CN219432717U - 一种可制备高压力氢氧气体的电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于水电解技术领域，具体的说是一种可制备高压力氢氧气体的电解槽，包括第一端板，第一端板靠近后侧位置处设置有第一气瓶，第一端板顶端分别设置有第一接口、第二接口和第三接口，第三接口外侧设置有固定机构；固定机构包括装置台，装置台固定连接在第三接口内部，装置台内部开设有装置槽，装置槽内部设置有传动杆，传动杆的一端固定连接有圆盘的一端，传动杆靠近圆盘的一端贯穿装置台，传动杆远离圆盘的一端固定连接有滑动块的一端，装置槽内部设置有限位杆，限位杆的两端固定连接在装置台内壁上，限位杆贯穿滑动块。本实用新型通过卡块固定的结构设计，实现了对软管连接气瓶与电解槽的功能，方便了工作人员对软管的连接。

Description

一种可制备高压力氢氧气体的电解槽

技术领域

本实用新型涉及水电解技术领域，具体是一种可制备高压力氢氧气体的电解槽。

背景技术

电解槽作为可再生资源大规模的关键装备，对于制氢成本降低起着关键作用，用来制取氧气跟氢气不会产生任何的污染物质，符合减少碳排的要求，方便获取，在全球能源转型进程中发挥关键作用。

现有的电解槽大都由“槽体”、“阴极”、“阳极”、“隔膜”等组成，首先用隔膜将阳极室和阴极室隔开，当直流电通过电解槽时，在阳极与溶液界面处发生氧化反应生成氧气，在阴极与溶液界面处发生还原反应生成氢气，最后将生成的氢氧气通过O₂OUT和H₂OUT接口连接软管传输给气瓶。

现有的气瓶收纳氢氧气体大都采用软管进行连接，而软管无法直接与电解槽和气瓶连接，此时对软管连接时需用到连接器，这就导致了工作人员在使用电解槽时需要准备连接器，在没有连接器的情况下连接软管给工作人员带来一定程度上的麻烦；因此，针对上述问题提出一种可制备高压力氢氧气体的电解槽。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，现有的气瓶收纳氢气大都采用软管进行连接，而软管无法直接与电解槽和气瓶连接，此时对软管连接时需用到连接器，这就导致了工作人员在使用电解槽时需要准备连接器，在没有连接器的情况下连接软管给工作人员带来一定程度上的麻烦的问题，本实用新型提出一种可制备高压力氢氧气体的电解槽。

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可制备高压力氢氧气体的电解槽，包括第一端板，所述第一端板靠近后侧位置处设置有第一气瓶，所述第一端板顶端分别设置有第一接口、第二接口和第三接口，所述第三接口外侧设置有固定机构；

所述固定机构包括装置台，所述装置台固定连接在第三接口内部，所述装置台内部开设有装置槽，所述装置槽内部设置有传动杆，所述传动杆的一端固定连接有圆盘的一端，所述传动杆靠近圆盘的一端贯穿装置台，所述传动杆远离圆盘的一端固定连接有滑动块的一端，所述装置槽内部设置有限位杆，所述限位杆的两端固定连接在装置台内壁上，所述限位杆贯穿滑动块。

优选的，所述限位杆外侧缠绕有弹簧，所述弹簧的一端固定连接在滑动块靠近限位杆的一端，所述弹簧远离滑动块的一端固定连接在装置台内壁上，所述限位杆和弹簧设置有两组，两组所述限位杆和弹簧呈线性阵列在传动杆的左右两侧。

优选的，所述滑动块远离传动杆的一端固定连接有滑动柱的一端，所述滑动柱远离滑动块的一端固定连接有卡块，所述卡块为四分之一球形设计，所述滑动柱和卡块贯穿第三接口内壁。

优选的，所述第三接口内部顶端位置处胶粘有橡胶圈，所述橡胶圈为橡胶材质。

优选的，所述第一端板底端设置电解槽组件，所述电解槽组件包括依次设置的阳极、阳极扩散层、阳极催化层、阴离子交换膜、水扩散层、质子交换膜、阴极催化层、阴极扩散层和阴极，所述阴极底端设置有第二端板。

优选的，所述电解槽组件与第一端板螺栓连接，所述第二端板底端设置有第四接口，所述第四接口内部套设有第二软管的一端，所述第二软管远离第四接口的一端套设在第二气瓶的顶端。

优选的，所述固定机构设置有四组，四组所述固定机构皆分布在第一接口、第二接口、第三接口和第四接口的外侧。

优选的，所述第三接口内部套设有第一软管的一端，所述第一软管外侧底端靠近底端位置处开设有卡槽，所述卡槽内部与卡块相卡合，所述第一软管与橡胶圈紧密贴合，所述第一软管另一端套设在第一气瓶的顶端。

本实用新型的有益之处在于：

1.本实用新型通过卡块固定的结构设计，实现了对软管连接气瓶与电解槽的功能，解决了现有的气瓶收纳氢氧气体大都采用软管进行连接，而软管无法直接与电解槽和气瓶连接，此时对软管连接时需用到连接器，这就导致了工作人员在使用电解槽时需要准备连接器，在没有连接器的情况下连接软管给工作人员带来一定程度上的麻烦的问题，方便了工作人员对软管的连接。

2.本实用新型通过四分之一球形的结构设计，实现了快速固定软管的功能，实现了将软管对准接口，推动软管滑入接口内即可实现软管与接口的连接，在不拉动传动杆的情况下软管无法脱离接口，给工作人员拆装软管带来一定程度上的便捷。

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它的附图。

图1为实施例一的正视整体立体结构示意图；

图2为实施例一的仰视整体立体结构示意图；

图3为实施例一的第一局部剖面立体结构示意图；

图4为实施例一的局部立体结构示意图；

图5为实施例一的第二局部剖面立体结构示意图；

图6为实施例一图4的A处放大结构示意图；

图7为实施例一的电解槽组件结构示意图。

图8为实施例二的局部立体结构示意图。

图中：1、第一端板；2、第一气瓶；3、第一接口；4、第二接口；5、第三接口；6、装置台；7、装置槽；8、传动杆；9、圆盘；10、滑动块；11、限位杆；12、弹簧；13、滑动柱；14、卡块；15、橡胶圈；16、卡槽；17、第一软管；18、橡胶垫片；19、阳极；20、阳极扩散层；21、阳极催化层；22、阴离子交换膜；23、水扩散层；24、质子交换膜；25、阴极催化层；26、阴极扩散层；27、阴极；28、第二端板；29、第四接口；30、第二气瓶；31、第二软管。

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。

实施例一

请参阅图1－图7所示，一种可制备高压力氢氧气体的电解槽，包括第一端板1，所述第一端板1靠近后侧位置处设置有第一气瓶2，所述第一端板1顶端分别设置有第一接口3、第二接口4和第三接口5，所述第三接口5外侧设置有固定机构；

具体地，第一接口3为出水接口，第二接口4为进水接口，第三接口5为氧气接口；

所述固定机构包括装置台6，所述装置台6固定连接在第三接口5内部，所述装置台6内部开设有装置槽7，所述装置槽7内部设置有传动杆8，所述传动杆8的一端固定连接有圆盘9的一端，所述传动杆8靠近圆盘9的一端贯穿装置台6，所述传动杆8远离圆盘9的一端固定连接有滑动块10的一端，所述装置槽7内部设置有限位杆11，所述限位杆11的两端固定连接在装置台6内壁上，所述限位杆11贯穿滑动块10；

工作时，通过卡块固定的结构设计，实现了对软管连接气瓶与电解槽的功能，解决了现有的气瓶收纳氢氧气体大都采用软管进行连接，而软管无法直接与电解槽和气瓶连接，此时对软管连接时需用到连接器，这就导致了工作人员在使用电解槽时需要准备连接器，在没有连接器的情况下连接软管给工作人员带来一定程度上的麻烦的问题，方便了工作人员对软管的连接，在对第一软管17固定在第三接口5内部时，首先将装置台6固定在第三接口5外侧，拉动圆盘9时，因为滑动块10与传动杆8固定，所以滑动块10随着发生移动，由于限位杆11的设置，限位杆11对滑动块10起到限位作用，让其只能沿着限位杆11进行移动。

所述限位杆11外侧缠绕有弹簧12，所述弹簧12的一端固定连接在滑动块10靠近限位杆11的一端，所述弹簧12远离滑动块10的一端固定连接在装置台6内壁上，所述限位杆11和弹簧12设置有两组，两组所述限位杆11和弹簧12呈线性阵列在传动杆8的左右两侧；

工作时，由于弹簧12的作用下，滑动块10移动时弹簧12受力发生形变向内收缩，当对圆盘9松手时，弹簧12受力结束发生形变弹回到最初位置处，在此过程中，弹簧12会讲力传导给滑动块10，让其滑动块10发生移动，而限位杆11和弹簧12设置两组，可以让其滑动块10移动时更加稳定。

所述滑动块10远离传动杆8的一端固定连接有滑动柱13的一端，所述滑动柱13远离滑动块10的一端固定连接有卡块14，所述卡块14为四分之一球形设计，所述滑动柱13和卡块14贯穿第三接口5内壁；

工作时，通过四分之一球形的结构设计，实现了快速固定软管的功能，实现了将软管对准接口，推动软管滑入接口内即可实现软管与接口的连接，在不拉动传动杆8的情况下软管无法脱离接口，给工作人员拆装软管带来一定程度上的便捷，而滑动柱13又与滑动块10固定连接，所以滑动块10在移动时会带动滑动柱13进行移动，卡块14可以和卡槽16相互配合使用。

所述第三接口5内部顶端位置处胶粘有橡胶圈15，所述橡胶圈15为橡胶材质；

工作时，胶粘的橡胶圈15可以防止第一软管17套设在第三接口5内部时气体泄漏。

所述第一端板1底端设置电解槽组件，所述电解槽组件包括依次设置的阳极19、阳极扩散层20、阳极催化层21、阴离子交换膜22、水扩散层23、质子交换膜24、阴极催化层25、阴极扩散层26和阴极27，所述阴极27底端设置有第二端板28。

所述电解槽组件与第一端板1螺栓连接，所述第二端板28底端设置有第四接口29，所述第四接口29为氢气接口，所述第四接口29内部套设有第二软管31的一端，所述第二软管31远离第四接口29的一端套设在第二气瓶30的顶端；

工作时，当电解槽工作时，水箱里的去离子水通过第二接口4流向电解槽，电解槽里的去离子水在直流电的电击下，在阴极27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，从第四接口29流入第二气瓶30；而氢氧根离子则在阴极27、阳极19之间的电场力作用下，穿过阴离子交换膜22到达阳极19，在阳极19失去电子生成水分子和氧分子，并进一步产生氧气。生成的水分子跟氧气从第三接口5流入第一气瓶2，多余的去离子水从第一接口3流回水箱，以此循环，从而获得高压力的氢氧气体。

所述固定机构设置有四组，四组所述固定机构皆分布在第一接口3、第二接口4、第三接口5和第四接口29的外侧；

工作时，固定机构的设置在第一接口3、第二接口4、第三接口5和第四接口29的外侧可以让连接方式更加简单。

所述第三接口5内部套设有第一软管17的一端，所述第一软管17外侧底端靠近底端位置处开设有卡槽16，所述卡槽16内部与卡块14相卡合，所述第一软管17与橡胶圈15紧密贴合，所述第一软管17另一端套设在第一气瓶2的顶端；

工作时，在第一软管17向下移动接触到卡块14表面，卡块14受到压力会发生移动，当卡块14与卡槽16处于平移状态时，卡块14会受到弹簧12的影响卡合在卡槽16内部，从而实现固定的目的。

实施例二

请参阅图8所示，对比实施例一，作为本实用新型的另一种实施方式，所述圆盘9前后两侧皆胶粘有橡胶垫片18，所述橡胶垫片18为橡胶材质；

工作时，手拉圆盘9时，由于圆盘9表面光滑可能导致脱手的情况，胶粘橡胶垫片18可以增大圆盘9与手部的摩擦力，有效地防止拉动圆盘9时脱手的情况。

工作原理：通过卡块14固定的结构设计，实现了对软管连接气瓶与电解槽的功能，解决了现有的气瓶收纳氢气大都采用软管进行连接，而软管无法直接与电解槽和气瓶连接的问题，方便了工作人员对软管的连接。本实施例首先将端板固定电解槽组件，并引导电流传递，分配水、气，扩散层起集流、促进气液传递等作用，质子交换膜24可以传递质子，隔绝开阴阳极生成的气体，并阻止电子的传递，阴离子交换膜22可以让阴离子自由通过，而阳离子不能通过，当电解槽工作时，水箱里的去离子水流向电解槽，电解槽里的去离子水在直流电的电击下，在阴极27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，从第四接口29流出；而氢氧根离子则在阴极27、阳极19之间的电场力作用下，穿过阴离子交换膜22到达阳极19，在阳极19失去电子生成水分子和氧分子，并进一步产生氧气，生成的水分子跟氧气从第三接口5流出，多余的去离子水从水出口流回水箱，以此循环，从而获得高压力的氢氧气体，本实施例在电解槽中增加了阴离子交换膜22，可以同时制备出高压力的氢氧气体，而其他没有增加阴离子交换膜22的电解槽仅能制备高压力的氢气。

在对第一软管17固定在第三接口5内部时，首先将装置台6固定在第三接口5外侧，拉动圆盘9时，因为滑动块10与传动杆8固定，所以滑动块10随着发生移动，由于限位杆11的设置，限位杆11对滑动块10起到限位作用，让其只能沿着限位杆11进行移动，由于弹簧12的作用下，滑动块10移动时弹簧12受力发生形变向内收缩，当对圆盘9松手时，弹簧12受力结束发生形变弹回到最初位置处，在此过程中，弹簧12会讲力传导给滑动块10，让其滑动块10发生移动，而限位杆11和弹簧12设置两组，可以让其滑动块10移动时更加稳定。

通过四分之一球形的结构设计，实现了快速固定软管的功能，实现了将软管对准接口，推动软管滑入接口内即可实现软管与接口的连接，在不拉动传动杆8的情况下软管无法脱离接口，给工作人员拆装软管带来一定程度上的便捷，而滑动柱13又与滑动块10固定连接，所以滑动块10在移动时会带动滑动柱13进行移动，由于卡块14为四分之一球形设计，在第一软管17向下移动接触到卡块14表面，卡块14受到压力会发生移动，当卡块14与卡槽16处于平移状态时，卡块14会受到弹簧12的影响卡合在卡槽16内部，从而实现固定的目的，而第一软管17套设在第三接口5内部时，由于接口处还存有缝隙，防止气体泄漏，胶粘橡胶圈15可以使其接触口密封，固定机构设置三组可以让其软管都能实现快速进行拆装的目的，最终气体通过第一软管17传送至第一气瓶2内部。

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 (8)

1.一种可制备高压力氢氧气体的电解槽，包括第一端板(1)，所述第一端板(1)靠近后侧位置处设置有第一气瓶(2)，所述第一端板(1)顶端分别设置有第一接口(3)、第二接口(4)和第三接口(5)，所述第三接口(5)外侧设置有固定机构，其特征在于：

所述固定机构包括装置台(6)，所述装置台(6)固定连接在第三接口(5)内部，所述装置台(6)内部开设有装置槽(7)，所述装置槽(7)内部设置有传动杆(8)，所述传动杆(8)的一端固定连接有圆盘(9)的一端，所述传动杆(8)靠近圆盘(9)的一端贯穿装置台(6)，所述传动杆(8)远离圆盘(9)的一端固定连接有滑动块(10)的一端，所述装置槽(7)内部设置有限位杆(11)，所述限位杆(11)的两端固定连接在装置台(6)内壁上，所述限位杆(11)贯穿滑动块(10)。

2.根据权利要求1所述的一种可制备高压力氢氧气体的电解槽，其特征在于：所述限位杆(11)外侧缠绕有弹簧(12)，所述弹簧(12)的一端固定连接在滑动块(10)靠近限位杆(11)的一端，所述弹簧(12)远离滑动块(10)的一端固定连接在装置台(6)内壁上，所述限位杆(11)和弹簧(12)设置有两组，两组所述限位杆(11)和弹簧(12)呈线性阵列在传动杆(8)的左右两侧。

3.根据权利要求2所述的一种可制备高压力氢氧气体的电解槽，其特征在于：所述滑动块(10)远离传动杆(8)的一端固定连接有滑动柱(13)的一端，所述滑动柱(13)远离滑动块(10)的一端固定连接有卡块(14)，所述卡块(14)为四分之一球形设计，所述滑动柱(13)和卡块(14)贯穿第三接口(5)内壁。

4.根据权利要求3所述的一种可制备高压力氢氧气体的电解槽，其特征在于：所述第三接口(5)内部顶端位置处胶粘有橡胶圈(15)，所述橡胶圈(15)为橡胶材质。

5.根据权利要求4所述的一种可制备高压力氢氧气体的电解槽，其特征在于：所述第一端板(1)底端设置电解槽组件，所述电解槽组件包括依次设置的阳极(19)、阳极扩散层(20)、阳极催化层(21)、阴离子交换膜(22)、水扩散层(23)、质子交换膜(24)、阴极催化层(25)、阴极扩散层(26)和阴极(27)，所述阴极(27)底端设置有第二端板(28)。

6.根据权利要求5所述的一种可制备高压力氢氧气体的电解槽，其特征在于：所述电解槽组件与第一端板(1)螺栓连接，所述第二端板(28)底端设置有第四接口(29)，所述第四接口(29)内部套设有第二软管(31)的一端，所述第二软管(31)远离第四接口(29)的一端套设在第二气瓶(30)的顶端。

7.根据权利要求6所述的一种可制备高压力氢氧气体的电解槽，其特征在于：所述固定机构设置有四组，四组所述固定机构皆分布在第一接口(3)、第二接口(4)、第三接口(5)和第四接口(29)的外侧。

8.根据权利要求7所述的一种可制备高压力氢氧气体的电解槽，其特征在于：所述第三接口(5)内部套设有第一软管(17)的一端，所述第一软管(17)外侧底端靠近底端位置处开设有卡槽(16)，所述卡槽(16)内部与卡块(14)相卡合，所述第一软管(17)与橡胶圈(15)紧密贴合，所述第一软管(17)另一端套设在第一气瓶(2)的顶端。