CN2113278U

CN2113278U - 电解氢氧机

Info

Publication number: CN2113278U
Application number: CN 92202891
Authority: CN
Inventors: 王鲁; 董向阳; 陈凝
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-02-19
Filing date: 1992-02-19
Publication date: 1992-08-19

Abstract

电解氢氧机是一种小型的通过电解水产生氢气及氧气的设备。本实用新型主要由变压器、可控硅整流器、电解槽、气水分离器、冷却器、电磁阀、气体滤清器、减压阀、止回火器以及电子测控装置等组成。本设备在低压场合既可作为氢气瓶的替代品，也可作为氧气瓶的替代品，将氢气与氧气混合燃烧产生高温火焰，可用于气焊气割，高效洁净，安全方便，特别适合于需要氢气及氧气而当地无制气厂的地区使用。

Description

本实用新型属于一种小型的通过电解水产生氢气和氧气的设备，也是一种氢氧火焰气焊设备。

目前使用氢气和氧气的地方，气源大多是由专业制气厂供应的高压氢气瓶和氧气瓶。高压气瓶在运输、存储及使用时不太安全，在当地没有专业制气厂的地区以及交通不发达地区（如山区、村镇），使用高压气瓶非常不便。现有气焊设备中用得最多的是乙炔氧焊接设备，制取乙炔的装置会产生电石渣，乙炔气燃烧时会产生有害气体，对环境造成污染，而且只能在可供应氧气瓶和电石的地方使用。

本实用新型的目的是提供一种小型的通过电解水产生氢气和氧气的设备，替代部分高压氢气瓶和氧气瓶；同时提供一种燃烧氢氧气产生高温火焰的洁净的气焊气割设备。

本实用新型的目的通过以下的方式来完成：将交流电变成直流电，用直流电将水电解产生氢气及氧气，分别把氢气和氧气收集并冷却、过滤，经减压阀降压后输出使用，由电子测控装置控制机器的工作压力、气压平衡和补水。

下面结合附图对本实用新型的实施例加以说明：

图1为本实用新型的工作原理图，

图2为电解槽（3）的结构图，

图3为气水分离器（4）的剖视图。

在图1中，变压器（1）将线路电压降至要求值并增大电流，经可控硅整流器（2）整流成直流电输给电解槽（3），电解槽（3）内的阴阳电极使含电解质的水电解，分别产生氢气和氧气，氢气和氧气通过各自的管道上升到气水分离器（4）中与水分离，然后经过冷却器（5）冷却去湿，再分别流过气体滤清器（13）、（17）过滤，经减压阀（14）、（16）降压后，氧气直接输出使用；氢气经止回火器（15）后再供应使用。在氢气及氧气管路间装有压差传感器（12），若由于产气量以及用气量不同等原因使氢、氧气压力差超过一定值时，电子测控装置（21）根据压差传感器（12）的信号，将较高压力管路上的电磁阀（7）或（8）打开，气体经节流阀（6）或（9）节流后排入大气，压差减小后电磁阀（7）或（8）关闭，保持氢、氧气压力的平衡。当工作压力高于设定值时，压力继电器（10）动作，可控硅整流器（2）关断，停止电解；压力过低时又恢复电解，使气体压力保持在一定范围内。压力表（11）用来显示工作压力，水泵（19）将水箱（20）里的蒸馏水经单向阀（18）注入电解槽（3），以补充消耗了的水。

在图2中，电解槽（3）由左电极法兰（3i）、右电极法兰（3b）、许多组按一定规则迭在一起的电极片（3c）、环形垫圈（3d）、密封圈（3e）、隔膜（3f）以及螺杆（3g）、绝缘套（3h）、螺母（3j）等构成。电解槽（3）内注满电解液，六个螺杆（3g）拉紧左电极法兰（3i）和右电极法兰（3b）防止泄漏。当左电极法兰（3i）和右电极法兰（3b）上通以直流电时，在电场作用下，电解液在每个电极片（3c）的两侧表面被电解，分别产生氢气泡和氧气泡，隔膜（3f）防止氢、氧气泡混合，电极片（3c）两侧的环形垫圈（3d）正反相对安装，带开口槽的通孔（3d′）分别对准电极片（3c）上的通孔（3c′）以及（3c″），使上升的氢气泡及氧气泡分别进入各自的集气管路，并从出气口（3a）输往气水分离器（4）；由气水分离器（4）流回的电解液从进水口（3k）流进电解槽（3），经过各电极片（3c）下部的通孔（3c″′），从环形垫圈（3d）下部带开口槽的通孔（3d″′）进入环形垫圈（3d）的中部。电极片（3c）由不锈钢板制成，密封圈（3e）和环形垫圈（3d）由耐碱橡胶板制成，隔膜（3f）由石棉制成。

在图3中，气水分离器（4）由两组对称布置的回水管（4b）、分离罐（4f）、密封盖（4j）、凝水器（4l）、凝水管（4d）等组成。电解槽（3）产生的氢气泡（或氧气泡）从进气口（4c）进入分离罐（4f），气体与电解液分离后从出气口（4h）排出并进入冷却器（5），冷却后的气体由回气口（4k）进入凝水器（4l），再从出气口（4m）输出至气体滤清器（13）；冷凝水从凝水管（4d）流回到分离罐（4f）；从进气口（4c）带进分离罐（4f）的电解液则从回水管（4b）经回水口（4a）流回电解槽（3）；分离罐（4f）上部的密封盖（4j）上装有密封圈（4i）以保证气密；两个电极（4g）用来测量水位，当水位过低时电子测控装置（21）开动水泵（19）向电解槽（3）注水。另一侧的工作原理完全一样。整个气水分离器（4）由不锈钢板成型后焊接而成。

本实用新型实施例选用15千瓦的三相变压器，可控硅整流器（2）选额定电流50安培、额定电压1000伏的半控桥可控硅模块，压差传感器（12）选CYG型，电子测控装置（21）由模拟集成电路和数字集成电路装成，电解液为含20－25％氢氧化钠的水溶液，除电解槽（3）和气水分离器（4）外，其余零部件均为标准件或通用件。当电解电流为50安培时，每小时产生氢气约2000升、氧气约1000升，工作压力为0.8－1.5巴。

本实用新型在低压场合可代替氢气瓶或氧气瓶，用于高温气体保护、助燃及医疗等；将普通气焊具的乙炔接口改接氢气，则成为氢氧焊割机，火焰温度高达3000℃，可用于精密焊接、贵金属冶炼等。由于采用层迭式电解槽（3），简化了结构，缩小了整机体积，产气量大，使用安全，操作方便，特别适合于中小型需要氢气和氧气的单位以及偏远地区使用。

Claims

1、一种电解氢氧机，由变压器(1)、可控硅整流器(2)、电解槽(3)、气水分离器(4)、冷却器(5)、节流阀(6)、电磁阀(7)、压差传感器(12)、气体滤清器(13)、减压阀(14)、止回火器(15)、电子测控装置(21)构成，其特征在于：

a.电解槽(3)，由夹于左电极法兰(3i)和右电极法兰(3b)间的三个以上迭加在一起的电解单元、拉紧左电极法兰(3i)以及右电极法兰(3b)的螺杆(3g)和螺母(3j)、套在螺杆(3g)上的绝缘套(3h)构成，其中每个电解单元由电极片(3c)、密封圈(3e)、隔膜(3f)和两个环形垫圈(3d)构成，电解槽(3)内充满含20-25%氢氧化钠的水溶液；

b.气水分离器(4)，由对称分布的两组分离罐(4f)、分别装在分离罐(4f)底部以及顶部的进气口(4c)和出气口(4h)、密封盖(4j)和插在其上的电极棒(4g)、凝水器(4l)和装于其上的回气口(4k)及出气口(4m)、接凝水器(4l)底部至分离罐(4f)的下部的凝水管(4d)、连通两个分离罐(4f)底部的回水管(4b)所构成；

c.氧气管路接支管经节流阀(6)及电磁阀(7)通大气、氢气管路接支管经节流阀(9)及电磁阀(8)通大气。

2、根据权利要求1所述的电解氢氧机，其特征在于电解槽（3）上的环形垫圈（3d）上部对称分布着一个通孔（3d″）和一个带开口槽的通孔（3d′）、下部有一个带开口槽的通孔（3d″′）。

3、根据权利要求1所述的电解氢氧机，其特征在于电解槽（3）上的电极片（3c）上部对称分布着两个通孔（3c′）和（3c″）、下部有一个通孔（3c″′）。

4、根据权利要求1、权利要求2和权利要求3所述的电解氢氧机，夹于电极片（3c）两侧的环形垫圈（3d）正反相对安装，带开口槽的通孔（3d′）分别对准电极片（3c）上的通孔（3c′）及（3c″）。