CN220352246U - 一种电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电解槽，包括有槽体(1)；隔膜(2)，设于所述的槽体(1)内，将所述槽体(1)的内腔至少分隔有两个电极室(110)，两个电极室(110)分别记为阴极室(110a)和阳极室(110b)；以及两片电极片(3)，分别记为阴极片(3a)和阳极片(3b)，该阴极片(3a)和阳极片(3b)分别布置在所述的阴极室(110a)和阳极室(110b)内；其特征在于：所述的槽体(1)上具有与所述阳极室(110b)相贯通的电解质投放口(113)。与现有技术相比，本实用新型的电解槽结构简单且可避免因外置输送管路中易发生电解质结晶影响电解效率。

Description

一种电解槽

技术领域

本实用新型涉及厨房设备技术领域，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，电解水制备过程中会不断消耗电解质，目前普遍是通过将配置好的电解质溶液通入槽体来实现电解质的供给，但是这种方式需要额外设置电解质溶液配制装置和电解质输送管路，结构复杂且输送管路中易发生电解质结晶影响电解效率；

第二，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；

第三，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；

第四，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；

第五，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，提供一种结构简单且可避免因外置输送管路中易发生电解质结晶影响电解效率的电解槽。

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。

本实用新型所要解决的第五个技术问题是提供一种能够方便调节出水pH值的电解槽。

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

槽体；

隔膜，设于所述的槽体内，将所述槽体的内腔至少分隔有两个电极室，两个电极室分别记为阴极室和阳极室；以及

两片电极片，分别记为阴极片和阳极片，该阴极片和阳极片分别布置在所述的阴极室和阳极室内；

其特征在于：所述的槽体上具有与所述阳极室相贯通的电解质投放口。

为了进一步解决上述第五个技术问题，所述的阳极片平行于所述的阴极片，所述的电解槽还包括有用于驱动所述阳极片平移的驱动机构，用以调节阳极片与阴极片的间距。

为了实现阳极片的平移，有以下两种方案：

方案一中，所述的驱动机构包括有

螺母，安装在所述的阳极片上；

丝杆，能转动地连接在所述的槽体上，与所述的螺母螺纹连接；以及

驱动件，其动力输出端与所述的丝杆相连。

方案二中，所述的驱动机构包括有

螺母，安装在所述的槽体上；

丝杆，能转动地连接在所述的阳极片上，与所述的螺母螺纹连接；以及

驱动件，其动力输出端与所述的丝杆相连。

为了加强电解质溶解避免结晶析出，所述的阳极室内安装有搅拌件，该搅拌件相对于所述的丝杆固定。这样，驱动机构既能带动阳极片平移又能带动搅拌件转动，一物两用，结构简单。

上述方案二中，阳极片和搅拌件的间距固定，当两者的间距设定较小时，阳极片周围的电解质浓度均匀和避免结晶效果会更佳。

为了保证阳极片的稳定平移，所述的阳极室内安装有沿所述丝杆的长度方向布置的导轨，所述的阳极片上设有与该导轨导向配合的导向件。

为了方便排放废液，所述的槽体上具有与所述阳极室相贯通的排液口。

为了简化结构，所述的排液口与所述的电解质投放口共用同一开口。

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。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)通过在槽体上设置与阳极室相贯通的电解质投放口，并在阳极室内安装搅拌件，一方面，电解质溶液在阳极室内原位配制，无需额外设置电解质溶液配制装置和电解质输送管路，结构简单且可避免因外置输送管路中易发生电解质结晶影响电解效率，另外，搅拌件可对电解质溶液进行搅拌，让电解质浓度更加均匀，并加强电解质溶解避免结晶析出；另一方面，搅拌件可形成动态扰流，加速排气、抑制水垢沉积、加速离子传递；

(2)通过设置驱动机构驱动阳极片平移，用以调节阳极片与阴极片的间距，方便调节出水pH值。

附图说明

图1为本实用新型电解槽的实施例1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中位于左侧的罩体的立体结构示意图

图4为图1中电极片、驱动机构和搅拌件的立体结构示意图；

图5为图1的纵向剖视图；

图6为本实用新型电解槽的实施例2中电极片、驱动机构和搅拌件的立体结构示意图；

图7为本实用新型电解槽的实施例2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。

实施例1：

如图1至图5所示，为本实用新型电解槽的第一个优选实施例。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。

其中，槽体1由两个罩体11通过紧固件左右装配形成，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左右依次布置的环形密封垫12；位于左侧的罩体11内水平布置有导轨13。

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，位于右侧的罩体11与隔膜2之间的电极室110记为阴极室110a，位于左侧的罩体11与隔膜2之间的电极室110记为阳极室110b。位于右侧的罩体11的下部和上部分别设有与阴极室110a相贯通的进液口111和出液口112，因此，阴极室110a内的水流自下而上流动。位于左侧的罩体11的顶部开设有与阳极室110b相贯通的电解质投放口113和排液口114，本实施例中，上述排液口114与电解质投放口113共用同一开口，且该开口处覆盖有旋盖1131。

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内，上述阳极片3b基本竖直布置在阳极室110b内，且阴极片3a和阳极片3b均平行于隔膜2布置。阴极片3a的顶部具有导电柱31，该导电柱31向上穿过对应罩体11并外露于该罩体11的顶壁，阳极片3b的底部具有导电柱31，该导电柱31向左水平穿过对应罩体11并外露于该罩体11的左侧壁，阴极片3a和阳极片3b上的导电柱31分别用于与外接电源的负极和正极电连接；阳极片3b的外周安装有与上述导轨13导向配合的导向件32，用于限定阳极片3b只能沿左右方向平移。

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包括有螺母51、丝杆52和驱动件53，用于驱动上述阳极片3b沿左右方向平移。

具体地，螺母51安装在阳极片3b的中心位置；

丝杆52沿左右方向延伸，丝杆52的左端能转动地连接在位于左侧的罩体11的左侧壁的中间位置，丝杆52的右端与上述螺母51螺纹连接；

驱动件53为电机，安装在位于左侧的罩体11的外侧，其动力输出端与丝杆52的左端相连，用以驱动该丝杆52绕自身轴线转动。

搅拌件6容置在阳极室110b内，并与丝杆52相连。本实施例中，搅拌件6为搅拌扇叶。

这样，启动驱动件53，丝杆52随之转动，一方面，由于丝杆52和螺母51的相互作用，可带动阳极片3b相对于阴极片3a左右平移，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52同步转动，对电解质溶液进行搅拌，让电解质浓度更加均匀，并加强电解质溶解避免结晶析出，还可以形成动态扰流，加速排气、抑制水垢沉积、加速离子传递。

实施例2：

如图6和图7所示，为本实用新型电解槽的第二个优选实施例。与实施例1的不同之处在于：

本实施例中，采用驱动机构5’来替代驱动机构5，该驱动机构5’包括有螺母51’、丝杆52’和驱动件53’。

具体地，螺母51’安装在位于左侧的罩体11的左侧壁的中间位置；

丝杆52’沿左右方向延伸，丝杆52’的右端能转动地连接在阳极片3b的中心位置，丝杆52’的左端与螺母51’螺纹连接；

驱动件53’为电机，安装在位于左侧的罩体11的外侧，其动力输出端与丝杆52’的左端相连，用以驱动该丝杆52’绕自身轴线转动。

这样，启动驱动件53’，丝杆52’随之转动，由于丝杆52’和螺母51’的相互作用，丝杆52’会随之左右平移，从而带动阳极片3b和搅拌件6同步平移，相比实施例1，本实施例中，阳极片3b和搅拌件6的间距固定，当两者的间距设定较小时，阳极片3b周围的电解质浓度均匀和避免结晶效果会更佳。

需要注意的是，本实施例中，驱动件53’也会随丝杆52’同步平移，因此，需要在罩体11外侧设置导向机构(图中未示出)限定驱动件53’只能沿左右方向平移，保证驱动件53’的运动稳定性。

以实施例1为例，上述电解槽的工作原理如下：工作时，软水通过进液口111进入阴极室110a，电解质通过电解质投放口113投入至阳极室110b内与阳极室110b内的溶剂配制得到电解质溶液，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，电解质溶液中的阳离子通过隔膜2进入阴极室110a内制取碱性水；

在电解过程中，可通过驱动件53驱动丝杆52转动，一方面，可带动阳极片3b相对于阴极片3a左右平移，以调节两片电极片3的间距，从而实现碱性水的出水pH调节，相比加长/缩短电解时间来改变pH值的方式效率更高；另一方面，可带动搅拌件6随丝杆52同步转动，对电解质溶液进行搅拌，让电解质浓度更加均匀，并加强电解质溶解避免结晶析出，还可以形成动态扰流，加速排气、抑制水垢沉积、加速离子传递。

Claims (10)

1.一种电解槽，包括有

槽体(1)；

隔膜(2)，设于所述的槽体(1)内，将所述槽体(1)的内腔至少分隔有两个电极室(110)，两个电极室(110)分别记为阴极室(110a)和阳极室(110b)；以及

两片电极片(3)，分别记为阴极片(3a)和阳极片(3b)，该阴极片(3a)和阳极片(3b)分别布置在所述的阴极室(110a)和阳极室(110b)内；

其特征在于：所述的槽体(1)上具有与所述阳极室(110b)相贯通的电解质投放口(113)。

2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于：所述的阳极片(3b)平行于所述的阴极片(3a)，所述的电解槽还包括有用于驱动所述阳极片(3b)平移的驱动机构，用以调节阳极片(3b)与阴极片(3a)的间距。

3.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于：所述的驱动机构包括有

螺母，安装在所述的阳极片(3b)上；

丝杆，能转动地连接在所述的槽体(1)上，与所述的螺母螺纹连接；以及

驱动件，其动力输出端与所述的丝杆相连。

4.根据权利要求3所述的电解槽，其特征在于：所述的阳极室(110b)内安装有搅拌件(6)，该搅拌件(6)相对于所述的丝杆固定。

5.根据权利要求2所述的电解槽，其特征在于：所述的驱动机构包括有

螺母，安装在所述的槽体(1)上；

丝杆，能转动地连接在所述的阳极片(3b)上，与所述的螺母螺纹连接；以及

驱动件，其动力输出端与所述的丝杆相连。

6.根据权利要求5所述的电解槽，其特征在于：所述的阳极室(110b)内安装有搅拌件(6)，该搅拌件(6)相对于所述的丝杆固定。

7.根据权利要求3至6中任一权利要求所述的电解槽，其特征在于：所述的阳极室(110b)内安装有沿所述丝杆的长度方向布置的导轨(13)，所述的阳极片(3b)上设有与该导轨(13)导向配合的导向件(32)。

8.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)上具有与所述阳极室(110b)相贯通的排液口(114)。

9.根据权利要求8所述的电解槽，其特征在于：所述的排液口(114)与所述的电解质投放口(113)共用同一开口。

10.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)。