CN105274553A - 新型半隔膜次亚酸钠发生器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新型半隔膜次亚酸钠发生器，属于消毒设备技术领域，包括壳体、电极板和原料补给装置，原料补给装置包括原料桶、水计量泵、原料计量泵和预混管道，原料计量泵与水计量泵连通预混管道，预混管道连通壳体，电极板为四块、其中两块电极板上端与电源负极电连接，下端与壳体下壁形成通道；另外两块电极板下端与电源正极电连接，上端与壳体上壁形成通道。本发明提供的半隔膜次亚酸钠发生器通过设置半隔膜式的四块电极板，使盐液在电解池内往复流动，并且溶液的pH值也随之出现变化，使得出液口处向外溢出的消毒液的pH值处于较适宜的范围，并且消毒液中含有足量的次亚酸钠，较传统的次氯酸盐发生装置，其产出的消毒液消毒效果更好。

Description

新型半隔膜次亚酸钠发生器

技术领域

本发明涉及消毒设备技术领域，具体而言，涉及一种新型半隔膜次亚酸钠发生器。

背景技术

在水处理工程上，杀菌消毒技术几乎大部分依赖于盐素系消毒剂。特别是在上水道处理工程上的杀菌消毒90％以上都是使用盐素系消毒的氯、次氯酸钠、次氯酸钙等。

次氯酸钠及次氯盐酸素消毒液作为真正高效，广谱，安全的消毒液越来越得到重视和普及，而电解式次氯酸钠发生器因为它使用方便，使用领域广阔，而得到迅速的发展和推广。

次氯盐酸素是以次氯酸苏打(NaClO)添加水电解反应而成，这种成分富含量越多，杀菌效果越好。富含大量次氯酸(HOClC)的消毒水被称为超次亚水，消毒效果好，杀菌快。

但现有技术中的电解式次氯酸盐发生器使用氯化钠为原料，经一次电解只能生成次亚酸钠，不能直接生成次亚酸钠，有鉴于此，急需一种能直接生成次亚酸钠的电解式次亚酸钠发生器。

发明内容

本发明提供了一种新型半隔膜次亚酸钠发生器，旨在改善上述技术问题。

本发明是这样实现的：

新型半隔膜次亚酸钠发生器，包括原料补给装置、壳体和电极板，所述壳体具有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口分别位于所述壳体的左右两端，所述原料补给装置包括原料桶、水计量泵、原料计量泵和预混管道，所述水计量泵连通水源，所述原料计量泵连通所述原料桶，所述原料计量泵与所述水计量泵连通所述预混管道，所述预混管道连通所述进液口；

所述电极板包括从进液口向出液口方向依次设置的第一电极板、第二电极板、第三电极板和第四电极板，所述电极板由氯离子半透膜材料制成；

所述第二电极板和所述第四电极板的上端均连接在所述壳体的上侧内壁并与外界电源的负极电连接，下端均与所述壳体的下侧内壁之间形成供液体流通的通道；所述第一电极板和所述第三电极板的下端均连接在所述壳体的下侧内壁并与外界电源的正极电连接，上端均与所述壳体的上侧内壁之间形成供液体流通的通道。

现有技术中的电极板多是以贯穿电解池槽的设置形式进行设置的，而本技术方案中的电极板采用半透的设置形式，并且创造性的设置4块电极板，其中位于中间的两块电极板连通电源负极，两侧的电极板连通电源正极，这样设置的好处是：

(1)在电解过程中，盐液从进液口进入电解池中，在第一电极板和第四电极板上发生氧化反应，并产生大量氢离子，使局部的溶液pH值迅速降低成酸性，溶液经第一电解板与壳体间的通道向第二电极板方向流动，第二电极板和第三电极板上发生还原反应，局部溶液的pH值为碱性，在进液口的原料不断涌入的情况下，第一电极板附近的溶液会朝向出液口方向流动，并且与第二电极板、第三电极板和第四电极板附近的溶液相互中和，使得最终从出液口溢出的消毒液的pH值在较合适的水平。

(2)由于电极板与壳体均存在通道，并未完全将壳体分隔，并且电极板是采用氯离子半透膜材料制成的，这就使得溶液中含氯元素的离子只能从通道内流动，这样溶液从进液口向出液口流动的过程中，在往复设置的通道内流动，大大延长了其流动路径，使溶液内有充足的反应时间产生足量的次亚酸钠，提高从出液口溢出的消毒液的消毒效果。

(3)盐溶液经第一电极板和第二电极板的电解后生成NaClO，当NaClO溶液继续流动至第三电极板和第四电极板时，在第二次电解作用下，继续生成大量HClO和次亚酸钠并从出液口向外溢出，溶液呈弱酸性，pH值约6.5±0.5。

并且，通过调控电极板的电流和电压，可以精确的控制各电极板处的电解量，使电解池内生成更多的次亚酸钠。

此外，现有技术中盐水补给时，均是当电解池内液位下降至一定后，启动泵将水和原料盐加入电解池内，此时，因为新注入的水达到饱和盐水需要一定的时间，所以会产生电解水的盐浓度随时间变化，进而带来电解出来的次氯酸钠溶液的浓度的变化，另一方面，此种溶解盐的方法，有时还会产生盐的结块，使溶解盐水达不到饱和盐水浓度，而产生次氯酸钠溶液浓度的降低。

本技术方案中，原料补给装置在供给原料时盐和水在预混管道内进行预混使其达到饱和状态后在进入电解池中，能保证电解池内盐溶液浓度始终处于饱和状态，进而使产生的次亚酸钠浓度稳定。

进一步地，所述壳体的上下侧壁上设置有供所述电极板伸入所述壳体内的开口，电极板可以方便的取出。

进一步地，所述通道的宽度不超过所述壳体的上下两端内壁间距的一半。

通道的宽度即是电极板未封闭壳体的一端与壳体间的间距，该宽度的大小决定了溶液中氯离子流动的路径长短。具体而言，通道的宽度越大，氯离子的流动路径越短，反之则越长。

更优选地，经发明人多次实验总结，当所述通道的宽度为所述壳体的上下两端内壁间距的三分之一时，整个次亚酸钠发生器内的电解效果最好。

进一步地，还包括PLC控制系统和用于探测pH值的探测计，所述探测计设置在出液口处，所述探测计与所述PLC控制系统电连接，所PLC控制系统用于控制电源向所述电极板供电的电流和电压。

PLC控制系统与所有电极板形成电路连接，通过内置程序精确控制各电路板的电量，实现对电解过程的精确控制。此外，PLC控制系统还可以与计量泵进行连接控制。

进一步地，所述出料口设置有电磁阀，所述电磁阀与所述PLC控制系统电连接。当存在电解池内的消毒液未达到使用要求的情况，PLC控制系统控制电磁阀关闭，延长电解时间。

进一步地，所述进液口位于所述壳体左侧侧壁的下端。

进一步地，所述出液口位于所述壳体右侧侧壁的上端。

将进液口和出液口分别设置在壳体左侧侧壁的下端和右侧侧壁的上端，这样做同样可以延长从进液口进入电解池内的溶液的流动路径。

具体而言，进液口靠近第一电极板的下端，进而远离第一电极板与壳体间的通道；而出液口则靠近第四电极板的上端，进而远离第一电极板与壳体间的通道。

进一步地，所述壳体由绝缘材料制成，所述壳体的内壁设置有防腐蚀层。

电解池工作过程中，局部会呈酸性或碱性。对壳体会产生剧烈的腐蚀，防腐蚀层的设置是为了增强整个壳体的防酸、碱、盐的腐蚀性，延长其使用寿命。

进一步地，所述防腐蚀层厚度不低于3mm。

本发明的有益效果：(1)本发明提供的新型半隔膜次亚酸钠发生器通过设置半隔膜式的四块电极板，使盐液在电解池内往复的流动，并且溶液的pH值也随之出现变化，直接生成次亚酸钠，并从出液口处向外溢出，并且生成的消毒液的pH值处于较适宜的范围，消毒液中含有足量的次亚酸钠，较传统的次氯酸盐素发生装置，其产出的消毒液消毒效果更好。

(2)原料补给系统在供给原料时盐和水在预混管道内进行预混，能保证电解池内盐溶液浓度始终处于饱和状态，进而使产生的次亚酸钠浓度稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的新型半隔膜次亚酸钠发生器的结构示意图；

图2是本发明提供的新型半隔膜次亚酸钠发生器的工作流程图。

图中标记分别为：

原料桶101；原料计量泵102；壳体103；进液口104；出液口105；水计量泵106；预混管道107；第一电极板111；第二电极板112；第三电极板113；第四电极板114。

具体实施方式

次氯酸钠及次氯盐消毒液作为真正高效，广谱，安全的消毒液越来越得到重视和普及，而电解式次氯酸钠发生器因为它使用方便，使用领域广阔，而得到迅速的发展和推广。

在水处理工程上，杀菌消毒技术几乎大部分依赖于盐素系消毒剂。特别是在上水道处理工程上的杀菌消毒90％以上都是使用盐素系消毒的氯、次氯酸钠、次氯酸钙等。在这里，氯主要用在大中型净水场里，在小型净水场主要使用次氯酸钠，村落上水道等小规模供水设施主要使用次氯酸钠或者次氯酸钙。像这样，在净水场用作杀菌消毒剂的盐素系消毒剂根据要求水质的增加消毒副产物的生成会减少，要求符合注入浓度的一致性、安全性及便利性的工程技术开发。

现有技术中的次氯盐发生装置多是无隔膜式或隔膜式结构，这种结构的次亚酸钠发生器在电解生成次亚酸钠的过程中由于在电解过程中不能对溶液的pH值进行精确控制，导致生成的次亚酸钠中水溶有一定量的氯气，并不能完全生产盐素系的次亚酸钠，导致消毒效果差并且具有一定的毒性，有鉴于此，急需一种消毒效果更好的次亚酸钠发生装置。

有鉴于此，本领域技术人员长期以来一直在寻求一种改善该问题的工具或方法。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1和图2所示，本实施例提供了一种新型半隔膜次亚酸钠发生器，包括壳体103、PLC控制系统和原料补给装置。在本实施例中，壳体103为矩形状，壳体103采用绝缘材料制成，所述壳体103的内壁设置有防腐蚀层，防腐蚀层的设置是为了增强整个壳体103的防酸、碱、盐的腐蚀性，延长其使用寿命。

具体而言，防腐蚀层的厚度应不低于3mm，本实施例中，防腐蚀层由高分子塑料PVDF制成，并且防腐蚀层的厚度为4mm。

如图1所示，所述壳体103具有进液口104和出液口105，所述进液口104和所述出液口105分别位于所述壳体103的左右两端。所述原料补给装置包括原料桶101、水计量泵106、原料计量泵102和预混管道107，所述水计量泵106连通水源，所述原料计量泵102连通所述原料桶101，所述原料计量泵102与所述水计量泵106连通所述预混管道107，所述预混管道107连通所述进液口。水计量泵106和原料计量泵102均是与PLC控制系统电连接的，PLC控制系统通过内置程序控制水计量泵106和原料计量泵102的开启、关闭以及流量。

原料补给装置在供给原料时盐和水在预混管道107内进行预混使其达到饱和状态后在进入电解池中，能保证电解池内盐溶液浓度始终处于饱和状态，进而使产生的次亚酸钠浓度稳定。

出液口105处设置有pH值探测计，pH值探测计用于探测出液口105处溶液的pH值，并且出液口105处还设置有电磁阀，pH值探测计和电磁阀均与PLC控制系统电连接，PLC控制系统根据pH值探测计探测的结果控制电磁阀的开闭，保证从出液口105溢出的消毒液的pH值均能达标。

壳体103内部的空腔构成电解池，壳体103的上下侧壁上设置有开口。电解池内设置有四块电极板，电极板是通过上下侧壁上设置的开口伸入电解池内部的。

电极板由氯离子半透膜材料制成，这种氯离子半透膜材料可以阻止含氯元素物质通过。

本实施例中，所述电极板包括从进液口104向出液口105方向依次设置的第一电极板111、第二电极板112、第三电极板113和第四电极板114。

具体而言，第二电极板112和所述第四电极板114的上端均连接在所述壳体103的上侧内壁并与外界电源的负极电连接，下端均与所述壳体103的下侧内壁之间形成供液体流通的通道；所述第一电极板111和所述第三电极板113的下端均连接在所述壳体103的下侧内壁并与外界电源的正极电连接，上端均与所述壳体103的上侧内壁之间形成供液体流通的通道。

第一电极板111、第二电极板112、第三电极板113、第四电极板114以及外界电源均与PLC控制系统电连接，PLC控制系统可以控制第一电极板111、第二电极板112、第三电极板113、第四电极板114的瞬时输入电压和电流。

实际使用过程中，盐液从进液口104进入电解池中，在第一电极板111和第四电极板114上发生氧化反应，并产生大量氢离子，使局部的溶液pH值迅速降低成酸性，溶液经第一电极板111与壳体103间的通道向第二电极板112方向流动，第二电极板112和第三电极板113上发生还原反应，局部溶液的pH值为碱性，在进液口104的原料不断涌入的情况下，第一电极板111附近的溶液会朝向出液口105方向流动，并且首先与第二电极板112附近的溶液中和，中和后呈碱性；其后与第三电极板113附近的溶液再次中和，中和后呈弱碱性，最后与第四电极板114附近的溶液中和，中和后溶液呈弱酸性，使得最终从出液口105溢出的消毒液的pH值在较合适的水平。

本实施例提供一种优选的电解池pH值控制方案，具体而言，第一电极板111附近的溶液pH值为2.5±0.2，第二电极板112附近的溶液pH值为10.2±0.2，第三电极板113附近的溶液pH值为9±0.2，第四电极板114附近的溶液pH值为6±0.5，这样从出液口105溢出的消毒液的pH值为弱酸性，适宜消毒使用。

电极板与壳体103之间的通道的宽度对于控制溶液在电解池内的路径长度非常重要，本实施例中，所述通道的宽度为所述壳体103的上下两端内壁间距的三分之一。

通道在该宽度下，溶液流经电解池的路径较为适宜，电解池的工作效率最高。

本实施例提供的新型半隔膜次亚酸钠发生器通过设置半隔膜式的四块电极板，使盐液在电解池内往复的流动，并且溶液的pH值也随之出现变化，直接生成次亚酸钠，并从出液口105处向外溢出，并且生成的消毒液的pH值处于较适宜的范围，消毒液中含有足量的次亚酸钠，较传统的次氯酸盐素发生装置，其产出的消毒液消毒效果更好。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.新型半隔膜次亚酸钠发生器，其特征在于，包括原料补给装置、壳体和电极板，所述壳体具有进液口和出液口，所述进液口和所述出液口分别位于所述壳体的左右两端，所述原料补给装置包括原料桶、水计量泵、原料计量泵和预混管道，所述水计量泵连通水源，所述原料计量泵连通所述原料桶，所述原料计量泵与所述水计量泵连通所述预混管道，所述预混管道连通所述进液口；

所述电极板包括从进液口向出液口方向依次设置的第一电极板、第二电极板、第三电极板和第四电极板，所述电极板由氯离子半透膜材料制成；

所述第二电极板和所述第四电极板的上端均连接在所述壳体的上侧内壁并与外界电源的负极电连接，下端均与所述壳体的下侧内壁之间形成供液体流通的通道；所述第一电极板和所述第三电极板的下端均连接在所述壳体的下侧内壁并与外界电源的正极电连接，上端均与所述壳体的上侧内壁之间形成供液体流通的通道。

2.根据权利要求1所述的新型半隔膜次亚酸钠发生器，其特征在于，所述壳体的上下侧壁上设置有供所述电极板伸入所述壳体内的开口。

3.根据权利要求1所述的新型半隔膜次亚酸钠发生器，其特征在于，所述通道的宽度不超过所述壳体的上下两端内壁间距的一半。

4.根据权利要求3所述的新型半隔膜次亚酸钠发生器，其特征在于，所述通道的宽度为所述壳体的上下两端内壁间距的三分之一。

5.根据权利要求1所述的新型半隔膜次亚酸钠发生器，其特征在于，还包括PLC控制系统和用于探测pH值的探测计，所述探测计设置在出液口处，所述探测计与所述PLC控制系统电连接，所PLC控制系统用于控制电源向所述电极板供电的电流和电压。

6.根据权利要求5所述的新型半隔膜次亚酸钠发生器，其特征在于，所述出料口设置有电磁阀，所述电磁阀与所述PLC控制系统电连接。

7.根据权利要求1所述的新型半隔膜次亚酸钠发生器，其特征在于，所述进液口位于所述壳体左侧侧壁的下端。

8.根据权利要求1所述的新型半隔膜次亚酸钠发生器，其特征在于，所述出液口位于所述壳体右侧侧壁的上端。

9.根据权利要求1所述的新型半隔膜次亚酸钠发生器，其特征在于，所述壳体由绝缘材料制成，所述壳体的内壁设置有防腐蚀层。

10.根据权利要求9所述的新型半隔膜次亚酸钠发生器，其特征在于，所述防腐蚀层厚度不低于3mm。