CN111593367A - 次氯酸钠发生器搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及污水处理技术领域，具体公开了次氯酸钠发生器搅拌装置，包括电解槽和电极，电极包括阳极、阴极和盖体，盖体可拆卸连接于电解槽上；盖体下端固定有固定箱，固定箱的顶部设置有第二自动阀，第二自动阀连接有压缩空气；固定箱的底部连接有文丘里管；电解槽的侧壁的上部设置有第一自动阀，第一自动阀通过管道与文丘里管的喉部连通，文丘里管的出口端与外界连通；固定箱内设置有涡轮，涡轮的壳体与固定箱固定，涡轮的转轴的下端贯穿固定箱的底部并且延伸至固定箱的下方，涡轮的转轴的下端固定有搅拌桨。本专利的目的在于解决次氯酸钠发生器电解盐水生成的氢气排放的浓度不可控导致存在安全隐患的问题。

Description

次氯酸钠发生器搅拌装置

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及次氯酸钠发生器搅拌装置。

背景技术

氯酸钠发生器是通过电解盐水生成次氯酸钠溶液的装置，是由溶盐装置、过滤装置、配比装置、电解电机总成、整流电源、自动控制系统、存储与投加等部分组成，支撑的纯净次氯酸钠是一种强氧化剂，具有很强的杀菌、漂白效果，是目前应用最广泛的一种消毒剂，主要应用于食品加工企业消毒、核电站或火电厂循环水系统水处理、石化或-印染企业污水及循环水处理、生活给水消毒、医院或城市污水处理消毒工程等。

次氯酸钠消毒原理是通过水解形成次氯酸，次氯酸再进一步分解形成新生态氧，新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒上的蛋白质等物质变形，从而致死病原微生物。且次氯酸分子较小，也能渗透入菌或病毒体内，与其中的蛋白、核酸、酶等有机高分子发生氧化反应而杀死病原微生物。而且次氯酸产生出的氯离子还能显著改变细菌和病毒的渗透压，使细胞丧失活性而死忙。

由上述原理可知，次氯酸钠发生器在电解盐水产生次氯酸钠溶液的过程中，不可避免的会产生副产物氢气。现有技术对副产物氢气的处理，通常直接排入大气中，或是简单稀释过后排入周围环境中，而氢气的爆炸极限是4.0％～75.6％(体积浓度)，实际生产过程中氢气的排放的浓度不可控，存在安全隐患，有氢燃烧或不纯净氢爆炸的危险。

发明内容

针对现有技术不足，本发明解决的技术问题是提供次氯酸钠发生器搅拌装置，解决次氯酸钠发生器电解盐水生成的氢气排放的浓度不可控导致存在安全隐患的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：次氯酸钠发生器搅拌装置，包括电解槽和电极，电极包括阳极和阴极，还包括盖体，盖体可拆卸连接于电解槽上；盖体下端固定有固定箱，固定箱的顶部设置有第二自动阀，第二自动阀连接有压缩空气；固定箱的底部通过管道连接有固定在电解槽外侧壁上的文丘里管并且与文丘里管的进口端连接；电解槽的侧壁的上部设置有第一自动阀，第一自动阀通过管道与文丘里管的喉部连通，文丘里管的出口端与外界连通；固定箱内设置有沿竖直方向布置的涡轮，涡轮的壳体与固定箱固定，涡轮的转轴的下端贯穿固定箱的底部并且延伸至固定箱的下方，涡轮的转轴的下端固定有搅拌桨。

本技术方案的技术原理为：

1.设置电解槽和电极，电解氯化钠溶液生成氢气和氯气以及氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液与氯气反应生成次氯酸钠，氢气溢出，关闭第一自动阀，氢气储存在电解槽内部的电解液的上方；

2.设置盖体，将盖体盖在电解槽上后，电解槽内部形成密闭空间，避免氢气直接排入空气中；

3.设置涡轮，压缩空气驱动涡轮的转轴转动，涡轮的转轴带动搅拌桨对电解液进行搅拌，加快电解液中氢气的逸出；

4.设置文丘里管，从固定箱中排出的高速流动的气体进入文丘里管中，文丘里管的喉部产生负压，打开第一自动阀，文丘里管的喉部将电解槽内部的氢气吸至文丘里管中，氢气被空气稀释至3％(体积分数)后从文丘里管的出口端排出。

虽然电解槽内部的氢气本身具有一定的压力，但是电解槽内部的氢气的压力比储气罐中的气体的压力相比很小，因此氢气不会倒灌。

本方案产生的有益效果是：

1.与现有的次氯酸钠发生器相比，现有的次氯酸钠发生器电解盐水生成的氢气排放的浓度不可控导致存在安全隐患；而本申请方案中盖体将电解槽封闭，避免氢气的溢出，当大量的压缩空气进入文丘里管的时候，打开第一自动阀，文丘里管的喉部产生负压将电解槽内部的氢气吸至文丘里管中进行稀释至3％(体积分数)后从文丘里管的出口端排出，将排放的氢气的浓度控制在爆炸极限以下，可就地排放，避免了安全事故的发生。

2.与现有的次氯酸钠发生器相比，现有的次氯酸钠发生器电解盐水生成的氢气自然逸出，氢气逸出的速率慢，并且中间产物氯气与氢氧化钠的反应慢；而本申请方案中的压缩空气驱动涡轮的转轴转动可对电解液进行搅拌加快中间产物氯气与氢氧化钠的反应，避免氯气的溢出，使电解槽内部次氯酸钠的浓度分布均匀，还可加快氢气的溢出。

进一步，所述涡轮的转轴内设置有贯穿涡轮的转轴上下两端的空腔，涡轮的转轴的上端转动密封连接有进水管，涡轮的转轴的下端转动密封连接有排水管。

涡轮的转轴起到换热管的作用，向涡轮的转轴中通入冷水与电解液进行换热，从而对电解液进行降温，加快次氯酸钠发生器内部的散热速率，确保次氯酸钠生成的速率稳定，方便后续控制。

进一步，所述搅拌桨为中空的长方体板，搅拌桨内部的空腔与涡轮的转轴中的空腔连通。

增大冷水与电解液换热的换热面积，提高换热效率。

进一步，所述盖体上固定有自动充气泵，自动充气泵连接有储气罐，储气罐的进气端设置有单向进气阀，储气罐的出口端与第二自动阀的进口端连接；储气罐内部设置有压力传感器，压力传感器、第一自动阀、第二自动阀以及自动充气泵电性连接有同一个控制器，当储气罐内部的气体压力大于0.3-0.5MPa时，充气泵停止充气并且第一自动阀和第二自动阀打开；当储气罐内部的气体压力等于大气压时，第二自动阀和第二自动阀关闭并且充气泵开始充气。

自动充气泵向储气罐内充气，空气在储气罐内被压缩，当储气罐内气体压力达到0.3-0.5MPa时，压力传感器通过控制器控制第二自动阀打开并且充气泵停止充气，储气罐排出高速流动的气体；当气罐内气体压力下降至等于大气压时，压力传感器通过控制器控制第二自动阀关闭并且充气泵开始充气，储气罐重新开始储气；储气罐内间歇性储存和排出压缩空气。

进一步，所述盖体上开设有螺纹通孔，螺纹通孔内螺纹连接有塞子。打开塞子方便在线添加电解反应的原料。

进一步，所述盖体与电解槽通过紧固螺栓连接，方便盖体的安拆。

进一步，所述固定箱与文丘里管之间通过排气管连通，排气管的一部分被电解槽内的电解液淹没，并且排气管上被电解液淹没部分上有自动三通阀，自动三通阀的另外一个出口竖直朝上设置，自动三通阀的另外一个出口上固定有气球；盖体的内侧固定有温度传感器和自动开关，温度传感器通过温度控制器电性连接有温度显示器；当气球内部快速充入足够的气体后，气球可迅速竖直向上伸长并且按压到温度传感器和自动开关；自动三通阀通过控制器与压力传感器电性连接；自动三通阀通过控制器与自动开关电性连接；自动开关与压力传感器对自动三通阀的控制电路为双控开关电路。

固定箱不排气的过程中，气球淹没在电解液中，气球表面的温度与电解液相同，固定箱排气时，固定箱排出的气体首先进入气球中使气球迅速向上伸长并且按压到自动开关和温度传感器，温度传感器将检测到的温度通过温度控制器显示在温度显示器中；同时，自动开关被按压，自动开关通过控制器控制自动三通阀将排气管的左右两端连通，固定箱中的气体进入文丘里管中对氢气进行稀释；固定箱中的气体排出完毕后，自动三通阀再次将气球内部和固定箱之间连通，气球复位；通过对气球表面的温度进行测量，从而间接地对电解液的温度进行检测，避免电解液腐蚀温度传感器。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构主视图。

图2为搅拌桨的俯视剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：电解槽10、盖体11、螺纹通孔12、塞子13、第一自动阀14、阳极15、阴极16、涡轮20、涡轮的转轴21、限位块22、固定箱23、搅拌桨24、排气管25、自动三通阀251、气球252、固定杆253、温度传感器254、自动开关255、文丘里管26、自动充气泵30、单向进气阀31、储气罐32、第二自动阀33。

实施例基本如附图1-附图2所示：次氯酸钠发生器搅拌装置，包括电解槽10、电极、涡轮20和文丘里管26。

如图1所示，电解槽10的外形为圆柱状，盖体11为圆形板状，盖体11通过紧固螺栓(图中未示出)限位在电解槽10上，电极包括阳极15和阴极16，阳极15和阴极16均与盖体11卡接，阳极15向下贯穿盖体11的左部并且延伸至电解槽10内部，阴极16向下贯穿盖体11的右部并且延伸至电解槽10内部。

如图1所示，电解槽10的右侧壁的上部设置有第一自动阀14，第一自动阀14打开时可将电解槽10内部的氢气排出。

如图1所示，盖体11左部开设有轴线沿竖直方向布置的螺纹通孔12，螺纹通孔12内螺纹连接有塞子13，打开塞子13方便在线添加电解反应的原料。

如图1所示，盖体11的下端固定密封连接有外形为圆柱状的固定箱23，盖体11上设置有第二自动阀33，第二自动阀33的出口端与固定箱23内部连通，第二自动阀33的进口端连接有储气罐32，储气罐32连接有自动充气泵30，自动充气泵30的频率可调节，储气罐32与自动充气泵30之间设置有向储气罐32内部进气的单向进气阀31；储气罐32内部设置有压力传感器(图中未示出)，压力传感器、第一自动阀14、第二自动阀33以及自动充气泵30电性连接有同一个控制器(图中未示出)，当储气罐32内部的气体压力大于0.4MPa时，充气泵停止充气并且第一自动阀14和第二自动阀33打开；当储气罐32内部的气体压力等于大气压时，第一自动阀14和第二自动阀33关闭并且自动充气泵30开始充气。

自动充气泵30向储气罐32内充气，空气在储气罐32内被压缩，当储气罐32内气体压力达到0.4MPa时，压力传感器通过控制器控制第二自动阀33打开并且自动充气泵30停止充气，储气罐32排出高速流动的气体；当储气罐32内气体压力下降至等于大气压时，压力传感器通过控制器控制第二自动阀33关闭并且自动充气泵30开始充气，储气罐32重新开始储气；储气罐32内间歇性储存和排出压缩空气。

如图1所示，固定箱23内设置有沿竖直方向布置的涡轮20，涡轮20的壳体与固定箱23固定，涡轮的转轴21的上端贯穿盖体11并且与盖体11转动密封连接，涡轮的转轴21上端固定套设有圆环状的限位块22，盖体11上设置有与圆环状限位块22箱配合的圆环状的空腔，圆环状的限位块22转动连接在圆环状的空腔内部，涡轮的转轴21的下端贯穿固定箱23的底部并且延伸至固定箱23的下方，涡轮的转轴21的下端与固定箱23转动密封连接，涡轮的转轴21的下端固定有搅拌桨24。

储气罐32排出的压缩气体进入固定箱23中驱动涡轮的转轴21转动，涡轮的转轴21转动带动搅拌桨24对电解液进行搅拌。

如图1所示，固定箱23的底部通过排气管25连接有固定在电解槽10右侧壁上的文丘里管26并且与文丘里管26的进口端连接；排气管25的一部分被淹没在电解液中，排气管25被电解液淹没的部分上设置有自动三通阀251，自动三通阀251的另外一个出口竖直朝上设置，自动三通阀251的另外一个出口上固定有气球252，本实施例中的气球252为氟橡胶制作而成的长气球，当气球252内部快速充入足够的气体后，气球252可迅速竖直向上伸长并且露出电解液的液面，氟橡胶具有耐高温和腐蚀的特性；自动三通阀251通过控制器与压力传感器电性连接；盖体内侧固定有竖直向下布置的固定杆253，固定杆253的下端固定有温度传感器254和自动开关255，温度传感器254和自动开关255均位于电解液的液面以上，温度传感器254电性连接有温度控制器(图中未示出)，温度控制器电性连接有温度显示器，温度显示器位于电解槽的外部；自动三通阀251通过控制器与自动开关255电性连接；自动开关255与压力传感器对自动三通阀251的控制切换的电路为双控开关电路。第一自动阀14通过管道与文丘里管26的喉部连通，文丘里管26的出口端与外界连通。

初始状态下，自动三通阀251将排气管的左右两端连通，气球252位于电解液液面以下，气球252表面的温度与电解液的温度相同，压力传感器检测到储气罐32内部的气体压力大于0.4MPa时，控制器控制第一自动阀14和第二自动阀打开，自动三通阀251切换至将排气管与气球252内部连通，固定箱23中排出的气体使气球252快速竖直向上伸长并且与温度传感器254和自动开关255接触，温度传感器254检测到气球252表面的温度，实现间接对电解液液面以下的温度进行检测，同时气球252按压到自动开关255，自动三通阀251切换至将排气管25的左右两端连通，固定箱23中排出高速流动的气体从文丘里管26的进口端进入文丘里管26中，文丘里管26的喉部产生负压，文丘里管26的喉部将电解槽10内部的氢气吸至文丘里管26中进行稀释后一道从文丘里管26的出口端排至外界；通过对文丘里管26的参数进行设置，可控制氢气稀释后的浓度。固定箱23排气完成后，压力传感器检测到储气罐32内部的气体压力等于大气压时，控制器控制自动三通阀251切换至将排气管25与气球252连通，气球252在外界的压力下收缩，气球252内部的气体回到排气管25和固定箱23中，气球252回到液面以下，气球252与自动开关255分离，气球252复位。当下次压力传感器检测到储气罐32内部的气体压力大于0.4MPa时，自动三通阀251保持将排气管25与气球252内部连通，并且不断重复上述步骤。

由于电解液具有强腐蚀性会腐蚀温度计，因此现有的电解槽中无法将温度计持续伸入电解液中对电解液的温度进行测量，若将温度计间歇性伸入电解液中同样会腐蚀温度计而将温度计放置在电解液液面上方测量会导致测量的温度误差大，因此本实施例中通过气球252间歇性淹没至电解液中和从电解液中伸出，通过对气球252伸出的瞬间利用温度传感器254对气球252表面的温度进行测量，从而间接实现对电解液的温度的测量，而本申请方案中可最大限度避免温度传感器254被电解液腐蚀。

电解生成次氯酸钠的过程中会产生大量的热导致电解液的温度升高，会加速电解的反应速率，造成次氯酸钠生成的速率不稳定，不利于控制后续次氯酸钠溶液的浓度。因此需要对次氯酸钠发生器内部进行降温。

如图1所示，涡轮的转轴21内设置有贯穿涡轮的转轴21的上下两端的圆柱形空腔，涡轮的转轴21的上端通过旋转接头(图中未示出)转动密封连接有进水管(图中未示出)，进水管连接有自来水管，涡轮的转轴21的下端通过旋转接头转动密封连接有排水管，排水管连接有凉水塔和凉水池，排水管排出的热水经凉水池内的凉水塔散热降温后可再次利用。

涡轮的转轴21起到换热管的作用，向涡轮的转轴21中通入冷水与电解液进行换热，从而对电解液进行降温，加快次氯酸钠发生器内部的散热速率，确保次氯酸钠生成的速率稳定，方便后续控制。

如图1所示，搅拌桨24为中空的长方体板，搅拌桨24内部的空腔与涡轮的转轴21中的空腔连通。增大冷水与电解液换热的换热面积，提高换热效率。

涡轮的转轴21位于固定箱23下方的部分的材质以及搅拌桨24的材质均采用C4钢包铝管复合材料制成，中间的铝管具有优良的导热性能，适合用于制作换热管，但是金属铝的硬度低，容易变形，且铝材质不耐电化学腐蚀，因此本实施例中在铝管的外周包覆一层C4钢(00Cr14Ni14Si4超低碳奥氏体不锈钢)，C4钢耐电化学腐蚀性能好且导热性能好。

如图2所示，搅拌桨24的数量设置为6个并且关于涡轮的转轴21周向均匀分布，进一步增大换热面积，加快电解液的降温速率，并且使电解液均匀降温。

具体实施过程如下：

初始状态下第一自动阀14和第二自动阀33关闭。

随着电解反应的进行，阴极16产生的氢气逸出至电解槽10内液面的上方；

接通电源后，自动充气泵30自动对储气罐32中充气，气体在储气罐32内部被压缩，当储气罐32内部的气体达到0.4MPa时，储气罐32排出压缩空气至固定箱23中，压缩空气驱动涡轮的转轴21转动，涡轮的转轴21转动带动搅拌桨24对电解液进行搅拌，一方面搅拌桨24和涡轮的转轴21内部的冷水与电解液换热对电解液进行均匀降温，另一方面搅拌可加速氯气的溶解和氢气的溢出；固定箱23中排出的气体首先进入气球252中使气球252伸长并且按压到自动开关255和温度传感器254，温度传感器254将气球252表面的温度进行检测后通过温度控制器传输至温度显示器上，同时，自动开关255使自动三通阀251切换并且使固定箱23中排出的气体进入文丘里管26中，储气罐32排气的同时，第二自动阀33打开，文丘里管26的喉部产生负压将电解槽10内部的氢气吸至文丘里管26中稀释后一道从文丘里管26的出口端排出。当储气罐32内部的气体压力等于大气压时，第一自动阀14和第二自动阀33关闭，自动充气泵30重新开始向储气罐32中充气，并且自动三通阀251的出口切换至将固定箱23和气球252内部连通，气球252内部的气体在外界压力下回到固定箱23中，气球252复位，并不断重复。

储气罐32间歇性储气和排气，实现间歇性自动对电解液的搅拌，并且实现间歇性自动稀释和排出氢气。气球252间歇性伸缩实现对电解液温度的准确检测，且不会损伤温度传感器254。

当对电解反应的速率进行调整时，可通过调节自动充气泵30的功率而调节储气罐32充气和排气的频率，从而确保氢气的稀释后的体积浓度仍然小于氢气的爆炸极限。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.次氯酸钠发生器搅拌装置，包括电解槽和电极，电极包括阳极和阴极，其特征在于：还包括盖体，盖体可拆卸连接于电解槽上；盖体下端固定有固定箱，固定箱的顶部设置有第二自动阀，第二自动阀连接有压缩空气；固定箱的底部通过管道连接有固定在电解槽外侧壁上的文丘里管并且与文丘里管的进口端连接；电解槽的侧壁的上部设置有第一自动阀，第一自动阀通过管道与文丘里管的喉部连通，文丘里管的出口端与外界连通；固定箱内设置有沿竖直方向布置的涡轮，涡轮的壳体与固定箱固定，涡轮的转轴的下端贯穿固定箱的底部并且延伸至固定箱的下方，涡轮的转轴的下端固定有搅拌桨。

2.根据权利要求1所述的次氯酸钠发生器搅拌装置，其特征在于：所述涡轮的转轴内设置有贯穿涡轮的转轴上下两端的空腔，涡轮的转轴的上端转动密封连接有进水管，涡轮的转轴的下端转动密封连接有排水管。

3.根据权利要求2所述的次氯酸钠发生器搅拌装置，其特征在于：所述搅拌桨为中空的长方体板，搅拌桨内部的空腔与涡轮的转轴中的空腔连通。

4.根据权利要求1所述的次氯酸钠发生器搅拌装置，其特征在于：所述盖体上固定有自动充气泵，自动充气泵连接有储气罐，储气罐的进气端设置有单向进气阀，储气罐的出口端与第二自动阀的进口端连接；储气罐内部设置有压力传感器，压力传感器、第一自动阀、第二自动阀以及自动充气泵电性连接有同一个控制器，当储气罐内部的气体压力大于0.3-0.5MPa时，充气泵停止充气并且第一自动阀和第二自动阀打开；当储气罐内部的气体压力等于大气压时，第二自动阀和第二自动阀关闭并且充气泵开始充气。

5.根据权利要求1所述的次氯酸钠发生器搅拌装置，其特征在于：所述盖体上开设有螺纹通孔，螺纹通孔内螺纹连接有塞子。

6.根据权利要求1所述的次氯酸钠发生器搅拌装置，其特征在于：所述盖体与电解槽通过紧固螺栓连接。

7.根据权利要求4所述的次氯酸钠发生器搅拌装置，其特征在于：所述固定箱与文丘里管之间通过排气管连通，排气管的一部分被电解槽内的电解液淹没，并且排气管上被电解液淹没部分上有自动三通阀，自动三通阀的另外一个出口竖直朝上设置，并且自动三通阀的另外一个出口上固定有气球；盖体的内侧固定有温度传感器和自动开关，温度传感器通过温度控制器电性连接有温度显示器；当气球内部快速充入足够的气体后，气球可迅速竖直向上伸长并且按压到温度传感器和自动开关；自动三通阀通过控制器与压力传感器电性连接；自动三通阀通过控制器与自动开关电性连接；自动开关与压力传感器对自动三通阀的切换控制电路为双控开关电路。

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