棒与管道接触发生短路。提高了装置的稳定性和安全性。同时每个所述导线孔之间均有一定的间隔空隙，避免了多根导线之间发生缠绕现象，有助于所述卷轴对所述导线进行收线放线，提高装置工作效率和工作安全性。

10、作为本发明的优选，还包括与所述阴极棒连接且用于避免所述阴极棒与管道内壁发生触碰并造成短路的绝缘垫片，所述绝缘垫片含垫片主体和位于其中心且供所述阴极棒贯穿的贯穿槽，所述阴极棒上设有棒体和卡和槽，所述垫片主体与所述卡和槽卡接。

11、管道内壁不能与所述阴极棒发生接触，会发生短路并引发安全隐患，同时也会影响管道内壁各部分电解不均匀。通过所述卡和槽与所述垫片主题51配合，实现所述阴极棒与所述绝缘垫片的固定卡接，避免了所述阴极棒与管道接触引发短路。垫片主体可以选用现有技术中的pvc材料，其具有良好的耐腐蚀性和导电性，可以长期有效的避免装置发生短路，减少安全隐患。

12、另外，当所述阴极棒被所述移动装置带动进行往复运动时，所述绝缘垫片也被带动同时进行往复运动，增大了与电解液的接触面积，更好的将杂志和气泡排出。并且由于所述贯穿槽位于中心位置，加上所述卡和槽与所述垫片主体配合，使得所述绝缘垫片不会因受力不均而发生倾斜，保证了所述阴极棒的移动的稳定性，降低了短路风险。

13、作为本发明的优选，所述绝缘垫片上还设有多个供电解液流通的通孔以及与用于避免所述垫片主体与管道内壁直接接触的弹性部件。

14、通过在所述垫片主体外围一圈设置弹性部件，使得所述绝缘垫片与管道内壁的进行弹性接触，避免所述绝缘垫片因管道内壁的细小凸起而卡在管道内部，影响所述阴极棒的往复运动。而所述通孔可以减少所述绝缘垫片往复移动时收到的阻力，因为较大的阻力会影响所述阴极棒往复移动时的顺畅性，还会增大装置能耗。在所述绝缘垫片上设有通孔，可以在保证与电解液的接触面积的同时，减小所述阴极棒移动的阻力，使得移动的顺畅性和与电解液增大接触面积两者达到一个合理平衡，还能降低装置能耗，节能环保。

15、作为本发明的优选，所述移动装置还包括用于控制所述驱动装置运转的控制单元；所述弹性部件上设有应力传感器，用于检测所述弹性部件受到的水平方向上的应力变化，并将检测结果反馈给所述控制单元。

16、弹性部件与管道内壁直接接触，所述应力传感器检测所述弹性部件其水平方向上的应力变化，并反馈给所述控制单元。所述控制单元根据应力变化大小进行判断管道内壁是否抛光完成：若管道内壁整体较为光滑无细小突起，应力变化值小于最小设定值，几乎无变化，则控制所述驱动装置停止运行，提醒工作人员抛光结束；若管道内部仍有细小凸起，平整度未达要求，则应力变化值超出最小值，则控制所述驱动装置继续运行；

17、若管道内因产生的废料造成堵塞或其它不确定因素使得装置不能正常运行时，应力变化值会超过最大设定值，则控制所述驱动装置停止运行，并提醒工作人员对装置进行检测。

18、通过应力传感器与控制单元的配合，可以实时检测管道内壁的平整度，精确控制抛光时间保证每根管道的抛光效果的一致性，并提高装置的工作效率。同时，还能及时发现意外情况，提醒工作人员及时排查，避免造成进一步的损失，提高了装置的安全性。

19、作为本发明的优选，所述用于提高管道内表面电解抛光效率的装置还包括恒温装置，所述恒温装置包含置于电解液中的加热网以及与所述加热网电连接的温度控制器。

20、通过所述温度控制器控制所述加热网对装置内的电解液进行加热，保证电解液温度控制在40°c ± 2°c内，使得电化学反应处于最佳状态，有利于提高电解抛光的稳定性和一致性，从而获得更加可靠和高质量的抛光效果。并且，恒温的环境可以使得所述应力传感器不受外界温度的干扰，测得的应力信号更加精确，进一步提高了电解抛光的精准度，也能有效避免所述控制单元因受温度变化造成的误判，提高装置的工作效率。

21、作为本发明的优选，所述导线上设有用于提高导线抗张强度的绝缘套。

22、导线上设有所述绝缘套，在起到绝缘保护，防止各个导线之间发生短路影响工作的同时，还能帮助导线分担受力情况，避免导线在长时间的拉力作用下，发生变形和损坏，影响导线使用寿命。同时，所述绝缘套还能起到增大与所述卷轴之间的摩擦力的作用，防止发生打滑现象，提高装置的工作效率和稳定性。

23、作为本发明的优选，所述电源系统内设有供电装置，对所述供电装置进行计时的计时装置。

24、所述供电装置对装置进行供电，所述计时装置用于记载供电时间，使得工作人员可以通过所述计时装置记录电解抛光时间，抛光时间是影响管道抛光效果的重要因素：随着电解抛光时间的增加，表面光洁度通常会提高，表面粗糙度降低，从而获得更加光滑的表面。然而，过长的抛光时间可能会导致材料的过度去除，特别是对于精密零件或薄壁构件来说，可能会影响尺寸精度和形状保持。同时抛光时间也受到所使用的电解液类型和浓度的影响。故帮助工作人员记录每根管道的抛光时间可以更好的对电解抛光效果进行分析和进一步的改进，有助于提高装置的工作效率。

25、综上所述，本发明新型具有如下有益效果：

26、1.通过所述卷轴和所述驱动装置配合，带动多根阴极棒同时运动，可提高该装置的工作效率，且无需增加额外的动力装置，成本可控。

27、2.所述导线孔的位置与所述阴极棒所处的位置相对应，可以对所述导线起到限位作用，保证所述阴极棒的移动路径为竖直方向，使得阴极棒的往复移动更加稳定，避免所述阴极棒与管道接触发生短路。提高了装置的稳定性和安全性。

28、3.垫片主体外围一圈设置弹性部件，避免所述绝缘垫片因管道内壁的细小凸起而卡在管道内部，影响所述阴极棒的往复运动。

29、4.通孔可以减少所述绝缘垫片往复移动时收到的阻力，从而降低装置的能耗，节能环保。

30、5.应力传感器与控制单元的配合，可以实时检测管道内壁的平整度，精确控制抛光时间保证每根管道的抛光效果的一致性，并提高装置的工作效率。同时，还能及时发现意外情况，提醒工作人员及时排查，避免造成进一步的损失，提高了装置的安全性。