本實用新型涉及電泳涂裝技術領域，尤其涉及一種電泳涂裝設備及其管式陽極。

背景技術：

在外加直流電源的作用下，膠體微粒在分散介質里向陰極或陽極作定向移動，這種現象叫做電泳。

電泳涂裝(electro-coating)是利用外加直流電場使懸浮于電泳液中的顏料和樹脂等微粒定向遷移并沉積于電極之一的基底表面的涂裝方法。電泳涂裝是近些年來發展起來的一種特殊涂膜形成方法，是對水性涂料最具有實際意義的施工工藝，具有水溶性、無毒、易于自動化控制等特點。離子交換膜是一種具有選擇透過性的功能高分子薄膜。由陰離子交換材料組成的膜稱為陰離子交換膜，它對陰離子具有選擇透過性，簡稱陰膜。

陰極電泳是普遍采用的涂裝工藝，它是提高被涂物使用壽命(耐腐蝕性)的主要手段，廣泛應用于汽車制造、機械、電器、五金等行業，賦予加工件良好的裝飾、防腐蝕和耐氣候等性能。在陰極電泳中，所采用的電泳涂料是陽離子型(帶正電荷)的樹脂和顏料漿，被涂物作為陰極。在當前國內外金屬材料表面處理工藝中首選陰極電泳涂裝。

現有的陰極電泳涂裝設備一般包括電泳槽、管式陽極和電氣設備等。管式陽極是指在陰極電泳涂裝中使用的帶陰離子交換膜的陽極，它由陽極端蓋、電極管和陽極隔膜等幾部分組成，由于陽極一般設計為管狀，因此稱為管式陽極。陽極電極是指處于陽極管中間由不銹鋼材料構成的鋼管。陽極隔膜就是指陰離子交換樹脂。

陰極電泳中以低電位電極為陰極，所采用的電泳涂料是陽離子型(帶正電荷)，它是將具有導電性的被涂物浸漬在裝滿水稀釋的、濃度比較低的電 泳涂料槽中作為陰極，在電泳槽中另設置與其相對應的高電位電極為陽極，在兩電極間通直流電，在陰極上便可析出均一、水不溶的涂膜。

當面積較大的工件(如汽車車身、卡車駕駛室等)使用陰極電泳工藝時，在電泳槽中陽極整流電壓大多分為兩段：低壓段(直流電壓在150V～200V之間)和高壓段(直流電壓在240V～400V之間)。由于高壓段的陽極對低壓段的陽極有電位差，低壓段陽極管相對高壓段來說就是陰極，電泳時就會有涂料在低壓段陽極隔膜表面沉積，使低壓段陽極隔膜逐漸被覆蓋且電阻加大，從而慢慢失去離子交換性能，降低了陽極使用壽命。

目前，本領域技術人員一般通過加大低壓段和高壓段的間距來防止陽極電流回流。當間距達到一定距離(1.5米到3米)后，高壓段對低壓段的電場影響就會大大降低。然而，這種做法加大了電泳槽的長度，增加了涂裝成本。

因此，如何防止高壓段陽極對低壓段陽極的干擾，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

技術實現要素：

有鑒于此，本實用新型的第一個目的是提供一種管式陽極，可以有效地防止高壓段陽極對低壓段陽極產生干擾，避免電泳涂料在低壓段陽極上沉積。本實用新型的第二個目的是提供一種包括上述管式陽極的電泳涂裝設備。

為了達到上述目的，本實用新型提供了如下技術方案：

一種管式陽極，包括陽極電極和開關二極管，所述開關二極管的陽極用于連接供電電源，所述開關二極管的陰極連接于所述陽極電極。

優選地，在上述管式陽極中，所述管式陽極包括用于容納所述陽極電極端部的陽極罩頭，所述陽極罩頭包括陽極罩頂蓋和貫穿所述陽極罩頂蓋的導電連接柱，所述開關二極管設置于所述陽極罩頂蓋上方并通過所述導電連接柱連接于所述陽極電極。

優選地，在上述管式陽極中，所述陽極罩頂蓋上方還設置有用于容納所述開關二極管及二極管接線端的頂蓋彎頭。

優選地，在上述管式陽極中，所述開關二極管通過銅鎖塊連接于所述導 電連接柱。

優選地，在上述管式陽極中，所述陽極電極通過螺母連接于所述導電連接柱。

優選地，在上述管式陽極中，所述陽極罩頭還設置有貫穿所述陽極罩頂蓋的陽極進水管，所述陽極進水管的下端連通所述陽極電極的管內腔，所述陽極罩頭的側壁設置有陽極出水口。

優選地，在上述管式陽極中，所述陽極罩頭的下端連接有包圍所述陽極電極的陽極隔膜，所述陽極隔膜的下端設置有陽極底座。

一種電泳涂裝設備，包括電泳槽和設置于所述電泳槽內的多個陽極，多個所述陽極包括低壓段陽極和高壓段陽極，所述高壓段陽極的電位高于所述低壓段陽極的電位，所述低壓段陽極為如上任一項所述的管式陽極。

優選地，在上述電泳涂裝設備中，所述低壓段陽極的電位為150～200V，所述高壓段陽極的電位為240～400V。

優選地，在上述電泳涂裝設備中，多個所述管式陽極的間距為250～500mm。

本實用新型提供的管式陽極，包括陽極電極和開關二極管，所述開關二極管的陽極用于連接供電電源，所述開關二極管的陰極連接于所述陽極電極。在給開關二極管加正向偏壓時處于導通狀態，在加反向偏壓時處于截止狀態，在電路中起到接通電流、關斷電流的作用。本方案提供的管式陽極可作為分段供電式電泳涂裝設備中的低壓段陽極，當在低壓段陽極增加開關二極管時，只保留低壓段陽極對電泳工件(陰極)的電場電壓，高壓段陽極對低壓段陽極的逆向電泳就會被開關二極管屏蔽，防止涂料在電壓較低的陽極或陽極隔膜上沉積導致陽極失效。可見，本方案不僅可使低壓段陽極免受高壓段陽極的干擾，而且還可以縮小低壓段陽極和高壓段陽極的安裝間距。

本實用新型還提供了一種電泳涂裝設備，包括電泳槽和設置于所述電泳槽內的多個陽極，多個所述陽極包括低壓段陽極和高壓段陽極，所述高壓段陽極的電位高于所述低壓段陽極的電位，所述低壓段陽極為如上任一項所述的管式陽極。該電泳涂裝設備產生的有益效果的推導過程與上述管式陽極帶來的有益效果的推導過程大體類似，故本文不再贅述。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型具體實施例中的管式陽極局部結構示意圖；

圖2為本實用新型具體實施例中的開關二極管與陽極電極連接結構示意圖；

圖3為本實用新型具體實施例中的電泳涂裝設備應用結構側視圖；

圖4為本實用新型具體實施例中的電泳涂裝設備應用結構正視圖；

圖5為本實用新型具體實施例中的電泳涂裝設備應用結構俯視圖。

圖1至圖5中：

1-二極管接線端、2-開關二極管、3-銅鎖塊、4-陽極罩頂蓋、5-陽極電極、6-螺母、7-導電連接柱、8-陽極罩頭、9-頂蓋彎頭、10-陽極進水管、11-陽極出水口、12-陽極隔膜、13-陽極底座、14-低壓段銅牌、15-陰極、16-電泳工件、17-電泳槽、18-高壓段銅牌。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

請參照圖1至圖5，在一種具體實施例方案中，本實用新型提供了一種管式陽極，包括陽極電極5和開關二極管2，開關二極管2的陽極用于連接 供電電源，開關二極管2的陰極連接于陽極電極5。

開關二極管2的開關作用是利用二極管的單向導電特性來完成的，在給開關二極管2加正向偏壓時處于導通狀態，在加反向偏壓時處于截止狀態，在電路中起到接通電流、關斷電流的作用。本方案提供的管式陽極可作為分段供電式電泳涂裝設備中的低壓段陽極，當在低壓段陽極增加開關二極管2時，只保留低壓段陽極對電泳工件(陰極)的電場電壓，高壓段陽極對低壓段陽極的逆向電泳(即電流)就會被開關二極管2屏蔽，防止涂料在電壓較低的陽極或陽極隔膜上沉積導致陽極失效。可見，本方案不僅可使低壓段陽極免受高壓段陽極的干擾，而且還可以縮小低壓段陽極和高壓段陽極的安裝間距，降低了涂裝成本。

請參照圖1和圖2，本方案提供的管式陽極還包括用于容納陽極電極5端部的陽極罩頭8，陽極罩頭8包括陽極罩頂蓋4和貫穿陽極罩頂蓋4的導電連接柱7，開關二極管2設置于陽極罩頂蓋4上方并通過導電連接柱7連接于陽極電極5。當然，本方案還可以將開關二極管2直接連接于陽極電極5的頂端。

優選地，陽極罩頂蓋4上方還設置有用于容納開關二極管2及二極管接線端1的頂蓋彎頭9，頂蓋彎頭9可保護開關二極管2及二極管接線端1等部件免受電泳槽16中的液體濺濕。

為了便于在原有的管式陽極上增設開關二極管2，優選地，本方案中的開關二極管2通過銅鎖塊3連接于導電連接柱7，銅鎖塊3具有兩個螺紋孔，分別用于連接導電連接柱7以及開關二極管2下部的接線端，陽極電極5則優選通過螺母6連接于導電連接柱7。當然，本領域技術人員還可以選用其他形式的導電連接件，或采用焊接等直接連接的方式來連接開關二極管2和陽極電極5。

需要說明的是，本方案中的陽極罩頭8還設置有貫穿陽極罩頂蓋4的陽極進水管10，陽極電極5為管狀電極，陽極進水管10的下端連通陽極電極5的管內腔，陽極罩頭8的側壁設置有陽極出水口11。陽極進水管10用于向管狀的陽極電極5內通入水，用于稀釋陰離子，陽極出水口11則用于排放陰離子稀釋液。

陽極罩頭8的下端連接有包圍陽極電極5的陽極隔膜12，即陰離子交換膜，陽極隔膜12的下端設置有陽極底座13。

請參照圖3至圖5，本實用新型還提供了一種電泳涂裝設備，具體包括電泳槽17和設置于電泳槽17內的多個陽極，這些陽極分為低壓段陽極和高壓段陽極，高壓段陽極的電位高于低壓段陽極的電位，低壓段陽極采用上述設置有開關二極管2的管式陽極。該電泳涂裝設備可用于對面積較大的電泳工件16進行涂裝。具體的，本方案中的低壓段陽極的電位為150～200V，高壓段陽極的電位為240～400V。當然，本領域技術人員還可以根據需求設定不同的電位。

需要說明的是，電泳槽17的兩側一般均設置有陽極，圖3至圖5中只示出了一側的陽極。電泳工件16連接陰極15，在電泳涂裝加工時，電泳工件16從電泳槽17的低壓段陽極處行進至高壓段陽極處，依次完成低壓電泳和高壓電泳。圖3中電泳槽17內的箭頭以及圖5中各個陽極指向電泳工件16的箭頭表示涂料隨電流由陽極向電泳工件16移動、沉積，圖4中的箭頭和圖5中兩個電泳工件16之間的箭頭表示電泳工件16的行進方向。陰離子則在陽極隔膜12處進行交換。低壓段銅牌14用于連接低壓供電電源，高壓段銅牌18用于連接高壓供電電源。

需要說明的是，本方案中的管式陽極的最大外徑為120mm左右，為了便于安裝和檢修，同時為了保證電泳工件16的涂膜均勻度，優選地，本方案中的多個管式陽極的間距為250～500mm，二極管的散熱和檢修都非常方便。當然，本領域技術人員還可以根據不同尺寸的陽極和需求來設計各個陽極之間的間距。

下面通過實例來說明本方案的有益效果：根據本實用新型方案制造用于汽車陰極電泳的管式開放式陽極罩元件，其規格為RTAO-2400，有效膜長2.4米，陽極電極長2.7米，陽極罩頭長0.4米。將此陽極膜罩產品放入河北長安涂二裝車間與原有陽極對比使用，陽極電極使用壽命均有5％-10％提高，陽極維護周期延長1-2倍。

可見，本實用新型設計了一種一體化的防干擾陽極罩，通過在低壓段陽極的陽極罩頂蓋上集成一套單向開關二極管，可以防止高壓段陽極對低壓段 陽極產生電流而導致涂料在低壓段陽極或陽極隔膜上產生沉積。同時，可以使低壓段和高壓段陽極管的間距縮短至0.5米左右。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。