CN203080087U

CN203080087U - 电解槽

Info

Publication number: CN203080087U
Application number: CN 201320023881
Authority: CN
Inventors: 龙德武; 黄卫; 蒋锋; 李晴暖
Original assignee: Shanghai Institute of Applied Physics of CAS
Current assignee: Shanghai Institute of Applied Physics of CAS
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2023-01-16

Abstract

本实用新型提供了一种电解槽，其由内至外依次套设有一内胆、一加热装置及一保温装置，该内胆上还设有一用于封闭该内胆的封盖，该封盖设有一插孔组件，该插孔组件贯通该封盖并与该内胆连通。本实用新型克服了现有技术中在熔盐电化学实验中不能在密封条件下更换电极，不能保证在实验过程中排除空气中的水或氧的干扰的缺陷，提供一种电解槽，能够保证在熔盐电化学实验中不受到空气中水或者氧成分的干扰，并且能够在密封的情况下更换电极。

Description

电解槽

技术领域

本实用新型涉及一种电解槽。

背景技术

研究熔融盐介质中金属离子的电化学行为，不论在基础研究还是工业应用中都有实际意义。在熔盐电化学实验中，常常存在一定程度的操作困难，使得实验过程较常规水溶液电化学更难以开展。这种困难主要源于熔盐电化学实验所采用的介质是无机熔融盐，一般为一种或几种氯化盐或氟化盐混合物，这些卤化物盐极易吸收空气中的水分而发生高温水解，因此熔盐电化学实验过程中，必须使熔融盐与空气隔绝，在无水无氧的惰性气氛下进行实验操作。相比于水溶液中的电化学实验，熔盐电化学实验装置操作的难度在于：电解池一般是采用高温电阻炉加热，在密封环境下运行，难以实时观察实验过程中电极的变化；实验过程如需更换电极相较于水溶液中困难；在实验过程中简单的移动电极时，如何实现良好的密封性。一些简单的装置，采用不是非常严格的密封或者非密封式的电阻炉进行熔盐电化学实验。在这种情况下，由于熔盐的吸水性，在实验过程不能排除空气中的水或氧成分对电化学数据的影响。而且非密封式的熔盐电化学装置，增加了实验过程操作人员的不安全因素。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中在熔盐电化学实验中不能在密封条件下更换电极，不能保证在实验过程中排除空气中的水或氧的干扰的缺陷，提供一种电解槽，能够保证在熔盐电化学实验中不受到空气中水或者氧成分的干扰，并且能够在密封的情况下更换电极。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

本实用新型提供了一种电解槽，其由内至外依次套设有一内胆、一加热装置及一保温装置，该内胆上还设有一用于封闭该内胆的封盖，其特点在于，该封盖设有一插孔组件，该插孔组件贯通该封盖并与该内胆连通。

该内胆与该加热装置之间并不是紧密贴合的，该内胆与该加热装置中间留有约0.5cm的空隙，因为当该内胆与该加热装置的材料不同时，例如，该内胆为金属内胆，该加热装置使用陶瓷材料时，该内胆以及该加热装置在高温下的热膨胀系数不一致，为了避免金属的该内胆热膨胀撑裂陶瓷的该加热装置，因此留有该空隙。这是本领域常用的一种避免热膨胀影响的技术。

较佳地，该插孔组件包括若干个设置于该封盖上的插孔，每一该插孔的孔径与一电极的直径匹配。

设置于该封盖上的若干个插孔可以根据需要选择使用其中的一个或者多个，不需要使用的插孔可以通过密封螺母拧紧。

较佳地，该内胆与该封盖通过一法兰固接。

该法兰位于该封盖的下部，通过固定螺栓将该内胆与该封盖固接。

较佳地，该密封装置包括至少一锥形尖面以及至少一凹槽，该些锥形尖面以及该些凹槽设置在该封盖和该法兰之间的接触面上，并且该些锥形尖面一一对应插设于该些凹槽内，每一该凹槽内填充有一垫片。

较佳地，该垫片为柔性石墨垫片。

通过该些锥形尖面、该些凹槽以及该些锥形尖面以及该些凹槽之间的垫片能够实现线密封。如果没有该些锥形尖面，仅依靠该封盖以及该内胆压紧来实现的是面密封，面密封的效果要比线密封的效果差。使用线密封的话，当抽真空使该内胆的真空度达到-0.1Mpa时，在24小时之内，真空度下降不会超过10%。

柔性石墨垫片是用作一种密封材料，除了柔性石墨垫片之外还可以使用诸如柔性紫铜、柔性的四氟片等密封垫片来实现密封。

较佳地，该电解槽还包括嵌套于该电解槽外的一外壳以及设置于该外壳上的一外盖。

该外壳与该外盖的作用在于避免实验操作人员不小心触碰到高温的诸如内胆、加热装置等的部件。

较佳地，该电解槽还包括一气体出口以及一气体入口，该气体出口与该气体入口设置于该封盖上，并与该内胆连通。

暴露于空气中的熔盐电化学实验，由于空气中的氧会在盐中溶解，这样会影响离子的电化学行为以及影响例如，铂准参比电极的精确度，导致实验测量不准确。因此用该气体入口充入惰性气体，在惰性气体下的熔盐电化学实验会比较准确。或者通过该气体出口将内胆抽真空，也能够达到类似的效果。

较佳地，该插孔组件插入电极的数量为1-9根。

较佳地，该加热装置为一炉膛，该炉膛中设置有加热电阻丝。

较佳地，每个该插孔内嵌设有一O型密封圈。

由于电极通过插孔插入内胆，虽然插孔的孔径与电极的直径匹配，但是为了更好的实现密封效果，还需要在插孔内嵌设O型密封圈，塞紧插孔与电极之间的缝隙。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型的电解槽克服了现有技术中在熔盐电化学实验中不能在密封条件下更换电极，不能保证在实验过程中排除空气中的水或氧的干扰的缺陷，能够保证在熔盐电化学实验中不受到空气中水或者氧成分的干扰，并且能够在密封的情况下更换电极。

附图说明

图1为本实用新型的实施例中的电解槽的结构示意图。

图2为本实用新型的实施例中的密封装置的结构示意图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1所示，一电解槽，该电解槽包括一内胆1、一加热装置2、一保温装置3、一封盖4、一插孔组件5、一冷却装置6、一外壳7以及一外盖8。

内胆1嵌套于加热装置2内，加热装置2嵌套于保温装置3内，外壳7包覆在保温装置3外。在本实施例中加热装置2选择陶瓷炉膛，陶瓷炉膛内设置有加热电阻丝，通过加热电阻丝能够实现加热的目的。内胆1为金属内胆。在内胆1与陶瓷炉膛之间有约0.5cm的空隙，预留这空隙是因为金属内胆与陶瓷炉膛两种材料在高温下热膨胀系数不一致，为了避免金属内胆的热膨胀撑裂陶瓷炉膛，因此预留这一空隙。

如图2所示，内胆1通过一法兰13与该封盖4固接，在封盖4上设置有插孔组件5，插孔组件5在封盖4上有若干个设置于封盖4上的插孔，其中每一个插孔的孔径都与电极的直径相匹配，由于插孔组件5贯通封盖4并与内胆1连通，因此与该插孔的孔径相匹配的电极能够通过该插孔插入到内胆1的内部，并与放置在内胆1内的熔盐进行电化学反应。

在封盖4以及该法兰之间的接触面上设置有一密封装置，该密封装置在本实施例中采用如下方式：该密封装置包括至少一锥形尖面11，锥形尖面11设置于封盖4上，并且处于封盖4与法兰13之间，在法兰13上对应于锥形尖面11的位置上设置有至少一凹槽12，该些凹槽12是与锥形尖面11一一对应的，当封盖4与法兰13固接时，锥形尖面11会对应的插入凹槽12内。在每个凹槽12中都填充有垫片，垫片是用来实现密封的，在本实施例中，选择使用柔性石墨垫片。

在封盖4以及内胆1之间还连接有冷却装置6，冷却装置6包括一冷却水进出口以及若干水冷套。用于冷却内胆1与封盖4相连处以及冷却插入该些插孔中的该些电极。在封盖4的外侧还覆盖有外盖8，用于保护实验操作人员，避免因不小心触碰内胆1、加热装置2或保温装置3造成的烫伤。使用冷却装置6时，当内胆1恒温在600-1000℃时，能够保持封盖4的温度不超过60℃，电极与插孔的接口处温度不超过30℃。

在本实施例中插孔组件5包括9个插孔，最多可以同时插入9根电极，在每个插孔内还内嵌设有O型密封圈，O型密封圈可以用于固定电极的位置，也可以用于密封电极与插孔之间的缝隙。插好电极之后，操作人员可以手动升降该些电极，通过改变该些电极的高度实现与熔盐接触或者分离的操作。一开始可以先将2根电极插入熔盐中进行电化学反应，其余7根可以悬在内胆1的上部，避免与熔盐接触。当插入熔盐的2根电极感应完成之后，可以将他们抽离熔盐，并将其他的电极插入熔盐中继续进行反应。在更换电极的过程中不需要打开封盖4，能够很好的保持实验环境的密封性。如果需要使用的电极不够9根，例如只需要2根电极时，其余7个插孔可以用密封螺母拧紧，保持该些插孔的密封性。

本领域技术人员应当明白，本实施例中所选的炉膛仅是多种加热装置中的一种，能够满足实验要求的加热装置均可以使用。同样，柔性石墨垫片也仅为多种密封材料中的一种，诸如柔性紫铜、柔性的四氟片等密封材料也是可以使用的。而内胆以及炉膛的材料也是可以根据实际需要进行替换的。

本领域技术人员应当理解，插孔的数目是可以根据电极的大小和数量进行相应的调整的，实施例中的插孔数目仅为举例之用。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种电解槽，其由内至外依次套设有一内胆、一加热装置及一保温装置，该内胆上还设有一用于封闭该内胆的封盖，其特征在于，该封盖设有一插孔组件，该插孔组件贯通该封盖并与该内胆连通。

2.如权利要求1所述的电解槽，其特征在于，该插孔组件包括若干个设置于该封盖上的插孔，每一该插孔的孔径与一电极的直径匹配。

3.如权利要求1或2所述的电解槽，其特征在于，该内胆与该封盖通过一法兰固接。

4.如权利要求3所述的电解槽，其特征在于，该封盖和该法兰之间的接触面上设置有一密封装置。

5.如权利要求4所述的电解槽，其特征在于，该密封装置包括至少一锥形尖面和至少一凹槽，该些锥形尖面与该些凹槽设置在该封盖和该法兰之间的接触面上，并且该些锥形尖面一一对应插设于该些凹槽内，每一该凹槽内填充有一垫片。

6.如权利要求5所述的电解槽，其特征在于，该垫片为柔性石墨垫片。

7.如权利要求2或6所述的电解槽，其特征在于，该电解槽还包括嵌套于该电解槽外的一外壳以及设置于该外壳上的一外盖。

8.如权利要求7所述的电解槽，其特征在于，该电解槽还包括一气体出口以及一气体入口，该气体出口与该气体入口设置于该封盖上，并与该内胆连通。

9.如权利要求2或8所述的电解槽，其特征在于，该插孔组件插入电极的数量为1-9根。

10.如权利要求9所述的电解槽，其特征在于，该加热装置为一炉膛，该炉膛中设置有加热电阻丝。

11.如权利要求10所述的电解槽，其特征在于，每个该插孔内嵌设有一O型密封圈。