CN113293398A - 一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，涉及离子膜烧碱技术领域，包括盐水箱和电解槽，盐水箱顶部设有加料斗，盐水箱左侧设有驱动组件，驱动组件上部连接有第一转轴，第一转轴上设有多组粉碎刃，驱动组件下部连接有第二转轴，第二转轴上设有翻动板，盐水箱内上部设有过滤网，盐水箱底部设有电加热块，盐水箱内设有温度控制组件，盐水箱下部通过第一水管与电解槽之间相连接，电解槽中部设有阳离子交换膜，电解槽内设有清洁组件；通过驱动组件带动第一转轴和第二转轴转动，第一转轴带动粉碎刃转动，第二转轴带动翻动板转动，通过电加热块对盐水进行加热，通过温度控制组件对盐水的温度进行控制，通过清洁组件对阳离子交换膜进行清洁。

Description

一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置

技术领域

本发明涉及离子膜烧碱技术领域，具体为一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置。

背景技术

离子膜烧碱就是采用离子交换膜法电解食盐水而制成烧碱。 其主要原理是因为使用的阳离子交换膜，该膜有特殊的选择透过性，只允许阳离子通过而阻止阴离子和气体通过，即只允许H+、Na+通过，而Cl-、OH-和两极产物H2和Cl2无法通过，因而起到了防止阳极产物Cl2和阴极产物H2相混合而可能导致爆炸的危险，还起到了避免Cl2和阴极另一产物NaOH反应而生成NaClO影响烧碱纯度的作用。

在离子膜烧碱的制备过程中，需要将工业食盐溶于水中得到饱和食盐水，而工业食盐中经常性的会含有块状食盐，这些食盐在水中的溶解速度较慢，导致制备饱和食盐水的速度较慢，影响离子膜烧碱的制备效率，同时在电解食盐水时，食盐水中的一些离子会沾附在阳离子交换膜上，时间一长会产生结垢，影响阳离子膜的使用。

基于此，本发明设计了一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，以解决上述提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，通过驱动组件带动第一转轴和第二转轴转动，第一转轴带动粉碎刃转动，粉碎刃对块状的食盐进行粉碎，第二转轴带动翻动板转动，翻动板对盐水进行翻动，通过电加热块对盐水进行加热，加速食盐的溶解，通过温度控制组件对盐水的温度进行控制，保证盐水的温度处于一定范围内，通过清洁组件对阳离子交换膜进行清洁，能够避免结垢的产生，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，包括盐水箱和电解槽，所述盐水箱顶部设有加料斗，所述盐水箱左侧设有驱动组件，所述驱动组件上部连接有第一转轴，所述第一转轴上设有多组粉碎刃，所述驱动组件下部连接有第二转轴，所述第二转轴上设有翻动板，所述盐水箱内上部设有过滤网，所述盐水箱底部设有电加热块，所述盐水箱内设有温度控制组件，所述盐水箱下部通过第一水管与电解槽之间相连接，所述第一水管上设有第一水泵，所述电解槽中部设有阳离子交换膜，所述电解槽内设有清洁组件。

优选的，所述电解槽顶部左侧设有氯气管，所述电解槽顶部右侧设有氢气管，所述电解槽右侧上部连接有补水管，所述电解槽右侧下部连接有排液管。

基于上述技术特征，产生的氯气经由氯气管排出，产生的氢气经由氢气管排出，制得的氢氧化钠溶液经由排液管排出。

优选的，所述电解槽顶部设有第二水泵，所述第二水泵上连接有第二水管，所述第二水管底端插入电解槽内，所述第二水管另一端插入盐水箱上部。

基于上述技术特征，第二水泵将淡盐水经由第二水管抽入盐水箱内。

优选的，所述驱动组件包括驱动箱，所述驱动箱与盐水箱之间固定连接，所述驱动箱左侧设有驱动电机，所述驱动电机输出端连接有主动轮，所述主动轮通过传动带连接有从动轮，所述主动轮和从动轮上分别固定连接有第一转杆和第二转杆，所述第一转杆和第二转杆分别与第一转轴和第二转轴相连接。

基于上述技术特征，通过驱动组件带动第一转轴和第二转轴转动。

优选的，所述温度控制组件包括绝缘外壳，所述绝缘外壳底部有导热筒穿过，所述导热筒内装填有水银，所述导热筒内设有活塞，所述活塞顶部固定连接有连杆，所述连杆顶端固定连接有绝缘板，所述绝缘板上设有第一电接触块，所述绝缘板通过弹簧与绝缘外壳内顶壁相连接，所述绝缘外壳内顶壁设有绝缘座，所述绝缘座上设有与第一电接触块相对应的第二电接触块，所述绝缘板底部右侧设有第三电接触块，所述绝缘外壳内右侧设有与第三电接触块相对应的第四电接触块。

基于上述技术特征，当温度较高时，第一电接触块和第二电接触块相接触，当温度较低时，第三电接触块和第四电接触块相接触。

优选的，所述绝缘外壳内设有蓄电池、第一控制器和第二控制器，所述蓄电池的正极与第一控制器和第一电接触块之间电连接，所述蓄电池的负极和第二电接触块之间电连接，所述蓄电池的正极与第二控制器和第三电接触块之间电连接，所述蓄电池的负极和第四电接触块之间电连接，所述第一控制器和第二控制器均控制连接电加热块。

基于上述技术特征，通过第一控制器和第二控制器控制电加热块的开启和关闭，保证盐水处于合适的温度。

优选的，所述清洁组件包括伺服电机，所述伺服电机与电解槽外壁相连接，所述伺服电机输出端连接有丝杆，所述丝杆上螺接有滑板，所述滑板上有导向杆穿过，所述滑板上固定连接有清洁刷，所述清洁刷的刷毛与阳离子交换膜相接触。

基于上述技术特征，通过清洁组件对阳离子交换膜进行清洁。

优选的，所述盐水箱底部四角处均固定连接有支撑腿，所述加料斗设有两组。

基于上述技术特征，通过两组加料斗分别向盐水箱内加入工业食盐和清水。

优选的，所述第一转轴两侧均固定连接有凸轮，所述凸轮与过滤网相接触，所述过滤网底部两侧均压簧，所述压簧底端固定连接有固定板，所述固定板与盐水箱内壁固定连接。

所述装置的使用方法包括以下步骤：

S1，使用时，将装置与外部电源相接通，启动驱动电机和电加热块，通过两组加料斗分别向盐水箱内加入工业食盐和清水；

S2，颗粒状的食盐和清水穿过过滤网落在盐水箱底部，块状的食盐被过滤网过滤下来，驱动电机通过带动主动轮转动，主动轮通过传动带带动从动轮转动，主动轮和从动轮分别带动第一转杆和第二转杆转动，第一转杆和第二转杆分别带动第一转轴和第二转轴转动，第一转轴带动粉碎刃转动，粉碎刃对块状的食盐进行粉碎，粉碎后的食盐穿过过滤网落在盐水箱底部，第二转轴带动翻动板转动，翻动板对盐水进行翻动，加速食盐的溶解；

S3，电加热块对清水进行加热，能够加速食盐的溶解速度，随着盐水温度的升高，导热筒内的水银受热发生膨胀，水银推动活塞运动，活塞通过连杆带动绝缘板运动，弹簧被压缩，当盐水的温度升高到一定值时，第一电接触块和第二电接触块相接触，第一控制器通电启动，第一控制器控制电加热块关闭，随着盐水温度的降低，水银逐渐的收缩，在弹簧和压强的作用下，绝缘板向下运动，当盐水的温度降低到一定值时，第三电接触块和第四电接触块相接触，第二控制器通电启动，第二控制器控制电加热块启动，保证盐水处于一定温度范围内；

S4，启动第一水泵，第一水泵通过第一水管将制得的饱和食盐水抽入电解槽内，对饱和食盐水进行电解处理，通过补水管向电解槽内补充适量的纯水，产生的氯气经由氯气管排出，产生的氢气经由氢气管排出，启动伺服电机，伺服电机带动丝杆转动，滑板沿着丝杆运动，滑板带动清洁刷运动，清洁刷的刷毛对阳离子交换膜进行清洁，避免阳离子交换膜上产生结垢，制得的氢氧化钠溶液经由排液管排出，可启动第二水泵，将淡盐水经由第二水管抽入盐水箱内，淡盐水进入盐水箱时，可对过滤网起到冲刷的作用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过驱动组件带动第一转轴和第二转轴转动，第一转轴带动粉碎刃转动，粉碎刃对块状的食盐进行粉碎，第二转轴带动翻动板转动，翻动板对盐水进行翻动，通过电加热块对盐水进行加热，加速食盐的溶解，通过温度控制组件对盐水的温度进行控制，保证盐水的温度处于一定范围内，通过清洁组件对阳离子交换膜进行清洁，能够避免结垢的产生，使用起来十分的方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明第一视角结构示意图；

图2为本发明第二视角结构示意图；

图3为本发明盐水箱内部结构示意图；

图4为本发明电解槽内部结构示意图；

图5为本发明驱动组件结构示意图；

图6为本发明温度控制组件结构示意图；

图中：盐水箱1，支撑腿2，驱动组件3，驱动箱31，驱动电机32，主动轮33，传动带34，从动轮35，第一转杆36，第二转杆37，加料斗4，电解槽5，清洁组件6，伺服电机61，清洁刷62，滑板63，导向杆64，丝杆65，氯气管7，氢气管8，补水管9，排液管10，第一水泵11，第一水管12，第二水管13，第二水泵14，电加热块15，温度控制组件16，绝缘外壳161，导热筒162，水银163，活塞164，连杆165，绝缘板166，弹簧167，第一电接触块168，绝缘座169，第二电接触块1610，第三电接触块1611，第四电接触块1612，蓄电池1613，第一控制器1614，第二控制器1615，第二转轴17，翻动板18，过滤网19，第一转轴20，粉碎刃21，阳离子交换膜22，凸轮23，压簧24，固定板25。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置技术方案：包括盐水箱1和电解槽5、加料斗4、驱动组件3、第一转轴20、多组粉碎刃21、第二转轴17、翻动板18、过滤网19、电加热块15、温度控制组件16、第一水管12、第一水泵11、阳离子交换膜22和清洁组件6；通过驱动组件3带动第一转轴20和第二转轴17转动，第一转轴20带动粉碎刃21转动，粉碎刃21对块状的食盐进行粉碎，第二转轴17带动翻动板18转动，翻动板18对盐水进行翻动，通过电加热块15对盐水进行加热，加速食盐的溶解，通过温度控制组件16对盐水的温度进行控制，保证盐水的温度处于一定范围内，通过清洁组件6对阳离子交换膜22进行清洁，能够避免结垢的产生。

其中，所述电解槽5顶部左侧设有氯气管7，所述电解槽5顶部右侧设有氢气管8，产生的氯气经由氯气管7排出，产生的氢气经由氢气管8排出，所述电解槽5右侧上部连接有补水管9，通过补水管9向电解槽5内补充适量的纯水，所述电解槽5右侧下部连接有排液管10，制得的氢氧化钠溶液经由排液管10排出。

其中，所述电解槽5顶部设有第二水泵14，所述第二水泵14上连接有第二水管13，所述第二水管13底端插入电解槽5内，所述第二水管13另一端插入盐水箱1上部，启动第二水泵14，将淡盐水经由第二水管13抽入盐水箱1内，淡盐水进入盐水箱1时，可对过滤网19起到冲刷的作用；所述盐水箱1底部四角处均固定连接有支撑腿2，所述加料斗4设有两组，可通过两组加料斗4分别向盐水箱1内加入工业食盐和清水。

请参阅图3和5，其中，所述驱动组件3包括驱动箱31，所述驱动箱31与盐水箱1之间固定连接，所述驱动箱31左侧设有驱动电机32，所述驱动电机32输出端连接有主动轮33，所述主动轮33通过传动带34连接有从动轮35，所述主动轮33和从动轮35上分别固定连接有第一转杆36和第二转杆37，所述第一转杆36和第二转杆37分别与第一转轴20和第二转轴17相连接，驱动电机32通过带动主动轮33转动，主动轮33通过传动带34带动从动轮35转动，主动轮33和从动轮35分别带动第一转杆36和第二转杆37转动，第一转杆36和第二转杆37分别带动第一转轴20和第二转轴17转动。

请参阅图3和6，其中，所述温度控制组件16包括绝缘外壳161，所述绝缘外壳161底部有导热筒162穿过，所述导热筒162内装填有水银163，所述导热筒162内设有活塞164，所述活塞164顶部固定连接有连杆165，所述连杆165顶端固定连接有绝缘板166，所述绝缘板166上设有第一电接触块168，所述绝缘板166通过弹簧167与绝缘外壳161内顶壁相连接，所述绝缘外壳161内顶壁设有绝缘座169，所述绝缘座169上设有与第一电接触块168相对应的第二电接触块1610，所述绝缘板166底部右侧设有第三电接触块1611，所述绝缘外壳161内右侧设有与第三电接触块1611相对应的第四电接触块1612；所述绝缘外壳161内设有蓄电池1613、第一控制器1614和第二控制器1615，所述蓄电池1613的正极与第一控制器1614和第一电接触块168之间电连接，所述蓄电池1613的负极和第二电接触块1610之间电连接，所述蓄电池1613的正极与第二控制器1615和第三电接触块1611之间电连接，所述蓄电池1613的负极和第四电接触块1612之间电连接，所述第一控制器1614和第二控制器1615均控制连接电加热块15，随着盐水温度的升高，导热筒162内的水银163受热发生膨胀，水银163推动活塞164运动，活塞164通过连杆165带动绝缘板166运动，弹簧167被压缩，当盐水的温度升高到一定值时，第一电接触块168和第二电接触块1610相接触，第一控制器1614通电启动，第一控制器1614控制电加热块15关闭，随着盐水温度的降低，水银163逐渐的收缩，在弹簧167和压强的作用下，绝缘板166向下运动，当盐水的温度降低到一定值时，第三电接触块1611和第四电接触块1612相接触，第二控制器1615通电启动，第二控制器1615控制电加热块15启动，保证盐水处于一定温度范围内。

请参阅图1-4，其中，所述清洁组件6包括伺服电机61，所述伺服电机61与电解槽5外壁相连接，所述伺服电机61输出端连接有丝杆65，所述丝杆65上螺接有滑板63，所述滑板63上有导向杆64穿过，所述滑板63上固定连接有清洁刷62，伺服电机61带动丝杆65转动，滑板63沿着丝杆65运动，滑板63带动清洁刷62运动，清洁刷62的刷毛对阳离子交换膜22进行清洁，避免阳离子交换膜22上产生结垢，所述清洁刷62的刷毛与阳离子交换膜22相接触。

请参阅图3，其中，所述第一转轴20两侧均固定连接有凸轮23，所述凸轮23与过滤网19相接触，所述过滤网19底部两侧均压簧24，所述压簧24底端固定连接有固定板25，所述固定板25与盐水箱1内壁固定连接；第一转轴20转动时带动凸轮23一起转动，当凸轮23小端转动到与过滤19相接触时，过滤网19向下运动，压簧24被压缩，当凸轮23大端转动到与过滤网19相接触时，在压簧24的回复力的作用下，过滤网19向上运动，可实现过滤网19的上下往复运动，便于粉碎后的食盐穿过过滤网19。

具体工作原理如下所述：

S1，使用时，将装置与外部电源相接通，启动驱动电机32和电加热块15，通过两组加料斗4分别向盐水箱1内加入工业食盐和清水；

S2，颗粒状的食盐和清水穿过过滤网19落在盐水箱1底部，块状的食盐被过滤网19过滤下来，驱动电机32通过带动主动轮33转动，主动轮33通过传动带34带动从动轮35转动，主动轮33和从动轮35分别带动第一转杆36和第二转杆37转动，第一转杆36和第二转杆37分别带动第一转轴20和第二转轴17转动，第一转轴20带动粉碎刃21转动，粉碎刃21对块状的食盐进行粉碎，粉碎后的食盐穿过过滤网19落在盐水箱1底部，第一转轴20转动时带动凸轮23一起转动，当凸轮23小端转动到与过滤19相接触时，过滤网19向下运动，压簧24被压缩，当凸轮23大端转动到与过滤网19相接触时，在压簧24的回复力的作用下，过滤网19向上运动，可实现过滤网19的上下往复运动，便于粉碎后的食盐穿过过滤网19，第二转轴17带动翻动板18转动，翻动板18对盐水进行翻动，加速食盐的溶解；

S3，电加热块15对清水进行加热，能够加速食盐的溶解速度，随着盐水温度的升高，导热筒162内的水银163受热发生膨胀，水银163推动活塞164运动，活塞164通过连杆165带动绝缘板166运动，弹簧167被压缩，当盐水的温度升高到一定值时，第一电接触块168和第二电接触块1610相接触，第一控制器1614通电启动，第一控制器1614控制电加热块15关闭，随着盐水温度的降低，水银163逐渐的收缩，在弹簧167和压强的作用下，绝缘板166向下运动，当盐水的温度降低到一定值时，第三电接触块1611和第四电接触块1612相接触，第二控制器1615通电启动，第二控制器1615控制电加热块15启动，保证盐水处于一定温度范围内；

S4，启动第一水泵11，第一水泵11通过第一水管12将制得的饱和食盐水抽入电解槽5内，对饱和食盐水进行电解处理，通过补水管9向电解槽5内补充适量的纯水，产生的氯气经由氯气管7排出，产生的氢气经由氢气管8排出，启动伺服电机61，伺服电机61带动丝杆65转动，滑板63沿着丝杆65运动，滑板63带动清洁刷62运动，清洁刷62的刷毛对阳离子交换膜22进行清洁，避免阳离子交换膜22上产生结垢，制得的氢氧化钠溶液经由排液管10排出，可启动第二水泵14，将淡盐水经由第二水管13抽入盐水箱1内，淡盐水进入盐水箱1时，可对过滤网19起到冲刷的作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，包括盐水箱（1）和电解槽（5），其特征在于：所述盐水箱（1）顶部设有加料斗（4），所述盐水箱（1）左侧设有驱动组件（3），所述驱动组件（3）上部连接有第一转轴（20），所述第一转轴（20）上设有多组粉碎刃（21），所述驱动组件（3）下部连接有第二转轴（17），所述第二转轴（17）上设有翻动板（18），所述盐水箱（1）内上部设有过滤网（19），所述盐水箱（1）底部设有电加热块（15），所述盐水箱（1）内设有温度控制组件（16），所述盐水箱（1）下部通过第一水管（12）与电解槽（5）之间相连接，所述第一水管（12）上设有第一水泵（11），所述电解槽（5）中部设有阳离子交换膜（22），所述电解槽（5）内设有清洁组件（6）。

2.根据权利要求1所述的一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，其特征在于：所述电解槽（5）顶部左侧设有氯气管（7），所述电解槽（5）顶部右侧设有氢气管（8），所述电解槽（5）右侧上部连接有补水管（9），所述电解槽（5）右侧下部连接有排液管（10）。

3.根据权利要求1所述的一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，其特征在于：所述电解槽（5）顶部设有第二水泵（14），所述第二水泵（14）上连接有第二水管（13），所述第二水管（13）底端插入电解槽（5）内，所述第二水管（13）另一端插入盐水箱（1）上部。

4.根据权利要求1所述的一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，其特征在于：所述驱动组件（3）包括驱动箱（31），所述驱动箱（31）与盐水箱（1）之间固定连接，所述驱动箱（31）左侧设有驱动电机（32），所述驱动电机（32）输出端连接有主动轮（33），所述主动轮（33）通过传动带（34）连接有从动轮（35），所述主动轮（33）和从动轮（35）上分别固定连接有第一转杆（36）和第二转杆（37），所述第一转杆（36）和第二转杆（37）分别与第一转轴（20）和第二转轴（17）相连接。

5.根据权利要求1所述的一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，其特征在于：所述温度控制组件（16）包括绝缘外壳（161），所述绝缘外壳（161）底部有导热筒（162）穿过，所述导热筒（162）内装填有水银（163），所述导热筒（162）内设有活塞（164），所述活塞（164）顶部固定连接有连杆（165），所述连杆（165）顶端固定连接有绝缘板（166），所述绝缘板（166）上设有第一电接触块（168），所述绝缘板（166）通过弹簧（167）与绝缘外壳（161）内顶壁相连接，所述绝缘外壳（161）内顶壁设有绝缘座（169），所述绝缘座（169）上设有与第一电接触块（168）相对应的第二电接触块（1610），所述绝缘板（166）底部右侧设有第三电接触块（1611），所述绝缘外壳（161）内右侧设有与第三电接触块（1611）相对应的第四电接触块（1612）。

6.根据权利要求5所述的一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，其特征在于：所述绝缘外壳（161）内设有蓄电池（1613）、第一控制器（1614）和第二控制器（1615），所述蓄电池（1613）的正极与第一控制器（1614）和第一电接触块（168）之间电连接，所述蓄电池（1613）的负极和第二电接触块（1610）之间电连接，所述蓄电池（1613）的正极与第二控制器（1615）和第三电接触块（1611）之间电连接，所述蓄电池（1613）的负极和第四电接触块（1612）之间电连接，所述第一控制器（1614）和第二控制器（1615）均控制连接电加热块（15）。

7.根据权利要求1所述的一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，其特征在于：所述清洁组件（6）包括伺服电机（61），所述伺服电机（61）与电解槽（5）外壁相连接，所述伺服电机（61）输出端连接有丝杆（65），所述丝杆（65）上螺接有滑板（63），所述滑板（63）上有导向杆（64）穿过，所述滑板（63）上固定连接有清洁刷（62），所述清洁刷（62）的刷毛与阳离子交换膜（22）相接触。

8.根据权利要求1所述的一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，其特征在于：所述盐水箱（1）底部四角处均固定连接有支撑腿（2），所述加料斗（4）设有两组。

9.根据权利要求1所述的一种清洁高效的离子膜烧碱生产装置，其特征在于：所述第一转轴（20）两侧均固定连接有凸轮（23），所述凸轮（23）与过滤网（19）相接触，所述过滤网（19）底部两侧均压簧（24），所述压簧（24）底端固定连接有固定板（25），所述固定板（25）与盐水箱（1）内壁固定连接。

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