CN112408552A - 一种电极板自动除垢装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电极板自动除垢装置及方法，该装置包括电化学装置箱体，所述电化学装置箱体内设有阳极电极板和阴极电极板，所述阳极电极板和阴极电极板交错分布；所述电化学装置箱体内侧上壁面上设有由若干个超声换能器组成的超声换能器阵列，促进阴极电极板上松动的结垢的完全去除。所述电极板自动除垢装置分为正常电解工作和自动倒极除垢两个主要工作过程，自动倒极除垢时，旋转的阴极电极板连接电源负极，阳极电极板连接电源正极，同时启动超声波换能器阵列，通过超声波的作用有效促使阴极电极板上结垢的完全去除。

Description

一种电极板自动除垢装置及方法

技术领域

本发明涉及电化学水处理技术领域，具体涉及一种电极板自动除垢装置及方法，用以完成电化学水处理装置中电极板的自清洁和结垢的自动清除。

背景技术

电解除垢是将电极插入待处理水中，利用水及水中矿物质的电化学特性，通过电解来调节水中矿物质的平衡，而实现阻垢、防腐和防治微生物的目的。现有技术中使用的电化学水处理装置，为了实现水处理，由直流电源提供直流电，在阳极板接入正极，在阴极板接入负极，反应过程中阴极上产生大量OH^-，在OH^-参与下，在阴极表面上产生还原反应，合成碳酸钙和氢氧化镁及其他难溶性物质，并附着在阴极板上，形成难以清除的结垢；而阳极板上则发生氧化反应，产生大量活性氧化物质，如OH^-、O²⁺、HClO等物质，从而实现杀菌、灭藻、除垢的目的。

目前，国内外对电解除垢装置的研究主要集中在电极材料和电化学反应器的结构等方面，对电解参数和阴极结垢剥离方式的研究较少。目前采用的电解除垢装置，阴极板上形成的结垢如长期不进行清除，容易导致极板钝化，从而影响到电化学水处理装置后期的电解效率及效果。目前在对电化学水处理装置中阴极板上产生的结垢进行定期清除时，常采用机械刮削法，或由工人使用刮板或其它工具手动将阴极板上的结垢刮除。前种机械刮刀的安装需要占据较大的空间，并且增大了阴极和阳极的极间距，造成硬度去除效率降低，能耗增加，后者导致结垢清理困难、效率低下，装置维护难度大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的第一个目的是提供一种电极板自动除垢装置；本发明结构简单经济，仅通过对倒极和超声换能器的有限步骤的操作配合就可实现电极板自动除垢过程。

本发明的第二个目的是提供一种电极板自动除垢装置的自动除垢方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种电极板自动除垢装置，包括电化学装置箱体，所述电化学装置箱体内设有阳极电极板和阴极电极板，所述阳极电极板和阴极电极板交错分布；所述电化学装置箱体内侧上壁面上还设有若干个超声换能器组成的超声换能器阵列，用于促进阴极电极板上松动的结垢的完全去除。

本申请将若干个超声换能器均匀安装在电化学装置箱体内上壁面上组成超声换能器阵列，在自动倒极除垢时，阴极电极板旋转，阴极电极板连接电源负极，阳极电极板连接电源正极，同时启动超声波换能器阵列，通过超声波的作用促使阴极电极板上结垢的完全去除。

作为本申请的优选技术方案，所述电化学装置箱体下部为可拆卸收集箱，用于脱落结垢的收集。当脱落的结垢去除后掉落到收集箱中，一段时间积累后由输送装置运输后集中处理。需要对箱体进行维护时，还可经由拆卸方便维护。

作为本申请的优选技术方案，所述阴极电极板设置在中心轴上，且可以围绕中心轴旋转。本申请的自动除垢装置工作时分为正常电解工作和自动倒极除垢两个主要工作过程，其中，正常电解工作时，阴极电极板和阳极电极板均保持静止，自动倒极除垢时，中心轴带动阴极电极板旋转。

优选的，所述阳极电极板固定在电化学装置箱体上，当阴极电极板随中心轴旋转工作时，阳极电极板保持静止。

作为本申请的优选技术方案，所述中心轴由电驱动装置和电源控制。

作为本申请的优选技术方案，所述阴极电极板为圆形，数量为2块及2块以上。

作为本申请的优选技术方案，所述阳极电极板成对设置，每相邻两块阴极电极板之间设有一对阳极电极板。

作为本申请的优选技术方案，所述超声换能器阵列距离阳极电极板和阴极电极板上边缘2-10cm。

作为本申请的优选技术方案，所述电化学装置箱体的一侧侧壁下部设有进水口，电化学装置箱体相对的另一侧上部设有出水口。

一种电极板自动除垢装置的自动除垢方法，主要包括如下步骤：

(1)正常电解工作时，超声波换能器不工作；所需处理的污水进入电化学装置箱体，慢慢全部浸没阴极电极板和阳极电极板后，在电极表面发生氧化还原反应，污水中的钙镁离子结垢沉积在阴极电极板上；

(2)自动倒极除垢时，关闭电化学装置箱体的进水口和出水口，阴极电极板旋转；此时阴极电极板连接电源负极，阳极电极板连接电源正极；同时启动超声波换能器阵列，超声波换能器阵列将电能转化为机械能，通过超声波的作用促使阴极电极板上结垢的去除。

有益效果

本发明提供的电极板自动除垢装置及方法，与现有技术相比，具有以下优势：

1.本装置结构简单经济，仅通过对倒极和超声换能器的有限步骤的操作就可实现电极板自动除垢过程；

2.本装置可对电极板结垢程度进行精确控制，同时可对电极板正常电解工作和倒极除垢时间进行精确测量。

附图说明

图1为本发明申请所述电极板自动除垢装置的结构示意图；

图2为本发明申请所述的电极板自动除垢装置中阴极和阳极的结构侧视图；

其中：1-出水口；2-电化学装置箱体；3-超声换能器阵列；4-中心轴；5-进水口；6-阳极电极板；7-轴承；8-阴极电极板；9-可拆卸收集箱；10-中心轴轴心。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

图1显示了本发明专利申请的一种具体实施方式，其中图1为本申请一种电极板自动除垢装置的结构示意图。见图1，一种电极板自动除垢装置，包括电化学装置箱体2，所述电化学装置箱体2内设有阳极电极板6和阴极电极板8，所述阳极电极板6和阴极电极板8交错分布；所述电化学装置箱体2内侧上壁面上设有若干个超声换能器组成的超声换能器阵列3，用于促进阴极电极板8上松动的结垢的完全去除。

本申请将若干个超声换能器均匀安装在电化学装置箱体内壁面上组成超声换能器阵列3，在自动倒极除垢时，阴极电极板8旋转，阴极电极板8连接电源负极，阳极电极板6连接电源正极，同时启动超声波换能器阵列3，通过超声波的作用促使阴极电极板6上结垢的完全去除。

实施例2

图1显示了本发明专利申请的一种具体实施方式，其中图1为本申请一种电极板自动除垢装置的结构示意图。如图1所示，该电极板自动除垢装置主要包括电化学装置箱体2、设置在电化学装置箱体2内的阳极电极板6、阴极电极板8、超声换能器阵列3以及中心轴4等；

其中阳极电极板6和阴极电极板8在电化学装置箱体2内呈交错分布，阴阳电极极板间距为2～5cm；所述电化学装置箱体2的一侧侧壁下部设有进水口5，相对的另一侧上部设有出水口7；

若干个超声换能器均匀安装在电化学装置箱体2的内侧上壁面上形成超声换能器阵列3，与阳极电极板6和阴极电极板8的上边缘留有一定间距，间距为2～10cm；所述电化学装置箱体2的下侧为可拆卸的收集箱9，阴极电极板8上脱落的结垢去除后掉落到收集箱9中，一段时间积累后可由输送装置运输后集中处理。

本实施例中，阴极电极板8为圆形，均匀布置在中心轴4上，并且可以围绕中心轴4旋转，中心轴4由电驱动装置和电源控制，轴承7位于中心轴4的两侧，保证中心轴4正常工作时可以稳定连续运转。本实施例中每相邻两块阴极电极板8之间设有一对阳极电极板6，每个阳极电极板6均固定在电化学装置箱体2上，当阴极电极板8随中心轴4旋转工作时，阳极电极板6保持固定静止；每对阳极电极板6和相邻阴极电极板8的相对分布侧视图如图2所示。

本实施例中，所述电极板自动除垢装置的自动除垢方法，具体步骤如下：

(1)正常电解工作时，阴极电极板8和阳极电极板6均保持静止；阴极电极板8通过接线连接电源正极，阴极电极板6通过接线连接电源负极，此时超声波换能器3停止工作；所需处理的污水从进水口5进入，慢慢全部浸没阴极电极板8和阳极电极板6后，在电极表面发生氧化还原反应，污水中的钙镁离子结垢沉积在阴极电极板上；

(2)自动倒极除垢时，关闭进水口5和出水口1，启动中心轴4使其带动阴极电极板8旋转；此时阴极电极板8连接电源的负极，阳极电极板6连接电源的正极；同时启动超声波换能器阵列3，超声波换能器阵列3将电能最终转化为机械能，通过超声波的作用有效促使阴极电极板8上结垢的去除。

实施例3

图1显示了本发明专利申请的一种具体实施方式，其中图1为本申请一种电极板自动除垢装置的结构示意图。如图1所示，本发明专利申请的电极板自动除垢装置主要包括电化学装置箱体2、设置在电化学装置箱体2内的阳极电极板6、阴极电极板8、超声换能器阵列3以及中心轴4等；

其中，阳极电极板6和阴极电极板8在电化学装置箱体2内呈交错分布，阴阳电极极板间距为2～5cm；所述电化学装置箱体2的一侧侧壁下部设有进水口5，相对的另一侧上部设有出水口7；

若干个超声换能器均匀安装在电化学装置箱体2的内侧上壁面上形成超声换能器阵列3，与阳极电极板6和阴极电极板8的上边缘留有一定的间距，间距为2～10cm；所述电化学装置箱体2的下侧为可拆卸的收集箱9，阴极电极板8上脱落的结垢去除后掉落到收集箱9中，一段时间积累后可由输送装置运输后集中处理。

本实施例中，阴极电极板8为圆形，共有7块，均匀布置在中心轴4上，并且可以围绕中心轴4旋转，中心轴4由电驱动装置和电源控制，轴承7位于中心轴4的两侧，保证中心轴4正常工作时可以稳定连续运转。本实施例中所用阴极电极板8直径为800mm，有效面积0.5m²；阳极电极板6共设有6对，每相邻两块阴极电极板8之间设有一对阳极电极板6，本实施例中所用单个阳极面积约为0.1m²，每个阳极电极板6均固定在电化学装置箱体2上，当阴极电极板8随中心轴4旋转工作时，阳极电极板6保持固定静止；每对阳极电极板6和相邻阴极电极板8的相对分布侧视图如图2所示。

本实施例中，所述电极板自动除垢装置工作时主要分为正常电解工作和自动倒极除垢两个主要工作过程，具体步骤如下：

(1)正常电解工作时，阴极电极板8和阳极电极板6均保持静止；阴极电极板8通过接线连接电源正极，阴极电极板6通过接线连接电源负极，此时超声波换能器3停止工作；所需处理的污水从进水口5进入，慢慢全部浸没阴极电极板8和阳极电极板6后，在电极表面发生氧化还原反应，污水中的钙镁离子结垢沉积在阴极电极板上；

(2)自动倒极除垢时，关闭进水口5和出水口1，启动中心轴4使其带动阴极电极板8旋转。此时阴极电极板8连接电源的负极，阳极电极板6连接电源的正极。同时启动超声波换能器阵列3，超声波换能器阵列3将电能最终转化为机械能，通过超声波的作用有效促使阴极电极板8上结垢的去除。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本申请中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。

本申请中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求为保护范围。

Claims (10)

1.一种电极板自动除垢装置，包括电化学装置箱体（2），其特征在于，

所述电化学装置箱体（2）内设有阳极电极板（6）和阴极电极板（8），所述阳极电极板（6）和阴极电极板（8）呈交错分布；

所述电化学装置箱体（7）内侧上壁面上设有由若干个超声换能器组成的超声换能器阵列（3），用于促进阴极电极板（8）上松动的结垢的完全去除。

2.根据权利要求1所述的电极板自动除垢装置，其特征在于，所述电化学装置箱体（7）下部为可拆卸收集箱（9），用于脱落的结垢的收集。

3.根据权利要求1或2所述的电极板自动除垢装置，其特征在于，所述阴极电极板（8）设置在中心轴（4）上，且可以围绕中心轴（4）旋转；优选的，所述阳极电极板（6）固定在电化学装置箱体（7）上，当阴极电极板（8）随中心轴（4）旋转工作时，阳极电极板（6）保持静止。

4.根据权利要求3所述的电极板自动除垢装置，其特征在于，所述中心轴（4）由电驱动装置和电源控制。

5.根据权利要求1-2、4任一所述的电极板自动除垢装置，其特征在于，所述阴极电极板（8）为圆形，数量为2块及2块以上。

6.根据权利要求5所述的电极板自动除垢装置，其特征在于，所述阳极电极板（6）成对设置，每相邻两块阴极电极板（8）之间设有一对阳极电极板（6）。

7.根据权利要求1-2、4、6任一所述的电极板自动除垢装置，其特征在于，所述阳极电极板（6）和阴极电极板（8）间距为2~5 cm。

8.根据权利要求1-2、4、6任一所述的电极板自动除垢装置，其特征在于，所述超声换能器阵列（3）距离阳极电极板（6）和阴极电极板（8）上边缘2-10 cm。

9.根据权利要求1-2、4、6任一所述的电极板自动除垢装置，其特征在于，所述电化学装置箱体（7）的一侧侧壁下部设有进水口（5），相对的另一侧上部设有出水口（1）。

10.权利要求1所述的一种电极板自动除垢装置的自动除垢方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

（1）正常电解工作时，超声波换能器（3）不工作；所需处理的污水进入电化学装置箱体（2），慢慢全部浸没阴极电极板（8）和阳极电极板（6）后，在电极表面发生氧化还原反应，污水中的难溶性物质结垢沉积在阴极电极板（8）上；

（2）自动倒极除垢时，关闭电化学装置箱体（2）的进水口和出水口，阴极电极板（8）旋转；此时阴极电极板（8）连接电源负极，阳极电极板（6）连接电源正极，同时启动超声波换能器阵列（3）；超声波换能器阵列（3）将电能转化为机械能，通过超声波作用促进阴极电极板（8）上结垢的去除。

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