CN217600855U - 一种用于pem电解水制氢测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于PEM电解水制氢测试装置，包括：纯水箱、加水泵，恒温储水罐、蠕动泵、液位传感器、电解池、气水分离器一、气水分离器二，氢气收集部件、氧气收集部件、回流管以及单向阀，所述纯水箱右端面安装有加水泵，所述加水泵右端面安装有恒温储水罐，所述恒温储水罐上端安装有液压传感器，所述恒温储水罐右端面安装有蠕动泵，与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：通过使用温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三，能够精准控温、实施监测水温，通过使用电解池、气水分离器一以及气水分离器二，能够完成电解水制氢的工作流程并对氧气以及氢气进行回收，提高了本实用新型温控、电解水制氢的效果。

Description

一种用于PEM电解水制氢测试装置

技术领域

本实用新型涉及PEM电解水制氢技术领域，具体涉及一种用于电解水制氢的测试装置。

背景技术

能源短缺和环境污染已成为制约人类经济发展和社会进步的两大全球性的难题，及早进行能源消费结构转型，实现能源的可持续发展，已得到国际社会的共识。用氢能源发电是人类最理想的能源之一，我国已将氢能作为战略资源技术，氢能具有资源丰富、可再生、可储存、清洁环保等特点，其研究越来越受重视，但是现有技术中电解水制氢在实验室内不能有效的对温度、压力、水位、流速监视的数据采集，因此，现在亟需一种用于PEM电解水制氢测试装置来解决以上的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种用于PEM电解水制氢测试装置，解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型通过以下的技术方案实现：一种用于PEM电解水制氢测试装置，包括：纯水箱、加水泵，恒温储水罐、蠕动泵、液位传感器、电解池、气水分离器一、气水分离器二，氢气收集部件、氧气收集部件、回流管以及单向阀，所述纯水箱右端面安装有加水泵，所述加水泵右端面安装有恒温储水罐，所述恒温储水罐上端安装有液压传感器，所述恒温储水罐右端面安装有蠕动泵，所述蠕动泵有右端面安装有电解池，所述电解池右端上侧安装有气水分离器一，所述气水分离器一下端面安装有气水分离器二，所述气水分离器一右端面安装有氢气收集部件，所述气水分离器二安装有氧气收集部件，所述气水分离器一以及气水分离器二上端均安装有回流管，所述回流管上端左侧安装有单向阀。

作为一优选的实施方式，所述恒温储水罐内部在实际使用中安装有温度传感器二以及加热辊，所述液位传感器在实际使用中安装在恒温储水罐内部上端位置。

作为一优选的实施方式，所述蠕动泵在实际使用中包括导管一、壳体、泵体、加热板、加热槽、温度传感器一、密封盒以及出水管，所述导管一右端面在实际使用中安装有壳体，所述壳体内部左右两侧均在实际使用中安装有泵体，两组所述泵体之间在实际使用中开设有加热槽，所述加热槽内侧上下两端在实际使用中安装有加热板，所述加热槽上端在实际使用中安装有温度传感器一，所述温度传感器一上端面在实际使用中安装有密封盒。

作为一优选的实施方式，所述电解池包括直流电源、隔板、正电极、负电极、加热片、槽体、阳分解池、挡板、阴分解池、上导管、阳极出口、阴极出口、气液导管一以及气液导管二。

作为一优选的实施方式，所述直流电源下端面在实际使用中安装有隔板，所述隔板下端左侧在实际使用中安装有正电极，所述隔板下端右侧在实际使用中安装有负电极，所述正电极与负电极内部在实际使用中均安装有加热片，所述正电极外侧在实际使用中开设有阳分解池，所述负电极外侧在实际使用中开设有阴分解池，所述阳分解池与阴分解池外侧在实际使用中安装有槽体，所述阳分解池与阴分解池之间在实际使用中安装有挡板，所述阳分解池下端在实际使用中开设有阳极出口，所述阴分解池下端右侧在实际使用中开设有阴极出口，所述阴极出口右侧在实际使用中安装有气液导管二，所述阳极出口下端在实际使用中安装有气液导管一，所述电解池内部在实际使用中安装有温度传感器三以及电加热棒。

作为一优选的实施方式，所述直流电源包括本体、绝缘板、导线、单片机、储存器以及继电器，所述本体下端面安装有绝缘板，所述绝缘板下端中间位置在实际使用中安装有单片机，所述单片机左右两侧在实际使用中安装有导线，所述单片机下端左侧在实际使用中安装有储存器，所述储存器右端在实际使用中安装有继电器。

作为一优选的实施方式，所述加热片以及加热板在实际使用中均为一种硅橡胶管道式加热板，所述温度传感器一、温度传感器二以及温度传感器三在实际使用中均为一种高精度热电偶传感器，所述液压传感器以及温度传感器二在实际使用中均通过导线与储存器连接。

作为一优选的实施方式，所述温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三以及液位传感器的输出端在实际使用中与储存器的输入端连接，所述储存器的输出端在实际使用中与单片机的输入端连接，所述单片机的输出端在实际使用中与继电器的输入端连接，所述继电器的输出端在实际使用中与单向阀、加热板、加热辊以及电加热棒的输入端连接。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：通过使用温度传感器一、温度传感器二、温度传感器三，能够精准控温、实施监测水温，同时可对前两段温控偏差进行补偿，通过使用电解池、气水分离器一以及气水分离器二，能够完成电解水制氢的工作流程并对氧气以及氢气进行回收，提高了本实用新型温控、电解水制氢的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型一种用于PEM电解水制氢测试装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种用于PEM电解水制氢测试装置中蠕动泵的正视剖面图；

图3为本实用新型一种用于PEM电解水制氢测试装置中电解池的正视剖面图；

图4为本实用新型一种用于PEM电解水制氢测试装置中直流电源内部的正视剖面图；

图5为本实用新型一种用于PEM电解水制氢测试装置中液位传感器的工作流程框图；

图6为本实用新型一种用于PEM电解水制氢测试装置中温度传感器一的工作流程框图；

图7为本实用新型一种用于PEM电解水制氢测试装置中温度传感器二的工作流程框图；

图8为本实用新型一种用于PEM电解水制氢测试装置中温度传感器三的工作流程框图；

图中：1-纯水箱、2-加水泵，3-恒温储水罐、4-蠕动泵、5-液位传感器、6-电解池、7-气水分离器一、8-气水分离器二，9-氢气收集部件、10-氧气收集部件、11-回流管、12-单向阀、41-导管一、42-壳体、43-泵体、44-加热板、45-加热槽、46-温度传感器一、47-密封盒、48-出水管、61-直流电源、62-隔板、63-正电极、64-负电极、65-加热片、66-槽体、67-阳分解池、68-挡板、69-阴分解池、601-上导管、602-阳极出口、603-阴极出口、604-气液导管一、605-气液导管二、611-本体、612-绝缘板、613-导线、614-单片机、615-储存器、616-继电器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图8，一种用于PEM电解水制氢测试装置，包括：纯水箱1、加水泵2，恒温储水罐3、蠕动泵4、液位传感器5、电解池6、气水分离器一7、气水分离器二8，氢气收集部件9、氧气收集部件10、回流管11以及单向阀12，纯水箱1右端面安装有加水泵2，加水泵2右端面安装有恒温储水罐3，恒温储水罐3上端安装有液压传感器，恒温储水罐3右端面安装有蠕动泵4，蠕动泵4有右端面安装有电解池6，电解池6右端上侧安装有气水分离器一7，气水分离器一7下端面安装有气水分离器二8，气水分离器一7右端面安装有氢气收集部件9，气水分离器二8安装有氧气收集部件10，气水分离器一7以及气水分离器二8上端均安装有回流管11，回流管11上端左侧安装有单向阀12。

恒温储水罐3内部在实际使用中安装有温度传感器二以及加热辊，液位传感器5在实际使用中安装在恒温储水罐3内部上端位置。

蠕动泵4在实际使用中包括导管一41、壳体42、泵体43、加热板44、加热槽45、温度传感器一46、密封盒47以及出水管48，导管一41右端面在实际使用中安装有壳体42，壳体42内部左右两侧均在实际使用中安装有泵体43，两组泵体43之间在实际使用中开设有加热槽45，加热槽45内侧上下两端在实际使用中安装有加热板44，加热槽45上端在实际使用中安装有温度传感器一46，温度传感器一46上端面在实际使用中安装有密封盒47，能够精准控温、实施监测水温。

电解池6包括直流电源61、隔板62、正电极63、负电极64、加热片65、槽体66、阳分解池67、挡板68、阴分解池69、上导管601、阳极出口602、阴极出口603、气液导管一604以及气液导管二605。

直流电源61下端面在实际使用中安装有隔板62，隔板62下端左侧在实际使用中安装有正电极63，隔板62下端右侧在实际使用中安装有负电极64，正电极63与负电极64内部在实际使用中均安装有加热片65，正电极63外侧在实际使用中开设有阳分解池67，负电极64外侧在实际使用中开设有阴分解池69，阳分解池67与阴分解池69外侧在实际使用中安装有槽体66，阳分解池67与阴分解池69之间在实际使用中安装有挡板68，阳分解池67下端在实际使用中开设有阳极出口602，阴分解池69下端右侧在实际使用中开设有阴极出口603，阴极出口603右侧在实际使用中安装有气液导管二605，阳极出口602下端在实际使用中安装有气液导管一604，电解池6内部在实际使用中安装有温度传感器三以及电加热棒，可对前两段温控偏差进行补偿。

直流电源61包括本体611、绝缘板612、导线613、单片机614、储存器615以及继电器616，本体611下端面安装有绝缘板612，绝缘板612下端中间位置在实际使用中安装有单片机614，单片机614左右两侧在实际使用中安装有导线613，单片机614下端左侧在实际使用中安装有储存器615，储存器615右端在实际使用中安装有继电器616。

加热片65以及加热板44在实际使用中均为一种硅橡胶管道式加热板，温度传感器一46、温度传感器二以及温度传感器三在实际使用中均为一种高精度热电偶传感器，液压传感器以及温度传感器二在实际使用中均通过导线613与储存器615连接。

温度传感器一46、温度传感器二、温度传感器三以及液位传感器5的输出端在实际使用中与储存器615的输入端连接，储存器615的输出端在实际使用中与单片机614的输入端连接，单片机614的输出端在实际使用中与继电器616的输入端连接，继电器616的输出端在实际使用中与单向阀12、加热板44、加热辊以及电加热棒的输入端连接。

作为本实用新型的第一个实施例：在实际使用之前，工作人员可输入恒温储水罐3的水温区域值以及液位的临界值至储存器615中，在实际使用的时候，液位传感器5可检测恒温储水罐3的液位信息，其温度传感器二可检测恒温储水罐3的温度信息并传输至单片机614中，单片机614在进一步的计算和处理后，通过与储存在储存器615中的液位临界值以及温度区域值进行对比，若水位低于液位的临界值，则单片机614通过控制继电器616，继而控制电池流经单向阀12电流的通断，从而控制单向阀12以及加水泵2向恒温储水罐3内部加水，若水位高于液位的临界值，则单片机614通过控制继电器616，继而控制电池流经单向阀12以及加水泵2电流的通断，从而控制单向阀12以及加水泵2向恒温储水罐3停止运行，若水温低于恒温储水罐3的水温区域值，则单片机614通过控制继电器616，继而控制电池流经加热辊电流的通断，从而使恒温储水罐3内部温度升高。

作为本实用新型的第二个实施例：在实际使用之前，工作人员可输入加热槽45内部的水温区域值至储存器615中，在实际使用的时候，温度传感器一46可检测加热槽45内部的水温信息，并传输至单片机614中，单片机614在进一步的计算和处理后，通过与储存在储存器615中加热槽45内部的水温区域值进行对比，若水位低于液位的临界值，则单片机614通过控制继电器616，继而控制电池流经加热板44电流的通断，从而控制加热板44对加热槽45内部水温进行升高。

作为本实用新型的第三个实施例：在实际使用之前，工作人员可输入电解池6内部水温温度区域值输入至储存器615中，在实际使用的时候，温度传感器三可检测电解池6内部的温度信息并传输至单片机614中，单片机614在进一步的计算和处理后，通过与储存在储存器615中的电解池6内部水温温度区域值进行对比，若水位低于液位的临界值，则单片机614通过控制继电器616，继而控制电池流经加热片65电流的通断，从而控制加热片65升温，并对电解池6内部水温进行提升。

作为本实用新型的第四个实施例：在实际使用中，工作人员需要测试电解水制氢功能时，将水导入纯水箱1内部，启动加水泵2，将水抽入恒温储水罐3内部，启动蠕动泵4，将水从恒温储水罐3内部导入加热槽45内部，其加热板44对水温进行提升，从而防止纯水通量过少或者水温较低导致PEM电解水性能不稳定的情况，通过直流电源61对正电极63以及负电极64通电，从而对槽体66内部的水进行电解过程，其电解过程中，阳电解池6内部的水通过阳极出口602进入气液导管一604，阴电解池6的水通过阴极出口603进入气液导管二605，使气液导管一604以及气液导管二605内部的水进入气水分离器一7以及气水分离器二8进行气水分离过程，分离完成后，气水分离器一7分解出的氢气进入氢气收集部件9内部进行收集，气水分离器二8分解处的氧气进入氧气收集部件10内部进行收集，气水分离器一7与气水分离器二8的水导入回流管11并通过单向阀12循环进入恒温储水罐3内部，从而完成电解水制氢的过程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于PEM电解水制氢测试装置，包括：纯水箱(1)、加水泵(2)，恒温储水罐(3)、蠕动泵(4)、液位传感器(5)、电解池(6)、气水分离器一(7)、气水分离器二(8)，氢气收集部件(9)、氧气收集部件(10)、回流管(11)以及单向阀(12)，其特征在于：所述纯水箱(1)右端面安装有加水泵(2)，所述加水泵(2)右端面安装有恒温储水罐(3)，所述恒温储水罐(3)上端安装有液压传感器，所述恒温储水罐(3)右端面安装有蠕动泵(4)，所述蠕动泵(4)有右端面安装有电解池(6)，所述电解池(6)右端上侧安装有气水分离器一(7)，所述气水分离器一(7)下端面安装有气水分离器二(8)，所述气水分离器一(7)右端面安装有氢气收集部件(9)，所述气水分离器二(8)安装有氧气收集部件(10)，所述气水分离器一(7)以及气水分离器二(8)上端均安装有回流管(11)，所述回流管(11)上端左侧安装有单向阀(12)；

所述恒温储水罐(3)内部安装有温度传感器二以及加热辊，所述液位传感器(5)安装在恒温储水罐(3)内部上端位置；

所述蠕动泵(4)包括导管一(41)、壳体(42)、泵体(43)、加热板(44)、加热槽(45)、温度传感器一(46)、密封盒(47)以及出水管(48)，所述导管一(41)右端面安装有壳体(42)，所述壳体(42)内部左右两侧均安装有泵体(43)，两组所述泵体(43)之间开设有加热槽(45)，所述加热槽(45)内侧上下两端安装有加热板(44)，所述加热槽(45)上端安装有温度传感器一(46)，所述温度传感器一(46)上端面安装有密封盒(47)；

所述电解池(6)包括直流电源(61)、隔板(62)、正电极(63)、负电极(64)、加热片(65)、槽体(66)、阳分解池(67)、挡板(68)、阴分解池(69)、上导管(601)、阳极出口(602)、阴极出口(603)、气液导管一(604)以及气液导管二(605)；

所述直流电源(61)下端面安装有隔板(62)，所述隔板(62)下端左侧安装有正电极(63)，所述隔板(62)下端右侧安装有负电极(64)，所述正电极(63)与负电极(64)内部均安装有加热片(65)，所述正电极(63)外侧开设有阳分解池(67)，所述负电极(64)外侧开设有阴分解池(69)，所述阳分解池(67)与阴分解池(69)外侧安装有槽体(66)，所述阳分解池(67)与阴分解池(69)之间安装有挡板(68)，所述阳分解池(67)下端开设有阳极出口(602)，所述阴分解池(69)下端右侧开设有阴极出口(603)，所述阴极出口(603)右侧安装有气液导管二(605)，所述阳极出口(602)下端安装有气液导管一(604)，所述电解池(6)内部安装有温度传感器三以及电加热棒。

2.根据权利要求1所述的一种用于PEM电解水制氢测试装置，其特征在于：所述直流电源(61)包括本体(611)、绝缘板(612)、导线(613)、单片机(614)、储存器(615)以及继电器(616)，所述本体(611)下端面安装有绝缘板(612)，所述绝缘板(612)下端中间位置安装有单片机(614)，所述单片机(614)左右两侧安装有导线(613)，所述单片机(614)下端左侧安装有储存器(615)，所述储存器(615)右端安装有继电器(616)。

3.根据权利要求2所述的一种用于PEM电解水制氢测试装置，其特征在于：所述加热片(65)以及加热板(44)均为一种硅橡胶管道式加热板(44)，所述温度传感器一(46)、温度传感器二以及温度传感器三均为一种高精度热电偶传感器，所述液压传感器以及温度传感器二均通过导线(613)与储存器(615)连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于PEM电解水制氢测试装置，其特征在于：所述温度传感器一(46)、温度传感器二、温度传感器三以及液位传感器(5)的输出端与储存器(615)的输入端连接，所述储存器(615)的输出端与单片机(614)的输入端连接，所述单片机(614)的输出端与继电器(616)的输入端连接，所述继电器(616)的输出端与单向阀(12)、加热板(44)、加热辊以及电加热棒的输入端连接。

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