CN110921793A - 一种中空发散式电化学反应室 - Google Patents
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Abstract
本发明具体为一种中空发散式电化学反应室，解决了现有电化学反应室存在电磁场分布均匀度差、水流分布不均匀且垢层电阻较大影响电流工作效率的问题。包括柱面为内阴极板的柱状箱体，柱状箱体的最外侧设置有外阴极板，内、外阴极板之间设置有电极板；驱动机构包括环状安装板和其下方的立柱，内、外阴极板、电极板上方均设置有固定齿圈，减速电机的输出轴上连接有转轴和齿圈杆，齿圈杆上设置有转动齿圈；进出水机构包括锥状排水罩，锥状排水罩的侧壁设置有进水管；除垢机构包括设置有刷毛的毛刷杆，且毛刷杆的上下端部均设置有导向轮和上端部的齿轮。本发明实现了反应室内部水流速度的均匀性，而且提高了反应室内的电磁场均匀度。
Description
技术领域
本发明涉及电化学水处理设备，具体为一种中空发散式电化学反应室。
背景技术
工业循环冷却水电化学处理设备电流工作效率低，是一个普遍问题，也是相关学者和企业非常关心的热门问题。
电流效率低的主要原因包括三部分：其一，反应室内部设置有相互交错分布的环状阴极板和阳极板，位于反应室内中部的阴阳极板的曲率相差较大，因而导致该处的电磁场分布均匀度差，进而影响电流的效率；其二，反应室的进水口位于园柱体反应室下方，采取径向进水，出水口位于圆柱体反应室顶部，采取轴向出水或径向出水。这种结构的特点是结构简单，制造成本低，但是根据流体动力水原理分析可知：任意一个环状反应小区，反应室的下部一般均设置有锥状排水罩，进水口一般设置在锥状排水罩的侧壁，出水口一般设置在反应室顶部，采用径向出水，作业时，通过阴阳极板下端的通道进水，并通过径向设置的出水口出水，该结构设计使得阴阳极板外侧的水流流速大于中部的水流流速，且阴阳极板外侧圆周方向上和中部圆周方向上各点的水流流速差异较大，导致过水流速快的地方反应时间短，处理效果差，过水流速慢的地方反应时间长，存在电流浪费严重的问题；其三，由于阴极板表面高低不平，且除垢刮刀仿形性能不足，据统计，刮刀刮垢以后，低洼处残留垢物覆盖面积超过了名义面积的80%，随着工作时间的延长，阴极板表面的垢层得不到彻底清除，原本结构酥松的多孔隙残留垢层变得密度越来越大，垢层内垢物质越来越多，垢层内水分越来越少，垢层电阻越来越大，严重影响电流的工作效率。
发明内容
本发明为了解决现有电化学反应室存在电磁场分布均匀度差、水流分布不均匀且垢层电阻较大影响电流工作效率的问题，提供了一种中空发散式电化学反应室。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种中空发散式电化学反应室，包括反应室本体、驱动机构、进出水机构及除垢机构；反应室本体包括柱状箱体，柱状箱体的圆柱面是由内阴极板制成的，柱状箱体的最外侧设置有一圈与其同轴的外阴极板，内阴极板与外阴极板之间设置有若干圈与两者同轴且间隔分布的电极板，且电极板是由阴极板和阳极板交错分布组成的，且与内阴极板和外阴极板交错分布；驱动机构包括设置在柱状箱体内的减速电机和位于外阴极板和电极板的阴极板上方的环状安装板，环状安装板和与其上下对应的外阴极板及电极板的阴极板之间均设置有与两者固定且沿圆周方向均布放置的立柱，内阴极板的高度与环状安装板的高度齐平，内阴极板上端部外壁、外阴极板上方的环状安装板内壁、电极板的阴极板上方的环状安装板内外两侧壁均设置有固定齿圈，减速电机的输出轴上连接有上端伸出柱状箱体顶端的转轴，转轴上设置有径向放置的齿圈杆，齿圈杆上设置有位于电极板的阳极板左右两侧壁上方且与固定齿圈对应的转动齿圈；进出水机构包括连接在外阴极板下端的锥状排水罩，锥状排水罩的下端设置有与其连通的排垢管，且锥状排水罩的下端开有排水口，排水口的内径小于排垢管的内径，排垢管的下端设置有排垢电磁阀，排垢管的侧壁设置有与其连通的进水管；除垢机构包括设置在内阴极板和与其相邻的电极板之间、相邻电极板之间、外阴极板和与其相邻的电极板之间的毛刷杆，毛刷杆的圆周面上设置有刷毛，且毛刷杆的上下端部均设置有导向轮，毛刷杆的上端部设置有位于导向轮上方且与固定齿圈和转动齿圈啮合的齿轮。
该结构设计中柱状箱体的设置，使得反应室的中部为中空结构，增加了阴阳极板的曲率，进而提高了阴阳极板之间的电磁场均匀度；改变了进水和出水的方向，通过进水压力的驱动使水流在柱状箱体下表面上形成压力波，从中间向外等差传播发散，实现了发散式压力进水，而且水流经阴阳极板上端的通道流出，由于压力波的作用，使得水流出水时同样是从中间向外等差发散，实现了发散式压力出水，进而提高了反应室内部水流速度的均匀一致性；除垢机构的设置，刷毛可对表面高低不平的阴极板进行无死角冲刷，实现了垢层的彻底清除。
进行作业时，高压水经进水管向上喷射至柱状箱体的下表面上形成水流压力波，然后从中间向外等差传播发散至相邻阴阳极板形成的通道内，并向上流动至阴阳极板顶端发散流出，与此同时，减速电机带动转轴、齿圈杆及转动齿圈转动，转动齿圈带动齿轮沿固定齿圈进行圆周方向转动及自身的旋转，进而带动毛刷杆及刷毛对阴极板上疏松垢层的冲刷，克服了现有电化学反应室存在电磁场分布均匀度差、水流分布不均匀且垢层电阻较大影响电流工作效率的问题。
柱状箱体外侧壁下端部沿圆周方向均布固定有若干根径向放置且开口槽下的U型固定杆，U型固定杆与内阴极板、外阴极板及电极板的阴极板接触，且电极板的阴极板下端部左右两侧均设置有绝缘导向环，U型固定杆上端面设置有插接在电极板阳极板上的环状绝缘底座，绝缘导向环和环状绝缘底座均与电极板通过螺栓连接；其中一根U型固定杆的下端面固定有盖板，且该U型固定板槽底与电极板阳极板对应的位置处拧有含内螺纹的绝缘紧固螺栓，绝缘紧固螺栓内设置有与其螺纹连接的接线螺栓，接线螺栓的上端面开有锥状槽，且电极板的阳极板的下端设置有与锥状槽配合且与接线螺栓接触的金属块，该U型固定杆槽的两端分别与柱状箱体和外界连通，该U型固定杆的槽内设置有与接线螺栓连接的绝缘导线和与减速电机连接的电缆。
该结构设计巧妙地实现了柱状箱体内减速电机的通电和阳极板的带电，同时保证了电缆和绝缘导线的绝缘性能。
外阴极板的外侧壁上端部设置有环状集水槽，环状集水槽的底部设置有与其连通的出水管，且环状集水槽的侧壁开有低于外阴极板上端的溢流口。
外阴极板外面设置有环形集水槽，为防止电极效应，出水管侧壁远离阴极板外侧壁，而且出水管出水不影响反应室水流圆周径向向外等速溢流，反应区圆周方向上各点的过水流速相等；溢流口低于外阴极板上端，确保了出水流发散均匀一致。
绝缘导向环和环状绝缘底座位于电极板内外两侧的上端面均为锥面，且内阴极板外壁和外阴极板内壁均固定有绝缘导向环I，绝缘导向环I的上端面均为锥面，且与绝缘导向环和环状绝缘底座的上端面齐平；毛刷杆下端的导向轮位于绝缘导向环I和环状绝缘底座之间及绝缘导向环和环状绝缘底座之间，且与绝缘导向环I、绝缘导向环及环状绝缘底座的锥面配合。
该结构设计有效杜绝了毛刷杆向下轴向串位现象的发生，绝缘导向环I和环状绝缘底座之间及绝缘导向环和环状绝缘底座之间形成导向滚道，进一步提升了毛刷杆转动的稳定性能。
毛刷杆上端的导向轮紧贴固定齿圈侧壁和阶梯面。
该结构设计杜绝了毛刷杆向上轴向串位现象的发生，且保证了毛刷杆圆周方向的导向。
本发明结构设计合理可靠，通过改变进出水方式、反应室曲率及除垢方式实现了反应室内部水流速度的均匀性，而且提高了反应室内的电磁场均匀度，同时实现了阴极板表面垢层的彻底清除，电解效果得到大幅提升，具有结构合理、加工简单且成本低的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中反应室本体顶部的结构示意图；
图3为图1中反应是本体底部的结构示意图；
图4为图1的俯视示意图；
图5为图1的仰视示意图。
图中：1-柱状箱体，2-内阴极板，3-外阴极板，4-电极板，5-减速电机，6-环状安装板，7-立柱，8-固定齿圈，9-转轴，10-齿圈杆，11-转动齿圈，12-锥状排水罩，13-排垢管，14-排水口，15-排垢电磁阀，16-进水管，17-毛刷杆，18-刷毛，19-导向轮，20-齿轮，21-U型固定杆，22-环状绝缘底座，23-螺栓，24-盖板，25-接线螺栓，26-金属块，27-电缆，28-环状集水槽，29-出水管，30-溢流口，31-绝缘导向环I，32-轴承支架，33-绝缘导向环，34-绝缘紧固螺栓，35-绝缘导线。
具体实施方式
一种中空发散式电化学反应室，包括反应室本体、驱动机构、进出水机构及除垢机构；
反应室本体包括柱状箱体1，柱状箱体1的圆柱面是由内阴极板2制成的，柱状箱体1的最外侧设置有一圈与其同轴的外阴极板3，内阴极板2与外阴极板3之间设置有若干圈与两者同轴且间隔分布的电极板4，且电极板4是由阴极板和阳极板交错分布组成的，且与内阴极板2和外阴极板3交错分布；
驱动机构包括设置在柱状箱体1内的减速电机5和位于外阴极板3和电极板4的阴极板上方的环状安装板6，环状安装板6和与其上下对应的外阴极板3及电极板4的阴极板之间均设置有与两者固定且沿圆周方向均布放置的立柱7，内阴极板2的高度与环状安装板6的高度齐平，内阴极板2上端部外壁、外阴极板3上方的环状安装板6内壁、电极板4的阴极板上方的环状安装板6内外两侧壁均设置有固定齿圈8，减速电机5的输出轴上连接有上端伸出柱状箱体1顶端的转轴9，转轴9上设置有径向放置的齿圈杆10，齿圈杆10上设置有位于电极板4的阳极板左右两侧壁上方且与固定齿圈8对应的转动齿圈11；
进出水机构包括连接在外阴极板3下端的锥状排水罩12，锥状排水罩12的下端设置有与其连通的排垢管13，且锥状排水罩12的下端开有排水口14，排水口14的内径小于排垢管13的内径，排垢管13的下端设置有排垢电磁阀15，排垢管13的侧壁设置有与其连通的进水管16；
除垢机构包括设置在内阴极板2和与其相邻的电极板4之间、相邻电极板4之间、外阴极板3和与其相邻的电极板4之间的毛刷杆17，毛刷杆17的圆周面上设置有刷毛18，且毛刷杆17的上下端部均设置有导向轮19，毛刷杆17的上端部设置有位于导向轮19上方且与固定齿圈8和转动齿圈11啮合的齿轮20。
柱状箱体1外侧壁下端部沿圆周方向均布固定有若干根径向放置且开口槽下的U型固定杆21，U型固定杆21与内阴极板2、外阴极板3及电极板4的阴极板接触，且电极板4的阴极板下端部左右两侧均设置有绝缘导向环33，U型固定杆21上端面设置有插接在电极板4阳极板上的环状绝缘底座22，绝缘导向环33和环状绝缘底座22均与电极板4通过螺栓23连接；其中一根U型固定杆21的下端面固定有盖板24，且该U型固定板21槽底与电极板4阳极板对应的位置处拧有含内螺纹的绝缘紧固螺栓34，绝缘紧固螺栓34内设置有与其螺纹连接的接线螺栓25，接线螺栓25的上端面开有锥状槽，且电极板4的阳极板的下端设置有与锥状槽配合且与接线螺栓25接触的金属块26，该U型固定杆21槽的两端分别与柱状箱体1和外界连通，该U型固定杆21的槽内设置有与接线螺栓25连接的绝缘导线35和与减速电机5连接的电缆27。
外阴极板3的外侧壁上端部设置有环状集水槽28，环状集水槽28的底部设置有与其连通的出水管29，且环状集水槽28的侧壁开有低于外阴极板3上端的溢流口30。
绝缘导向环33和环状绝缘底座22位于电极板4内外两侧的上端面均为锥面，且内阴极板2外壁和外阴极板3内壁均固定有绝缘导向环I31，绝缘导向环I31的上端面均为锥面，且与绝缘导向环33和环状绝缘底座22的上端面齐平；毛刷杆17下端的导向轮19位于绝缘导向环I31和环状绝缘底座22之间及绝缘导向环33和环状绝缘底座22之间，且与绝缘导向环I31、绝缘导向环33及环状绝缘底座22的锥面配合。
毛刷杆17上端的导向轮19紧贴固定齿圈8侧壁和阶梯面。
具体实施过程中，转轴9的上下两端部均设置有轴承，轴承上设置有与内阴极板2固定的轴承支架32；立柱7、齿圈杆10及U型固定杆21的数量均为三个；排垢管13的内径大于排水口14的直径，保证了排垢时垢物进不了进水管16，需要进水时，关闭排垢电磁阀15，实现了锥状排水罩12的交替进水和排垢；固定齿圈8、转动齿圈11、齿轮20、毛刷杆17及刷毛18均是由绝缘材料制成的。
Claims (5)
1.一种中空发散式电化学反应室，其特征在于：包括反应室本体、驱动机构、进出水机构及除垢机构；
反应室本体包括柱状箱体（1），柱状箱体（1）的圆柱面是由内阴极板（2）制成的，柱状箱体（1）的最外侧设置有一圈与其同轴的外阴极板（3），内阴极板（2）与外阴极板（3）之间设置有若干圈与两者同轴且间隔分布的电极板（4），且电极板（4）是由阴极板和阳极板交错分布组成的，且与内阴极板（2）和外阴极板（3）交错分布；
驱动机构包括设置在柱状箱体（1）内的减速电机（5）和位于外阴极板（3）和电极板（4）的阴极板上方的环状安装板（6），环状安装板（6）和与其上下对应的外阴极板（3）及电极板（4）的阴极板之间均设置有与两者固定且沿圆周方向均布放置的立柱（7），内阴极板（2）的高度与环状安装板（6）的高度齐平，内阴极板（2）上端部外壁、外阴极板（3）上方的环状安装板（6）内壁、电极板（4）的阴极板上方的环状安装板（6）内外两侧壁均设置有固定齿圈（8），减速电机（5）的输出轴上连接有上端伸出柱状箱体（1）顶端的转轴（9），转轴（9）上设置有径向放置的齿圈杆（10），齿圈杆（10）上设置有位于电极板（4）的阳极板左右两侧壁上方且与固定齿圈（8）对应的转动齿圈（11）；
进出水机构包括连接在外阴极板（3）下端的锥状排水罩（12），锥状排水罩（12）的下端设置有与其连通的排垢管（13），且锥状排水罩（12）的下端开有排水口（14），排水口（14）的内径小于排垢管（13）的内径，排垢管（13）的下端设置有排垢电磁阀（15），排垢管（13）的侧壁设置有与其连通的进水管（16）；
除垢机构包括设置在内阴极板（2）和与其相邻的电极板（4）之间、相邻电极板（4）之间、外阴极板（3）和与其相邻的电极板（4）之间的毛刷杆（17），毛刷杆（17）的圆周面上设置有刷毛（18），且毛刷杆（17）的上下端部均设置有导向轮（19），毛刷杆（17）的上端部设置有位于导向轮（19）上方且与固定齿圈（8）和转动齿圈（11）啮合的齿轮（20）。
2.根据权利要求1所述的一种中空发散式电化学反应室，其特征在于：柱状箱体（1）外侧壁下端部沿圆周方向均布固定有若干根径向放置且开口槽下的U型固定杆（21），U型固定杆（21）与内阴极板（2）、外阴极板（3）及电极板（4）的阴极板接触，且电极板（4）的阴极板下端部左右两侧均设置有绝缘导向环（33），U型固定杆（21）上端面设置有插接在电极板（4）阳极板上的环状绝缘底座（22），绝缘导向环（33）和环状绝缘底座（22）均与电极板（4）通过螺栓（23）连接；其中一根U型固定杆（21）的下端面固定有盖板（24），且该U型固定板（21）槽底与电极板（4）阳极板对应的位置处拧有含内螺纹的绝缘紧固螺栓（34），绝缘紧固螺栓（34）内设置有与其螺纹连接的接线螺栓（25），接线螺栓（25）的上端面开有锥状槽，且电极板（4）的阳极板的下端设置有与锥状槽配合且与接线螺栓（25）接触的金属块（26），该U型固定杆（21）槽的两端分别与柱状箱体（1）和外界连通，该U型固定杆（21）的槽内设置有与接线螺栓（25）连接的绝缘导线（35）和与减速电机（5）连接的电缆（27）。
3.根据权利要求1或2所述的一种中空发散式电化学反应室，其特征在于：外阴极板（3）的外侧壁上端部设置有环状集水槽（28），环状集水槽（28）的底部设置有与其连通的出水管（29），且环状集水槽（28）的侧壁开有低于外阴极板（3）上端的溢流口（30）。
4.根据权利要求2所述的一种中空发散式电化学反应室，其特征在于：绝缘导向环（33）和环状绝缘底座（22）位于电极板（4）内外两侧的上端面均为锥面，且内阴极板（2）外壁和外阴极板（3）内壁均固定有绝缘导向环I（31），绝缘导向环I（31）的上端面均为锥面，且与绝缘导向环（33）和环状绝缘底座（22）的上端面齐平；毛刷杆（17）下端的导向轮（19）位于绝缘导向环I（31）和环状绝缘底座（22）之间及绝缘导向环（33）和环状绝缘底座（22）之间，且与绝缘导向环I（31）、绝缘导向环（33）及环状绝缘底座（22）的锥面配合。
5.根据权利要求1或2所述的一种中空发散式电化学反应室，其特征在于：毛刷杆（17）上端的导向轮（19）紧贴固定齿圈（8）侧壁和阶梯面。
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