CN218852653U - 隔膜式电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种隔膜式电解槽，包括：电解槽主体，具有电解腔室以及设于电解腔室中的电极组件；隔膜组件，设于所述电解腔室中，包括隔膜框以及设于隔膜框内的隔膜，所述隔膜组件将该电解腔室分隔为阴极室和阳极室；所述隔膜框能由外力驱动而相对所述电解槽主体发生偏转，从而使所述隔膜框的外周边沿与所述电解腔室的内壁之间形成有连通所述阴极室和阳极室的间隙空间。当需要对这种隔膜式电解槽采用倒极方式除垢时，可以将隔膜组件偏转一定的角度，这样，隔膜框的外周边沿与电解腔室的内壁之间便会形成间隙空间，阴极室和阳极室通过该间隙空间对应连通，突破了具有选择透过性的隔膜对倒极除垢方式的限制，保证了倒极除垢的效果。

Description

隔膜式电解槽

技术领域

本实用新型涉及电解水技术领域，尤其涉及一种具有除垢功能的隔膜式电解槽。

背景技术

电解水装置是一种通过电解槽对盐水溶液进行电解的装置，常用于清洁机(如洗碗机)等需要去污或杀菌消毒的产品中。电解槽一般用一阳离子交换膜分隔电解槽中阴阳极室，构成两室电解槽，向阳极室引入饱和NaCl溶液，阴极室引入蒸馏水，在外加直流电场作用下，阳极产生氯气，阴极上产生氢气。由于阳离子交换膜的固定基团(R-SO-3-)带负电荷，它和溶液中的Na+离子异性电荷相吸，结果只允许Na+离子通过，而对Cl-离子排斥，于是Na+离子迁入阴极室，从而在阴极室得到碱性溶液(碱性水)。碱性水具有比较强的去污能力，在一定的温度范围内，碱性水的去污能力随着温度的升高而不断增强；酸性水具有较强的杀毒消菌功能，便于对常用物品进行消毒处理。如厨房清洗机领域，多是对碳酸钠溶液体系进行电解，以制备碱性水，供清洗过程使用。

通过电解槽制电解水过程中，氢氧根离子遇到钙镁离子会产生垢，附在电极片、隔膜、管路表面，影响了电解槽性能，甚至会导致失效。目前主要是从以下两方面来减少结垢的产生或进行除垢，一种是对进水进行预处理，如通过软化树脂进行处理，但这种方式在通过一定量的水后需要反洗树脂，且树脂寿命和性能均会不断衰减，导致电解系统仍会结垢；又或直接采用去离子水、纯水或矿泉水，但使用价格高，难以大量应用。另一种是通过将除垢剂(如柠檬酸、盐酸、醋酸等)发放水中形成清洁液，然后将清洁液以冲刷的形式流经电解槽及对应管路中，以达到去除水垢目的，如申请号为CN98809095.3(申请公开号为：CN1270530A)的中国发明专利申请公开了这种除垢方式。但这种除垢方式，对使用者来说，比较繁琐，每次进行除垢操作时，均需要配置对应清洁液，而且，常规的除垢剂其除垢能力有限，且容易出现除垢不彻底的情况。

对于无隔膜的电解槽也有通过倒极进行除垢的方式，具体地，在正常使用时阴极这部分通过控制电路组件与电解槽电源负极相连，阳极与电解槽电源正极相连；当需要除垢时阴极这两部分交替与电解槽电源正负极相连，阳极与电解槽电源正极相连，在电场的作用下水垢失去电子形成离子重新溶于水中，从而实现除垢。如申请号为CN202122602229.0(授权公告号为：CN215798641U)的中国实用新型专利公开了上述倒极除垢的方式。但这种倒极除垢方式仅适用于没有隔膜的电解槽系统，而有隔膜的电解槽由于隔膜(如阳离子隔膜)的选择透过性的限制不能采用倒极除垢方式进行有效除垢。

故，现有电解槽还需要进一步改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够方便地采用倒极方式进行有效除垢的隔膜式电解槽。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种隔膜式电解槽，包括：

电解槽主体，具有电解腔室以及设于电解腔室中的电极组件；

隔膜组件，设于所述电解腔室中，包括隔膜框以及设于隔膜框内的隔膜，所述隔膜组件将该电解腔室分隔为阴极室和阳极室；

所述隔膜框能由外力驱动而相对所述电解槽主体发生偏转，从而使所述隔膜框的外周边沿与所述电解腔室的内壁之间形成有连通所述阴极室和阳极室的间隙空间。

为了在正常电解过程中保证隔膜框与电解腔室的内壁的密封接触以及在除垢模式下隔膜框能允许发生偏转而脱离与电解腔室的内壁的密封接触状态，所述隔膜框为方形框架，且具有相对的第一侧边和第二侧边，所述电解腔室具有相对的第一侧壁和第二侧壁，所述隔膜框的第一侧边与所述电解腔室的第一侧壁密封接触，所述隔膜框的第二侧边与所述电解腔室的第二侧壁密封接触；

所述隔膜框以与该隔膜框的第一侧边平行的直线为转动轴线转动连接在所述电解腔室的侧壁上，在隔膜框偏转至设定角度状态下，所述隔膜框的第一侧边与所述电解腔室的第一侧壁之间形成第一间隙，所述隔膜框的第二侧边与所述电解腔室的第二侧壁之间形成第二间隙。

为了实现与电解腔室的转动连接，所述隔膜框上还具有两个均向外延伸、且位于同一直线上的销轴，两个所述销轴的轴线与所述隔膜框的第一侧边平行，所述电解腔室的内壁上在与两个所述销轴对应的位置设有轴孔，所述隔膜框的两个销轴转动设于两个所述轴孔中。

为了是隔膜框在偏转设定角度后，隔膜框的两个侧边与电解腔室的对应侧壁之间的间隙开度大小基本一致，所述隔膜框上的两个销轴所在直线与所述隔膜框的第一侧边之间的距离记作第一距离，所述隔膜框上的两个销轴所在直线与所述隔膜框的第二侧边之间的距离记作第二距离，所述第一距离与所述第二距离基本相等。

隔膜框的外周边沿与所述电解腔室的内壁之间的间隙大小与隔膜框的偏转角度有关，受电解腔室的本身扁平状的形状限制，隔膜框的偏转角度受限，而隔膜框的偏转角度太小，则倒极除垢效果不理想，为此，以所述隔膜框的第一侧边、第二侧边与所述电解腔室的第一侧壁、第二侧壁对应密封接触状态下该隔膜框所在平面为基准平面，所述隔膜框偏转后所在平面与所述基准平面形成的夹角为α，其中，5°＜α＜45°。

一般情况下，隔膜框的偏转动作可以是由手动驱动，但为了使隔膜框的偏转更加方便易操作，还包括驱动机构，该驱动机构的动力输出端与所述隔膜框相连，从而驱动所述隔膜框发生偏转。

驱动机构可以采用电动推杆、驱动电机等各种现有的驱动件，优选地，所述驱动机构包括驱动电机，该驱动电机的输出轴与所述隔膜框传动连接。

作为改进，所述隔膜为阳离子交换膜。

为了方便隔膜的装配，所述隔膜框包括以能脱卸的方式相互扣合在一起的第一框板和第二框板，所述隔膜设于第一框板与第二框板之间。

为了实现隔膜框与隔膜之间的牢靠固定，所述第一框板和第二框板中一个上设有定位销，另一个上设有与定位销插配的定位孔，所述隔膜上开设有供所述定位销穿过的贯通孔。

与现有技术相比，本实用新型的优点：本实用新型是将隔膜组件设置为能够相对电解槽主体发生偏转的结构，当需要对这种隔膜式电解槽采用倒极方式除垢时，可以将隔膜组件偏转一定的角度，这样，隔膜框的外周边沿与电解腔室的内壁之间便会形成间隙空间，阴极室和阳极室通过该间隙空间对应连通，突破了具有选择透过性的隔膜对倒极除垢方式的限制，保证了倒极除垢的效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电解槽的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电解槽的竖向剖视立体图；

图3为本实用新型实施例的电解槽的竖向剖视图；

图4为图3中A-A处的剖视图；

图5为图4中的隔膜组件偏转一定角度后的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的隔膜组件立体结构示意图；

图7为本实用新型实施例的隔膜组件的分解图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

在本实用新型的说明书及权利要求书中使用了表示方向的术语，诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“侧”、“顶”、“底”等，用来描述本实用新型的各种示例结构部分和元件，但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的，是基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本实用新型所公开的实施例可以按照不同的方向设置，所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制，比如“上”、“下”并不一定被限定为与重力方向相反或一致的方向。

参见图1-图7，一种隔膜式电解槽，包括电解槽主体10、电极组件20以及隔膜34组件。电解槽主体10整体呈扁平状，其内部形成电解腔室100，电解组件以及隔膜34组件均设于电解腔室100中，隔膜34组件将电解腔室100分隔为阳极室11和阴极室12。

结合图2及图4，可以看出，电解腔室100整体呈方体状，其具有在前后方向上相对的第一侧壁101和第二侧壁102、在左右方向上相对的第三侧壁103和第四侧壁104以及在上下方向上相对的第五侧壁和第六侧壁。电解槽主体10在与阴极室12对应的侧壁上具有第一进液接口121和第一出液接口122，电解槽主体10在与阳极室11对应的侧壁上具有第二进液接口111和第二出液接口121。

参见图3，电极组件20包括阳极板21和阴极板22。其中，电解腔室100的第三侧壁103上具有用于容纳阴极板22的第一凹槽151，第四侧壁104上具有用于容纳阳极板21的第二凹槽152。阳极板21上具有向上延伸而外露于电解腔室100的顶部之外的第一接线端，阴极板22上具有向上延伸而外露于电解腔室100的顶部之外的第二接线端。

参见图6及图7，隔膜34组件包括隔膜框30以及设于隔膜框30内的隔膜34。其中，隔膜框30为一平板结构，具有包括能相对扣合在一起的第一框板31和第二框板32，其中，隔膜34被夹设在第一框板31和第二框板32之间。隔膜框30整体为四方形框板，其具有在前后方向上相对的第一侧边301和第二侧边302以及具有在上下方向上相对的第三侧边303和第四侧边304。在正常的电解工作状态下，隔膜框30为竖向设置且沿前后方向上延伸，也即隔膜框30的延伸方向与电解腔室100的第三侧壁103(第四侧壁104)平行。隔膜框30的第一侧边301与电解腔室100的第一侧壁101密封接触，第二侧边302与电解腔室100的第二侧壁102密封接触，第三侧边303与电解腔室100的第五侧壁105密封接触，第四侧边304与电解腔室100的第六侧壁106密封接触。

为了实现对隔膜34的牢靠固定，第一框板31与第二框板32之间通过定位销300及定位孔(未示出)插配连接，其中，隔膜34的外周具有供定位销300穿过的贯通孔340。

隔膜框30的第三侧边303的中部以及第四侧边304的中部均具有向外延伸的销轴33，其中，设于第三侧边303上的销轴33向上延伸，设于第四侧边304上的销轴33向下延伸。隔膜框30的第三侧边303以及第四侧边304上的销轴33在同一直线上延伸，也即，两个销轴33的轴线与隔膜框30的第一侧边301平行。本实施例的隔膜框30上的两个销轴33所在直线与隔膜框30的第一侧边301之间的距离记作第一距离L1，隔膜框30上的两个销轴33所在直线与所述隔膜框30的第二侧边302之间的距离记作第二距离L2，第一距离L1与第二距离L2基本相等。电解腔室100的第五侧壁105以及第六侧壁106上对应于隔膜框30上的两个销轴33均开设有轴孔14，隔膜框30的第四侧边304上的销轴33转动约束在电解腔室100的第六侧壁上的轴孔14中，隔膜框30的第三侧边303上的轴孔14转动约束在电解腔室100的第五侧壁上的轴孔14中，并伸出电解腔室100的顶部之外，从而与外部的驱动电机50的输出轴转动连接。

当需要进行倒极除垢操作时，驱动电机50动作，可以带动隔膜框30以上述的两个销轴33为转动轴线而相对电解槽主体10发生偏转，在隔膜框30偏转至设定角度状态下，隔膜框30的第一侧边301脱离与电解腔室100的第一侧壁101的密封接触，两者之间形成第一间隙41，隔膜框30的第二侧边302脱离与所述电解腔室100的第二侧壁102的密封接触，两者之间形成第二间隙42。隔膜框30的外周边沿与电解腔室100的内壁之间的间隙大小与隔膜框30的偏转角度有关，受电解腔室100的本身扁平状的形状限制，隔膜框30的偏转角度受限，而隔膜框30的偏转角度太小，则倒极除垢效果不理想，为此，在本实施例中，以隔膜框30的第一侧边301、第二侧边302与电解腔室100的第一侧壁101、第二侧壁102对应密封接触状态(如图4所示)下该隔膜框30所在平面为基准平面，隔膜框30偏转后所在平面与基准平面形成的夹角为α，其中，5°＜α＜45°，优选为30°，如图5示出了隔膜框30沿逆时针方向偏转30°后的状态图。在该偏转角度状态下，阴极室12和阳极室11可通过上述的第一间隙41和第二间隙42相连通，突破了具有选择透过性的隔膜34对倒极除垢方式的限制，保证了倒极除垢的效果。在将外部电源的正负极切换后，阴极板22及阴极室12的内壁上附着的水垢溶解脱落，与排水一同排出外部。

Claims (10)

1.一种隔膜式电解槽，包括：

电解槽主体(10)，具有电解腔室(100)以及设于电解腔室(100)中的电极组件(20)；

隔膜组件，设于所述电解腔室(100)中，包括隔膜框(30)以及设于隔膜框(30)内的隔膜(34)，所述隔膜组件将该电解腔室(100)分隔为阴极室(12)和阳极室(11)；

其特征在于：所述隔膜框(30)能由外力驱动而相对所述电解槽主体(10)发生偏转，从而使所述隔膜框(30)的外周边沿与所述电解腔室(100)的内壁之间形成有连通所述阴极室(12)和阳极室(11)的间隙空间。

2.根据权利要求1所述的隔膜式电解槽，其特征在于：所述隔膜框(30)为方形框架，且具有相对的第一侧边(301)和第二侧边(302)，所述电解腔室(100)具有相对的第一侧壁(101)和第二侧壁(102)，所述隔膜框(30)的第一侧边(301)与所述电解腔室(100)的第一侧壁(101)密封接触，所述隔膜框(30)的第二侧边(302)与所述电解腔室(100)的第二侧壁(102)密封接触；

所述隔膜框(30)以与该隔膜框(30)的第一侧边(301)平行的直线为转动轴线转动连接在所述电解腔室(100)的侧壁上，在隔膜框(30)偏转至设定角度状态下，所述隔膜框(30)的第一侧边(301)与所述电解腔室(100)的第一侧壁(101)之间形成第一间隙(41)，所述隔膜框(30)的第二侧边(302)与所述电解腔室(100)的第二侧壁(102)之间形成第二间隙(42)。

3.根据权利要求2所述的隔膜式电解槽，其特征在于：所述隔膜框(30)上还具有两个均向外延伸、且位于同一直线上的销轴(33)，两个所述销轴(33)的轴线与所述隔膜框(30)的第一侧边(301)平行，所述电解腔室(100)的内壁上在与两个所述销轴(33)对应的位置设有轴孔(14)，所述隔膜框(30)的两个销轴(33)转动设于两个所述轴孔(14)中。

4.根据权利要求3所述的隔膜式电解槽，其特征在于：所述隔膜框(30)上的两个销轴(33)所在直线与所述隔膜框(30)的第一侧边(301)之间的距离记作第一距离(L1)，所述隔膜框(30)上的两个销轴(33)所在直线与所述隔膜框(30)的第二侧边(302)之间的距离记作第二距离(L2)，所述第一距离(L1)与所述第二距离(L2)基本相等。

5.根据权利要求2所述的隔膜式电解槽，其特征在于：以所述隔膜框(30)的第一侧边(301)、第二侧边(302)与所述电解腔室(100)的第一侧壁(101)、第二侧壁(102)对应密封接触状态下该隔膜框(30)所在平面为基准平面，所述隔膜框(30)偏转后所在平面与所述基准平面形成的夹角为α，其中，5°＜α＜45°。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的隔膜式电解槽，其特征在于：还包括驱动机构，该驱动机构的动力输出端与所述隔膜框(30)相连，从而驱动所述隔膜框(30)发生偏转。

7.根据权利要求6所述的隔膜式电解槽，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机(50)，该驱动电机(50)的输出轴与所述隔膜框(30)传动连接。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的隔膜式电解槽，其特征在于：所述隔膜(34)为阳离子交换膜。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的隔膜式电解槽，其特征在于：所述隔膜框(30)包括以能脱卸的方式相互扣合在一起的第一框板(31)和第二框板(32)，所述隔膜(34)设于第一框板(31)与第二框板(32)之间。

10.根据权利要求9所述的隔膜式电解槽，其特征在于：所述第一框板(31)和第二框板(32)中一个上设有定位销(300)，另一个上设有与定位销(300)插配的定位孔，所述隔膜(34)上开设有供所述定位销(300)穿过的贯通孔(340)。

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