CN220034147U - 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：两片所述的电极片(3)相互平行，还包括有至少一组与电极片(3)相对应的驱动机构(5)和搅拌件(6)，所述的驱动机构(5)具有用于驱动对应的电极片(3)平移的第一动力输出端以及用于驱动搅拌件(6)转动的第二动力输出端。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：两片所述的电极片相互平行，所述的电解槽还包括有至少一组与所述电极片相对应的驱动机构和搅拌件，所述的驱动机构具有用于驱动对应的电极片平移的第一动力输出端以及用于驱动搅拌件转动的第二动力输出端。
为了实现对电极片和搅拌件的驱动，所述的驱动机构包括有
丝杆，能转动地连接在所述的槽体上，与对应的电极片螺纹连接；以及
驱动件，其动力输出端与所述的丝杆相连，用于驱动该丝杆绕自身轴线转动，用以调整两片电极片的间距；
所述的搅拌件容置在对应的电极室内，并相对于丝杆固定，能随该丝杆同步转动。
为了方便电极片的供电，所述的电极室内安装有与电极片相对应的导电片，该导电片沿丝杆的延伸方向布置，所述电极片的端部设有导向片，该导向片紧贴于对应的导电片，并能沿导电片的延伸方向滑移。
为了方便驱动机构的安装，所述丝杆的第一端和第二端分别位于所述槽体的内侧和外侧，所述的驱动件位于槽体的外侧，且其动力输出端与丝杆的第二端相连。
为了保证电极室的密封性，所述的丝杆通过套设在该丝杆外周的密封圈与所述槽体的侧壁密封配合。
为了加强扰流作用，所述驱动机构和搅拌件的数量均为两组，与所述的电极片一一对应。
优选地，两组所述的驱动机构对称布置，且其动力输出方向镜像对称。
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。
为了尽可能避免平移的电极片占用过多电极室空间，所述的电极片基本平行于所述的隔膜。
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。
为了保证搅拌件对电极片和绝缘隔网周边的水流充分搅拌，所述的搅拌件位于相邻的电极片和绝缘隔网之间。
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：通过将丝杆能转动地连接在槽体上，并与对应的电极片螺纹连接，同时将搅拌件连接在丝杆的端部，这样，启动驱动件，丝杆随之转动，一方面，可带动对应的电极片相对于另一电极片平移，以调节两片电极片的间距，从而实现pH调节；另一方面，可带动搅拌件随丝杆同步转动，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、驱动机构和搅拌件的立体结构示意图；
图4为图1的纵向剖视图；
图5为图4中两片电极片间距缩短之后的纵向剖视图。
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、驱动机构5和搅拌件6。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，前后两个导电座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和阳极片3b均平行于隔膜2布置。本实施例中，各电极片3呈平板状，各电极片3的顶端和底端均设有导向片31，电极片3顶端的导向片31紧贴于对应导电片13的底面实现电连接，并能沿导电片13的延伸方向滑移，电极片3底端的导电片31紧贴于对应罩体11内部的底壁，并能沿该底壁的延伸方向滑移。
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。
驱动机构5的数量为两组，与上述电极室110一一对应，对称布置在槽体1的两侧，且其动力输出方向镜像对称。各驱动机构5包括有丝杆51和驱动件52。
具体地，丝杆51沿前后方向延伸，能转动地连接在对应罩体11的侧壁上，并通过套设在该丝杆51外周的密封圈511与罩体11的侧壁密封配合，丝杆51的第一端和第二端分别位于对应罩体11的内侧和外侧，且丝杆51与对应的电极片3螺纹连接；
驱动件52为电机，安装在对应罩体11的外侧，其动力输出端与丝杆51的第二端相连，用以驱动该丝杆51绕自身轴线转动。
搅拌件6的数量为两组，与上述电极室110一一对应，各搅拌件6容置在对应的电极室110内，位于相邻的电极片3和绝缘隔网4之间，并与对应丝杆51的第一端相连。本实施例中，搅拌件6为搅拌扇叶。
这样，启动驱动件52，丝杆51随之转动，一方面，可带动对应的电极片3相对于另一电极片3前后平移，以调节两片电极片3的间距，从而实现pH调节；另一方面，可带动搅拌件6随丝杆51同步转动，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52驱动丝杆51转动，一方面，可带动对应的电极片3相对于另一电极片3平移，以调节两片电极片3的间距，从而实现pH调节；另一方面，可带动搅拌件6随丝杆51同步转动，形成动态扰流，可加速排气、抑制水垢沉积、加速离子传递。
Claims (12)
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：两片所述的电极片(3)相互平行，所述的电解槽还包括有至少一组与所述电极片(3)相对应的驱动机构(5)和搅拌件(6)，所述的驱动机构(5)具有用于驱动对应的电极片(3)平移的第一动力输出端以及用于驱动搅拌件(6)转动的第二动力输出端。
2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于：所述的驱动机构(5)包括有
丝杆(51)，能转动地连接在所述的槽体(1)上，与对应的电极片(3)螺纹连接；以及
驱动件(52)，其动力输出端与所述的丝杆(51)相连，用于驱动该丝杆(51)绕自身轴线转动，用以调整两片电极片(3)的间距；
所述的搅拌件(6)容置在对应的电极室(110)内，并相对于丝杆(51)固定，能随该丝杆(51)同步转动。
3.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于：所述的电极室(110)内安装有与电极片(3)相对应的导电片(13)，该导电片(13)沿丝杆(51)的延伸方向布置，所述电极片(3)的端部设有导向片(31)，该导向片(31)紧贴于对应的导电片(13)，并能沿导电片(13)的延伸方向滑移。
4.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于：所述丝杆(51)的第一端和第二端分别位于所述槽体(1)的内侧和外侧，所述的驱动件(52)位于槽体(1)的外侧，且其动力输出端与丝杆(51)的第二端相连。
5.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于：所述的丝杆(51)通过套设在该丝杆(51)外周的密封圈(511)与所述槽体(1)的侧壁密封配合。
6.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于：所述驱动机构(5)和搅拌件(6)的数量均为两组，与所述的电极片(3)一一对应。
7.根据权利要求6所述的电解槽，其特征在于：两组所述的驱动机构(5)对称布置，且其动力输出方向镜像对称。
8.根据权利要求1至7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。
9.根据权利要求8所述的电解槽，其特征在于：所述的电极片(3)基本平行于所述的隔膜(2)。
10.根据权利要求8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10所述的电解槽，其特征在于：所述的搅拌件(6)位于相邻的电极片(3)和绝缘隔网(4)之间。
12.根据权利要求8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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