CN114807992A - 两槽式电解槽 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种两槽式电解槽，主要由槽体、隔膜单元、固定装置、第一密封材料和第二密封材料所构成，槽体设有阻隔壁将内部分隔成单一阳极空间以及单一阴极空间，而隔膜单元能将阳极空间以及极空间的内部产物分隔开，且固定装置组装于隔膜单元的周缘，其特征在于，第一密封材料连接于阻隔壁与固定装置之间，第二密封材料连接于固定装置、隔膜单元与阻隔壁之间。本发明在隔膜单元、固定装置及隔膜单元之间使用多个密封手段，使得构件之间的隙缝受到密封，避免阴、阳极电解液直接接触。
Description
技术领域
本发明涉及一种仅具有两个独立空间来缩小体积的电解槽，特别是一种应用多个密封手段来固设隔膜单元的电解槽。
背景技术
一般电解装置是设计在一反应槽体中，具有一间隔结构来分隔出多个独立空间而形成阳极室和阴极室，其特征在于每个独立空间都具有电极板和电极溶液，间隔结构可以为离子交换膜或框体中夹有多孔质的隔膜来提供。
在反应槽体中的间隔结构可以提供阳离子和阴离子在多个独立空间中来自由活动通过，但却会抑制独立空间中的分子通过，防止分子的流动。
优选的，间隔结构长期提供阳离子和阴离子通过使用，因为孔隙阻塞或老旧而降低阳离子与阴离子之间相互流通的机率，产生较差的反应成果，此外，间隔结构也会因为分子欲通过间隔结构而被被阻止所产生强大的撞击力，而产生缺口或位移，导致无法间隔出两个独立空间，发挥间隔结构的功效，实在有改良之必要。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种透过阻隔壁和隔膜单元来分隔成两独立空间的电解槽，缩小整个槽体的实际占用体积，且电解槽内壁在固定装置与隔膜单元之间设置有多个密封材料来封闭构件之间的隙缝，使电解液仅能从两独立空间之间的隔膜单元来彼此流通。
本发明的次要目的在于电解槽的顶部采用锁固式遮板来结合片状插入式的阴、阳电极，增加电极和电解液反应时的接触面积，增加反应机会藉以提升电解的效率。
为实现前述目的，本发明两槽式电解槽包含：
一槽体，设有一阻隔壁将内部分隔成单一阳极空间以及单一阴极空间，所述阻隔壁设有一开口来将所述阳极空间与所述阴极空间彼此连通；
一隔膜单元，能将所述阳极空间以及所述阴极空间的内部产物分隔开；
一固定装置，组装于所述隔膜单元的周缘，使得所述隔膜单元形成一受到覆盖的外围区域以及一未被覆盖的中央区域，且所述固定装置与所述槽体的阻隔壁连接，使得所述隔膜单元被定位在所述开口一侧；
一第一密封材料，连接于所述阻隔壁与所述固定装置之间；
一第二密封材料，连接于所述固定装置、所述隔膜单元与所述阻隔壁之间。
于一较佳实施中，上述固定装置包含一覆盖框、一位于所述覆盖框与所述阻隔壁之间的夹层框以及多个锁固件，所述覆盖框设有一相同于所述中央区域轮廓的第一通口以及多个第一锁孔，所述夹层框设有一大于所述中央区域轮廓的第二通口以及多个第二锁孔，而所述锁固件穿过所述第一锁孔以及第二锁孔来与所述阻隔壁连接。
上述第一密封材料连接于所述夹层框的一外侧面以及所述阻隔壁的一表面，使得所述夹层框的一相邻面直接接触所述阻隔壁的表面。
优选的，上述隔膜单元的尺寸大于所述第一通口，且所述第二密封材料被填充在所述固定装置、所述隔膜单元与阻隔壁之间中，由所述第二密封材料连接所述夹层框、隔膜单元以及所述阻隔壁三者。
于此实施例中，上述两槽式电解槽进一步包含一第三密封材料，所述第三密封材料被填充在所述第一锁孔、所述第二锁孔以及所述阻隔壁的一第三锁孔中，由所述第三密封材料连接所述覆盖框、所述夹层框、所述各个所述锁固件以及所述阻隔壁四者。
此外，上述槽体顶部向外水平延伸出一外凸缘，所述阻隔壁顶部的相反两侧分别向外水平延伸出一内凸缘，多个遮板组装在所述外凸缘与所述内凸缘上方，使得所述阳极空间与所述阴极空间受到覆盖。
优选的，上述所述遮板的其中之一设有一阳极插槽可供一阳极电极插入，使得所述阳极电极的一部分进入所述阳极空间，另一部分位于所述槽体外部来连接一外部电源，所述述遮板的其中另一设有一阴极插槽可供一阴极电极插入，使得所述阴极电极的一部分进入所述阴极空间，另一部分位于所述槽体外部来连接所述外部电源，所述阳极电极与所述阴极电极皆是由两金属平板来夹固一网状板构成，又所述网状板整个位于所述阳极空间或阴极空间内部。
本发明的优点在于设置固定装置在阻隔壁和隔膜单元之间，再使用密封材料填充至阻隔壁与隔膜单元之间的空隙，使用多个密封阻隔手段，使槽体被分隔成两个独立空间，减少在未开始产生电解反应时，因为两独立空间可以流通而无法作用，两槽式电解槽可以牢固锁定阻隔壁和隔膜单元，形成两独立空间。
附图说明
图1为本发明两槽式电解槽的立体图；
图2为本发明两槽式电解槽的使用断面图；
图3为图1中A-A线的剖视图；
图4为图1中B-B线的剖视图；
图5为电解槽内部组装固定装置的分解示意图；
图6为固定装置结合多个密封材料固定在电解槽内的放大剖面图；
图7为遮板安装在电解槽顶部的放大剖面图；
图8为本发明两槽式电解槽应用在氧化系复合型气体电解的系统方块图。
附图标记说明：1-两槽式电解槽；10-槽体；101-液体；102-外部电源；103-第一侧面；103a-上排放管；103b-下排放管；103c-切换单元；103d-水溶液储存槽；103e-盐水储存槽；103f-电控阀；104-第二侧面；104a-输出管；104b-气液混合机构；105-圆孔；11-阻隔壁；111-顶部；112-第三锁孔；113-表面；12-阳极空间13-阴极空间；14-开口；15-顶部；16-外凸缘；17-内凸缘；18-遮板；181-阳极插槽；182-阳极电极；183-金属板；184-网状板；185-阴极插槽；186-阴极电极；187-固定件；19-孔洞；20-隔膜单元；21-外围区域；22-中央区域；30-固定装置；31-锁固件；311-螺丝；311a-第一端；311b-第二端；311c-螺丝纹；312-螺帽；312a-螺丝纹；32-覆盖框；321-第一通口；322-第一锁孔；33-夹层框；331-内侧面；332-第二通口；333-第二锁孔；334-外侧面；335-相邻面；40-第一密封材料；50-第二密封材料；60-第三密封材料；70-液位传感器；80-温度传感器。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。
请参阅图1～图2所示，本发明两槽式电解槽1主要由一槽体10、一隔膜单元20、一固定装置30、一第一密封材料40以及一第二密封材料50所构成，在所述槽体10的内部设置有一阻隔壁11来分隔成为一阳极空间12和一阴极空间13两个同体积大小的独立空间，而所述阻隔壁11的中央处设有一开口14，所述开口14形成连接所述阳极空间12和所述阴极空间13之间的信道。
请再参阅图1～图2所示，在所述槽体10的顶部15四边周围具有远离所述槽体10的水平方向延伸形成一外凸缘16，在所述阻隔壁11的顶部111具有相反的两异侧分别靠近所述槽体10的水平方向延伸形成一内凸缘17，在所述外凸缘16和所述内凸缘17的上方设置多个遮板18来覆盖在所述槽体10的顶部15，将所述多个固定件187穿入所述外凸缘16、所述内凸缘17和所述遮板18上的多个孔洞19来穿入锁固，使得所述阳极空间12和所述阴极空间13受到所述各个所述遮板18覆盖，所述槽体10可以隔绝外部来形成封闭空间。
请再参阅图1～图2所示，覆盖在所述阳极空间12中的所述各个所述遮板18，其特征在于一者设有一阳极插槽181来提供一阳极电极182插入定位，所述阳极电极182由多个金属板183和一网状板184构成，所述阳极电极182的一部分由所述金属板183夹固所述网状板184构成来设置在所述槽体10内部的阳极空间12与所述槽体10内的一液体101接触反应，所述阳极电极182的另一部分由所述金属板183构成且设置在所述槽体10的外部来连接一外部电源102(参图8)形成导电路径，使所述阳极电极182对上述液体101进行电解来产生氧化还原反应，优选的，覆盖于所述阴极空间13中的所述各个所述遮板18，其中之一设有一阴极插槽185来提供一阴极电极186插入定位，使所述阴极电极186的一部分由所述金属板183夹固所述网状板184构成来设置在所述槽体10内部的阴极空间13与所述槽体10中的所述液体101反应，所述阴极电极186的另一部分由所述金属板183构成且设置在所述槽体10的外部来连接所述外部电源102(参图8)形成导电路径，换言之，所述网状板184设置在所述槽体10内的阳极空间12和阴极空间13。
请参阅图3～图6所示，于一实施例中，所述隔膜单元20设置在所述固定装置30和所述阻隔壁11之间，使得在所述阳极空间12和所述阴极空间13中所生成的产物能不被混合而各自形成不同产物，进一步，所述隔膜单元20具有被所述固定装置30和所述阻隔壁11覆盖的一外围区域21和未被所述固定装置30和所述阻隔壁11覆盖的一中央区域22，所述隔膜单元20的尺寸为大于所述阻隔壁11的开口14。
请参阅图5～图6所示，所述固定装置30具有一覆盖框32、一夹层框33以及多个锁固件31，所述覆盖框32与所述阻隔壁11之间夹有所述夹层框33和所述隔膜单元20，进一步，所述隔膜单元20的外围区域21平行连接所述夹层框33的一内侧面331，则所述夹层框33垂直方向连接所述覆盖框32和所述阻隔壁11，使得所述覆盖框32和所述阻隔壁11有凸出所述夹层框33相同长度的区块来容纳所述隔膜单元20的空间，所述覆盖框32的尺寸为大于所述阻隔壁11的开口14并且在中央处有一相同于所述中央区域22轮廓的第一通口321，在所述覆盖框32的四周边缘有多个第一锁孔322相同距离分布来提供所述锁固件31穿插，所述夹层框33的尺寸为大于所述阻隔壁11的开口14且中央处有一大于所述中央区域22轮廓的第二通口332，在所述夹层框33的四周边缘有多个大小相同于所述第一锁孔322的多个第二锁孔333相同距离分布来提供所述锁固件31穿插，所述多个锁固件31可以依序穿入所述第一锁孔322、第二锁孔333和在所述阻隔壁11上的多个第三锁孔112来连接锁固，所述锁固件31由多个螺丝311和螺帽312所构成，进一步所述螺丝311具有一大于所述第一锁孔322的第一端311a在所述覆盖框32上，在所述第一端311a的相反侧有一第二端311b，所述第二端312a为小于所述第一锁孔322、所述第二锁孔333和所述第三锁孔112并且穿入所述覆盖框32、所述夹层框33和所述阻隔壁11来连接，优选的，在所述阻隔壁11远离所述夹层框33的一侧设有所述螺帽312，所述螺丝311的第二端311b有一螺丝纹311c可以和所述螺帽312中的一螺丝纹312a相互咬合来栓紧固定在所述阻隔壁11的两相异侧。
请参阅图2和图6所示，所述第一密封材料40设置在沿着所述夹层框33的一外侧面334逐渐扩张到连接所述阻隔壁11的一表面113形成三角形状，使得所述阻隔壁11的表面113可以垂直连接所述夹层框33的一相邻面335，使所述夹层框33设置在所述阻隔壁11和所述覆盖框32之间。
请继续参阅图2和图6所示，所述第二密封材料50设置在所述隔膜单元20的外围区域21且平行所述夹层框33的内侧面331和垂直所述阻隔壁11的表面113，使所述第二密封材料50填充在所述第二通口332来连接所述覆盖框32、夹层框33和阻隔壁11。
请参阅图2、图6和图7所示，在所述孔洞19和所述锁固件31之间的空隙填满一第三密闭材料60，并且在所述第一锁孔322和所述锁固件31之间、所述第二锁孔333和所述锁固件31之间与所述第三锁孔112和所述锁固件31之间的所有空隙皆填满所述第三密闭材料60，所述第三密封材料60依序填充到所述覆盖框32的第一锁孔322、所述夹层框33的第二锁孔333与所述阻隔壁11的第三锁孔112，可以使所述隔膜单元20被稳定固设在所述阻隔壁11之间并且依序连接所述螺丝311、所述覆盖框32、所述夹层框33、所述阻隔壁11与所述螺帽312。
请参阅图2～图4和图8所示，所述槽体10的一第一侧面103和相反于所述第一侧面103的一第二侧面104皆设有多个圆孔105可以连接形成多个上排放管103a、输出管104a与下排放管103b，所述上排放管103a可以连通外部空间使多余的液体101输出所述槽体10，而所述下排放管103b可以连通外部空间使所需液体101进入到所述槽体10，于一较佳实施例中，所述第一侧面103设有两上排放管103a以及两下排放管103b，进一步，当槽体10中所述液体101的高度大于上排放管103a的高度位置时，部分的上述液体101会经由两上排放管103a排出来以避免上述液体101溢出于所述槽体10之外，所述两下排放管103b连接一切换单元103c，使所述切换单元103c可以将所述两槽式电解槽1反应时所需要的液体101通过两下排放管103b分别进入到所述阳极空间12和所述阴极空间13之中，而所述切换单元103c同时连接一水溶液储存槽103d和一盐水储存槽103e，所述水溶液储存槽103d和所述盐水储存槽103e透过所述切换单元103c来调节所述两槽式电解槽1反应时所需要的盐水浓度，其中一个上排放管103a与其中一个下排放管103b两者都连通于所述阳极空间12，而另一个上排放管103a与另一个下排放管103b两者都连通于所述阴极空间13，所述第二侧面104设有两输出管104a，所述两输出管104a连接一气液连接一气液混合机构104b，使所述两槽式电解槽1所生产出的产物能在所述气液混合机构104b产生作用而形成氧化系复合型气态水溶液，所述两输出管104a分别连接于所述阳极空间12和所述阴极空间13。
于此较佳实施例中，在所述两上排放管103a、两下排放管103b和输出管104a皆设有电控阀103f来限制所述液体101流出的数量，优选的，在所述槽体10内部中安装一液位传感器70和一温度传感器80，其特征在于，所述液位传感器70能感测位在所述槽体10内部中所述液体101的水位高低，而所述温度传感器80能感测位在所述槽体10内部中所述液体101的温度高低。
于一较佳实施例中，可以去除所述第三密闭材料60将所述螺丝311移出所述第一锁孔322、第二锁孔333与第三锁孔112，接着除去所述第二密闭材料50在所述隔膜单元20、所述夹层框33和所述阻隔壁11之间，最后再去除所述第一密闭材料40在所述夹层框33和所述阻隔壁11之间，即可将所述覆盖框32、所述夹层框33和所述阻隔壁11分离，取出夹固在所述阻隔壁11之间的所述隔膜单元20，移出所述隔膜单元20来任意更换。
以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种两槽式电解槽，其特征在于，包含：
一槽体，设有一阻隔壁来将内部分隔成单一阳极空间以及单一阴极空间，所述阻隔壁设有一开口来将所述阳极空间与所述阴极空间彼此连通；
一隔膜单元，能将所述阳极空间以及所述阴极空间的内部产物分隔开；
一固定装置，组装于所述隔膜单元的周缘，使得所述隔膜单元形成一受到覆盖的外围区域以及一未被覆盖的中央区域，且所述固定装置与所述槽体的阻隔壁连接，使得所述隔膜单元被定位在所述开口一侧；
一第一密封材料，连接于所述阻隔壁与所述固定装置之间；
一第二密封材料，连接于所述固定装置、所述隔膜单元与所述阻隔壁之间。
2.根据权利要求1所述两槽式电解槽，其特征在于：所述固定装置包含一覆盖框、一位于所述覆盖框与所述阻隔壁之间的夹层框以及多个锁固件，所述覆盖框设有一相同于所述中央区域轮廓的第一通口以及多个第一锁孔，所述夹层框设有一大于所述中央区域轮廓的第二通口以及多个第二锁孔，而所述锁固件穿过所述第一锁孔以及第二锁孔来与所述阻隔壁连接。
3.根据权利要求2所述两槽式电解槽，其特征在于：所述第一密封材料连接于所述夹层框的一外侧面以及所述阻隔壁的一表面，使得所述夹层框的一相邻面直接接触所述阻隔壁的表面。
4.根据权利要求2所述两槽式电解槽，其特征在于：所述隔膜单元的尺寸大于所述第一通口，且所述第二密封材料被填充在所述固定装置、所述隔膜单元与阻隔壁之间中，由所述第二密封材料连接所述夹层框、隔膜单元以及所述阻隔壁。
5.根据权利要求2所述两槽式电解槽，其特征在于：所述两槽式电解槽还包含一第三密封材料，所述第三密封材料被填充在所述第一锁孔、所述第二锁孔以及所述阻隔壁的一第三锁孔中，由所述第三密封材料连接所述覆盖框、所述夹层框、所述锁固件以及所述阻隔壁。
6.根据权利要求1所述两槽式电解槽，其特征在于：所述槽体顶部向外水平延伸出一外凸缘，所述阻隔壁顶部的相反两侧分别向外水平延伸出一内凸缘，多个遮板组装在所述外凸缘与所述内凸缘上方，使得所述阳极空间与所述阴极空间受到覆盖。
7.根据权利要求6所述两槽式电解槽，其特征在于：所述遮板的其中之一设有一阳极插槽而可供一阳极电极插入，使得所述阳极电极的一部分进入所述阳极空间，另一部分位于所述槽体外部来连接一外部电源，所述遮板的其中另一设有一阴极插槽而可供一阴极电极插入，使得所述阴极电极的一部分进入所述阴极空间，另一部分位于所述槽体外部来连接所述外部电源，所述阳极电极与所述阴极电极皆是由两金属平板来夹固一网状板构成，又所述网状板整个位于所述阳极空间或阴极空间内部。
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