CN102011136B - 一种组合式电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明的设备涉及水电解氢氧发生装置的设计方法，特别涉及一种组合式电解槽的设计方法，其特征是：它采用阳极、电极、阴极依次套接组合方式构成。具体的说它是由一个圆形阳极（2）和一个管状阴极（8）之间设2-8个管径不同而等间距套装排列的管状电极（4）依次套合组成。它具有抗爆性好；密封面小，密封性好，电解液不易泄漏；电解槽结构较简单，装卸方便，降低了制造成本。

Description

一种组合式电解槽

技术领域

本发明的设备涉及水电解氢氧发生装置，特别涉及一种组合式电解槽。

背景技术

名称为“自动型水电解发生器”，申请号为200520078715.5的中国专利公开了一种组合式电解槽，该装置由两个以上的导电盒体组成，导电盒体筐和阳极板以及阴极板、阳极板与导电盒体筐之间各有一件橡胶密封垫组合而成。在导电盒体筐内四周设有绝缘支板，在绝缘支板的安装槽内装有两片以上的极板，在绝缘支板与导电盒体筐之间设有绝缘内衬，各个导电盒体通过紧固件将阴极板、绝缘垫、导电盒体筐、绝缘垫、阳极板组合成一体。该装置尽管有其一些优点，但仍有不足之处：

由于该电解槽的导电盒体筐是呈矩形或方形的焊接结构件，刚性较差，当产气的气压压力高时，而出现呈“鼓肚”状形变，影响密封面平整而导致泄漏。

因该电解槽的导电盒体筐四周橡胶密封垫除上顶部外，直接接触热态电解液，易于产生侵蚀、老化而泄漏电解液。

由于极板安装在绝缘支板的安装槽内，存在安装间隙，当电解槽一旦发生内爆，极板变形而脱槽，故抗爆性能差。

该装置的组合结构较复杂，密封面积大，紧固螺栓数量多，装卸维修不便。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术存在不足，提供一种组合式电解槽，它具有抗爆性好；密封面小，密封性好，电解液不易泄漏；电解槽结构较简单，装卸方便，降低了制造成本。

本发明的技术方案是：一种组合式电解槽，其特征是：它采用阳极、电极、阴极依次套接组合方式构成。

它是由圆形阳极和管状阴极之间设多个管径不同而等间距套装排列的管状电极依次套合组成。

它是由一个圆形阳极和管状阴极之间设2-8个管径不同而等间距套装排列的管状电极依次套合组成；所述的圆形阳极由低碳钢柱或钢管制成，其表面镀有镍层；管状阴极，管状电极均由低碳钢管制成，它们的钢管表面经吹砂处理。

所述的圆形阳极为管状或圆柱形；所述的管状阴极可以是一个单管的筒体，其直径大于其它管状电极和圆形阳极的直径；所述的管状阴极还可以由两个直径大小不同而等高的管体同心套立、底部连为一体所形成的横截面是环状的筒体构成。

所述的管状电极上端设有带环型槽的端板绝缘胶垫，下端设有带环形槽绝缘胶垫，管状电极插嵌在端板绝缘胶垫和带环形槽绝缘胶垫的环形槽内。

所述的管状电极的下端套有与各管状电极配套用的支撑管，所述的支撑管材质为耐碱橡胶或聚四氟材料。

所述的带环形槽绝缘胶垫上表面为平滑阶梯形，靠近圆心的部位高于外圆周，倾斜的角度为5°～10°。

它的电解槽组合方式有两种，即套管型环管式电解槽和套管型单管式电解槽。

所述的套管型单管式电解槽的管状阴极是一个单管的罐体，圆形阳极设置在罐体的中心位置，在圆形阳极上端外表面焊接有密封台阶，在密封台阶套有密封圈Ⅱ，密封台阶和密封圈Ⅱ嵌在阳极端板下端面的沉槽内，圆形阳极最上端的外表面设有丝扣，压紧螺母、垫圈Ⅱ、密封胶垫通过丝扣将穿过端板绝缘胶垫的圆形阳极固定在阳极端板上，并作为阳极引出端。

所述的圆形阳极为管状，同心套装在管状阴极的内、外钢管之间的中间位置，通过在圆形阳极上端面焊接螺栓作为阳极引出端。

本发明具有以下有益效果：1)本发明采用钢管制的管状电极，且按管径大小依次套装，在上下两端用带环形槽的绝缘胶垫间隔电极，不易变形和发生位移，故抗爆性好；密封面小，密封性好，电解液不易泄漏。2)套管型单管式电解槽结构较简单，装卸方便，降低了制造成本。3)管状电极的下端套有与各管状电极配套用的支撑管，各支撑管之间所形成的空间构成了电解沉渣槽，可以防止电解沉渣引起打火或发生内爆。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

图1是本发明实施例的套管型环管式电解槽结构示意图；

图2是套管型环管式电解槽示意图的俯视图；

图3是本发明实施例的套管型单管式电解槽圆形阳极引出端结构示意图；

图4是套管型单管式电解槽结构示意图。

图中：1、阳极端板；2、圆形阳极；3、极管通气孔；4、管状电极；5、接线螺母；6、丝扣；7、通气管；8、管状阴极；9、阴极接线柱；10、通液管；11、放液孔；12、带环形槽绝缘胶垫；13、阴极管底；14、阳极管底堵头；15、通液孔；16、放液管；17、支撑管；18、加液管；19、紧固螺母；20、垫圈Ⅰ；21、绝缘衬垫；22、螺栓安装孔；23、端板螺栓安装孔；24、固定螺栓；25、端板绝缘胶垫；26、阳极接线柱；27、圆形阳极引出端；28、密封台阶；29、密封圈Ⅰ；30、沉槽；31、密封圈Ⅱ；32、垫圈Ⅱ；33、压紧螺母。

具体实施方式

在实施例中没有详细叙述到部分，其结构与现有的已知结构相同。本发明这种组合式电解槽，其特征是：它采用阳极、电极、阴极依次套接组合方式构成。

它在两个相邻管状电极之间组成一个电解单元，整个电解槽呈立式摆放，并可多组连在一起集中供气。它是由圆形阳极和管状阴极之间设多个管径不同而等间距套装排列的管状电极依次套合组成。

实施例1

实施例1这种组合式电解槽，它是由一个圆形阳极2和一个管状阴极8之间设2-8个管径不同而等间距套装排列的管状电极4依次套合组成，这里管状电极4为2个。

实施例2

这种组合式电解槽，它是由一个圆形阳极2和一个管状阴极8之间设5个管径不同而等间距套装排列的管状电极4依次套合组成。所述的圆形阳极2为管状或圆柱形；所述的管状阴极8是一个单管的罐体，其直径大于其它管状电极4和圆形阳极2的直径。所述的圆形阳极2由低碳钢柱或钢管制成，其表面镀有镍层；管状阴极8，管状电极4均由低碳钢管制成，它们的钢管表面经吹砂处理。

实施例3

这种组合式电解槽，其特征是：它是由一个圆形阳极2和一个管状阴极8之间设8个管径不同而等间距套装排列的管状电极4依次套合组成。所述的圆形阳极2为管状，由钢管制成，其表面镀有镍层；所述的管状阴极8是由两个直径大小不同而等高的管体同心套立、底部连为一体所形成的横截面是环状的筒体构成；管状阴极8，管状电极4均由低碳钢管制成，它们的钢管表面经吹砂处理。

实施例4

这种组合式电解槽，其特征是：它是由一个圆形阳极2和一个管状阴极8之间设4个管径不同而等间距套装排列的管状电极4依次套合组成。所述的圆形阳极2为管状或圆柱形，所述的管状阴极8可以是一个单管的筒体，其直径大于其它管状电极4和圆形阳极2的直径，管状阴极8还可以由两个直径大小不同而等高的管体同心套立、底部连为一体所形成的横截面是环状的筒体构成；或者是所述的圆形阳极2由低碳钢柱或钢管制成，其表面镀有镍层，管状阴极8，管状电极4均由低碳钢管制成，它们的钢管表面经吹砂处理；或者是所述的管状电极4上端设有带环型槽的端板绝缘胶垫25，下端设有带环形槽绝缘胶垫12，管状电极4插嵌在端板绝缘胶垫25和带环形槽绝缘胶垫12的环形槽内；或者是所述的管状电极4的下端套有与各管状电极4配套用的支撑管17，所述的支撑管17材质为耐碱橡胶或聚四氟材料；或者是所述的带环形槽绝缘胶垫12上表面为平滑阶梯形，靠近圆心的部位高于外圆周，倾斜的角度为5°～10°；或者是所述的套管型单管式电解槽的管状阴极8是一个单管的罐体，圆形阳极2设置在罐体的中心位置，在圆形阳极2上端外表面焊接有密封台阶28，在密封台阶28套有密封圈Ⅱ29，密封台阶28和密封圈Ⅱ29嵌在阳极端板1下端面的沉槽30内，圆形阳极2最上端的外表面设有丝扣6，压紧螺母33、垫圈Ⅱ32、密封胶垫31通过丝扣6将穿过端板绝缘胶垫25的圆形阳极2固定在阳极端板1上，并作为阳极引出端27；或者是所述的圆形阳极2为管状，同心套装在管状阴极8的内、外钢管之间的中间位置，通过在圆形阳极2上端面焊接螺栓作为阳极引出端27；本发明的电解槽可以是上述的特征的一种或几种的组合。

实施例5如图1、图2所示

作为本发明优选结构是套管型环管式电解槽如图1、图2所示：套管型环管式电解槽的管状阴极8是由两个直径大小不同而等高的管体同心套立、底部连为一体所形成的横截面是环状的筒体构成，其底部是通过环形阴极管底13将上述两个管体焊接连成一体，所述的环形阴极管底13为环形钢板，两个管体为钢管；在管状阴极8筒体的上端外侧设有法兰，在法兰中间部位设有若干个安装紧固用的螺栓安装孔22，阳极端板1上设有端板螺栓安装孔23，端板螺栓安装孔23和螺栓安装孔22对应；它们通过固定螺栓24、绝缘衬垫21、垫圈Ⅰ20、紧固螺母19将管状阴极8和阳极端板1固定在一起。在管状阴极筒体的上部设有通气和加液用的通气管7和加液管18，并与电解槽内部的气路、液路保持畅通。在管状阴极的筒体外设有阴极接线柱9。在管状阴极的筒体的下端部设有放液用的放液管16，放液管与电解槽内放液孔保持在同一方向上，并保持畅通。

圆形阳极2为管状，同心套装在管状阴极8的内、外钢管之间的中间位置，在圆形阳极2内、外侧均设有4个管状电极4，并保持设在圆形阳极2内外侧的管状电极4数量和间距一致。圆形阳极2，管状阴极8，管状电极4均由低碳钢管制成，阳极钢管表面镀镍，阴极钢管表面经吹砂处理。在管状电极4的上部与管状阴极筒体8上设置的通气管7相同高度处设有两个对称分布的通气孔3，并在安装时使两个相邻管状电极4的通气孔3相互交错180°。所述的管状电极4上端设有带环型槽的端板绝缘胶垫25，下端设有带环形槽绝缘胶垫12，管状电极4插嵌在端板绝缘胶垫25和带环形槽绝缘胶垫12的环形槽内，保持相互间距相等和制约径向移动。所述的管状电极4的下端套有与各管状电极4配套用的支撑管17，所述的支撑管17为圆管状，其材质为耐碱橡胶(或聚四氟材料)，各支撑管17之间所形成的空间构成了电解沉渣槽，可以防止电解沉渣引起打火或发生内爆。所述的带环形槽绝缘胶垫12上表面为平滑阶梯形，靠近圆心的部位高于外圆周，倾斜的角度为7°(倾斜的角度5°～10°均可)，以便于放液和清渣畅通，带环形槽绝缘胶垫12由耐碱橡胶或聚四氟等材料压制而成，嵌套在阴极筒体内。阳极端板1和阴极筒体间的带环型槽的端板绝缘胶垫25在此起密封作用。在支撑管17上部与设在管状阴极8筒体上的通液管10相同高度处设一个通液孔15，并使该通液孔与设在管状阴极筒体上的通液管保持在同一径向。在支撑管17的下部设矩形放液孔11，各支撑管17上放液孔的高度正好与带环形槽绝缘胶垫12相应槽体的上表面平齐，并与设在管状阴极8筒体上的放液管16保持在同一直线上，并保持各放液孔11与放液管16的中心线保持同心，以便于定期清理放液。该电解槽是通过在圆形阳极2上端面焊接螺栓作为阳极引出端27，在阳极引出端27一侧设有带接线螺母5的阳极接线柱26，圆形阳极2下端套有配套的支撑管17。

上述实施例中圆形阳极2，管状阴极8，管状电极4不仅限于低碳钢管制成，也可以是其它金属材质，它们的表面也可以不做处理。所述的阴极管底13可以是钢板或其它金属材质。

实施例6如图3和图4所示

作为本发明另一种优选结构是套管型单管式电解槽如图3和图4所示：其电解槽的结构方式和组合方法与套管型环管式电解槽(实施例4)基本相同，其不同之处是：

1)所述的套管型单管式电解槽，在圆形阳极2上端外表面焊接有密封台阶28，在密封台阶28套有密封圈Ⅱ29，密封台阶28和密封圈Ⅱ29嵌在阳极端板1下端面的沉槽30内，圆形阳极2最上端的外表面设有丝扣6，压紧螺母33、垫圈Ⅱ32、密封胶垫31通过丝扣6将穿过端板绝缘胶垫25的圆形阳极2固定在阳极端板1上，并作为阳极引出端27；

2)管状阴极8的罐体是一个单管，其管径大于其它管状电极4和圆形阳极2，它是由一个钢管和环形阴极管底13焊接而成，所述的阴极管底13材质为钢板。而套管型环管式电解槽的管状阴极8由内、外两个管体组成的环形，其外环管径最大，内环管径最小；

3)圆形阳极2是用一个相比管径最小的钢管制成，设在管状阴极8罐体的中心位置，圆形阳极2内设有阳极管底堵头14(也可以不设)，而不像套管型环管式电解槽圆形阳极2钢管同心套装在管状阴极8的内、外钢管之间的中间位置。管状电极4设在圆形阳极2的外环一侧，而不是设在圆形阳极2的内、外两侧。

实施例7

与实施例6基本相同，不同之处是它的圆形阳极2呈圆柱形，是一个实心体，没有阳极管底堵头14。圆形阳极2是由低碳钢柱(或其它金属材质)制成。

本发明不仅仅限于上述实施例,只要是由圆形阳极2和管状阴极8之间设多个管径不同而等间距套装排列的管状电极4依次套合组成的电解槽均可。一般情况下圆形阳极2和管状阴极8之间设2-8个管径不同而等间距套装排列的管状电极4。

Claims (6)

1.一种组合式电解槽，其特征是：它是由圆形阳极（2）和管状阴极（8）之间设多个管径不同而等间距套装排列的管状电极（4）依次套合组成；所述的圆形阳极（2）为管状或圆柱形；所述的管状阴极（8）可以是一个单管的筒体，其直径大于其它管状电极（4）和圆形阳极（2）的直径；所述的管状阴极（8）还可以由两个直径大小不同而等高的管体同心套立、底部连为一体所形成的横截面是环状的筒体构成；所述的管状电极（4）上端设有带环型槽的端板绝缘胶垫（25），下端设有带环形槽绝缘胶垫（12），管状电极（4）插嵌在端板绝缘胶垫（25）和带环形槽绝缘胶垫（12）的环形槽内；所述的带环形槽绝缘胶垫（12）上表面为平滑阶梯形，靠近圆心的部位高于外圆周，倾斜的角度为5°～10°。

2.根据权利要求1所述的一种组合式电解槽，其特征是：它是由一个圆形阳极（2）和管状阴极（8）之间设2-8个管径不同而等间距套装排列的管状电极（4）依次套合组成；所述的圆形阳极（2）由低碳钢柱或钢管制成，其表面镀有镍层；管状阴极（8），管状电极（4）均由低碳钢管制成，它们的钢管表面经吹砂处理。

3.根据权利要求1所述的一种组合式电解槽，其特征是：所述的管状电极（4）的下端套有与各管状电极（4）配套用的支撑管（17），所述的支撑管（17）材质为耐碱橡胶或聚四氟材料。

4.根据权利要求1所述的一种组合式电解槽，其特征是：它的电解槽组合方式有两种，即套管型环管式电解槽和套管型单管式电解槽。

5.根据权利要求1所述的一种组合式电解槽，其特征是：所述的管状阴极（8）是一个单管的罐体，圆形阳极（2）设置在罐体的中心位置，在圆形阳极（2）上端外表面焊接有密封台阶（28），在密封台阶（28）套有密封圈Ⅱ（29），密封台阶（28）和密封圈Ⅱ（29）嵌在阳极端板（1）下端面的沉槽（30）内，圆形阳极（2）最上端的外表面设有丝扣（6），压紧螺母（33）、垫圈Ⅱ（32）、密封胶垫（31）通过丝扣（6）将穿过端板绝缘胶垫（25）的圆形阳极（2）固定在阳极端板（1）上，并作为阳极引出端（27）。

6.根据权利要求1所述的一种组合式电解槽，其特征是：所述的圆形阳极（2）为管状，同心套装在管状阴极（8）的内、外钢管之间的中间位置，通过在圆形阳极（2）上端面焊接螺栓作为阳极引出端（27）。