CN117509871B - 一种高浓度富氢水制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及富氢水制备领域，尤其涉及一种高浓度富氢水制备装置。要解决的技术问题是：现有装置仅能对隔膜板上吸附的杂质进行清理，无法对吸附在电极表面的杂质进行清理，同时，在电解的过程中会产生大量的气泡，这些气泡因为气体无法被及时排出而吸附在电极上，导致电解制氢的效率和产能降低，进而降低富氢水的产能。本发明的技术实施方案为：一种高浓度富氢水制备装置，包括有壳体和槽体等；壳体内侧设置有槽体。本发明实现了在制氢的过程中，通过齿状分散盘旋转，带动齿状分散盘附近的原水向电极棒中心移动，进而通过原水对电解板表面电解产生的杂质进行冲刷，避免杂质卡在相邻电解板之间的夹缝处，保障了电解效率。
Description
技术领域
本发明涉及富氢水制备领域，尤其涉及一种高浓度富氢水制备装置。
背景技术
富氢水是指含有微量氢分子的水，现有富氢水制备过程中，通常使用电解法制备，即通过电极对水进行电解产生氢气和氧气进而将氢气溶于水制成富氢水，申请号为CN202210589130.8的中国专利，一种电解纯水制氢用的电解槽结构，通过清理刷毛在移动直板和连接杆的作用下沿着隔膜板的侧壁移动，从而达到对隔膜板清理的目的，防止隔膜板上的杂质影响电解效果，但是该装置仅能对隔膜板上吸附的杂质进行清理，无法对吸附在电极表面的杂质进行清理，同时，在电解水的过程中会产生大量的气泡，这些气泡会因为气体无法被及时排出而吸附在电极上，导致电解制氢的效率和产能降低，进而降低富氢水的产能。
发明内容
为了克服现有装置仅能对隔膜板上吸附的杂质进行清理，无法对吸附在电极表面的杂质进行清理，同时，在电解的过程中会产生大量的气泡，这些气泡因为气体无法被及时排出而吸附在电极上，导致电解制氢的效率和产能降低，进而降低富氢水的产能的缺点，本发明提供一种高浓度富氢水制备装置。
本发明的技术实施方案为：一种高浓度富氢水制备装置，包括有壳体、槽体、隔板、顶盖和隔膜板；壳体内侧设置有槽体；壳体内侧前部和后部各设置有一个用于将壳体内侧划分为两个密闭空间的隔板；壳体上方设置有顶盖；槽体内侧设置有隔膜板；壳体内侧设置有环形空腔；壳体左侧连通有排氧管；壳体右侧连通有排氢管；槽体下方设置有用于控制通入和排放原水的水阀；还包括有电极棒、电解板、齿状分散盘和消除系统；顶盖下方设置有若干个电极棒；每个电极棒上均设置有若干个用于加快制氢速度的电解板；每个电极棒上均设置有若干个旋转引导水流清理杂质的齿状分散盘；电极棒上设置有用于清理气泡的消除系统。
更为优选的是，每个电解板上均设置有若干个第一清理槽；每个齿状分散盘上均设置有若干个第二清理槽。
更为优选的是，消除系统包括有凸刺；每个电解板和齿状分散盘上分别固接有若干个用于破碎气泡的凸刺；一部分凸刺在对应的第一清理槽内呈环形阵列排布；另一部分凸刺在对应的第二清理槽内呈环形阵列排布。
更为优选的是，圆心位于同一垂直线上的若干个第一清理槽和第二清理槽的直径大小设置为从上往下逐渐减小。
更为优选的是，消除系统还包括有电动转轴；顶盖下方设置有若干个用于甩出气泡的电动转轴，每个电动转轴均与相邻的电极棒固接。
更为优选的是，还包括有引导块；每个电极棒下侧均安装有一个引导块，引导块呈倒三角状。
更为优选的是，还包括有挡块；每个电极棒下侧均固接有一个用于拦截杂质的挡块，挡块呈中空圆台状，挡块为可形变材质。
更为优选的是，还包括有凸块；每个挡块上表面均安装有若干个凸块，凸块呈圆柱状，且每个凸块的圆心均与相邻的第二清理槽的圆心处于同一垂线。
更为优选的是，凸块的直径大小与相邻第二清理槽的直径大小相等。
更为优选的是，还包括有引导板；隔膜板左侧和右侧各设置有一个用于拦截杂质的引导板，每个引导板上均设置有引导部，每个引导部均为向下弯曲的圆弧状。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：本发明实现了在制氢的过程中，通过齿状分散盘旋转，带动齿状分散盘附近的原水向电极棒中心移动，进而通过原水对电解板表面电解产生的杂质进行冲刷，避免杂质卡在相邻电解板之间的夹缝处，保障了电解效率；
在清理杂质的过程中，原水将杂质冲刷至电解板中心处，通过第一清理槽和第二清理槽使杂质在原水的带动下向下移动，防止杂质在原水不断的冲刷下，卡在电解板中心处无法排出，保障了杂质的清理效果；
在残留的气泡跟随原水通过第一清理槽和第二清理槽从上往下移动的过程中，通过凸刺对残留的气泡进行破碎，避免气泡吸附于电极棒和电解板表面，导致电解水的效率和产能降低，进一步保障了电解效率；
在原水更换的过程中，当槽体内的原水全部排出后，通过电动转轴带动电极棒旋转，进而带动电解板和齿状分散盘旋转，将吸附在电极棒、电解板和齿状分散盘表面的气泡甩出，进一步保障气泡消除效果；
在顶盖下降的过程中，通过挡块对杂质进行捕捉，在挡块下降到最低点时排出，防止杂质跟随齿状分散盘工作时产生的水流循环，再次附着至电极棒和电解板表面，导致电解效率降低；
在顶盖下降的过程中，通过凸块对相邻的第二清理槽进行疏通，避免杂质和气泡吸附于第二清理槽内侧，导致第二清理槽堵塞；
在顶盖下降的过程中，通过引导板上的引导部将顶盖下降时带动的原水引导至引导板下方，防止杂质与气泡跟随原水流动，吸附在隔膜板表面，影响氢离子和氧离子的流通，影响氢气与氧气的纯净性。
附图说明
图1为本发明的高浓度富氢水制备装置立体结构示意图；
图2为本发明的壳体剖视图；
图3为本发明的槽体剖视图；
图4为本发明的图3中A处区域放大图；
图5为本发明的消除系统立体结构示意图；
图6为本发明的图5中B处区域放大图；
图7为本发明的引导块、挡块和引导板组合立体结构示意图；
图8为本发明的凸块和第二清理槽组合立体结构示意图；
图9为本发明的引导板立体结构示意图。
附图中各零部件的标记如下：1-壳体，1001-环形空腔，2-槽体，3-隔板，4-顶盖，5-隔膜板，6-电极棒，7-电解板，7001-第一清理槽，8-齿状分散盘，8001-第二清理槽，201-凸刺，202-电动转轴，301-引导块，302-挡块，303-凸块，304-引导板，30401-引导部。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图2-图4所示，一种高浓度富氢水制备装置，包括有壳体1、槽体2、隔板3、顶盖4和隔膜板5；壳体1内侧设置有槽体2；壳体1内侧前部和后部各设置有一个隔板3；壳体1上方设置有顶盖4；槽体2内侧设置有隔膜板5；壳体1内侧设置有环形空腔1001；壳体1左侧连通有排氧管；壳体1右侧连通有排氢管；槽体2下方设置有水阀；
还包括有电极棒6、电解板7、齿状分散盘8和消除系统；顶盖4下方设置有两个左右对称的电极棒6，位于左侧的电极棒6是负电极，位于右侧的电极棒6是正电极；在制氢的过程中，通过电极棒6与原水接触发生电解，在负极处发生还原反应产生氢气，在正极处发生氧化反应产生氧气；每个电极棒6上均设置有若干个电解板7；在制氢的过程中，通过电解板7增大电极棒6与原水的接触面积，加快电解速度，进而增加制氢速度；每个电极棒6上均设置有若干个齿状分散盘8；在制氢的过程中，通过齿状分散盘8旋转，带动齿状分散盘8附近的原水向电极棒6中心移动，进而通过原水对电解板7表面电解产生的杂质进行冲刷，避免杂质卡在相邻电解板7之间的夹缝处，保障了电解效率；电极棒6上设置有消除系统；在制氢的过程中，通过消除系统对气泡进行破碎，避免气泡吸附于电极棒6和电解板7表面，导致电解水的效率和产能降低，进一步保障了电解效率。
每个电解板7上均设置有五个第一清理槽7001；每个齿状分散盘8上均设置有五个第二清理槽8001；在清理杂质的过程中，原水将杂质冲刷至电解板7中心处，通过第一清理槽7001和第二清理槽8001使杂质在原水的带动下向下移动，防止杂质在原水不断的冲刷下，卡在电解板7中心处无法排出，保障了杂质的清理效果。
实施例2
在实施例1的基础上，如图5和图6所示，消除系统包括有凸刺201；每个电解板7和齿状分散盘8上分别固接有若干个凸刺201；一部分凸刺201在对应的第一清理槽7001内呈环形阵列排布；另一部分凸刺201在对应的第二清理槽8001内呈环形阵列排布；在制氢的过程中，通过齿状分散盘8旋转，带动齿状分散盘8附近的原水向电极棒6中心移动，进而通过原水对电解板7表面电解产生的气泡进行冲刷，实现对气泡的初步消除，在电解板7表面残留的气泡跟随原水通过第一清理槽7001和第二清理槽8001从上往下移动的过程中，通过凸刺201对残留的气泡进行破碎，避免气泡吸附于电极棒6和电解板7表面，导致电解水的效率和产能降低，进一步保障了电解效率。
圆心位于同一垂直线上的若干个第一清理槽7001和第二清理槽8001的直径大小设置为从上往下逐渐减小；在原水通过第一清理槽7001和第二清理槽8001从上往下移动的过程中，通过从上往下逐渐减小的第一清理槽7001和第二清理槽8001的直径大小，加快原水流动速度，使位于上方的原水对下方的原水进行冲击，防止气泡吸附于第一清理槽7001和第二清理槽8001内侧，保障了气泡的消除效果。
消除系统还包括有电动转轴202；顶盖4下方设置有两个电动转轴202，每个电动转轴202均与相邻的电极棒6固接；在原水更换的过程中，当槽体2内的原水全部排出后，通过电动转轴202带动电极棒6旋转，进而带动电解板7和齿状分散盘8旋转，将吸附在电极棒6、电解板7和齿状分散盘8表面的气泡甩出，进一步保障气泡消除效果。
实施例3
在实施例1和2的基础上，如图1和图7-图9所示，还包括有引导块301；每个电极棒6下侧均安装有一个引导块301，引导块301呈倒三角状；在制氢的过程中，电极棒6与原水电解不断产生氢气与氧气，进而对槽体2内侧容积进行压缩，提高槽体2内侧压强，当槽体2内侧压强大于壳体1和槽体2之间压强时，顶盖4被顶起，同时氧气和氢气通入环形空腔1001内，进而通过壳体1上的排氢管和排氧管排出，实现对氢气和氧气的收集，同时在顶盖4升降的过程中，通过引导块301将流动至引导块301下方的杂质引导至引导块301周围，避免杂质吸附在电极棒6下表面，进一步保障了电解效率。
还包括有挡块302；每个电极棒6下侧均固接有一个挡块302，挡块302呈中空圆台状，挡块302为可形变材质；在顶盖4下降的过程中，挡块302向上翻折，进而通过挡块302对挡块302内侧杂质进行捕捉，在挡块302下降到最低点时排出，防止杂质跟随齿状分散盘8工作时产生的水流循环，再次附着至电极棒6和电解板7表面，导致电解效率降低。
还包括有凸块303；每个挡块302上表面均安装有若干个凸块303，凸块303呈圆柱状，且每个凸块303的圆心均与相邻的第二清理槽8001的圆心处于同一垂线；在顶盖4下降的过程中，通过翻折的挡块302带动凸块303向上运动，进而对相邻的第二清理槽8001进行疏通，避免杂质和气泡吸附于第二清理槽8001内侧，导致第二清理槽8001堵塞。
凸块303的直径大小与相邻第二清理槽8001的直径大小相等；在凸块303疏通第二清理槽8001的过程中，通过直径大小与相邻的第二清理槽8001直径大小相等的凸块303，对第二清理槽8001进行间歇性封堵，基于虹吸原理，对原水进行引导，进一步加快原水的流动速度，使原水对挡块302上表面进行冲刷，避免杂质吸附于挡块302上表面，保障了对杂质的清理效果。
还包括有引导板304；隔膜板5左侧和右侧各设置有一个引导板304，每个引导板304上均设置有引导部30401，每个引导部30401均为向下弯曲的圆弧状；在顶盖4下降的过程中，通过引导板304上的引导部30401将顶盖4下降时带动的原水引导至引导板304下方，防止杂质与气泡跟随原水流动，吸附在隔膜板5表面，影响氢离子和氧离子的流通，影响氢气与氧气的纯净性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种高浓度富氢水制备装置，包括有壳体（1）、槽体（2）、隔板（3）、顶盖（4）和隔膜板（5）；壳体（1）内侧设置有槽体（2）；壳体（1）内侧前部和后部各设置有一个用于将壳体（1）内侧划分为两个密闭空间的隔板（3）；壳体（1）上方设置有顶盖（4）；槽体（2）内侧设置有隔膜板（5）；壳体（1）内侧设置有环形空腔（1001）；壳体（1）左侧连通有排氧管；壳体（1）右侧连通有排氢管；槽体（2）下方设置有用于控制通入和排放原水的水阀；其特征是：还包括有电极棒（6）、电解板（7）、齿状分散盘（8）和消除系统；顶盖（4）下方设置有若干个电极棒（6）；每个电极棒（6）上均设置有若干个用于加快制氢速度的电解板（7）；每个电极棒（6）上均设置有若干个旋转引导水流清理杂质的齿状分散盘（8）；电极棒（6）上设置有用于清理气泡的消除系统；
每个电解板（7）上均设置有若干个第一清理槽（7001）；每个齿状分散盘（8）上均设置有若干个第二清理槽（8001）；
消除系统包括有凸刺（201）；每个电解板（7）和齿状分散盘（8）上分别固接有若干个用于破碎气泡的凸刺（201）；一部分凸刺（201）在对应的第一清理槽（7001）内呈环形阵列排布；另一部分凸刺（201）在对应的第二清理槽（8001）内呈环形阵列排布；
消除系统还包括有电动转轴（202）；顶盖（4）下方设置有若干个用于甩出气泡的电动转轴（202），每个电动转轴（202）均与相邻的电极棒（6）固接；
还包括有挡块（302）；每个电极棒（6）下侧均固接有一个用于拦截杂质的挡块（302），挡块（302）呈中空圆台状，挡块（302）为可形变材质；在顶盖（4）下降的过程中，挡块（302）向上翻折；
还包括有凸块（303）；每个挡块（302）上表面均安装有若干个凸块（303），凸块（303）呈圆柱状，且每个凸块（303）的圆心均与相邻的第二清理槽（8001）的圆心处于同一垂线；
凸块（303）的直径大小与相邻第二清理槽（8001）的直径大小相等。
2.按照权利要求1所述的一种高浓度富氢水制备装置，其特征是：圆心位于同一垂直线上的若干个第一清理槽（7001）和第二清理槽（8001）的直径大小设置为从上往下逐渐减小。
3.按照权利要求2所述的一种高浓度富氢水制备装置，其特征是：还包括有引导块（301）；每个电极棒（6）下侧均安装有一个引导块（301），引导块（301）呈倒三角状。
4.按照权利要求1所述的一种高浓度富氢水制备装置，其特征是：还包括有引导板（304）；隔膜板（5）左侧和右侧各设置有一个用于拦截杂质的引导板（304），每个引导板（304）上均设置有引导部（30401），每个引导部（30401）均为向下弯曲的圆弧状。
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