CN101289749B - 一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构，其包括固体聚合物电解质膜(1)、阳极催化剂层(2)、阳极板(3)、阳极框体与其他辅助件(5)，其特征在于阳极板(3)上设有阳极压板(4)，阳极压板(4)的一面的中心设有凸台，弧形弹簧压板(6)的球面中心与阳极压板(4)中心的凸台接触，固体聚合物电解质膜(1)、阳极框体与其它辅助件(5)、阳极板(3)、阳极压板(4)和弹簧压板(6)通过机械紧固方式紧固在一起，本发明改善电解臭氧发生器金属材料压板的变形与阳极催化剂层变薄而导致臭氧产生量下降，使其在长时间运行仍可保持稳定的压紧力与良好接触，使电解臭氧发生器产生稳定的臭氧产生量，而达成性能稳定的电解臭氧发生器。

Description

一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构
技术领域：
本发明涉及一种以纯水为原料的电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构，属于电解臭氧发生器技术领域。
背景技术：
以纯水为原料的电解臭氧发生器的阳极有多种结构，现有技术大都采用聚四氟乙烯将阳极催化剂颗粒粘合成为阳极催化剂膜片。除此之外，也有采用喷涂、镀覆、压制阳极催化剂颗粒成形方式。但无论是何种阳极催化剂层成形方式，均未摆脱使用金属材料压板(平面结构)将阳极催化剂颗粒与固体聚合物电解质膜通过紧固提供压力使其紧密接触的方式，以金属材料压板作为紧固结构有如下缺点：
1.在紧固过程中，金属材料压板受到长期紧固力而产生塑性变形，无论增加金属材料压板厚度或增加金属材料压板补强结构，也无法避免长时间受到紧固力的作用而使金属材料压板随着时间变形加剧，使阳极催化剂层与固体聚合物电解质膜压紧力降低，使电解臭氧发生器的臭氧产生量下降。
2.增加金属材料压板厚度或增加金属材料压板补强结构以求增加平板强度方式，不但增加成本或使操作工艺变的复杂，且无论增加任何平板强度方式都无法完全的避免金属材料压板的变形。
3.在经过长时间的运行之后，阳极催化剂层的厚度会逐渐变薄，而厚度变薄后，平面压板无法继续提供足够的压力，直接影响电解臭氧发生器的阳极结构松散，阳极催化剂层与固体聚合物电解质膜压紧力不足，使电解臭氧发生器的臭氧产生量下降。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种可以保证不因金属材料平板变形导致阳极催化剂层与固体聚合物电解质膜压紧力降低，且在阳极催化剂层变薄的时候仍然能够维持需求的压力，确保电解臭氧发生器的阳极紧固压力经长时间运行，仍能保持稳定压紧力，使电解臭氧发生器产生稳定的臭氧产生量，而达成性能稳定的电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构。
本发明可以通过如下措施来达到：一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构，其包括固体聚合物电解质膜、阳极催化剂层、阳极板、阳极框体与其他辅助件，阳极催化剂层设在固体聚合物电解质膜和阳极板之间；阳极框体与其他辅助件从周边封绕阳极催化剂层和阳极板，其特征在于阳极板上设有阳极压板，阳极压板的一面的中心设有凸台，弧形弹簧压板的球面中心与阳极压板中心的凸台接触，固体聚合物电解质膜、阳极框体与其它辅助件、阳极板、阳极压板和弹簧压板通过机械紧固方式紧固在一起。
为了进一步实现本发明的目的，弹簧压板上设有固定板。
为了进一步实现本发明的目的，所述的固定板为一密实的金属材料压板。
为了进一步实现本发明的目的，所述的弹簧压板为一弹性的金属材料板。
为了进一步实现本发明的目的，所述的阳极催化剂层为二氧化铅材料制作的膜层。
为了进一步实现本发明的目的，所述的阳极框体为一弹性的氟橡胶。
为了进一步实现本发明的目的，所述的阳极板为多孔金属钛板。
本发明与已有技术相比具有如下积极效果：
由于本发明采用弹簧压板，电解臭氧发生器本身需要弹簧压板产生的弹性压力，在电解臭氧发生器阳极结构紧固为一体与长时间运作后，将不会因变形而导致阳极催化层结构松散，使电解臭氧发生器的臭氧产生量下降。
2.在电解臭氧发生器阳极结构紧固为一体后，弹簧压板的中心和周边分别受到阳极压板和阳极框体与其他辅助件施加的两个力，由于周边阳极框体与其他辅助件为弹性结构，可以被压缩，而中心结构基本无法压缩，因此在紧固中弹簧压板会在弹性范围内产生一定的变形，当电解臭氧发生器运行一段时间后，阳极催化剂层变薄时，弹簧压板的弹性就可以保证弹簧压板能够回弹，从而补偿阳极催化剂层变薄造成的压力降低，保持电解臭氧发生器的性能稳定。
附图说明：
图1是本发明的一种实施方式的剖面示意图；
图2是本发明的另一种实施方式的剖面示意图。
具体实施方式：
实施例1：一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构(参见图1)，在固体聚合物电解质膜1(杜邦Nafion117)与电解臭氧发生器阴极结构相对的另一面放上阳极催化剂层2，其层厚在0.1～5mm，阳极催化剂层2为二氧化铅材料制作的膜层。其制作方式可以是将阳极催化剂颗粒自由铺放在固体聚合物电解质膜1上，也可以是采用聚四氟乙烯将催化剂颗粒粘合成为阳极催化剂膜片，或者其它方式将二氧化铅附着在固体聚合物电解质膜1表面，然后将阳极板3(阳极板表面经处理设有导电耐蚀保护层)盖在阳极催化剂层2上，该阳极板3为多孔钛板，阳极板3的孔径为10～500μm，用阳极框体与其他辅助件5将阳极板3和阳极催化剂层2周边封绕密封。将阳极压板4压在阳极板3上，阳极压板4的一面与阳极板3紧密接触，另一面的中心设有凸台，最后将弹簧钢材质的弧面深度差为0.1～2.5mm的弹簧压板6放置在阳极压板4设有凸台的一面弧形弹簧压板6的球面中心与阳极压板4接触。用机械紧固的方法将整个电解臭氧发生器阳极结构紧固为一体，即将固体聚合物电解质膜1、阳极框体与其它辅助件5、阳极板3、阳极压板4和弹簧压板6紧固成一体，通过机械紧固将弹簧压板6的周边由弹性变形产生的位移与阳极框体与其他辅助件5接触并施加压力，通过阳极框体与其他辅助件5将阳极结构周边紧压在固体聚合物电解质膜1上，起到密封阳极结构内部空间的作用。另外，弹簧压板6的周边受到机械紧固的方式产生的压力藉由球面结构传导至球面中心，将阳极压板4、阳极板3、阳极催化剂层2紧压在固体聚合物电解质膜1上；由于弹簧压板6周边由机械紧固控制一定的距离所以对于球面中心保持稳定的弹性压力。紧固后弹簧压板的变形量在0.1～2.5mm之间。
实施例2：一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构(参见图2)，在固体聚合物电解质膜1(杜邦Nafion117)与电解臭氧发生器阴极结构相对的另一面放上阳极催化剂层2，其层厚在0.1～5mm，阳极催化剂层2为二氧化铅材料制作的膜层。其制作方式可以是将阳极催化剂颗粒自由铺放在固体聚合物电解质膜1上，也可以是采用聚四氟乙烯将催化剂颗粒粘合成为阳极催化剂膜片，或者其它方式将二氧化铅附着在固体聚合物电解质膜1表面，然后将阳极板3(阳极板表面经处理设有导电耐蚀保护层)盖在阳极催化剂层2上，该阳极板3为多孔钛板，阳极板3的孔径为10～500μm，用阳极框体与其他辅助件5将阳极板3和阳极催化剂层2周边封绕密封。将阳极压板4压在阳极板3上，阳极压板4的一面与阳极板3紧密接触，另一面的中心设有凸台，最后将弹簧钢材质的弧面深度差为0.1～2.5mm的弹簧压板6放置在阳极压板4设有凸台的一面弧形弹簧压板6的球面中心与阳极压板4接触。为了保证弹簧压板各处受紧固力的均匀，将固定板7压在弹簧压板6上，用机械紧固的方法将整个电解臭氧发生器阳极结构紧固为一体，即将固体聚合物电解质膜1、阳极框体与其它辅助件5、阳极板3、阳极压板4和弹簧压板6紧固成一体，通过机械紧固将弹簧压板6的周边由弹性变形产生的位移与阳极框体与其他辅助件5接触并施加压力，通过阳极框体与其他辅助件5将阳极结构周边紧压在固体聚合物电解质膜1上，起到密封阳极结构内部空间的作用。另外，弹簧压板6的周边受到机械紧固的方式产生的压力藉由球面结构传导至球面中心，将阳极压板4、阳极板3、阳极催化剂层2紧压在固体聚合物电解质膜1上；由于弹簧压板6周边由机械紧固控制一定的距离所以对于球面中心保持稳定的弹性压力。紧固后弹簧压板的变形量在0.1～2.5mm之间。

Claims (7)

1.一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构，其包括固体聚合物电解质膜(1)、阳极催化剂层(2)、阳极板(3)、阳极框体与其他辅助件(5)，阳极催化剂层(2)设在固体聚合物电解质膜(1)和阳极板(3)之间；阳极框体与其他辅助件(5)从周边封绕阳极催化剂层(2)和阳极板(3)，其特征在于阳极板(3)上设有阳极压板(4)，阳极压板(4)的一面的中心设有凸台，弧形弹簧压板(6)的球面中心与阳极压板(4)中心的凸台接触，固体聚合物电解质膜(1)、阳极框体与其它辅助件(5)、阳极板(3)、阳极压板(4)和弹簧压板(6)通过机械紧固方式紧固在一起。
2.按照权利要求1所述的一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构，其特征在于弹簧压板(6)上设有固定板(7)。
3.按照权利要求2所述的一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构，其特征在于所述的固定板(7)为一密实的金属材料压板。
4.按照权利要求1或2所述的一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构，其特征在于所述的弹簧压板(6)为一弹性的金属材料板。
5.按照权利要求1所述的一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构，其特征在于所述的阳极催化剂层(2)为二氧化铅材料制作的膜层。
6.按照权利要求1所述的一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构，其特征在于所述的阳极框体为一弹性的氟橡胶。
7.按照权利要求1所述的一种电解臭氧发生器的阳极紧固弹簧压板结构，其特征在于所述的阳极板(3)为多孔金属钛板。
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