CN117753141A - 一种高压pem水电解槽用气水分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，涉及气水分离技术领域，包括筒体和环形挡板，环形挡板设于筒体内部一端，筒体内部异于环形挡板的一端设有定位针，环形挡板与定位针之间设有浮球；浮球的一端在环形挡板内部滑动，其另一端套设于定位针顶部；筒体的两端分别安装有用于密封筒体的上盖和下盖；筒体的侧壁连通有气水混合物进管，气水混合物撞到挡板后，水附着在挡板上在重力作用下往下流，气体中的水分大量降低；气体绕过挡板到达出气口前设有阻隔水的丝网，气体中的水分进一步降低，大大提高了气体的纯度。
Description
技术领域
本发明属于气水分离技术领域，具体是一种高压PEM水电解槽用气水分离装置。
背景技术
质子交换膜(PEM)水电解槽采用质子膜传导质子，隔离阴阳极两侧的气体。在电解过程中，部分水分解产生氢气和氧气，而剩余的水与气体混合排出。需要将水与气体的混合物分离，以便进一步利用气体并将未分解的水送回电解槽继续反应。在高压条件下，返回的水中包含较多溶解气体，气体容易被吸入供水泵中使水泵发生气蚀现象，以及循环水中氢含量过高从而影响电解制氢系统安全稳定运行。
因此，本发明提供了一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
根据本发明的一个方面，提供一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，包括筒体和环形挡板，所述环形挡板设于筒体内部一端，所述筒体内部异于环形挡板的一端设有定位针，所述环形挡板与定位针之间设有浮球；
所述浮球的一端在环形挡板内部滑动，其另一端套设于定位针顶部；
所述筒体的两端分别安装有用于密封筒体的上盖和下盖；
所述筒体的侧壁连通有气水混合物进管。
作为本发明进一步的技术方案，所述上盖中部设有出气管，所述下盖中部设有排水管。
作为本发明进一步的技术方案，所述环形挡板顶部可拆卸地安装于上盖底部，所述环形挡板靠近上盖的一端设有丝网。
作为本发明进一步的技术方案，所述浮球包括上部浮体和下部浮体，所述上部浮体底部沿周向设有多个第一通孔，所述下部浮体沿侧壁开设有多个第二通孔。
作为本发明进一步的技术方案，所述上部浮体的直径大于下部浮体的直径。
作为本发明进一步的技术方案，所述定位针顶部为上小下大的圆台，其下部嵌接于下盖内、并通过第二密封圈密封。
作为本发明进一步的技术方案，所述定位针中部开设有通道，该通道与排水管连通。
作为本发明进一步的技术方案，所述定位针的长度大于下部浮体的长度，所述定位针的外径小于下部浮体的内径。
作为本发明进一步的技术方案，所述下部浮体与定位针之间设有硅胶密封垫。
作为本发明进一步的技术方案，所述筒体与上盖和下盖的连接处均设有第一密封圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过在气水混合物进管处设置环形挡板，气水混合物撞到挡板后，水附着在挡板上在重力作用下往下流，气体中的水分大量降低；气体绕过挡板到达出气口前设有阻隔水的丝网，气体中的水分进一步降低，大大提高了气体的纯度。
2、本发明通过在浮球上设置第一通孔和第二通孔，高压气体通过第一通孔和第二通孔能够顺利进入浮球内部，使得浮球内外压力平衡，从而能适应高压工况。
3、本发明通过在筒体底部设置定位针，可实现浮球浮起后下落能精准落到定位针上，从而防止气体泄漏，增加其安全稳定性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为一种高压PEM水电解槽用气水分离装置的剖面图；
图2为浮球的剖面图；
图3为定位针的剖面图；
图4为定位针的俯视图。
图中：1、筒体；2、上盖；3、下盖；4、环形挡板；5、定位针；6、浮球；7、第一密封圈；8、丝网；9、第二密封圈；11、气水混合物进管；21、出气管；31、排水管；61、上部浮体；62、下部浮体；63、第一通孔；64、第二通孔；65、硅胶密封垫。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种高压PEM水电解槽用气水分离装置限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本发明的一个总体技术构思，如图1-4所示，提供一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，包括筒体1和环形挡板4，环形挡板4设于筒体1内部一端，筒体1内部异于环形挡板4的一端设有定位针5，环形挡板4与定位针5之间设有浮球6；
浮球6的一端在环形挡板4内部滑动，其另一端套设于定位针5顶部；在筒体1的两端分别安装有用于密封筒体1的上盖2和下盖3；筒体1的侧壁连通有气水混合物进管11，上盖2中部设有出气管21，下盖3中部设有排水管31。
通过上述设置，在实际使用过程中，混有水分的气体从气水混合物进管11进入筒体1，遇到环形挡板4后，水气分离，水分附着在环形挡板4上并在重力作用下留到筒体1底部，气体中的水分大量降低。
进一步地，环形挡板4顶部可拆卸地安装于上盖2底部，方便更换，在环形挡板4靠近上盖2的一端设有用于阻隔水随气体流出的丝网8，水气分离后的气体绕过挡板穿过丝网8从出气管21排出，气体中的水分进一步降低，大大提高了气体的纯度。
优选地，浮球6为一体结构浮球6，其包括上部浮体61和下部浮体62，上部浮体61底部沿周向设有多个第一通孔63，下部浮体62沿侧壁开设有多个第二通孔64，高压气体通过第一通孔63和第二通孔64能够顺利进入浮球6内部，使得浮球6内外压力平衡，从而能适应高压工况。
本实施例中，上部浮体61的直径大于下部浮体62的直径。
进一步地，定位针5为一体结构，其顶部为上小下大的圆台，其下部嵌接于下盖3内、并通过第二密封圈9密封，可通过拆卸下盖3对定位针5进行维护和更换。
具体地，定位针5中部开设有通道，该通道与排水管31连通，用于将阻隔掉落的水引导至排水管31排出。
其中，定位针5的长度大于下部浮体62的长度，定位针5的外径小于下部浮体62的内径，保证浮体在上下浮动过程中不会倾斜和歪倒。
本实施例中，下部浮体62与定位针5之间设有硅胶密封垫65，上盖2与下盖3与筒体1螺纹连接，筒体1与上盖2和下盖3的连接处均设有第一密封圈7。
当筒体1中的液位较低时，浮球6由于自身重力作用向下压紧，通过硅胶密封垫65覆盖于定位针5的顶部实现密封，阻断气水分离器排水；随着筒体1中液体不断增加，液面不断上升，浮球6浮力大于自身重力从而上浮，硅胶密封垫65与定位针5分离，气水分离器排水。当气水混合物进管11流入的液态水与从排水管31排出的水流量达到平衡时，气水分离器连续排水。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，包括筒体(1)和环形挡板(4)，其特征在于：
所述环形挡板(4)设于筒体(1)内部一端，所述筒体(1)内部异于环形挡板(4)的一端设有定位针(5)，所述环形挡板(4)与定位针(5)之间设有浮球(6)；
所述浮球(6)的一端在环形挡板(4)内部滑动，其另一端套设于定位针(5)顶部；
所述筒体(1)的两端分别安装有用于密封筒体(1)的上盖(2)和下盖(3)；
所述筒体(1)的侧壁连通有气水混合物进管(11)。
2.根据权利要求1所述的一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，其特征在于，所述上盖(2)中部设有出气管(21)，所述下盖(3)中部设有排水管(31)。
3.根据权利要求2所述的一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，其特征在于，所述环形挡板(4)顶部可拆卸地安装于上盖(2)底部，所述环形挡板(4)靠近上盖(2)的一端设有丝网(8)。
4.根据权利要求2所述的一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，其特征在于，所述浮球(6)包括上部浮体(61)和下部浮体(62)，所述上部浮体(61)底部沿周向设有多个第一通孔(63)，所述下部浮体(62)沿侧壁开设有多个第二通孔(64)。
5.根据权利要求4所述的一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，其特征在于，所述上部浮体(61)的直径大于下部浮体(62)的直径。
6.根据权利要求2所述的一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，其特征在于，所述定位针(5)顶部为上小下大的圆台，其下部嵌接于下盖(3)内、并通过第二密封圈(9)密封。
7.根据权利要求6所述的一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，其特征在于，所述定位针(5)中部开设有通道，该通道与排水管(31)连通。
8.根据权利要求4所述的一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，其特征在于，所述定位针(5)的长度大于下部浮体(62)的长度，所述定位针(5)的外径小于下部浮体(62)的内径。
9.根据权利要求8所述的一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，其特征在于，所述下部浮体(62)与定位针(5)之间设有硅胶密封垫(65)。
10.根据权利要求1所述的一种高压PEM水电解槽用气水分离装置，其特征在于，所述筒体(1)与上盖(2)和下盖(3)的连接处均设有第一密封圈(7)。
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