CN101054678A - 一体化串并组合式电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种一体化串并组合式电解槽，在封闭筒内设有由相同片数和外形尺寸的电极片以相同间距串并组合排列成A区、B区或相向设置双串并组合成B区、A区、A区、B区，电极片由绝缘圈与封闭筒内壁相隔离，连接阳极电极片的阳极引出棒经绝缘隔离管、导管等导出封闭筒外并锁紧，封闭筒上设有进液口、气液出口、阴极螺杆，两侧端板和电极片上分别设有导孔、导液孔、导气孔和引孔。由于采用了结构合理的组合式内串并电解槽结构，充分考虑了电解槽的密封性、承压、绝缘性和电极材料利用率，整体结构紧凑、承压高、密封无泄漏、电极片寿命相同，供电连接简单、可靠，可根据需要组成一个系统，有效地解决制氢氧设备的大型化问题，减小占地面积。

Description

一体化串并组合式电解槽

技术领域

本发明涉及一种可将电解液电解而产生氢氧混合气体的电解槽，尤其是一种一体化串并组合式电解槽。

背景技术

利用电解液产生氢氧混合气体作为一种气源，可用于金属的加热、熔焊、切割、物质的催化燃烧、催化反应等等。目前使用的电解槽结构有如中国专利96249548.4的“氢氧发生器”，为同心圆筒式，由于每层电极片面积均不同，内层面积最小，工作条件参数最差，电极消耗最快，则内层电极片决定了整体电解槽的使用寿命，电极材料利用率低。还有一种中国专利94207129.8的“电解液自循环式氢氧发生器”，其电极片为串联式，由于每片电极之间采用橡胶圈隔离绝缘并对外界密封、穿杆压紧固定方式，受橡胶绝缘材料的特性和结构上的原因，电解槽封闭端面多、面积大、装配复杂，导致整体承压低、易泄漏。

发明内容

本发明的目的皆在克服现有技术的缺陷而提出一种全封闭的一体化组合结构，使电极片串并联在电解槽内部完成、两组并联电极片等电位设计、封闭筒为公用极、对外无绝缘要求、密封可靠无泄漏、整体承压高的一体化串并组合式电解槽。

本发明的目的通过以下技术方案解决：

一种一体化串并组合式电解槽，由数片外形尺寸相同的电极片以相同间距由绝缘圈隔离排列组成串联型式的电解槽，电解槽中设有进液口、气液出口、导液孔、导气孔、导孔、引孔及阴极螺杆，其特征在于所述的电极片以相同片数串联并以阳极电极片相隔成并联的A区和B区，设在两侧端板之间以绝缘圈与封闭筒内壁相隔离，连接阳极电极片的供电源输出端施加电压的阳极引出棒经电极中心孔内的绝缘隔离管、导管、密封垫圈、压环导出封闭筒外，并以锁紧螺母锁紧。

所述的封闭筒内相向设置双串并组合的B区、A区、A区、B区，设在两侧端板之间以两个绝缘圈与封闭筒内壁相隔离，连接阳极电极片的供电源输出端施加电压的两个阳极引出棒从两侧B区对称导出封闭筒外；所述的封闭筒上设有共用的进液口、气液出口、阴极螺杆。

所述的封闭筒由一个外筒和两侧端盖焊接而成，两侧端盖与两侧端板之间分别形成液体缓冲区和气液缓冲区。

所述的封闭筒由两侧端盖与两侧端板之间形成两个气液缓冲区，中间两个端板之间形成一个共用的液体缓冲区，共用的一个进液口设在液体缓冲区下部，两个气液出口和两个阴极螺杆分设在两侧端盖的上部和下部，两个导气孔和两个引孔分设在两侧端板的上部和下部。

所述的绝缘圈为整体式，在其内圈设有等距的嵌设电极片的环槽；或多片叠装式，在每一绝缘圈的内圈设有等距的嵌设电极片的环槽。

所述的导液孔和导气孔呈“一”字形排列或相邻两片等距交错排列。

所述的两侧端板上分别开有导孔、导液孔和导气孔、引孔或分别开有导气孔、引孔和导孔、导液孔。

所述的两侧端盖分别设有进液口和气液出口、阴极螺杆。

与现有技术相比，本发明采用了结构合理的一体化全封闭电解槽结构，充分考虑了电极材料利用率，采用尺寸大小相同的电极片，工作电流密度相同，寿命一致，最大化的利用了电极材料，电极片串并联结合或相向设置双串并组合构成的电解槽，使极片串并线路无损耗，整体体积紧凑，电解效率高，密封简单，承压高，绝缘可靠无泄漏，外部连接简单。可根据需要由一或多个槽组成一个系统，系统可扩充性强，配置灵活，还可共用制氢装置的其它部件，有效地解决制氢氧设备的大型化问题，减小占地面积。

附图说明

图1为本发明实施例1结构示意图。

图2为本发明实施例2结构示意图。

图3为本发明实施例3结构示意图。

图4为本发明实施例4结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图实施例对本发明再进行详细描述。

参见图1～图4，一体化串并组合式电解槽，有一密封可靠的圆形的封闭筒，该封闭筒由外筒3和两侧端盖22、9焊接而成，外筒内焊接两侧端板21、16和导管15。

在封闭筒内，根据产气量的要求采用数片、外形尺寸相同的由耐电化学腐蚀材料好的、导电性好的材料制作的电极片2，每片电极片面积相同，电参数相同，以相同片数、相同间距串联排列，中心以阳极电极片4相隔成并联的A区和B区，设在两侧端板21、16内以绝缘圈5嵌装连接并与封闭筒内壁相隔离，其中最左和最右端的电极片分别与两侧端板之间距与上述电极片与电极片的间距保持一致。设在阳极电极片圆心的供电源输出端施加电压的阳极引出棒12设在B区并互相焊接，经设在B区电极中心孔内的绝缘隔离管10、导管15、密封垫圈11、压环14导出封闭筒外，由锁紧螺母13锁紧，并压紧密封垫圈。在封闭筒上设有进液口、气液出口、阴极螺杆，进液口20设在封闭筒一个端盖22的上部或中部或下部，而气液出口8和阴极螺杆17设在封闭筒另一端盖9的上部或下部。同时两侧端板21、16和电极片2上设有导液孔19和导气孔6，并设有导孔1和引孔18，导液孔和导气孔呈“一”字型排列或相邻两片等距交错排列。本实施例的导液孔和导气孔均采用“一”字形排列。

本发明电解槽内的电极片2串并联结构在内部完成，两组并联电极片等电位设计，封闭筒为公用极，对外无相互绝缘要求。电解槽外部供电连接简单、可靠，阳极电极与封闭筒之间密封绝缘，为轴套硅胶圈密封绝缘，管路接口采用锥面球形密封技术，无电解液泄漏现象，由于每片电极片面积相同，电参数相同，故工作寿命一致，在电极片单位电流面密度一定情况下，使本发明电解槽的整体结构体积小，承压高，密封易达到要求，保证了整体无泄漏隐患。

实施例1参见图1，其绝缘圈5为整体式，其内圈设有等距的环槽，每一环槽的深度和厚度相等，用以嵌装电极片2。进液口20焊接在左侧端盖22下部，气液出口8焊接在右侧端盖9上部，阴极螺杆17焊接在右侧端盖9下部。左侧端板21上部设有导孔1、下部设有导液孔19，右侧端板16上部设有导气孔6，下部设有引孔18，引孔的作用是加强液体流动，防止内部杂质沉淀。两侧端板与两侧端盖之间分别形成液体缓冲区23和气液缓冲区7，液体缓冲区用于缓冲由进液口流入的液体，气液缓冲区用于缓冲由导气孔和引孔流出的气液，经气液缓冲区缓冲的气液由气液出口送出。

实施例2参见图2，其绝缘圈5为多片叠装式，在每一绝缘圈的内圈设有相同规格的等距环槽，嵌装电极片2。进液口20焊接在左侧端盖22中部，气液出口8焊接在右侧端盖9上部，阴极螺杆17焊接在右侧端盖9下部。该方案的液体缓冲区和气液缓冲区的作用相同于实施例1。

实施例3参见图3，绝缘圈5同实施例1。进液口20焊接在左侧端盖22上部。阴极螺杆17焊接在右侧端盖9上部，气液出口8焊接在右侧端盖9下部。该方案的液体缓冲区成为缓冲由导气孔和引孔流出的液体，而气液缓冲区成为缓冲由导孔和导液孔流出的液体。

实施例4参见图4，在一个封闭筒内相向设置双串并组合的B区、A区、A区、B区，设在两侧端板16与21之间以绝缘圈5与封闭筒内壁相隔离，该两个绝缘圈结构与实施例1相同，两个阳极引出棒12从两侧B区对称导出封闭筒外，由两侧端盖9与两侧端板16之间形成两个气液缓冲区7，中间两个端板21之间形成一个共用的液体缓冲区23，共用的一个进液口20设在液体缓冲区下部；两个气液出口8和两个阴极螺杆17分别焊接在两侧端盖9的上部和下部，两个导气孔6和两个引孔18分设在两侧端板16的上部和下部。

电解槽工作时，电解液从进液口20流入，经导液孔19充满封闭筒内各电极片2之间，最后由气液出口8流出。开始电解时产生的气体从导气孔6进入气液缓冲区7，未分离的混合气液由气液出口8送出，经分离后的液体由导液孔19被重新输送入电解液内，分离出的气体由管道带走。

本发明是单个和双串并组合的电解槽结构，在实际使用中，还可根据需要进行数个电解槽组成一个系统，这样可共用制氢设备的其它部件，能有效地解决制氢设备的大型化问题，与同等制氢规模的分离式制氢设备相比，大大减小了占地面积。

Claims (8)

1、一种一体化串并组合式电解槽，由数片外形尺寸相同的电极片(2)以相同间距由绝缘圈(5)隔离排列组成串联型式的电解槽，电解槽中设有进液口(20)、气液出口(8)、导液孔(19)、导气孔(6)、导孔(1)、引孔(18)及阴极螺杆(17)，其特征在于所述的电极片(2)以相同片数串联并以阳极电极片(4)相隔成并联的A区和B区，设在两侧端板(21)、(16)之间以绝缘圈与封闭筒内壁相隔离，连接阳极电极片(4)的供电源输出端施加电压的阳极引出棒(12)经电极中心孔内的绝缘隔离管(10)、导管(15)、密封垫圈(11)、压环(14)导出封闭筒外，并以锁紧螺母(13)锁紧。

2、根据权利要求1所述的一体化串并组合式电解槽，其特征在于所述的封闭筒内相向设置双串并组合的B区、A区、A区、B区，设在两侧端板(16)之间以两个绝缘圈(5)与封闭筒内壁相隔离，连接阳极电极片(4)的供电源输出端施加电压的两个阳极引出棒(12)从两侧B区对称导出封闭筒外；所述的封闭筒上设有共用的进液口(20)、气液出口(8)、阴极螺杆(17)。

3、根据权利要求1所述的一体化串并组合式电解槽，其特征在于所述的封闭筒由一个外筒(3)和两侧端盖(22)、(9)焊接而成，两侧端盖与两侧端板(21)、(16)之间分别形成液体缓冲区(23)和气液缓冲区(7)。

4、根据权利要求2所述的一体化串并组合式电解槽，其特征在于所述的封闭筒由两侧端盖(9)与两侧端板(16)之间形成两个气液缓冲区(7)，中间两个端板(21)之间形成一个共用的液体缓冲区(23)，共用的一个进液口(20)设在液体缓冲区下部，两个气液出口(8)和两个阴极螺杆(17)分设在两侧端盖的上部和下部，两个导气孔(6)和两个引孔(18)分设在两侧端板(16)的上部和下部。

5、根据权利要求1或2所述的一体化串并组合式电解槽，其特征在于所述的绝缘圈(5)为整体式，在其内圈设有等距的嵌设电极片(2)的环槽；或多片叠装式，在每一绝缘圈(5)的内圈设有等距的嵌设电极片(2)的环槽。

6、根据权利要求1或2所述的一体化串并组合式电解槽，其特征在于所述的导液孔(19)和导气孔(6)呈“一”字形排列或相邻两片等距交错排列。

7、根据权利要求1所述的一体化串并组合式电解槽，其特征在于所述的两侧端板(21)、(16)上分别开有导孔(1)、导液孔(19)和导气孔(6)、引孔(18)；或分别开有导气孔(6)、引孔(18)和导孔(1)、导液孔(19)。

8、根据权利要求1所述的一体化串并组合式电解槽，其特征在于所述的两侧端盖(22)、(9)分别设有进液口(20)和气液出口(8)、阴极螺杆(17)。

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