CN105463502A - 一种多功能流水式电解槽 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多功能流水式电解槽，由外槽、附有复数电极的板状外侧电极、附有复数电极的板状内侧电极、内槽、隔断板、第一孔和第二孔组成。内槽是由钛金板白金镀膜的内侧电极和处理膜支撑体组成，外槽是由钛金板白金镀膜的外侧电极和处理膜支撑体组成；外侧电极与处理膜之间的外槽注入被处理液；内侧电极与处理膜之间的内槽注入电解质液；处理液的入口和出口设置在电解槽正面的两侧，与外侧电极和处理膜形成的外槽相通；外槽的正面中央部上下方向对外槽进行阻断，使外槽正面入口和出口空间形成两个液体整流空间。该电解槽可用于高浓缩强酸性机能水或高浓缩强碱性机能水生成设备的制造、液体的无害化处理和脱盐处理等设备的制造。

Description

一种多功能流水式电解槽

技术领域

本发明涉及电解槽，尤其涉及一种多功能流水式电解槽。

背景技术

传统的电解槽需要面积较大的电解面才能达到电解要求，为使水流与电解板和处理膜充分接触，入水量受到一定量的限制，同时出水口形成滞留域而造成出水困难。由于电极面的大型化、电极表面的白金镀膜等，使电解装置成本较大，电极装置的小型化受到限制。上述原因导致传统电解装置电解效果不理想。传统电解槽一般被用于电解水生成设备的制造上，而多功能电解槽在高浓缩强酸性机能水或高浓缩强碱性机能水的生产、液体的无害化处理、脱盐处理等应用上，可实现一机多用，这一技术在我国尚属空白。

发明内容

本发明提出一种多功能流水式电解槽。电解槽是由外槽、附有复数电极的板状外侧电极、附有复数电极的板状内侧电极、内槽、隔断板、第一孔和第二孔组成。

所述外槽以周方向形成板状与底座固定，内周面设有复数的电极形成外侧电极。

所述外侧电极面的对面为处理膜面，处理膜面沿着外侧电极面形成U字型，处理膜面固定于外槽之内，外侧电极面与处理膜面之间形成单方向水流的空间。

所述处理膜是指隔膜或离子交换膜，根据处理液体不同而分开使用。

所述内槽内面的固定板上设有复数的电极形成内侧电极。

所述隔断板将水流空间的第一面进行水流隔断形成水流隔断面。

所述水流空间处理膜的第一面为非透水面。

所述第一孔设置在水流隔断面的一侧外槽面，所述第二孔设置在水流隔断面的另一侧外槽面。

所述电解槽电解和电透析可同时进行，对所要处理液进行选择。电透析是指采用低电流不使其产生电解反应，利用离子交换膜可选择性的(如阳离子或阴离子)进行离子交换的特点，使溶液中的离子物质分离的技术。由于电解和电透析同时进行的技术还没有正确的概念，本发明暂时称为“电解透析”。

所述电解槽的内外侧电极板不限于平板型，也可是为弧形。液体流路不限于U型，也可是C型或多曲角型。

所述水流隔断是指被处理液体流动槽的隔断，也就是说流动槽的纵向隔断，隔断板以镶嵌方式固定于内外糟之间。

所述第一孔和第二孔根据处理对象的不同可任意作为出口或入口，一方作为入口时，另一方作为出口。

所述内槽的内部是电解液的电解室，被处理液体从入口到出口形成流动，内外电极通电时隔膜产生电解透析或电透析，利用本发明装置可生产各种用途的电解液，并可使废液无害化处理和脱盐(如海水)处理等。被处理液在电解槽内形成U型单方向流动，即第一孔向第二孔或第二孔向第一孔，被处理液在外侧电极和隔膜之间单向流动，在流路内不会形成液体合流或液体滞留。

所述被处理液在流路内不会形成液体合流或液体滞留，被处理液与电解担负面接触面积增大，由于电解担负面接触面积增大，完全可以降低设备的体积和重量。

附图说明

图1是多功能流水式电解槽第一构造形态斜视图。

图2是多功能流水式电解槽沿F1-F2线的断面图。

图3是多功能流水式电解槽第一构造形态的分解斜视图。

图4是多功能流水式电解槽第一构造形态的一部分断面图。

图5是多功能流水式电解槽第一构造形态上盖、内槽电极、内槽组合体的斜视图。

图6是多功能流水式电解槽第二构造形态外槽相关部件与电解槽上盖、内槽电极、内槽组合体的分解斜视图。

图7是多功能流水式电解槽第二构造形态的断面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

本发明第一构造形态电解槽2，以图1～图5进行详细说明。

多功能流水式电解槽2的组成：外槽11、复数电极的外侧电极16、封闭组合封闭21、隔断部40、复数连接材料41、第一孔48和第二孔49。

外槽11使用耐腐蚀绝缘合成树脂材料一体化制成，包括外槽11的底部、周壁13、上部轮缘14。

底部12为水平板状，周壁13为(如图2所示)，中空多角形周壁13形成10个面，以13a～13j表示。

13a～13e形成周壁13的正面，13a～13e的正面侧壁13a和13b相互连接，断面呈V字形向外凸状型，同样13d和13e相互连接，断面呈V字形向外凸状型。正面两侧外凸部与周壁13c相互连接。

13h形成周壁13的背面，与13c平行。13e、13f、13g、13h、13i、13j、13a呈一定角度相互连接。

周壁13的正面V字形外凸部分的目的是增大周壁13的内部空间，断面形成不限于V型，也可是U型、圆弧型、梯形等形状。

如图3所示，轮缘14突出于周壁13，与组合体21组合封闭，轮缘14设有复数的连接固定槽14a，连接固定槽14a与组合体21的连接固定槽28a相互对应。

如图3所示，外侧电极16是由钛金板经白金镀膜而成，各周壁呈四角平板状，外侧电极16的各中央部设有电极连接端16a，外侧电极连接端16a在外槽的外端形成电极连接。

如图2所示，外侧电极16固定于周壁13的内周面，即外侧电极16使用粘结方法粘结与侧壁13f～13j之上，各外侧电极16之间相隔一定距离，每个外侧电极16的电极连接端16a通过周壁13的各侧壁13f～13j通向电解槽的外部。

如图3和图5所示，组合体21是由内槽22、复数内槽电极25、上盖28、第二液入口32、手提把35和密合材料36、37组成。

内槽22是由角筒状处理膜23密闭于底板24而形成(如[图6]所示)，内槽22的上端呈开方式。内槽22为四角以上(如六角形)的角筒状，内槽22的正面22a为非透水性板。

如图2所示，除内槽22的侧壁22a以外，其他侧壁均为处理膜23，占据了侧壁的大部分。处理膜23全部为隔膜或离子交换膜。根据隔膜使用用途的不同，可使用钛金镀膜的聚偏氟乙烯制备的隔膜、氯化乙烯制备的隔膜或多氯化乙烯制备的隔膜。根据使用用途的不同离子交换膜可使用阳离子交换膜或阴离子交换膜。

内侧电极25是钛金板经白金镀膜而成，内侧电极25的各电极平板设置有棒状电极端25a，棒状电极端以上下方向固定于内侧电极25的内面，电极端25a上端在电解槽上面露出。如图2所示，内侧电极25使用了3块电极板，3块电极板呈コ字形立体排列，固定于内槽22的内部、底板24之上。

内侧电极25的缺口部面向正面，3块电极板呈直角连接，与侧壁22a、处理膜23的两侧壁呈平行设置。

各内侧电极25与处理膜23的间距为5mm～35mm之间，如间距超过35mm，虽然增大电解槽的体积，但电解性能也随之下降。低于5mm，电解液的循环抵抗力增加，影响电解性能。

上盖28使用绝缘耐腐蚀合成树脂一体化制成，上盖28与轮缘14重叠密封外槽11，复数的固定槽14a与复数的固定槽28a相互对应密闭(如图3所示)。

如图4所示，上盖28的底面周边由支撑部29形成凸状，支撑部29凸状部与内槽22的形状完全相同，使内槽22的上端与上盖28密合连接。如图3所示，上盖28设置有电极端25a和同数的电极空30，使电极端25a伸出上盖28.

如图4所示，上盖28底面周边使用密封材料31进行密封处理，密封材料31使用硅酮橡胶材料，形状与外槽11上端缘部相同，用于上盖28与外槽11的密封，防止液体外漏。

第二输送管63与第二液入口32连接，通过上盖28进入槽内，第二液入口32的下端设置在底板24稍上端。

液面控制管33贯通底板24，设置在内槽22当中，如图2所示，内侧电极25和侧壁22a围绕在液面控制管33的周围，液面控制管33的上端接近上盖28的内面，液面控制管33控制第二液的液面。

如图1和图3所示，提手35固定于上盖28上方，便于组合体21的组装和拆卸。

如图3所示，密封材料36和密封材料37使用耐腐蚀有弹性的硅酮橡胶材料制成，密封材料36为一体的密封圈，密封材料36组装在内槽22上端的外缘。密封材料37组装在内槽22下端的外缘。

此外，密封材料36和密封材料37将组合体21和外槽11相互密接和支持，使组合体21更加安定，又使流路G的G1和G2完全隔断。

如图3和图图5所示，内槽22侧壁22a的外面中央部，设有硅酮橡胶制成的隔断架38，隔断架38的厚度与密封材料36、37相同，隔断架38上下端与密封材料36、37相连接。两个隔断架38之间形成隔断固定槽38a。

组合体21可简单从外槽上口自由拆卸或安装。隔断板40(硅酮橡胶制成)从上至下全部镶嵌于隔断固定槽38a之内。隔断板40突出隔断架38，使隔断板40装卸简单，便于隔断板40的更换。

组合体21的内槽22从上方轻轻压入外槽11，密封材料36、37密接与外槽11上下两端的内周面，这样使组合体21与外槽11完全固定。

液面控制管33下端贯通于内槽22的底部和外槽11的底部12，突出于底部12的下外方。上盖28的密封材料31与外槽11上端密闭结合的同时，具有弹性的密封材料使内槽22的隔断架38和隔断板40与外槽11侧壁13c的内面完全密合。

上述形成了内槽22收容于外槽11的状态，如图2所示，形成了流路G。流路G的一端G1是由外槽11的侧壁13d、13e和对面内槽22部分被隔断的侧壁22a形成的三角空间。同样，流路G的一端G2是由外槽11的侧壁13a、13b和对面内槽22部分被隔断的侧壁22a形成的三角空间。

流路G的一端G1和另一端G2在外槽11的正面两侧并列，两者之间有一定的距离，G1、G2形成整流室。

流路G内部从G1到G2的空间，是由内槽22侧壁22a以外的侧壁和外槽11侧壁13f～13j组成。流路G的内空间，由外侧电极16和处理膜23形成多曲角U型流路。

外侧电极16与处理膜23的间距较内侧电极25与处理膜23的间距要狭，外侧电极16与处理膜23的间距为1.0mm～3.5mm，特别是2.0mm～2.5mm之间最为合适，此间距与密封材料36、37的厚度最为相符，使密封隔垫机能被充分发挥。

手动扳扣41用于外槽11和组合体21的封闭、固定。手动扳扣41只需手工操作，无需任何工具。

如图4所示，手动扳扣41由凸状轮42、杆43、螺栓44、六角螺母45和垫片46组成。

杆43的上端43a的圆孔与凸状轮42相互嵌合，凸状轮42嵌合于43a之内，使杆43可上下移动。螺栓44与凸状轮42以螺口、螺母式连接，六角螺母45在螺栓44的下端以螺口、螺母式连接，螺栓44插入固定槽28a、14a组装后的孔隙内，螺栓44可上下移动。

杆43的上端43a与凸状轮42的中心联合部为采用偏心轮设计，通过杆43的上下移动，产生减压和加压，杆43向下给力时，增加外槽11和组合体21的封闭压力。上述过程形成电解槽2的组装方法。

如图2所示，第一孔48设置于流路G的一端G1、外槽11侧壁13d的下端，使用连接管将第一孔48与G1相通。

同样，第二孔49设置于流路G的一端G2、贯通于外槽11、外槽11侧壁13a的上端。使用连接管将第二孔49与G2相通。

液体输送管可与第一孔48或第二孔49的任何一方连接，同样，液体回流管也可与第二孔49或第一孔48的任何一方连接，这样的组成，可使电解槽2内的液体呈相反方向流动。

流路方向的变更，液流还是呈弧形流动，不会产生乱流和合流现象。

电解槽2的流路G(外侧电极16和处理膜23间的流路)呈多角形流路。多角形流路结构，增加对液体的抵抗力，增加了液体与外侧电极16和处理膜23的接触时间，从而增加电解槽2的处理效率。

第一孔48和第二孔49设置在不同的高度，如液体从第一孔48向第二孔49流动时，流动液面逐渐升高的同时，液体呈U字形流动，这种构造除抑制液体滞留域的发生之外，也增加了液体与外侧电极16和处理膜23的接触时间，

外槽11固定的外侧电极16和内槽22处理膜的间距设定为1.0～3.5mm之间，如小于1.0mm，第一液A在流路G内形成的抵抗阻力过大，造成第一液A在流路G内的层流困难，使电解槽处理效率下降。如大于3.5mm，流路G内第一液A会产生流动的速度差，速度差会产生液体涡流和液体滞留域，使处理效率下降。

上述组合体21可简单从电解槽上方拆卸，可简单对外侧电极16、内槽22的内面和处理膜23进行清洗和维护，根据被处理液不同的性质可简单更换不同的处理膜23。

电解槽2组合装置21，其外槽11的周壁13的密闭使用了可缩性密闭材料36和37，上盖设置了提手35，操作者使用提手35可简单将组合装置21压入外槽或从外槽取出，可不使用任何工具、一人简单拆卸组合装置21，使组合装置21的保养维护和更换更为简单。

实施例2

图6和图7所示第二构造形态电解槽，其组成与第一构造形态相同，在此略去说明。

第二构造形态电解槽2的外槽11平视为四角形，除外槽11正面的11a之外，在11b、11c、11d内壁设置外槽电极16，外槽11的侧壁11a下底部设置第一孔48，外槽11的侧壁11a最上部设置第二孔49，第一孔48和第二孔49在11a呈对角配置。四角形电解槽2的流路G呈コ字形流路，流路G的G1和G2不形成整流室，第一孔48直接连通于第二孔49。

第二构造形态电解槽工作原理与第一构造形态电解槽工作原理相同，利用第二构造形态电解槽可生产出体积小、重量轻、电解面积大为特点的电解设备。

Claims (13)

1.一种多功能流水式电解槽，其特征在于，由外槽、附有复数电极的板状外侧电极、附有复数电极的板状内侧电极、内槽、隔断板、第一孔和第二孔组成。

2.根据权利1中的多功能流水式电解槽，其特征在于，所含结构中外槽以周方向形成板状与底座固定，内周面设有复数的电极形成外侧电极。

3.根据权利1中的多功能流水式电解槽，其特征在于，所含结构中外侧电极面的对面为处理膜面，处理膜面沿着外侧电极面形成U字型，处理膜面固定于外槽之内，外侧电极面与处理膜面之间形成单方向水流的空间。

4.根据权利1中的多功能流水式电解槽，其特征在于，所含结构中内槽内面的固定板上设有复数的电极形成内侧电极。

5.根据权利1中的多功能流水式电解槽，其特征在于，所含结构中隔断板将水流空间的第一面进行水流隔断形成水流隔断面；水流空间处理膜的第一面为非透水面。

6.根据权利1中的多功能流水式电解槽，其特征在于，所含结构中第一孔设置在水流隔断面的一侧外槽面，第二孔设置在水流隔断面的另一侧外槽面，第一孔和第二孔分别设置在不同高度。

7.根据权利1中的多功能流水式电解槽，其特征在于，电解槽电解和电解透析可同时进行，对所要处理液进行选择。

8.根据权利1中的多功能流水式电解槽，其特征在于，所述电解槽的内外侧电极板不限于平板型，也可是为弧形；液体流路不限于U型，也可是C型或多曲角型。

9.根据权利1中的多功能流水式电解槽，其特征在于，所含结构中第一孔和第二孔根据处理对象的不同可任意作为出口或入口，一方作为入口时，另一方作为出口。

10.根据权利1中的多功能流水式电解槽，其特征在于，所含结构中内槽的内部是电解液的电解室，被处理液在电解槽的外槽内形成U型单方向流动，即第一孔向第二孔或第二孔向第一孔，被处理液在外侧电极和隔膜之间单向流动，在流路内不会形成液体合流或液体滞留。

11.根据权利3中的多功能流水式电解槽，其特征在于，处理膜是指隔膜或离子交换膜，根据处理液体不同而分开使用。

12.根据权利5中的多功能流水式电解槽，其特征在于，水流隔断是指被处理液体流动槽的隔断，也就是说流动槽的纵向隔断，隔断板以镶嵌方式固定于外糟和处理膜支撑体之间。

13.根据权利10中的多功能流水式电解槽，其特征在于，被处理液在流路内不会形成液体合流或液体滞留，被处理液与电解担负面接触面积增大，由于电解担负面接触面积增大，完全可以降低设备的体积和重量。