CN113913856B - 一种用于水电解制氢的气体平衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于水电解制氢的气体平衡装置。用于水电解制氢的气体平衡装置，包括：过气箱和调压箱，所述调压箱位于所述过气箱的上方，且所述过气箱与所述调压箱相互靠近的一侧均设为开口；隔板，所述隔板通过螺栓固定安装有过气箱的底部内壁上，且所述隔板的顶部延伸至所述调压箱内并与所述调压箱的顶部内壁相接触；龙门架，所述龙门架固定安装在所述调压箱上；两个封堵座，两个所述封堵座均设置在所述调压箱内，两个所述封堵座均与所述调压箱的内壁相接触。本发明提供的用于水电解制氢的气体平衡装置具有能够调节气体可容纳量，适用范围较广，调节方便，使用效果好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及水电解技术领域，尤其涉及一种用于水电解制氢的气体平衡装置。
背景技术
水电解制氢是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气，并且在电解过程中，为了保证电解槽内部的气体平衡，一般会采用相应的气体平衡装置进行气压的平衡调节工作，以此保证气体的正常流通。
然而，传统的气体平衡方式大多直接采用调压阀的方式调节，由于其规格型号单一的限制，不能进一步扩大气体所能产生气压的最大值，进而不能扩大制氢所能容纳的最大空间，使得整个制氢过程只能按照一种气压方式和一种存储容量进行，不能根据实际情况调整，适用范围较窄。
因此，有必要提供一种用于水电解制氢的气体平衡装置解决上述技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种能够调节气体可容纳量，适用范围较广，调节方便，使用效果好的用于水电解制氢的气体平衡装置。
为解决上述技术问题，本发明提供的用于水电解制氢的气体平衡装置，包括：过气箱和调压箱，所述调压箱位于所述过气箱的上方，且所述过气箱与所述调压箱相互靠近的一侧均设为开口；隔板，所述隔板通过螺栓固定安装有过气箱的底部内壁上，且所述隔板的顶部延伸至所述调压箱内并与所述调压箱的顶部内壁相接触；龙门架，所述龙门架固定安装在所述调压箱上；两个封堵座，两个所述封堵座均设置在所述调压箱内，两个所述封堵座均与所述调压箱的内壁相接触，且两个所述封堵座相互靠近的一侧分别与所述隔板的两侧相接触；两个内腔，两个所述内腔分别开设在两个所述封堵座上；两个矩形口，两个所述矩形口分别开设在两个所述封堵座的底部，且两个所述矩形口均与对应的所述内腔相连通；两个薄膜，两个所述薄膜分别固定安装在两个所述矩形口内；两个浮杆，两个所述浮杆均粘接在对应的所述薄膜上，两个所述浮杆的顶端均延伸至所述调压箱的上方，且所述浮杆与所述封堵座滑动连接，所述浮杆与所述调压箱的顶部滑动连接；两个传动螺杆，两个所述传动螺杆均转动安装在所述龙门架的顶部内壁上；衔接板，所述衔接板螺纹安装在两个所述传动螺杆上；两个框架，两个所述框架均固定安装在所述衔接板的底部；两个调节机构，两个所述调节机构分别设置在两个所述框架上，两个所述调节机构分别与两个所述封堵座固定连接。
优选的，所述调节机构包括螺纹套、调节螺杆、架接板、两个连带杆、联动板和浮板，所述螺纹套转动安装在所述框架的底部，所述调节螺杆螺纹安装在所述螺纹套上，所述架接板固定安装在所述调节螺杆的底端，两个所述连带杆均固定安装在所述架接板的底部，且两个所述连带杆的底端均延伸至所述调压箱内并与对应的所述封堵座固定连接，所述连带杆与所述调压箱的顶部滑动连接，所述联动板固定安装在两个所述连带杆上，所述联动板位于所述调压箱的上方，所述浮板固定套设在所述浮杆上，所述浮板与所述联动板的顶部相接触，所述浮杆贯穿所述联动板并与所述联动板活动连接。
优选的，所述过气箱与所述调压箱通过螺栓固定连接，且所述过气箱与所述调压箱之间设有密封环。
优选的，所述龙门架的两侧外壁上均固定安装有刻度尺，所述衔接板的两侧均固定安装有标头，两个所述标头相互远离的一端均延伸至所述龙门架外并与对应的所述刻度尺相适配，且所述标头与所述龙门架的一侧滑动连接。
优选的，两个所述传动螺杆上均固定套设有皮带轮，两个所述皮带轮上套设有同一个皮带，所述龙门架的顶部固定安装有电机，所述电机的输出轴与任意一个所述传动螺杆的顶端固定连接。
优选的，所述过气箱的底部固定安装有氧气进管和氢气进管，所述过气箱的两侧分别固定安装有氧气出管和氢气出管。
优选的，所述架接板的顶部固定安装有两个滑杆，所述滑杆的顶端延伸至所述框架内，且所述滑杆与所述框架的底部滑动连接。
优选的，所述过气箱和所述调压箱相分离，所述过气箱的两侧外壁上均固定安装有支板，所述调压箱的两侧外壁上均固定安装有框体，两个所述支板上均滑动安装有顶杆，两个所述顶杆的顶端均延伸至对应的所述框体内，两个所述框体内均设有楔形块一，两个所述顶杆上均固定安装有楔形块二，两个所述楔形块二分别与两个所述楔形块一相接触并相适配。
优选的，两个所述顶杆的底端均固定安装有压板，两个所述压板均与所述过气箱的外壁滑动连接，两个所述顶杆上均套设有弹簧一，所述弹簧一的顶端与所述支板固定连接，所述弹簧一的底端与所述压板固定连接。
优选的，两个所述框体相互远离的一侧均滑动安装有横杆，两个所述横杆相互靠近的一端均与对应的所述楔形块二固定连接，两个所述横杆相互远离的一端均固定安装有拉环，两个所述横杆上均套设有弹簧二，所述弹簧二的一端与所述框体的一侧外壁固定连接，所述弹簧二的另一端与所述拉环固定连接。
与相关技术相比较，本发明提供的用于水电解制氢的气体平衡装置具有如下有益效果：
本发明提供一种用于水电解制氢的气体平衡装置，通过设置的螺纹套和调节螺杆，能够在调节气压，平衡气体的同时，还能对氧气腔或/和氢气腔内的容量进行一定范围的调整，并且在传动螺杆和衔接板的作用下，一方面，能够在较大范围内调节氧气腔或氢气腔的内部容量，并且在刻度尺的辅助下，调节精准度更高，另一方面，能够同时对氧气腔和氢气腔的内部容量进行调节，方便人们在进行电解操作前的准备工作，综上所述，本装置的适用范围更广，实际使用效果好。
附图说明
图1为本发明提供的用于水电解制氢的气体平衡装置第一实施例的主视示意图；
图2为图1所示的A部分的放大结构示意图；
图3为图1所示的B部分的放大结构示意图；
图4为本发明提供的用于水电解制氢的气体平衡装置第二实施例的主视示意图；
图5为图4所示的C部分的放大结构示意图。
图中标号：1、过气箱；2、调压箱；3、龙门架；4、封堵座；5、内腔；6、矩形口；7、薄膜；8、浮杆；9、传动螺杆；10、衔接板；11、框架；12、螺纹套；13、调节螺杆；14、架接板；15、连带杆；16、联动板；17、浮板；18、刻度尺；19、隔板；20、支板；21、框体；22、顶杆；23、楔形块一；24、楔形块二；25、弹簧一。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
第一实施例
请结合参阅图1-图3，在本发明的第一实施例中，用于水电解制氢的气体平衡装置包括：过气箱1和调压箱2，所述调压箱2位于所述过气箱1的上方，且所述过气箱1与所述调压箱2相互靠近的一侧均设为开口，在调压箱2上设有透明观察窗，从而能够在调节封堵座4位置，方便人们观察其在内部的具体位置；隔板19，所述隔板19通过螺栓固定安装有过气箱1的底部内壁上，且所述隔板19的顶部延伸至所述调压箱2内并与所述调压箱2的顶部内壁相接触；龙门架3，所述龙门架3固定安装在所述调压箱2上；两个封堵座4，两个所述封堵座4均设置在所述调压箱2内，两个所述封堵座4均与所述调压箱2的内壁相接触，且两个所述封堵座4相互靠近的一侧分别与所述隔板19的两侧相接触，在两个封堵座4的顶部均开设有两个通气孔一，且调压箱2的顶部开设有四个通气孔二，从而能使内腔5内的空气流通，使得薄膜7能够被顶起，此外，两个封堵座4的顶部均固定安装有密封圈，密封圈与调压箱2的内壁以及隔板19均接触，提高密封性能；两个内腔5，两个所述内腔5分别开设在两个所述封堵座4上；两个矩形口6，两个所述矩形口6分别开设在两个所述封堵座4的底部，且两个所述矩形口6均与对应的所述内腔5相连通；两个薄膜7，两个所述薄膜7分别固定安装在两个所述矩形口6内，薄膜7在使用状态中处于紧绷状态，在外力不足够的情况下，其不能被顶起，且此时的紧绷力足以支撑起浮杆8和浮板17；两个浮杆8，两个所述浮杆8均粘接在对应的所述薄膜7上，两个所述浮杆8的顶端均延伸至所述调压箱2的上方，且所述浮杆8与所述封堵座4滑动连接，所述浮杆8与所述调压箱2的顶部滑动连接，浮杆8和浮板17均采用轻质塑料材质制成，整体轻小；两个传动螺杆9，两个所述传动螺杆9均转动安装在所述龙门架3的顶部内壁上；衔接板10，所述衔接板10螺纹安装在两个所述传动螺杆9上，在龙门架3的顶部固定安装有中心杆，中心杆的底端与调压箱2的顶部固定，且中心杆贯穿衔接板10，能够为衔接板10提供滑动限制，使其升降过程更加稳定可靠；两个框架11，两个所述框架11均固定安装在所述衔接板10的底部；两个调节机构，两个所述调节机构分别设置在两个所述框架11上，两个所述调节机构分别与两个所述封堵座4固定连接。
所述调节机构包括螺纹套12、调节螺杆13、架接板14、两个连带杆15、联动板16和浮板17，所述螺纹套12转动安装在所述框架11的底部，所述调节螺杆13螺纹安装在所述螺纹套12上，通过螺纹套12和调节螺杆13之间的螺纹配合，并在下文提到的滑杆的限制下，便可对封堵座4形成稳定的一定范围内的高度位置调节，从而能够完成气压平衡调节工作，所述架接板14固定安装在所述调节螺杆13的底端，两个所述连带杆15均固定安装在所述架接板14的底部，且两个所述连带杆15的底端均延伸至所述调压箱2内并与对应的所述封堵座4固定连接，所述连带杆15与所述调压箱2的顶部滑动连接，所述联动板16固定安装在两个所述连带杆15上，所述联动板16位于所述调压箱2的上方，所述浮板17固定套设在所述浮杆8上，所述浮板17与所述联动板16的顶部相接触，所述浮杆8贯穿所述联动板16并与所述联动板16活动连接。
所述过气箱1与所述调压箱2通过螺栓固定连接，且所述过气箱1与所述调压箱2之间设有密封环，密封环能够保证过气箱1与调压箱2之间的密封性能，使得氢气的制备过程顺利进行。
所述龙门架3的两侧外壁上均固定安装有刻度尺18，所述衔接板10的两侧均固定安装有标头，通过标头在刻度尺18上进行位置的指示，使得人们在调节过程中，能够明确该调整到哪个范围内的高度，为调节工作带来便捷，两个所述标头相互远离的一端均延伸至所述龙门架3外并与对应的所述刻度尺18相适配，且所述标头与所述龙门架3的一侧滑动连接，在龙门架3的两侧均开设有滑道，两个标头均贯穿对应的滑道。
两个所述传动螺杆9上均固定套设有皮带轮，两个所述皮带轮上套设有同一个皮带，所述龙门架3的顶部固定安装有电机，所述电机的输出轴与任意一个所述传动螺杆9的顶端固定连接，电机采用抱闸电机，能够在停止时，其输出轴不会发生自然转动。
所述过气箱1的底部固定安装有氧气进管和氢气进管，所述过气箱1的两侧分别固定安装有氧气出管和氢气出管。
所述架接板14的顶部固定安装有两个滑杆，所述滑杆的顶端延伸至所述框架11内，且所述滑杆与所述框架11的底部滑动连接。
本实施例中：
过气箱1和调压箱2通过隔板19的分隔，均被分隔成一个氧气腔和氢气腔，且两个氧气腔对应，两个氢气腔对应，此外，设置的氧气进管和氧气出管均与过气箱1内的氧气腔连通，相应的氢气进管和氢气出管均与过气箱1内的氢气相连通；
在电解过程进行时，氧气和氢气便会通过各自的管道进入对应的氧气腔和氢气腔内，然后通过对应的氧气出管和氢气出管排至下一道工序中，在这种正常状态下两个浮板17均与对应的联动板16相接触，当在两种气体的流通过程中，若氢气出现气压过大的情况，则会将对应的薄膜7顶起，在顶起的同时，对应的浮杆8和其上的浮板17便同时会上升，浮板17便会远离对应的联动板16，这时，通过外界人为观察，便可知其内部的气压过大，然后转动对应的螺纹套12，通过螺纹套12与调节螺杆13之间的螺纹关系，调节螺杆13便带着对应的架接板14上升，从而能够带动对应的封堵座4和连带杆15上升，在上升的同时，氢气腔内的容纳空间便逐渐增大，从而能够有效缓解气压增强，直至浮板17下降并与联动板16再次接触后，此时气体已调整至平衡，然后停止转动螺纹套12即可，相同的若氧气出现气压过大的情况，只需转动对应的螺纹套12，带动对应的封堵座4上升即可；
此外，若在进行电解前，需要直接增大氧气腔和氢气腔的内部容量空间时，正向启动电机的输出轴缓慢转动，电机的输出轴带动对应的传动螺杆9转动，从而能够在衔接板10与传动螺杆9的螺纹关系下，通过框架11连带着封堵座4上升，并且此时根据观察标头在刻度尺18上的位置，直至将其调整至指定位置后关闭电机即可。
与相关技术相比较，本发明提供的用于水电解制氢的气体平衡装置具有如下有益效果：
本装置通过设置的螺纹套12和调节螺杆13，能够在调节气压，平衡气体的同时，还能对氧气腔或/和氢气腔内的容量进行一定范围的调整，并且在传动螺杆9和衔接板10的作用下，一方面，能够在较大范围内调节氧气腔或氢气腔的内部容量，并且在刻度尺18的辅助下，调节精准度更高，另一方面，能够同时对氧气腔和氢气腔的内部容量进行调节，方便人们在进行电解操作前的准备工作，综上所述，本装置的适用范围更广，实际使用效果好。
第二实施例：
基于本申请的第一实施例提供的用于水电解制氢的气体平衡装置，本申请的第二实施例提出另一种用于水电解制氢的气体平衡装置。第二实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。
下面结合附图和实施方式对本发明的第二实施例作进一步说明。
请结合参阅图4-图5，在本发明提出的用于水电解制氢的气体平衡装置的第二实施例中：所述过气箱1和所述调压箱2相分离，所述过气箱1的两侧外壁上均固定安装有支板20，所述调压箱2的两侧外壁上均固定安装有框体21，两个所述支板20上均滑动安装有顶杆22，两个所述顶杆22的顶端均延伸至对应的所述框体21内，两个所述框体21内均设有楔形块一23，两个所述顶杆22上均固定安装有楔形块二24，两个所述楔形块二24分别与两个所述楔形块一23相接触并相适配，二者之间由于外形关系，在两者抵触时，可发生相对运动，从而在最终二者之间可形成相扣，进而使过气箱1与调压箱2之间进行固定。
两个所述顶杆22的底端均固定安装有压板，两个所述压板均与所述过气箱1的外壁滑动连接，在过气箱1的两侧外壁上均开设有滑槽，两个滑槽内均滑动安装有滑块，两个滑块相互远离的一侧均与对应的压板固定连接，从而能够限制顶杆22升降的运动轨迹，使其不会发生转动，两个所述顶杆22上均套设有弹簧一25，所述弹簧一25的顶端与所述支板20固定连接，所述弹簧一25的底端与所述压板固定连接，弹簧一25能够为顶杆22提供回弹力，在楔形块一23和楔形块二24之间分开时，顶杆22能够自动移出框体21，方便人们进行拆除工作，并在当楔形块一23和楔形块二24之间发生接触时，其能产生一定的弹力，使得二者之间的接触紧密可靠。
两个所述框体21相互远离的一侧均滑动安装有横杆，两个所述横杆相互靠近的一端均与对应的所述楔形块二24固定连接，两个所述横杆相互远离的一端均固定安装有拉环，拉环能够方便人们拉动横杆，从而使楔形块二24与楔形块一23之间发生交错分离，两个所述横杆上均套设有弹簧二，所述弹簧二的一端与所述框体21的一侧外壁固定连接，所述弹簧二的另一端与所述拉环固定连接，弹簧二能够为横杆提供复位弹力，在卸去对拉环施加的拉力时，横杆能带着楔形块一23自动回弹至原位。
在本实施例中，初始状态下的弹簧一25为压缩状态；
在需要将过气箱1和调压箱2之间进行拆除，或对两者内部零部件进行检修时，便可往相互远离的方向拉动两个拉环，两个横杆便带着对应的楔形块一23相互远离，此时，弹簧二则处于压缩状态，直至将楔形块一23拉至与楔形块二24分离后，在弹簧一25的弹力作用下，两个顶杆22开始下降，最终从对应得到框体21内移出，然后便可将过气箱1和调压箱2分开，后期安装时，只需先将调压箱2摆放至过气箱1的上方，然后往上提起压板，使得顶杆22进入框体21内，并通过楔形块一23和楔形块二24自身的适配性能，最终二者相扣，从而完成安装，整个拆装工作简单快捷，相较于传统的螺栓安装，更加省时省力。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.用于水电解制氢的气体平衡装置，其特征在于，包括：
过气箱和调压箱，所述调压箱位于所述过气箱的上方，且所述过气箱与所述调压箱相互靠近的一侧均设为开口；
隔板，所述隔板通过螺栓固定安装有过气箱的底部内壁上，且所述隔板的顶部延伸至所述调压箱内并与所述调压箱的顶部内壁相接触；
龙门架，所述龙门架固定安装在所述调压箱上；
两个封堵座，两个所述封堵座均设置在所述调压箱内，两个所述封堵座均与所述调压箱的内壁相接触，且两个所述封堵座相互靠近的一侧分别与所述隔板的两侧相接触；
两个内腔，两个所述内腔分别开设在两个所述封堵座上；
两个矩形口，两个所述矩形口分别开设在两个所述封堵座的底部，且两个所述矩形口均与对应的所述内腔相连通；
两个薄膜，两个所述薄膜分别固定安装在两个所述矩形口内；两个浮杆，两个所述浮杆均粘接在对应的所述薄膜上，两个所述浮杆的顶端均延伸至所述调压箱的上方，且所述浮杆与所述封堵座滑动连接，所述浮杆与所述调压箱的顶部滑动连接；
两个传动螺杆，两个所述传动螺杆均转动安装在所述龙门架的顶部内壁上；
衔接板，所述衔接板螺纹安装在两个所述传动螺杆上；
两个框架，两个所述框架均固定安装在所述衔接板的底部；
两个调节机构，两个所述调节机构分别设置在两个所述框架上，两个所述调节机构分别与两个所述封堵座固定连接；
所述调节机构包括螺纹套、调节螺杆、架接板、两个连带杆、联动板和浮板，所述螺纹套转动安装在所述框架的底部，所述调节螺杆螺纹安装在所述螺纹套上，所述架接板固定安装在所述调节螺杆的底端，两个所述连带杆均固定安装在所述架接板的底部，且两个所述连带杆的底端均延伸至所述调压箱内并与对应的所述封堵座固定连接，所述连带杆与所述调压箱的顶部滑动连接，所述联动板固定安装在两个所述连带杆上，所述联动板位于所述调压箱的上方，所述浮板固定套设在所述浮杆上，所述浮板与所述联动板的顶部相接触，所述浮杆贯穿所述联动板并与所述联动板活动连接。
2.根据权利要求1所述的用于水电解制氢的气体平衡装置，其特征在于，所述过气箱与所述调压箱通过螺栓固定连接，且所述过气箱与所述调压箱之间设有密封环。
3.根据权利要求1所述的用于水电解制氢的气体平衡装置，其特征在于，所述龙门架的两侧外壁上均固定安装有刻度尺，所述衔接板的两侧均固定安装有标头，两个所述标头相互远离的一端均延伸至所述龙门架外并与对应的所述刻度尺相适配，且所述标头与所述龙门架的一侧滑动连接。
4.根据权利要求1所述的用于水电解制氢的气体平衡装置，其特征在于，两个所述传动螺杆上均固定套设有皮带轮，两个所述皮带轮上套设有同一个皮带，所述龙门架的顶部固定安装有电机，所述电机的输出轴与任意一个所述传动螺杆的顶端固定连接。
5.根据权利要求1所述的用于水电解制氢的气体平衡装置，其特征在于，所述过气箱的底部固定安装有氧气进管和氢气进管，所述过气箱的两侧分别固定安装有氧气出管和氢气出管。
6.根据权利要求1所述的用于水电解制氢的气体平衡装置，其特征在于，所述架接板的顶部固定安装有两个滑杆，所述滑杆的顶端延伸至所述框架内，且所述滑杆与所述框架的底部滑动连接。
7.根据权利要求1所述的用于水电解制氢的气体平衡装置，其特征在于，所述过气箱和所述调压箱相分离，所述过气箱的两侧外壁上均固定安装有支板，所述调压箱的两侧外壁上均固定安装有框体，两个所述支板上均滑动安装有顶杆，两个所述顶杆的顶端均延伸至对应的所述框体内，两个所述框体内均设有楔形块一，两个所述顶杆上均固定安装有楔形块二，两个所述楔形块二分别与两个所述楔形块一相接触并相适配。
8.根据权利要求7所述的用于水电解制氢的气体平衡装置，其特征在于，两个所述顶杆的底端均固定安装有压板，两个所述压板均与所述过气箱的外壁滑动连接，两个所述顶杆上均套设有弹簧一，所述弹簧一的顶端与所述支板固定连接，所述弹簧一的底端与所述压板固定连接。
9.根据权利要求7所述的用于水电解制氢的气体平衡装置，其特征在于，两个所述框体相互远离的一侧均滑动安装有横杆，两个所述横杆相互靠近的一端均与对应的所述楔形块二固定连接，两个所述横杆相互远离的一端均固定安装有拉环，两个所述横杆上均套设有弹簧二，所述弹簧二的一端与所述框体的一侧外壁固定连接，所述弹簧二的另一端与所述拉环固定连接。
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