CN216972700U - 一种耐压的电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种耐压的电解槽，属于电解槽技术领域。一种耐压的电解槽，包括阴极框和阳极框，阴极框和阳极框之间设有质子膜，阴极框和阳极框内部分别设有用于导电的第一填充层和第二填充层，阴极框、第一填充层和质子膜三者交接处形成第一缝隙，阳极框、第二填充层和质子膜三者交接处形成第二缝隙，第一缝隙和第二缝隙位于质子膜的正投影相互不存在交点。本实用新型公开的一种耐压的电解槽，能够解决电解槽在工作过程中质子膜承压受损的问题。

Description

一种耐压的电解槽

技术领域

本实用新型涉及电解槽技术领域，尤其涉及一种耐压的电解槽。

背景技术

氢气不仅是一种“洁净”的能源，也是一种十分重要的工业原料，它广泛应用于石油、化工、电子、冶金、油脂、航天、轻工业等领域。除此之外，氢气在医学上的治疗用途也日益显现。氢分子直接从呼吸系统进入人体，扩散到鼻子、肺和大脑。氢气进入人体后，氢气与人体内的恶性氧自由基相结合及还原成水，以水的形态排出体外，消灭恶性自由基后，人体细胞回归到平衡状态。因此，现代社会对氢气的需求越来越大。

电解槽作为产氢工业中重要的组件之一，其内部结构如何优化，从而使得氢气产量最大化，成为关键技术之一。当前的电解槽在阴极产生氢气，当氢气的产量较大的时候，电解槽的阴极位置会产生较高的压力，约3.0-5.0MPa，该压力会向阳极方向施加，电极框内部加填充层导致必然产生的，原有技术的并没有支撑，缝隙是正对着的，容易使得电解槽内的质子膜承压受损，甚至破裂，从而影响电解槽的正常工作。

实用新型内容

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题在于提出一种耐压的电解槽，能够解决电解槽在工作过程中质子膜承压受损的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种耐压的电解槽，包括阴极框和阳极框，阴极框和阳极框之间设有质子膜，阴极框和阳极框内部分别设有用于导电的第一填充层和第二填充层，阴极框和第一填充层之间设有第一缝隙，阳极框和第二填充层之间设有第二缝隙，第一缝隙和第二缝隙位于质子膜上的正投影相互错开。当电解槽的阴极位置产生大量氢气形成高压的时候，氢气会冲往相对低压的阳极从而经过第一缝隙处，对质子膜产生较大的冲击力，若该位置没有对应的第二填充层或阳极框等支撑件作支撑，则质子膜会在剪切力作用下容易受到破损。而当第一缝隙和第二缝隙位于质子膜的正投影相互不存在交点的时候，则说明氢气对质子膜产生冲击的位置有支撑，则质子膜不容易受到破损。

本实用新型优选地技术方案在于，第一缝隙和第二缝隙位于质子膜的上的正投影为两个同一圆心并且直径不同的环形。环形结构有利于均匀受力，提高质子膜的承压能力，使得电解槽结构更加耐压。

本实用新型优选地技术方案在于，第二缝隙的环形直径为第一缝隙的环形直径的1.2-1.5倍。该数值范围内，电解槽结构承压的效果更好，阴极内部的承压可到4.0-5.0MPa。

本实用新型优选地技术方案在于，阴极框内部还设有保护层，保护层靠近质子膜的一侧。为了防止坚硬的第一填充层在电解槽工作过程对质子膜造成破损，设有相应的保护层作保护。

本实用新型优选地技术方案在于，保护层的材料为钛毡布。钛毡布具有良好的导电性能，而且质地柔韧，不容易损坏质子膜。

本实用新型优选地技术方案在于，还包括密封圈，阴极框和/或阳极框设有用于与密封圈密封的环凸结构。密封圈的材料可以是硅胶，也可以是聚四氟乙烯，其中，聚四氟乙烯具有耐高温、耐腐蚀的优良效果。

本实用新型优选地技术方案在于，第一填充层和/或第二填充层为钛网，钛网具有导电和利于电解槽内过水的作用。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提出一种耐压的电解槽，通过调整第一缝隙和第二缝隙的关系，使得二者位于质子膜的正投影不存在交点，从而确保氢气在对质子膜产生冲击的位置有相应的支撑作用，质子膜不容易因承压受到破损。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种耐压的电解槽的结构图；

图2为本实用新型一种耐压的电解槽的爆炸图；

图3为本实用新型一种耐压的电解槽的局部结构图一；

图4为本实用新型一种耐压的电解槽的局部结构图二；

图5为本实用新型一种耐压的电解槽的局部剖面图；

图6为图5的A点放大图。

图中：

11、阴极框；12、阳极框；13、质子膜；14、密封圈；15、顶壳；16、阴极片；17、阳极片；18、底壳；21、第一填充层；22、第二填充层；23、保护层；31、第一缝隙；32、第二缝隙；41、环凸结构；51、进水口；52、出水口；53、出气口。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1-6所示，本实施例中提供的一种耐压的电解槽，由多层结构叠加并且通过外侧多个螺纹连接锁紧的方法密封而成，从上到下分别为顶壳15、铁氟龙垫片(图中省略不显示)、阴极片16、密封圈14、阴极框11、质子膜13、阳极框12、密封圈14、阳极片17、铁氟龙垫片(图中省略不显示)、底壳18，其中，顶壳15、铁氟龙垫片(图中省略不显示)、阴极片16、密封圈14、阴极框11、质子膜13、阳极框12、密封圈14、阳极片17、铁氟龙垫片(图中省略不显示)均设有进水孔、出水孔、出气孔，从而形成进水通道、出水通道、出气通道。

其工作原理如下：外界的水通过顶壳15的进水口51进入电解槽，经由进水通道从阳极框12的进水端进入电解槽内部发生电解反应，在阳极处生成氧气，在阴极处生成氢气，氧气和未电解的水一同经由阳极框12的出水端、出水通道后从顶壳15的出水口52带出，氢气经由阴极框11的出气端、出气通道后从顶壳15的出气口53排出。

本实施例中提供的一种耐压的电解槽，包括阴极框11和阳极框12，阴极框11和阳极框12之间设有质子膜13，阴极框11和阳极框12内部分别设有用于导电的第一填充层21和第二填充层22，电极框和填充层之间的缝隙距离在5-10个丝之间，阴极框11和第一填充层21之间设有第一缝隙31，阳极框12和第二填充层22之间设有第二缝隙32，第一缝隙31和第二缝隙32位于质子膜13上的正投影相互错开。本实施例中，第一缝隙31和第二缝隙32位于质子膜13的正投影为两个同一圆心并且直径不同的环形，其中，第二缝隙32的环形直径为第一缝隙31的环形直径的1.2倍。上述的方案中，当电解槽的阴极位置产生大量氢气形成高压的时候，氢气会冲往相对低压的阳极从而经过第一缝隙处，质子膜产生冲击的位置会受到第二填充层的支撑，从而使得质子膜不容易受到破损。

为了防止坚硬的第一填充层在电解槽工作过程对质子膜造成破损，优选地，阴极框11内部还设有保护层23，保护层23靠近质子膜13的一侧。保护层的厚度为第一填充层的三分之一。进一步地，保护层23的材料选用钛毡布。

为了进一步提高电解槽的承压和密封效果，优选地，还包括密封圈14，阴极框11和阳极框12设有用于与密封圈14密封的环凸结构41。设置了密封圈后，能进一步压紧电解槽的结构，提高电解槽的承压效果。具体地，密封圈14的材料采用耐高压、耐高温、耐腐蚀的聚四氟乙烯。

进一步地，第一填充层和第二填充层为钛网，钛网具有导电和利于电解槽内过水的作用。

本实用新型是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本实用新型保护的范围。

Claims (7)

1.一种耐压的电解槽，其特征在于：包括阴极框(11)和阳极框(12)，所述阴极框(11)和所述阳极框(12)之间设有质子膜(13)，所述阴极框(11)和所述阳极框(12)内部分别设有用于导电的第一填充层(21)和第二填充层(22)；

所述阴极框(11)和所述第一填充层(21)之间设有第一缝隙(31)，所述阳极框(12)和所述第二填充层(22)之间设有第二缝隙(32)；

所述第一缝隙(31)和所述第二缝隙(32)位于所述质子膜(13)上的正投影相互错开。

2.根据权利要求1所述的一种耐压的电解槽，其特征在于：

所述第一缝隙(31)和所述第二缝隙(32)位于所述质子膜(13)的正投影为两个同一圆心并且直径不同的环形。

3.根据权利要求2所述的一种耐压的电解槽，其特征在于：

所述第二缝隙(32)的环形直径为所述第一缝隙(31)的环形直径的1.2-1.5倍。

4.根据权利要求1所述的一种耐压的电解槽，其特征在于：

所述阴极框(11)内部还设有保护层(23)，所述保护层(23)靠近所述质子膜(13)的一侧。

5.根据权利要求4所述的一种耐压的电解槽，其特征在于：

所述保护层(23)的材料为钛毡布。

6.根据权利要求1所述的一种耐压的电解槽，其特征在于：

还包括密封圈(14)；

所述阴极框(11)和/或所述阳极框(12)设有用于与所述密封圈(14)密封的环凸结构(41)。

7.根据权利要求1所述的一种耐压的电解槽，其特征在于：

所述第一填充层(21)和/或所述第二填充层(22)为钛网。

Images