CN116623203A - 次氯酸钠制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种次氯酸钠制备装置，包括外壳和设置于外壳内的极芯，极芯包括两个端部电极和至少一个复合极板组；每个端部电极包括电连接件、导电紧固件和多个依次堆叠设置的第一极板，每相邻的两个第一极板之间具有间隙；电连接件包括导电杆和电极座，电极座的一部分插入在相邻的两个第一极板之间的间隙中并与第一极板相接触，电极座的另一部分伸出至第一极板的一侧；沿多个第一极板的堆叠方向上，导电紧固件同时贯穿多个第一极板和电极座，以使端部电极内的多个第一极板和电极座通过导电紧固件相固定。该次氯酸钠制备装置不仅便于安装和拆卸维修更换，而且结构紧凑，结构强度高，产氯量大。
Description
技术领域
本发明涉及电解制氯设备技术领域，尤其是涉及一种次氯酸钠制备装置。
背景技术
电解海水(盐水)制备次氯酸钠系统广泛应用于发电厂、石油化工厂等领域的循环水处理系统，同时在其他杀菌消毒和抑制生物繁殖领域都有着广泛的应用价值，电解海水(盐水)制备次氯酸钠系统也得到了各领域的一致认可。
管式电解槽是一种常用的电解槽，如图1所示，目前大部分的管式电解槽一般包括壳体81及设置于壳体81内的极芯和电极座82，极芯由多个错位排布设置的电极板83组成；其中，位于两端位置的电极板83固定在电极座82上，电极座82与导电杆(图未示)连接，从而将电解槽的电极引出至壳体81外(导电杆一端与电极座82连接，另一端伸出至壳体81外)，然后将导电杆与外部电源电连接，即可进行电解制氯工作(管式电解槽的结构还可参考专利CN217781292U)。
然而，上述电解槽由于电极板83与电极座82一般是通过焊接连接，若端部的电极板83或电极座82损坏时，需要对电极座82及焊接在该电极座82上的所有电极板83整体进行更换，而电极板83和电极座82的成本一般较为昂贵，故整体更换大大增加了成本。而且，由于电极座82作为端部电极板83的承载和连接部位，端部电极板83的数量越多，电极座82的尺寸相应需要设计得更大，从而增大了电解槽的体积；同时，端部电极板83的数量越多，电极座82承载受力强度越大，端部电极板83与电极座82之间的连接可靠性也越低(电极座82更容易损坏)，受限于电极板83与电极座82的连接方式，端部电极板83的数量也因此受到限制，从而降低了产氯效率。同时，上述电解槽一般是通过单根导电杆与电极座82进行电连接，而电解时的电流一般较大，单根导电杆的连接结构会因为电流集中而出现端部发热的现象，从而降低了使用安全性以及设备的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种次氯酸钠制备装置，不仅便于安装和拆卸维修更换，降低了维修更换成本，而且结构紧凑，结构强度高，产氯量大。
本发明提供一种次氯酸钠制备装置，包括外壳和设置于所述外壳内的极芯，所述极芯包括两个端部电极和至少一个复合极板组，两个所述端部电极分别设置于所述外壳内的相对两端，所述复合极板组设置于两个所述端部电极之间；
每个所述端部电极包括电连接件、导电紧固件和多个依次堆叠设置的第一极板，每相邻的两个所述第一极板之间具有间隙；所述电连接件包括导电杆和电极座，所述电极座的一部分插入在相邻的两个所述第一极板之间的间隙中并与所述第一极板相接触，所述电极座的另一部分伸出至所述第一极板的一侧；沿多个所述第一极板的堆叠方向上，所述导电紧固件同时贯穿多个所述第一极板和所述电极座，以使所述端部电极内的多个所述第一极板和所述电极座通过所述导电紧固件相固定；所述导电杆的一端与所述电极座的伸出部分相连，所述导电杆的另一端穿过所述外壳后伸出至所述外壳外。
进一步地，每个所述端部电极中，所述电连接件包括第一电连接件和第二电连接件；沿平行于所述第一极板所在的平面，且垂直于所述外壳的轴向方向上，所述第一电连接件和所述第二电连接件分别位于所述第一极板的相对两侧，所述第一电连接件和所述第二电连接件分别与所述第一极板的相对两端电连接。
进一步地，每个所述端部电极中，所述第一电连接件和所述第二电连接件的数量均为两个，两个所述第一电连接件沿多个所述第一极板的堆叠方向间隔设置，两个所述第二电连接件沿多个所述第一极板的堆叠方向间隔设置。
进一步地，所述电极座包括相互连接的插接部和电连接部，所述插接部插入在相邻的两个所述第一极板之间的间隙中并与所述第一极板相接触，所述电连接部伸出至所述第一极板的一侧；沿多个所述第一极板的堆叠方向上，所述导电紧固件同时贯穿多个所述第一极板和所述电极座的插接部；所述导电杆与所述电连接部相连。
进一步地，所述电连接部包括与所述插接部相连的套筒，所述导电杆插入固定在所述套筒内。
进一步地，每个所述端部电极还包括导电块，所述导电块位于相邻的两个所述第一极板之间的间隙中并与所述第一极板相接触；沿多个所述第一极板的堆叠方向上，所述导电紧固件同时贯穿多个所述第一极板、所述电极座和所述导电块，以使所述端部电极内的多个所述第一极板、所述电极座和所述导电块通过所述导电紧固件相固定。
进一步地，所述次氯酸钠制备装置还包括支撑架，所述支撑架设置于所述外壳内；所述支撑架上设有安装槽，所述极芯设置于所述安装槽内并通过固定件固定在所述支撑架上。
进一步地，每个所述复合极板组包括多个第二极板和多个第三极板，多个所述第二极板和多个所述第三极板依次交替间隔堆叠设置，且相邻的所述第二极板与所述第三极板沿所述外壳的轴向方向上呈错位排列设置；靠近于所述端部电极的所述复合极板组中，至少有部分所述第二极板的一端伸入至所述端部电极中相邻的两个所述第一极板之间且不与所述第一极板相接触，其另一端伸入至相邻的两个所述第三极板之间且不与所述第三极板相接触。
进一步地，所述导电紧固件为螺栓螺帽组件。
进一步地，所述外壳包括筒体和两个法兰，所述筒体的相对两端均设有开口，两个所述法兰分别设置于所述筒体相对两端的开口处，所述法兰密封所述筒体的开口；所述法兰上设有供电解液进出的水孔以及供所述导电杆穿过的通孔，所述导电杆穿过所述通孔后伸出至所述外壳外。
本发明提供的次氯酸钠制备装置，其中端部电极采用叠片式结构，即端部电极中的多个第一极板呈堆叠设置，同时电极座采用插接式结构，即电极座插入在相邻两个第一极板之间的间隙中并与第一极板相接触，并利用导电紧固件同时贯穿多个第一极板和电极座，以使端部电极内的多个第一极板和电极座通过导电紧固件相固定，且多个第一极板之间以及第一极板与电极座之间均能够通过导电紧固件电连接。
该端部电极结构紧凑，体积小，而且结构强度高，在使用和运输过程中极板不会出现错位；同时，利用导电紧固件对多个第一极板和电极座进行固定，使得第一极板与电极座可拆卸，能够方便地安装和拆卸维修更换，且无需整体进行更换，降低了维修更换成本。而且端部电极中第一极板堆叠设置的数量不受电极座的限制，能够满足高产氯量、高浓度有效氯的需求。
附图说明
图1为现有技术中管式电解槽的截面示意图。
图2为本发明实施例中次氯酸钠制备装置的结构示意图。
图3为图2去掉外壳后的截面示意图。
图4为本发明实施例中第一极板与第二极板和第三极板的排列结构示意图。
图5为本发明实施例中端部电极的结构示意图。
图6为图5的侧视图(去掉固定件)。
图7为本发明实施例中电连接件的结构示意图。
图8为图7的爆炸结构示意图。
图9为本发明实施例中支撑架的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
如图2至图6所示，本发明实施例提供的次氯酸钠制备装置，包括外壳1和设置于外壳1内的极芯200，极芯200包括两个端部电极2和至少一个复合极板组3，两个端部电极2分别设置于外壳1内的相对两端，复合极板组3设置于两个端部电极2之间，该两个端部电极2分别为端阳极和端阴极；
每个端部电极2包括电连接件21、导电紧固件22和多个依次堆叠设置的第一极板23，第一极板23为平板状结构，每相邻的两个第一极板23之间具有间隙。电连接件21包括导电杆211和电极座212，电极座212的一部分插入在相邻的两个第一极板23之间的间隙中并与第一极板23相接触，电极座212的另一部分伸出至第一极板23的一侧；沿多个第一极板23的堆叠方向上(即图5和图6中箭头Y所指的方向)，导电紧固件22同时贯穿多个第一极板23和电极座212，以使端部电极2内的多个第一极板23和电极座212通过导电紧固件22相固定，且多个第一极板23之间以及第一极板23与电极座212之间均能够通过导电紧固件22电连接。导电杆211沿外壳1的轴向方向延伸设置，导电杆211的一端与电极座212的伸出部分(即上述电极座212伸出至第一极板23一侧的部分)相连，导电杆211的另一端穿过外壳1后伸出至外壳1外。
具体地，本发明实施例提供的次氯酸钠制备装置，其中端部电极2采用叠片式结构，即端部电极2中的多个第一极板23呈堆叠设置，同时电极座212采用插接式结构，即电极座212插入在相邻两个第一极板23之间的间隙中并与第一极板23相接触，并利用导电紧固件22同时贯穿多个第一极板23和电极座212，以使端部电极2内的多个第一极板23和电极座212通过导电紧固件22相固定，且多个第一极板23之间以及第一极板23与电极座212之间均能够通过导电紧固件22电连接。
该端部电极2结构紧凑，体积小，而且结构强度高，在使用和运输过程中极板不会出现错位；同时，利用导电紧固件22对多个第一极板23和电极座212进行固定，使得第一极板23与电极座212可拆卸，能够方便地安装和拆卸维修更换，且无需整体进行更换，降低了维修更换成本。而且端部电极2中第一极板23堆叠设置的数量不受电极座212的限制(电极座212采用插接式结构，电极座212不作为第一极板23的承载部件，故第一极板23的堆叠数量基本不会影响电极座212的结构强度)，第一极板23的堆叠数量可根据需求增减，从而能够满足高产氯量、高浓度有效氯的需求。
如图5及图6所示，作为一种实施方式，每个端部电极2中，电连接件21包括第一电连接件21A和第二电连接件21B；沿平行于第一极板23所在的平面，且垂直于外壳1的轴向方向上(即图5和图6中箭头X所指的方向)，第一电连接件21A和第二电连接件21B分别位于第一极板23的相对两侧，第一电连接件21A和第二电连接件21B分别与第一极板23的相对两端电连接。
具体地，通过设置第一电连接件21A和第二电连接件21B分别与第一极板23的相对两端电连接，不仅能够使得第一极板23上的电流分布更加均匀，从而提高电解制氯效率，而且能够避免因电流集中在单个电连接件21和第一极板23的局部位置而出现端部发热的现象，从而提高设备的使用寿命。
如图5及图6所示，作为一种实施方式，每个端部电极2中，第一电连接件21A和第二电连接件21B的数量均为两个，两个第一电连接件21A沿多个第一极板23的堆叠方向间隔设置，两个第二电连接件21B沿多个第一极板23的堆叠方向间隔设置。即本实施例中设置有四个电连接件21分别与第一极板23叠片组的四个顶角位置电连接，从而进一步地使电流分布更加均匀以及进一步地避免出现端部发热的现象。当然，在其它实施例中，电连接件21的数量还可以为更多个。
如图5及图6所示，作为一种实施方式，每个端部电极2中，多个第一极板23和电极座212通过多个导电紧固件22相固定，多个导电紧固件22沿第一极板23的长度方向(也即外壳1的轴向方向)间隔排列设置，从而使得端部电极2内的多个第一极板23和电极座212之间连接更稳固，进一步提高端部电极2的结构强度。
如图5至图8所示，作为一种实施方式，电极座212包括相互连接的插接部2121和电连接部2122，插接部2121插入在相邻的两个第一极板23之间的间隙中并与第一极板23相接触，电连接部2122伸出至第一极板23的一侧；其中，插接部2121沿第一极板23的长度方向(也即外壳1的轴向方向)延伸设置，插接部2121的长度与第一极板23的长度相同或相近，以使插接部2121与第一极板23的接触面积更大。沿多个第一极板23的堆叠方向上，导电紧固件22同时贯穿多个第一极板23和电极座212的插接部2121；导电杆211与电连接部2122相连。
如图5至图8所示，作为一种实施方式，电连接部2122包括与插接部2121相连的套筒2122a，导电杆211插入固定在套筒2122a内，从而便于导电杆211与电极座212之间的电连接。
如图5及图6所示，作为一种实施方式，每个端部电极2还包括导电块24，导电块24位于相邻的两个第一极板23之间的间隙中并与第一极板23相接触；沿多个第一极板23的堆叠方向上，导电紧固件22同时贯穿多个第一极板23、电极座212和导电块24，以使端部电极2内的多个第一极板23、电极座212和导电块24通过导电紧固件22相固定。导电块24对应第一极板23的端部设置，且第一极板23的两端位置均设有导电块24(该两端的导电块24分别对应第一电连接件21A和第二电连接件21B设置)。需要说明的是，插入有电极座212的相邻两个第一极板23之间无需设置导电块24。
具体地，导电块24不仅能够起到电连接相邻的两个第一极板23的作用，还能够对相邻的两个第一极板23起到间隔作用(即相邻的两个第一极板23之间的间距大小可通过导电块24的厚度进行调节)。
如图3、图5及图9所示，作为一种实施方式，次氯酸钠制备装置还包括支撑架5，支撑架5设置于外壳1内；支撑架5上设有安装槽50，极芯200设置于安装槽50内，且极芯200通过固定件4固定在支撑架5上。同时，固定件4为绝缘材质制成。
具体地，通过在外壳1内设置支撑架5，支撑架5用于极芯200的支撑和固定，不仅便于次氯酸钠制备装置的组装，而且能够起到次氯酸钠制备装置的结构强度，防止极芯200内的极板在使用和运输过程中出现错位而影响其电解制氯性能。
如图9所示，作为一种实施方式，支撑架5包括多块平板51，多块平板51通过拼接(或通过紧固件固定连接)组成支撑架5的主体结构，平板51上设有筋板52和环形固定板53进行补强加固，从而使得支撑架5具有良好的结构强度。
如图3至图6所示，作为一种实施方式，每个复合极板组3包括多个第二极板31和多个第三极板32，第二极板31和第三极板32也为平板状结构，多个第二极板31和多个第三极板32依次交替间隔堆叠设置(即按照第二极板31-第三极板32-第二极板31-第三极板32…的顺序进行重复，且上下相邻的第二极板31和第三极板32相间隔)，且相邻的第二极板31与第三极板32沿外壳1的轴向方向上呈错位排列设置(即图4中，相邻的第二极板31与第三极板32为左右错位排列设置)。
靠近于端部电极2的复合极板组3中(即位于图4中最左侧或最右侧的复合极板组3)，至少有部分第二极板31的一端伸入至端部电极2中相邻的两个第一极板23之间且不与第一极板23相接触(即第二极板31与第一极板23上下相间隔)，其另一端伸入至相邻的两个第三极板32之间且不与第三极板32相接触。复合极板组3的具体结构可参考现有技术中复极式电解槽的结构，在此不赘述。
如图3及图4所示，作为一种实施方式，复合极板组3的数量为多个，多个复合极板组3沿外壳1的轴向方向上依次排列设置。
如图5及图6所示，作为一种实施方式，导电紧固件22为导电的螺栓螺帽组件，即导电紧固件22包括螺栓和螺帽(图未标号)，螺栓同时贯穿多个第一极板23、电极座212和导电块24，螺栓的两端利用螺帽进行紧固(也可以是螺栓的一端用螺帽进行紧固，螺栓的另一端设有头部)。当然，在其它实施例中，导电紧固件22也可以为其它紧固元件。
如图2及图3所示，作为一种实施方式，外壳1包括中空的筒体11和两个法兰12，筒体11的相对两端均设有开口(图未示)，两个法兰12分别设置于筒体11相对两端的开口处，法兰12密封筒体11的开口，端部电极2靠近法兰12设置。通过将外壳1设置为法兰12与筒体11连接的方式，能够便于内部极芯200的安装和拆卸维修工作。
法兰12的中部位置设有供电解液进出的水孔121，其中一个法兰12上的水孔121为进水孔，另外一个法兰12上的水孔121为出水孔。法兰12上还设有供导电杆211穿过的通孔122，导电杆211穿过通孔122后伸出至外壳1外。
如图2所示，作为一种实施方式，筒体11的端部设有凸缘111，法兰12与凸缘111之间通过紧固件(图未示)固定连接。同时，法兰12与凸缘111之间通过垫片或密封圈(图未示)进行密封，筒体11的内部空间作为电解室进行电解工作。
本发明实施例提供的次氯酸钠制备装置，其中端部电极2采用叠片式结构，即端部电极2中的多个第一极板23呈堆叠设置，同时电极座212采用插接式结构，即电极座212插入在相邻两个第一极板23之间的间隙中并与第一极板23相接触，并利用导电紧固件22同时贯穿多个第一极板23和电极座212，以使端部电极2内的多个第一极板23和电极座212通过导电紧固件22相固定，且多个第一极板23之间以及第一极板23与电极座212之间均能够通过导电紧固件22电连接。
该端部电极2结构紧凑，体积小，而且结构强度高，在使用和运输过程中极板不会出现错位；同时，利用导电紧固件22对多个第一极板23和电极座212进行固定，使得第一极板23与电极座212可拆卸，能够方便地安装和拆卸维修更换，且无需整体进行更换，降低了维修更换成本。而且端部电极2中第一极板23堆叠设置的数量不受电极座212的限制(电极座212采用插接式结构，电极座212不作为第一极板23的承载部件，故第一极板23的堆叠数量基本不会影响电极座212的结构强度)，第一极板23的堆叠数量可根据需求增减，从而能够满足高产氯量、高浓度有效氯的需求。
同时，通过设置第一电连接件21A和第二电连接件21B分别与第一极板23的相对两端电连接，不仅能够使得第一极板23上的电流分布更加均匀，从而提高电解制氯效率，而且能够避免因电流集中在单个电连接件21和第一极板23的局部位置而出现端部发热的现象，从而提高设备的使用寿命。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种次氯酸钠制备装置，其特征在于，包括外壳(1)和设置于所述外壳(1)内的极芯(200)，所述极芯(200)包括两个端部电极(2)和至少一个复合极板组(3)，两个所述端部电极(2)分别设置于所述外壳(1)内的相对两端，所述复合极板组(3)设置于两个所述端部电极(2)之间；
每个所述端部电极(2)包括电连接件(21)、导电紧固件(22)和多个依次堆叠设置的第一极板(23)，每相邻的两个所述第一极板(23)之间具有间隙；所述电连接件(21)包括导电杆(211)和电极座(212)，所述电极座(212)的一部分插入在相邻的两个所述第一极板(23)之间的间隙中并与所述第一极板(23)相接触，所述电极座(212)的另一部分伸出至所述第一极板(23)的一侧；沿多个所述第一极板(23)的堆叠方向上，所述导电紧固件(22)同时贯穿多个所述第一极板(23)和所述电极座(212)，以使所述端部电极(2)内的多个所述第一极板(23)和所述电极座(212)通过所述导电紧固件(22)相固定；所述导电杆(211)的一端与所述电极座(212)的伸出部分相连，所述导电杆(211)的另一端穿过所述外壳(1)后伸出至所述外壳(1)外。
2.如权利要求1所述的次氯酸钠制备装置，其特征在于，每个所述端部电极(2)中，所述电连接件(21)包括第一电连接件(21A)和第二电连接件(21B)；沿平行于所述第一极板(23)所在的平面，且垂直于所述外壳(1)的轴向方向上，所述第一电连接件(21A)和所述第二电连接件(21B)分别位于所述第一极板(23)的相对两侧，所述第一电连接件(21A)和所述第二电连接件(21B)分别与所述第一极板(23)的相对两端电连接。
3.如权利要求2所述的次氯酸钠制备装置，其特征在于，每个所述端部电极(2)中，所述第一电连接件(21A)和所述第二电连接件(21B)的数量均为两个，两个所述第一电连接件(21A)沿多个所述第一极板(23)的堆叠方向间隔设置，两个所述第二电连接件(21B)沿多个所述第一极板(23)的堆叠方向间隔设置。
4.如权利要求1所述的次氯酸钠制备装置，其特征在于，所述电极座(212)包括相互连接的插接部(2121)和电连接部(2122)，所述插接部(2121)插入在相邻的两个所述第一极板(23)之间的间隙中并与所述第一极板(23)相接触，所述电连接部(2122)伸出至所述第一极板(23)的一侧；沿多个所述第一极板(23)的堆叠方向上，所述导电紧固件(22)同时贯穿多个所述第一极板(23)和所述电极座(212)的插接部(2121)；所述导电杆(211)与所述电连接部(2122)相连。
5.如权利要求4所述的次氯酸钠制备装置，其特征在于，所述电连接部(2122)包括与所述插接部(2121)相连的套筒(2122a)，所述导电杆(211)插入固定在所述套筒(2122a)内。
6.如权利要求1所述的次氯酸钠制备装置，其特征在于，每个所述端部电极(2)还包括导电块(24)，所述导电块(24)位于相邻的两个所述第一极板(23)之间的间隙中并与所述第一极板(23)相接触；沿多个所述第一极板(23)的堆叠方向上，所述导电紧固件(22)同时贯穿多个所述第一极板(23)、所述电极座(212)和所述导电块(24)，以使所述端部电极(2)内的多个所述第一极板(23)、所述电极座(212)和所述导电块(24)通过所述导电紧固件(22)相固定。
7.如权利要求1所述的次氯酸钠制备装置，其特征在于，所述次氯酸钠制备装置还包括支撑架(5)，所述支撑架(5)设置于所述外壳(1)内；所述支撑架(5)上设有安装槽(50)，所述极芯(200)设置于所述安装槽(50)内并通过固定件(4)固定在所述支撑架(5)上。
8.如权利要求1所述的次氯酸钠制备装置，其特征在于，每个所述复合极板组(3)包括多个第二极板(31)和多个第三极板(32)，多个所述第二极板(31)和多个所述第三极板(32)依次交替间隔堆叠设置，且相邻的所述第二极板(31)与所述第三极板(32)沿所述外壳(1)的轴向方向上呈错位排列设置；靠近于所述端部电极(2)的所述复合极板组(3)中，至少有部分所述第二极板(31)的一端伸入至所述端部电极(2)中相邻的两个所述第一极板(23)之间且不与所述第一极板(23)相接触，其另一端伸入至相邻的两个所述第三极板(32)之间且不与所述第三极板(32)相接触。
9.如权利要求1所述的次氯酸钠制备装置，其特征在于，所述导电紧固件(22)为螺栓螺帽组件。
10.如权利要求1所述的次氯酸钠制备装置，其特征在于，所述外壳(1)包括筒体(11)和两个法兰(12)，所述筒体(11)的相对两端均设有开口，两个所述法兰(12)分别设置于所述筒体(11)相对两端的开口处，所述法兰(12)密封所述筒体(11)的开口；所述法兰(12)上设有供电解液进出的水孔(121)以及供所述导电杆(211)穿过的通孔(122)，所述导电杆(211)穿过所述通孔(122)后伸出至所述外壳(1)外。
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