CN220034146U - 一种电解槽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电解槽，包括有具有电极室(110)的槽体(1)，所述电极室(110)内设有一对间隔布置的电极片(3)，其特征在于：至少一片所述的电极片(3)通过转轴(31)转动连接在所述的槽体(1)上，以使该电极片(3)能在外力作用下绕转轴(31)的轴线摆动，用以调节其中一片电极片(3)在另一片电极片(3)表面的正投影面积。与现有技术相比，本实用新型的电解槽能够方便调节出水pH值、加速排气、抑制水垢沉积、加速离子传递。
Description
技术领域
本实用新型涉及电解设备技术领域，具体指一种电解槽。
背景技术
电解槽由槽体、阳极和阴极组成，多数用离子交换膜(也称隔膜)将阳极室和阴极室隔开。按电解液的不同分为水溶液电解槽、熔融盐电解槽和非水溶液电解槽三类。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，在阴极与溶液界面处发生还原反应，以制取电解水。
如专利申请号为CN201810264395.4(公布号为CN108609693A)的中国发明专利《一种酸性水和碱性水的制备方法》以电解食盐水形成阳离子和阴离子，分别向电解电极两极运动，从阳极产生氢离子和活性很强的氯气，氯气溶于水生成次氯酸和盐酸溶液作为酸性水，从阴极产生氢氧根离子和氢气，形成氢氧化钠溶液作为碱性水。
现有电解水制备过程中存在以下问题：
第一，不同使用场景对电解水的pH值要求不同，如中、重度油污清洁需要pH＞12的超强碱性电解水、轻度油污清洁pH可降低至11左右，饮用水则需要弱碱性电解水(pH8-8.5)；目前大型电解槽采用多组电极同时电解，且电极面积大，因此产水的流量也较大，一般通过智能调整水流量大小来调节pH值；对于只有一对正、负电极且电极面积较小的低成本、小型电解槽体系，出水流量有限，过低的出水流量不利于用户体验，因此难以通过调整水流量大小来调节pH值，一般通过将电解槽拆装后调整电极间距改变水路大小及电流大小来调整pH值，这种方法需要专业人员操作，无法在线实时调整，不够智能，不利于用户体验；
第二，电解过程中，阴、阳极片上会产生大量气泡，气泡积攒在电极片、离子交换膜上和电解槽内水路中，导致电解体系所需电压高，能耗大，且减少了电解有效面积，降低电解反应效率，导致出水pH低，并阻碍水路通畅，使得pH值及电压极不稳定，气压还会加剧中间的离子交换膜形变，尤其在小型电解槽内上述问题更严重；
第三，电解过程中，阴极(负极)生成的OH-会与水中的Ca2+、Mg2+等反应生成水垢，沉积在阴极及离子交换膜上，影响电解效果及电解槽寿命；
第四，电解过程中，离子需要先从阳极室通过离子交换膜进入到阴极室后方能促进整个电解反应的进行，但电解反应过程中离子及产物容易聚集在电极片周围，不利于离子的扩散及传递以及产物的均匀性，从而影响电解效率及pH的稳定性。
实用新型内容
本实用新型所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能够方便调节出水pH值的电解槽。
本实用新型所要解决的第二个技术问题是提供一种能够加速排气的电解槽。
本实用新型所要解决的第三个技术问题是提供一种能够抑制水垢沉积的电解槽。
本实用新型所要解决的第四个技术问题是提供一种能够加速离子传递的电解槽。
本实用新型解决上述第一、第二、第三和第四个技术问题所采用的技术方案为：一种电解槽，包括有具有电极室的槽体，所述电极室内设有一对间隔布置的电极片，其特征在于：至少一片所述的电极片通过转轴转动连接在所述的槽体上，以使该电极片能在外力作用下绕转轴的轴线摆动，用以调节其中一片电极片在另一片电极片表面的正投影面积。
为了加强扰流作用，两片所述的电极片均通过转轴转动连接在所述的槽体上。
为了电极片之间距离等距，实现最有效电解，两片所述的电极片始终相互平行。
为了方便电极片的供电，所述的电极室内安装有与转轴相对应的导电片，所述的转轴能转动地穿设在对应的导电片上并始终与该导电片电连接。
为了尽可能避免转动的电极片占用过多电极室空间，所述的转轴基本平行于所述的电极片。
为了方便电极片的自动摆动，所述槽体的外侧安装有驱动件，该驱动件的动力输出端与对应电极片的转轴相连，用以驱动该转轴转动。
为了提高电极片的扰流效果，所述的电极片上开设有多个供流体通过的流通孔。
优选地，各所述的流通孔呈条形，并沿电极片的长度方向延伸，所有所述的流通孔沿电极片的宽度方向间隔布置。
为了阻止两极溶液互混，所述的槽体内设有隔膜，该隔膜将所述槽体的内腔分隔为至少两个所述的电极室，两片所述的电极片分别设于两个所述的电极室内。
为了避免隔膜接触电极片引起干烧，所述的电极室内设有用于对相邻的隔膜和电极片进行分隔的绝缘隔网。
优选地，所述隔膜的数量为一片，并将所述槽体的内腔分隔为两个所述的电极室。这样，电解槽为单隔膜电解槽，加工方便，当然也可以根据需要设计成双隔膜电解槽。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：将至少一片电极片通过转轴转动连接在槽体上，以使该电极片能在外力作用下绕转轴的轴线摆动，一方面，通过电极片的摆动，可以调节其中一片电极片在另一片电极片表面的正投影面积，从而实现pH调节；另一方面，电极片运动形成动态扰流，可加速排气、抑制水垢沉积、加速离子传递。
附图说明
图1为本实用新型电解槽的实施例的立体结构示意图；
图2为图1中电解槽的立体分解示意图；
图3为图2中电极片和驱动件的立体结构示意图；
图4为图1的纵向剖视图；
图5为图1的横向剖视图。
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。
如图1至图5所示，为本实用新型电解槽的一个优选实施例。该电解槽包括有槽体1、隔膜2、电极片3、绝缘隔网4和驱动件5。本实施例中的电解槽为单隔膜电解槽，当然也可以根据需要设计成双隔膜电解槽。
其中，槽体1由两个罩体11通过紧固件前后装配形成，两个罩体11之间包围形成有一个封闭的内腔；两个罩体11相对的两个端面之间夹设有两个前后依次布置的环形密封垫12；罩体11内部的顶壁上水平布置有导电片13，各导电片13的顶部具有导电柱131，该导电柱131向上穿过对应罩体11并外露于该罩体11的顶壁，前后两片导电片13的导电柱131分别用于与外接电源的负极和正极电连接。
隔膜2为阳离子交换膜，竖直布置在上述槽体1的内腔中，且隔膜2的周缘夹设在上述两个环形密封垫12之间。上述隔膜2的数量为一片，并将槽体1的内腔分隔为两个电极室110，位于前方的罩体11与隔膜2之间的电极室110记为阴极室110a，位于后方的罩体11与隔膜2之间的电极室110记为阳极室110b，各罩体11的下部和上部分别设有与对应电极室110相贯通的进液口111和出液口112，因此，各电极室110内的水流自下而上流动。
电极片3的数量为一对，分别记为阴极片3a和阳极片3b，上述阴极片3a基本竖直布置在阴极室110a的前部，上述阳极片3b基本竖直布置在阳极室110b的后部，且阴极片3a平行于阳极片3b。
本实施例中，各电极片3呈平板状，该电极片3顶部的中间位置凸设有基本沿竖直方向延伸的转轴31，该转轴31能转动地穿设在对应的导电片13上并始终与该导电片13电连接，且转轴31向上穿过对应罩体11并外露于该罩体11的顶壁；电极片3上开设有多个沿其宽度方向间隔布置的流通孔32，各流通孔32呈条形，沿电极片3的长度方向延伸，用于供流体通过。
绝缘隔网4的数量为两片，与上述两个电极室110一一对应，分别位于对应的电极室110内，用于对相邻的隔膜2和电极片3进行分隔，可有效避免隔膜2接触电极片3引起干烧。
驱动件5的数量为两个，与上述电极片3一一对应。各驱动件5为电机，安装在槽体1的外侧，其动力输出端与对应转轴31的端部相连，用以驱动该转轴31转动。
这样，启动驱动件5，可带动两片电极片3绕各自转轴31的轴线同步摆动，一方面，通过电极片3的摆动，可以调节其中一片电极片3在另一片电极片3表面的正投影面积，从而实现pH调节；另一方面，电极片3运动形成动态扰流，可加速排气、抑制水垢沉积、加速离子传递。
本实施例的工作原理如下：工作时，电解液通过进液口111进入电极室110，阴极片3a与溶液界面处发生还原反应，阳极片3b与溶液界面处发生氧化反应，以制取电解水，在电解过程中，可通过驱动件5带动两片电极片3绕各自转轴31的轴线同步摆动，一方面，通过电极片3的摆动，可以调节其中一片电极片3在另一片电极片3表面的正投影面积，从而实现pH调节；另一方面，电极片3运动形成动态扰流，可加速排气、抑制水垢沉积、加速离子传递。
Claims (11)
1.一种电解槽，包括有具有电极室(110)的槽体(1)，所述电极室(110)内设有一对间隔布置的电极片(3)，其特征在于：至少一片所述的电极片(3)通过转轴(31)转动连接在所述的槽体(1)上，以使该电极片(3)能在外力作用下绕转轴(31)的轴线摆动，用以调节其中一片电极片(3)在另一片电极片(3)表面的正投影面积。
2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于：两片所述的电极片(3)均通过转轴(31)转动连接在所述的槽体(1)上。
3.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于：两片所述的电极片(3)始终相互平行。
4.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于：所述的电极室(110)内安装有与转轴(31)相对应的导电片(13)，所述的转轴(31)能转动地穿设在对应的导电片(13)上并始终与该导电片(13)电连接。
5.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于：所述的转轴(31)基本平行于所述的电极片(3)。
6.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于：所述槽体(1)的外侧安装有驱动件(5)，该驱动件(5)的动力输出端与对应电极片(3)的转轴(31)相连，用以驱动该转轴(31)转动。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的电解槽，其特征在于：所述的电极片(3)上开设有多个供流体通过的流通孔(32)。
8.根据权利要求7所述的电解槽，其特征在于：各所述的流通孔(32)呈条形，并沿电极片(3)的长度方向延伸，所有所述的流通孔(32)沿电极片(3)的宽度方向间隔布置。
9.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的电解槽，其特征在于：所述的槽体(1)内设有隔膜(2)，该隔膜(2)将所述槽体(1)的内腔分隔为至少两个所述的电极室(110)，两片所述的电极片(3)分别设于两个所述的电极室(110)内。
10.根据权利要求9所述的电解槽，其特征在于：所述的电极室(110)内设有用于对相邻的隔膜(2)和电极片(3)进行分隔的绝缘隔网(4)。
11.根据权利要求9所述的电解槽，其特征在于：所述隔膜(2)的数量为一片，并将所述槽体(1)的内腔分隔为两个所述的电极室(110)。
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