CN219059147U - 一种碱液电解的氢氧发生设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于碱液电解技术领域，具体的说是一种碱液电解的氢氧发生设备，包括氢氧发生设备主体，所述氢氧发生设备主体上安装有储液箱，所述储液箱通过连接管道连通有碱性电解槽；通过设置设备内部无高压气瓶，可以消除气瓶本身存在的高压和泄露风险，更加安全，从而可以在禁止使用高压气瓶的场所使用该设备；该设备不受温湿度等外部环境因素影响，可以稳定提供纯氢纯氧气流；氢氧发生设备能同时制作出纯氢纯氧，可减少空气中污染源的干扰；减少了单独配套使用的氢气发生器、零气发生器、气泵，在很大程度上缩小了整机的体积与重量，更加方便携带，适用于户外工作，同时后期使用成本极大降低。

Description

一种碱液电解的氢氧发生设备

技术领域

本实用新型涉及碱液电解技术领域，具体是一种碱液电解的氢氧发生设备。

背景技术

在FID检测器使用过程中，需要使用到氢气和氧气，氢气与氧气分别作为FID检测器的燃气与助燃气气源。

目前市面上能够提供氢气作为气源的方式主要有以下三种：高压氢气钢瓶、固态合金储氢气瓶、氢气发生器，常见的提供氧气作为气源的方式有：零气发生器、气泵。

但是在现有技术中，为FID检测器提供氢氧气源的设备均是单独进行，且还存在诸多弊端：高压氢气气瓶本身存在高压和泄漏风险，有些测试场所禁止使用高压钢瓶；固态合金储氢气瓶受温度影响大，且不能提供稳定的氢气气流，如果瓶内气体耗完，充气时间较长；氢气发生器单独配套氢气发生器的成本会更高，配套氢气发生器会影响设备整体便携性，增大人员负担；零气发生器与气泵均是提供空气，并非纯氧，空气中可能会携带污染源；因此，针对上述问题提出一种碱液电解的氢氧发生设备。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，解决了上述背景技术提出的问题，本实用新型提出一种碱液电解的氢氧发生设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：本实用新型所述的一种碱液电解的氢氧发生设备，包括氢氧发生设备主体，所述氢氧发生设备主体上安装有储液箱，所述储液箱通过连接管道连通有碱性电解槽，所述碱性电解槽通过连接管道连通有水气分离器模块，所述水气分离器模块上安装有出气管道。

优选的，所述碱性电解槽内固接有横膈膜，所述横膈膜用于将碱性电解槽内部分为两个区域，所述碱性电解槽内固接有阳极和阴极。

优选的，所述水气分离器模块包括氢气水气分离器和氧气水气分离器，所述出气管道上安装有压力保护器和压力传感器。

优选的，所述碱性电解槽的氧气发生区与氧气水气分离器通过连接管道连通，所述碱性电解槽的氢气发生区与氢气水气分离器通过连接管道连通。

优选的，所述氢气水气分离器的出气管道上安装有泄压阀，所述泄压阀用于将富余的氢气排出设备。

优选的，所述横膈膜上设置有多个孔洞，孔洞用于使氢氧根离子穿过。

本实用新型的有益之处在于：

本实用新型通过设置设备内部无高压气瓶，可以消除气瓶本身存在的高压和泄露风险，更加安全，从而可以在禁止使用高压气瓶的场所使用该设备；该设备不受温湿度等外部环境因素影响，可以稳定提供纯氢纯氧气流；氢氧发生设备能同时制作出纯氢纯氧，可减少空气中污染源的干扰；减少了单独配套使用的氢气发生器、零气发生器、气泵，在很大程度上缩小了整机的体积与重量，更加方便携带，适用于户外工作，同时后期使用成本极大降低。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的碱性电解槽结构示意图。

图中：1、氢氧发生设备主体；2、储液箱；3、泄压阀；4、压力保护器；5、压力传感器；6、水气分离器模块；7、碱性电解槽；8、横膈膜；9、阳极；10、阴极。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2所示，一种碱液电解的氢氧发生设备，包括氢氧发生设备主体1，所述氢氧发生设备主体1上安装有储液箱2，储液箱2用于存储氢氧化钾溶液，所述储液箱2通过连接管道连通有碱性电解槽7，碱性电解槽7用于电解氢氧化钾溶液，所述碱性电解槽7通过连接管道连通有水气分离器模块6，水气分离器模块6用于分离气体中的水分，所述水气分离器模块6上安装有出气管道；

所述碱性电解槽7内固接有横膈膜8，所述横膈膜8用于将碱性电解槽7内部分为两个区域，所述碱性电解槽7内固接有阳极9和阴极10；

工作时，储液箱2中的氢氧化钾溶液通入碱性电解槽7，在碱性电解槽7的阴极10区域，水分子被电解为氢离子和氢氧根离子，氢离子得到电子生成氢原子，并进一步生成氢分子，产生氢气，而氢氧根离子则在阳极9和阴极10之间的电场力作用下，穿过多孔的横膈膜8，到达阳极9，在阳极9区域失去电子生成水分子和氧分子，并进一步产生氧气，带有水分的氢气进入氢气水气分离器，带有水分的氧气进入氧气水气分离器，带水分的氢气和氧气通过各自的水气分离器分离得到干燥的氢气和氧气，并将分离的水回流到储液箱2中。

所述水气分离器模块6包括氢气水气分离器和氧气水气分离器，所述出气管道上安装有压力保护器4和压力传感器5；

工作时，电解水产生氢气与氧气的比例为二比一，为了确保能提供稳定的氧气，通过氧气压力传感器5电压值作为反馈去调控恒流输出，在产气前，软件先设定单片机DAC基准电压，当DAC监测到氧气压力传感器5电压值超过DAC基准电压时，恒流值降低，产氧气速度随之降低，当DAC监测到氧气压力传感器5电压值低于DAC基准电压时，恒流值升高，产氧气速度也随之升高，采用这种方式，能够稳定调节产生所需氧气的浓度，而富余的氢气会通过泄压阀3排到设备外部，压力保护器4与压力传感器5组成两级压力保护，压力传感器5做一级保护，用于制作氢气与氧气的压力检测，软件设定氢气与氧气的压力保护值均为0.4MPa，实时监测产氢气与产氧气的压力，实时反馈给控制板单片机，待单片机处理后，调控输出的恒流电源从而控制产氢气与产氧气速度，实现压力保护，压力保护器4作二级保护，监测氢气水气分离器和氧气水气分离器中氢气与氧气的压力，防止压力调节失效，氢气与氧气的压力保护值均控制在0.6MPa，当压力达到设定值时，压力保护器4触点闭合，控制板电源接到信号，切断碱性电解槽7电源供应，当压力低于设定值时，压力保护器4触点断开，控制板电源接到信号，碱性电解槽7电源供应恢复。

所述碱性电解槽7的氧气发生区与氧气水气分离器通过连接管道连通，所述碱性电解槽7的氢气发生区与氢气水气分离器通过连接管道连通；

工作时，碱性电解槽7产生的氢气会进入氢气水气分离器，碱性电解槽7产生的氧气会进入氧气水气分离器，水气分离器模块6对氢气和氧气进行水气分离。

所述氢气水气分离器的出气管道上安装有泄压阀3，所述泄压阀3用于将富余的氢气排出设备；

工作时，由于氢气的量产生的较多，通过设置泄压阀3，泄压阀3可以将富余的氢气排到设备外部。

所述横膈膜8上设置有多个孔洞，孔洞用于使氢氧根离子穿过；

工作时，通过设置横膈膜8，可以使氢氧根离子可以穿过横膈膜8到达阳极9，与在阳极9区域失去电子生成水分子和氧分子，并进一步产生氧气。

工作原理：使用时，储液箱2中的氢氧化钾溶液通入碱性电解槽7，在碱性电解槽7的阴极10区域，水分子被电解为氢离子和氢氧根离子，氢离子得到电子生成氢原子，并进一步生成氢分子，产生氢气，而氢氧根离子则在阳极9和阴极10之间的电场力作用下，穿过多孔的横膈膜8，到达阳极9，与在阳极9区域失去电子生成水分子和氧分子，并进一步产生氧气，带有水分的氢气进入氢气水气分离器，带有水分的氧气进入氧气水气分离器，带水分的氢气和氧气通过各自的水气分离器分离得到干燥的氢气和氧气，并将分离的水回流到储液箱2中，电解水产生氢气与氧气的比例为二比一，为了确保能提供稳定的氧气，通过氧气压力传感器5电压值作为反馈去调控恒流输出，在产气前，软件先设定单片机DAC基准电压，当DAC监测到氧气压力传感器5电压值超过DAC基准电压时，恒流值降低，产氧气速度随之降低，当DAC监测到氧气压力传感器5电压值低于DAC基准电压时，恒流值升高，产氧气速度也随之升高，采用这种方式，能够稳定调节产生所需氧气的浓度，而富余的氢气会通过泄压阀3排到设备外部，压力保护器4与压力传感器5组成两级压力保护，压力传感器5做一级保护，用于制作氢气与氧气的压力检测，软件设定氢气与氧气的压力保护值均为0.4MPa，实时监测产氢气与产氧气的压力，实时反馈给控制板单片机，待单片机处理后，调控输出的恒流电源从而控制产氢气与产氧气速度，实现压力保护，压力保护器4作二级保护，监测氢气水气分离器和氧气水气分离器中氢气与氧气的压力，防止压力调节失效，氢气与氧气的压力保护值均控制在0.6MPa，当压力达到设定值时，压力保护器4触点闭合，控制板电源接到信号，切断碱性电解槽7电源供应，当压力低于设定值时，压力保护器4触点断开，控制板电源接到信号，碱性电解槽7电源供应恢复。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (6)

1.一种碱液电解的氢氧发生设备，包括氢氧发生设备主体(1)，所述氢氧发生设备主体(1)上安装有储液箱(2)，所述储液箱(2)通过连接管道连通有碱性电解槽(7)，其特征在于：所述碱性电解槽(7)通过连接管道连通有水气分离器模块(6)，所述水气分离器模块(6)上安装有出气管道。

2.根据权利要求1所述的一种碱液电解的氢氧发生设备，其特征在于：所述碱性电解槽(7)内固接有横膈膜(8)，所述横膈膜(8)用于将碱性电解槽(7)内部分为两个区域，所述碱性电解槽(7)内固接有阳极(9)和阴极(10)。

3.根据权利要求2所述的一种碱液电解的氢氧发生设备，其特征在于：所述水气分离器模块(6)包括氢气水气分离器和氧气水气分离器，所述出气管道上安装有压力保护器(4)和压力传感器(5)。

4.根据权利要求3所述的一种碱液电解的氢氧发生设备，其特征在于：所述碱性电解槽(7)的氧气发生区与氧气水气分离器通过连接管道连通，所述碱性电解槽(7)的氢气发生区与氢气水气分离器通过连接管道连通。

5.根据权利要求4所述的一种碱液电解的氢氧发生设备，其特征在于：所述氢气水气分离器的出气管道上安装有泄压阀(3)，所述泄压阀(3)用于将富余的氢气排出设备。

6.根据权利要求5所述的一种碱液电解的氢氧发生设备，其特征在于：所述横膈膜(8)上设置有多个孔洞，孔洞用于使氢氧根离子穿过。

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