Краевая полоса для катодной пластины и катодная пластина (варианты)
Изобретение относится к краевой полосе для катодов, используемых при электролитической очистке металлов. Сущность: краевая полоса имеет проходящий в продольном направлении канал для приема катодной пластины. В краевой полосе также размещены опорный элемент или лапка, совмещенный(ая) с дополнительной выемкой, образованной в нижних концевых углах катодной пластины. Опорный элемент или лапка могут обеспечивать две функции. Во-первых, опорный элемент имеет участок заплечика, приспособленный для соединения впритык дополнительной поверхности катодной пластины и, таким образом, поддержания катодной пластины в краевой полосе. В качестве альтернативы или дополнения участок нижнего края, скрытый внутри краевой полосы, располагается на расстоянии от открытого нижнего края пластины. Изобретение обеспечивает снижение осаждения металла на скрытой части нижнего края. 3 с. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к краевой полосе для катодов, используемых при электролитической очистке металла.
Известен способ электролитической очистки металла, разработанный фирмой Mount Isa Mines and Copper Refineries Limited в Австралии, в котором медь или другие цветные металлы осаждают на катодных пластинах из нержавеющей стали. Электролитически осажденный металл обычно отделяют от катода сначала посредством изгибания катода, чтобы вызвать отделение от катода, по меньшей мере, части покрытия из меди, и механическим путем или посредством обдувки сжатым газом лист осажденной меди окончательно отделяют от катода.
Обычно стараются предотвратить осаждение металла на краевых участках пластины, поскольку это затрудняет отделение осажденного металла от катодной пластины. Для этого можно использовать защитные приспособления краевых полос типа пластмассовых ленточных отливок, покрытие парафином или их комбинацию с целью предотвращения осаждения металла на краевых участках катодной пластины. Обычно защищают продольные края катодной пластины. В зависимости от технологических требований нижний торцевой край можно закрывать или оставлять открытым. На фиг.1 показан типичный пример. Катодная пластина содержит лист 14 из нержавеющей стали, приваренный по его верхней поверхности к подвесной штанге 11. На каждом продольном краевом участке размещена краевая полоса 18 с целью предотвращения осаждения металла вдоль продольных краев катода.
Уже предлагалось много конфигураций краевых полос и способов прикрепления этих краевых полос к катодным пластинам. Некоторые краевые полосы химически связаны с пластиной, тогда как другие крепятся механически, например, посредством ряда штифтов, проходящих в поперечном направлении через краевую полосу и катодные пластины.
Образование химической связи не всегда бывает надежным и может иметь тенденцию обрываться под воздействием раствора электролита и тепла. Механическое соединение является и дорогостоящим, и трудоемким для установки. После нескольких циклов осаждения, сгибания и отделения пластин также требуются техническое обслуживание и повторная установка.
В австралийской заявке на патент №15464/99 раскрыта состоящая из двух частей полоса краевого защитного приспособления для катодной пластины. Это полоса защитного приспособления имеет первый канальный элемент из относительно упругого материала типа резины. Этот канальный элемент обмотан вокруг краевых участков катодной пластины и затем направлен во второй канальный элемент, который, в свою очередь, захватывает и удерживает вместе и первый канальный элемент, и соответствующие краевые участки катодной пластины. Хотя это устройство имеет преимущество, заключающееся в том, что оно не требует дополнительного химического или механического соединения, однако такая технология имеет некоторые недостатки.
Обычно краевые полосы проходят к нижним торцевым краям соответствующей катодной пластины или под ними. В соответствии с этим при использовании любая сила, прикладываемая к основанию устройства катодная пластина/краевая полоса, передается краевым полосам и имеет тенденцию срезать или, по меньшей мере, смещать краевые полосы относительно катодной пластины. Любое такое перемещение или повреждение краевой полосы может быть чрезвычайно вредным для процесса. Поэтому такая технология является как дорогостоящей, так и трудоемкой в отношении замены или повторной установки защитных приспособлений с краевой полосой.
Другой недостаток известной техники является результатом осаждения металла на той части катодной пластины, которая удерживается внутри краевой полосы. Предполагается обеспечивать точную посадку в краевой полосе с целью предотвращения существенного доступа электролита и, как следствие, предотвращения осаждения металла в этой области. Если металл осаждается на этом удерживаемом краевой полосой участке катодной пластины, такое осаждение металла может форсировать отрывание и отделение краевой полосы от катодной пластины.
С целью предотвращения такого осаждения металла на краевых участках катодной пластины использовали множество способов. Они включают в себя упругие заплечики на краевых полосах или заполнение краевых полос подходящим уплотнителем типа силикона.
Большинство этих технических приемов устарели из-за необходимости обеспечения более узких допусков между краевой полосой и катодной пластиной. Однако остаются нерешенные проблемы, которые обусловлены ростом осажденного металла на открытом нижнем торцевом участке края катодной пластины, входящем в краевую полосу.
Как упомянуто выше, краевые полосы заканчиваются у нижнего торцевого края катодной пластины или несколько выше него. Однако нижний торцевой край катодной пластины, удерживаемый в краевой полосе, подвергается действию электролита, и металл может свободно осаждаться по этому нижнему торцевому краю. Обычно это не вызывает разрушения конструкции краевой полосы. Однако, когда металл отделяют от катода, эти дополнительные осаждения или “графитовая пыль” остаются на отделенном металле, что придает продукции непривлекательный вид. В неблагоприятных случаях эти осаждения дополнительно соединяют между собой металлические листы, отделенные от любой стороны катодной пластины, затрудняя их разделение.
Для герметизации этого концевого края катодной пластины были предложены различные механизмы, включая торцевые колпачки, заполнение концевого участка силиконовым уплотнителем или действительное закрывание всего нижнего торцевого края защитным приспособлением краевой полосы. Однако каждый из этих способов оказывается успешным только частично.
Целью настоящего изобретения является исключение или значительное снижение одного или более недостатков известной технологии или, по меньшей мере, создание полезного альтернативного варианта.
В соответствии с этим в первом аспекте, согласно изобретению, предлагается краевая полоса для катодной пластины, причем полоса имеет проходящий в продольном направлении канал для размещения краевого участка катодной пластины и, по меньшей мере, один опорный элемент в канале, причем опорный элемент снабжен элементом заплечика, приспособленным для соединения впритык с дополнительной поверхностью катодной пластины, и, таким образом, поддерживает катодную пластину в краевой полосе.
Согласно второму аспекту изобретения предлагается катодная пластина, содержащая металлическую часть для осаждения металла и две краевые полосы, проходящие по продольным краевым участкам металлической пластины, причем каждая полоса имеет проходящий в продольном направлении канал для размещения краевого участка катодной пластины и лапку, проходящую продольно в канале от нижнего конца и приспособленную для совмещения с дополнительной выемкой, образованной в соответствующем концевом углу катодной пластины, где каждая выемка определяет отдельную часть нижнего края внутри краевой полосы, и расположенную на расстоянии от открытого нижнего края пластины таким образом, чтобы уменьшить осаждение металла на утопленной части нижнего края.
В особенно предпочтительном варианте осуществления лапка, проходящая продольно в канале, выполняет двойную функцию, во-первых, служит опорным элементом и, во-вторых, уменьшает перемещение электролита к участку нижнего края, утопленному внутри краевой полосы, и уменьшает осаждение на него металла.
В другом варианте выполнения краевая полоса может включать в себя ряд опорных элементов/лапок по ее длине. Эти опорные элементы/лапки могут выполняться в виде отдельных элементов или за одно целое с краевой полосой.
Еще в одном варианте выполнения краевая полоса может включать в себя торцевой колпачок в ее нижнем конце с опорным элементом/лапкой, проходящей продольно в канале от концевого колпачка.
Кроме вышеупомянутого устройства опорного элемента/лапки остальная часть краевой полосы может иметь любую обычную конструкцию. Изобретение является подходящим для использования с краевыми полосами, состоящими из одной детали, которые могут включать в себя дополнительное химическое или механическое крепление, или краевыми полосами, состоящими из двух деталей типа раскрытых в австралийской заявке на патент №15464/99.
Если обстоятельства четко не требуют иного, по всему описанию и формуле изобретения слова “содержит”, “содержащий” и т.п. следует рассматривать в смысле, противоположном исключительному или исчерпывающему смыслу, то есть в смысле “включающий в себя, но не ограниченный”.
Ниже изобретение описывается более подробно на примере предпочтительного варианта осуществления изобретения в виде примера, показанного на прилагаемых чертежах, на которых:
на фиг.1 показан вид спереди в вертикальном разрезе обычной катодной пластины с краевой полосой (полосами);
фиг.2 - вид в перспективе отдельных компонентов первого варианта выполнения изобретения и
фиг.3 - вид сбоку в вертикальном разрезе компонентов фиг.1 в сборе.
Как показано на чертежах, настоящее изобретение содержит краевую полосу 10 и лапку или опорный элемент 50. Краевая полоса, показанная на фиг.2, подобна краевой полосе, раскрытой в австралийской заявке на патент №15464/99. Она содержит первый относительно упругий канальный элемент 15, предназначенный для удержания внутри канала 20, образованного вторым относительно жестким канальным элементом 25. Торцевой колпачок 30 закрывает конец канала 20 в нижнем конце краевой полосы.
В краевой полосе может размещаться краевой участок 110 катодной пластины 100. Нижний конец краевого участка 110 содержит выемку или паз, определяющий опорную поверхность 120 и вертикальную поверхность 130.
Элемент лапки 50 имеет также возможность введения в продольно проходящий канал 20. В показанных примерах элемент лапки 50 выполнен в виде отдельного элемента, однако он может быть выполнен за одно целое с краевой полосой 10, торцевым колпачком 30 или жестким канальным элементом 25.
Элемент лапки 50 имеет участок 55 заплечика, предназначенный для поддерживания катодной пластины. Как показано более ясно на фиг.3, при использовании элемент 55 заплечика примыкает к опорной поверхности 120 катодной пластины 100, таким образом поддерживая катодную пластину в краевой полосе. Конечно, как это понятно специалистам в данной области техники, идентичную краевую полосу можно расположить на противоположном краевом участке катодной пластины так, чтобы она поддерживалась с обеих сторон.
В отличие от предварительно предложенных химически или механически соединяемых краевых полос, любая сила, прикладываемая к краевой полосе, например, при понижении устройства катодной пластины/краевой полосы, передается от краевой полосы через лапку 50 к катодной пластине 100. Таким образом, вся сила реакции направляется через лапку к исходной пластине и, соответственно, относительное перемещение в продольном направлении между краевой полосой 10 и катодной пластиной 100 устраняется или, по меньшей мере, снижается. Это является существенным преимуществом по сравнению с известными системами, требующими химического соединения или механического соединения штифтами и т.д., которые могут срезаться, если прикладывается значительное усилие.
В этом варианте осуществления показана только одна лапка/опорный элемент 50. Однако специалистам в данной области техники понятно, что может оказаться желательным иметь несколько лапок/опорных элементов 50, чтобы поддерживать катодную пластину 100 по всей длине краевой полосы.
Другое преимущество, возникающее в результате показанного на фиг.2 и 3 варианта выполнения, представляет собой путь, по которому металл осаждается в нижней области катодной пластины. Как описано выше, обычно нижний торцевой край катодной пластины 100 проходит по всей ширине пластины. Однако в этом примере паз или выемка, образованная в нижних концевых краях так, что нижний край 120 краевого участка 110 катодной пластины скрыт с помощью краевой полосы 10, располагается на расстоянии от открытого нижнего края 140 катодной пластины. Это расположение края 120 на расстоянии от края 140 является существенным, поскольку увеличивает сопротивление осаждению металла, так что металл скорее обычно преимущественно осаждается на открытых участках катодной пластины, включая вертикальный край 130, чем на краю 120. Поскольку край 130 проходит в продольном направлении, он не создает такую большую проблему, как прирост в боковом направлении. Кроме того, любой металл, осажденный по краю 130, располагается в направлении отделения, то есть в продольном направлении пластины. Соответственно, это не мешает отделению металлических листов с обеих сторон катодной пластины. Как известно специалистам в данной области техники, графитовая пыль или дополнительный прирост по нижнему торцевому краю пластины могут затруднять отделение листов от любой стороны катодной пластины и друг от друга. В этом отношении следует понимать, что изобретение обеспечивает практическое и коммерчески значительное усовершенствование по сравнению с известной техникой.
Само собой разумеется, что описанные способ и устройство можно видоизменять, не выходя при этом за рамки сущности и объема изобретения, определяемого формулой.
Формула изобретения
1. Краевая полоса для катодной пластины, имеющая проходящий в продольном направлении канал для приема краевого участка катодной пластины и, по меньшей мере, один опорный элемент в канале, отличающаяся тем, что опорный элемент образует элемент заплечика, имеющий возможность соединения впритык с дополнительной поверхностью катодной пластины и, таким образом, поддержания катодной пластины в краевой полосе.
2. Краевая полоса по п.1, отличающаяся тем, что она содержит ряд опорных элементов по ее длине.
3. Краевая полоса по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что каждый опорный элемент выполнен за одно целое с соответствующей краевой полосой.
4. Краевая полоса по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит торцевой колпачок в ее нижнем конце, по меньшей мере, один опорный элемент, проходящий продольно в канале от торцевого колпачка.
5. Краевая полоса по п.4, отличающаяся тем, что опорный элемент и торцевой колпачок являются единой конструкцией.
6. Катодная пластина, содержащая участок металлической пластины для осаждения металла с краевой полосой, отличающаяся тем, что краевая полоса, выполненная по п.1, расположена на любом продольном краю, предназначенном для поддержания катодной пластины с обеих сторон.
7. Катодная пластина, содержащая металлический участок для осаждения металла и две краевые полосы, проходящие по продольным краевым участкам металлической пластины, отличающаяся тем, что каждая полоса имеет продольно проходящий канал, принимающий краевой участок катодной пластины и лапку, проходящую продольно в канале от упомянутого нижнего конца и имеющую возможность совмещения с дополнительной выемкой, образованной в соответствующем концевом углу катодной пластины, причем каждая выемка определяет отдельный участок нижнего края, скрытый внутри краевой полосы и расположенный на расстоянии от открытого нижнего края пластины таким образом, чтобы уменьшить осаждение металла на закрытом участке нижнего края.
8. Катодная пластина по п.7, отличающаяся тем, что лапка, проходящая продольно в канале, служит опорным элементом, уменьшает перемещение электролита к части нижнего края, скрытого внутри краевой полосы, и осаждение металла на ней.
9. Катодная пластина по любому из пп.7-8, отличающаяся тем, что каждая лапка выполнена за одно целое с соответствующей краевой полосой.
10. Катодная пластина по любому из пп.7-8, отличающаяся тем, что содержится торцевой колпачок в нижнем концевом крае каждой краевой полосы, в котором лапка проходит продольно в канале от торцевого колпачка.
11. Катодная пластина по п.10, отличающаяся тем, что лапка и торцевой колпачок представляют единую конструкцию.
РИСУНКИ
