CN220788824U - 一种掺硼金刚石电极电解结构及应用其的电解器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种掺硼金刚石电极电解结构及应用其的电解器，属于臭氧电解器技术领域，包括盖体，所述盖体上设有第一电极孔、第二电极孔和通孔，所述第一电极孔和所述第二电极孔分别处于所述通孔的两侧，还包括第一电极、第二电极和连接件，所述第一电极设置在所述第一电极孔上，所述第二电极设置在所述第二电极孔上，所述第一电极和所述第二电极层叠设置且留有间隙，所述连接件穿过所述通孔固定所述第一电极和所述第二电极，通过电极层叠并在层叠区域设置连接件来提高电极长期工作的稳定性，防止长期使用后电极积热而断裂，采用无焊的方式进行生产，简化了生产工艺。
Description
技术领域
本实用新型涉及臭氧电解器技术领域，具体涉及一种掺硼金刚石电极电解结构及应用其的臭氧电解器。
背景技术
臭氧溶解于水得到的臭氧水是一种高效无污染的杀菌和消毒剂，电解水获得臭氧水的较优的方案是由掺硼金刚石片和固体电解质膜来完成电解水，掺硼金刚石片通常由硅片沉积金刚石涂层掺硼制成，掺硼金刚石(BDD)电极具有化学稳定性好、析氧电位高、电化学窗口宽等优势，掺硼金刚石电极可分为非金属基底掺硼金刚石电极和金属基底掺硼金刚石电极两大类，其中非金属基底掺硼金刚石电极是市场主流产品，相比于金属基板掺硼金刚石电极，非金属掺硼金刚石电极更适用于工业生产，有着成熟的规模化量产技术，而硅基掺硼金刚石(Si/BDD)是非金属基底掺硼金刚石电极中的主流电极，现有的叠层式臭氧水发生器的封装方式缺点如下：电极易断裂，较薄的掺硼金刚石电极容易发生机械断裂，传统电解槽的结构不能保证电极片在压紧过程中受力均匀，在装配过程中出现的不良率较高，而较厚的掺硼金刚石电极制造成本又会大大增加，并不适用于规模化量产和普及推广；电极难焊接，以非金属为基底的掺硼金刚石电极无法将任何导电性质的物体焊接于电极片上，电极片的引电方式更为复杂和不可靠，不能保证电极片在电解过程中稳定反应；电极的使用寿命短，电极片的寿命主要取决于电极制造的工艺以及使用的工况，在保证电极制造工艺没有太大瑕疵的情况下，电解槽的设计的合理性与给电极片供电的合理参数是影响寿命的最大因素，现有的臭氧发生器电解槽的设计较少考虑到散热，导致电极长期，电极上的镀层会逐渐脱落；电极的工作效率低，现有的臭氧发生器电解槽都是根据不同面积厚度的电极片进行设计，而这些电解槽中电极片实际反应的工作面积只有正对的两个面，大大制约了电极工作的有效面积，因此需要一种能够解决上述问题的硅基底掺硼金刚石电极的电解结构。
现有公告号为CN116065174A的专利申请公开了一种叠层式臭氧水发生器，第一金属壳体、弹片、第一掺硼金刚石电极、固体电解质膜、第二掺硼金刚石电极和第二金属壳体顺序叠层在一起；绝缘隔片为框形片，置于第一金属壳体和第二金属壳体之间，其内部空腔构成通道；第二金属壳体设置进水口和出水口，所述进水口和出水口通过通道联通；调节螺丝设置于第一金属壳体上；通过螺丝孔用螺丝固定后构成最基本的臭氧水发生器电解单元。外部旋转所述调节螺丝以调节弹片、第一掺硼金刚石电极、固体电解质膜、第二掺硼金刚石电极和第二金属壳体之间的松紧以改变电流回路的电流，该叠层式臭氧水发生器掺硼金刚石电极堆叠紧密，散热性能不好，电解效率低且仅用螺丝顶住，连接强度不高，易受外界振动。
实用新型内容
本实用新型的目的之一是提供一种掺硼金刚石电极电解结构，解决了现有掺硼金刚石电极堆叠后散热能力不好，堆叠强度不高的问题。
为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：
一种掺硼金刚石电极电解结构，包括盖体，所述盖体上设有第一电极孔、第二电极孔和通孔，所述第一电极孔和所述第二电极孔分别处于所述通孔的两侧，还包括第一电极、第二电极和连接件，所述第一电极与所述第一电极孔对应设置，所述第二电极与所述第二电极孔对应设置，所述第一电极和所述第二电极层叠设置且留有间隙，所述连接件穿过所述通孔固定所述第一电极和所述第二电极，通过电极层叠并在层叠区域设置连接件来提高电极长期工作的稳定性。
进一步的，所述第一电极包括第一导电柱、至少一个第一导电片和第一电极片，所述第一导电柱设置在所述第一电极孔中，所述第一导电柱的一端与所述第一导电片的一端相连，所述第一导电片的另一端夹紧所述第一电极片的一端，所述第二电极包括第二导电柱、至少一个第二导电片和第二电极片，所述第二导电柱设置在所述第二电极孔中，所述第二导电柱的一端与所述第二导电片的一端相连，所述第二导电片的另一端夹紧所述第二电极片，所述第一电极片和所述第二电极片向所述盖体的投影部分重叠，利用导电片夹紧电极片可以提高电极片长期工作的可靠性。
进一步的，所述第一电极还包括第一紧固件，所述第一电极片设置在两个所述第一导电片之间，所述第一紧固件将所述第一电极片和两个所述第一导电片夹紧固定，所述第二电极还包括第二紧固件，所述第二电极片设置在两个所述第二导电片之间，所述第二紧固件将所述第二电极片夹紧固定，利用紧固件来夹紧电极片，可以在不破坏电极片的前提下施加足够的夹持力，防止电极片断裂，还可以在组装过程中微调导电片的位置。
优选的，所述第一电极片和所述第二电极片结构相同，所述第一电极片包括通槽和定位孔，所述第一电极片上设置有拐角，使得所述第一电极片的两端朝向不同，所述通槽和所述定位孔贯穿所述第一电极片上的重叠部分，所述连接件穿过所述定位孔对所述第一电极片形成支撑，电极片之间错位重叠，扩大反应面积提高制臭氧的效率。
更优的，所述第一导电片和所述第二导电片是铜片，铜片弹性强且导电能力佳。
更优的，所述连接件是钛螺栓，利用钛螺栓无毒、高温稳定性好和耐腐蚀性的特点，使电极能够长期保持稳定的工作状态。
优选的，所述盖体还包括凹槽，所述第一电极孔、所述第二电极孔和所述通孔设置在所述凹槽的底壁上，便于使用时安装和存放，防止电极受到外部损伤。
更优的，所述盖体上设有第一电极安装部和第二电极安装部，所述第一电极孔设置在所述第一电极安装部上，第一电极安装部伸入到所述盖体的一侧形成第一凸台，所述第二电极孔设置在所述第二电极安装部上，所述第二电极安装部伸入到所述盖体的一侧形成第二凸台，所述第一凸台与所述第二凸台的高度不同，用于将不同电极沿不同的高度错开，组装时方便。
进一步的，还包括第三电极和第四电极，所述第一电极、所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极交错层叠设置，不同电极之间形成电解池，可以提高制臭氧效果。
本实用新型的目的之一是提供一种掺硼金刚石电极电解结构，解决了现有电解器故障后拆解不方便，维护和组装繁琐的问题。
为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：
一种电解器，包括壳体和所述的掺硼金刚石电极电解结构，所述掺硼金刚石电极电解结构设置在所述壳体的侧壁上，可以方便进行拆装。
本实用新型的有益效果为：
(1)该掺硼金刚石电极电解结构设有盖体，在盖体上设有第一电极孔、第二电极孔和通孔，第一电极孔和第二电极孔分别处于通孔的两侧，在第一电极孔和第二电极孔内均安装有电极，电极堆叠设置且电极之间留有间隙，扩大了电极的反应面积同时提高了电极的散热能力，防止高温导致的电极镀层脱落，提高了电极的使用寿命，在电极的中部由穿过通孔的连接件将电极参与反应的部分进行固定，提高了电极的连接强度和长期工作的稳定性，另外生产该电解结构时采用非焊接的方式，降低了生产难度。
(2)该掺硼金刚石电极电解结构上的电极包括导电柱、导电片、电极片和紧固件，导电柱连接在盖体上，用于连接外部电源线，导电片通过紧固件将电极片夹紧，保证了电极片导电回路的稳定性，电极片之间间隔层叠布置，提高了电解水的反应面积从而提高电解水的效率，电极片上设有拐角，使得参与电解水的电极片部分占用壳体内的面积小，在电极片设有通槽和定位孔，通槽起到加强水气对流的作用，定位孔可以提高电极片的牢固程度。
(3)该掺硼金刚石电极电解结构还设有第三电极和第四电极，第三电片和第四电极片分别第一电极片和第二电极片相对设置，且电极片之间间隔堆叠设置，充分利用电解腔内的空间，提高了电解水的效率。
(4)该电解器的壳体两端上均设有掺硼金刚石结构，充分利用壳体内的空间，达到提高电解水效率的目的，在掺硼金刚石结构故障后，仍然可以继续使用，通过替换掺硼金刚石结构可以快速对电解器进行维修。
附图说明
图1为本实用新型提供的掺硼金刚石电极电解结构的爆炸图；
图2为本实用新型提供的掺硼金刚石电极电解结构的轴测图；
图3为本实用新型提供的掺硼金刚石电极电解结构的正视图；
图4为本实用新型提供的掺硼金刚石电极电解结构的侧视图；
图5为图3上沿A-A线的剖面图；
图6为图3上沿B-B线的剖面图；
图7为图4上沿C-C线的剖面图。
附图标记：
1、盖体；11、前盖；12、第一电极孔；121、第一凸台；13、第二电极孔；131、第二凸台；14、通孔；15、凹槽；2、壳体；3、后盖；4、电解腔；41、进水口；42、出水口；51、第一电极；511、第一导电柱；512、第一导电片；513、第一电极片；514、第一紧固件；515、定位孔；516、通槽；52、第二电极；521、第二导电柱；522、第二导电片；523、第二电极片；524、第二紧固件；53、连接件；54、第三电极；55、第四电极。
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
如图1-图7所示，本实施例公开了一种掺硼金刚石电极电解结构，包括盖体1，盖体1上设有第一电极孔12、第二电极孔13和通孔14，第一电极孔12和第二电极孔13分别处于通孔14的两侧，还包括第一电极51、第二电极52和连接件53，第一电极51与第一电极孔12对应设置，第二电极52与第二电极孔13对应设置，第一电极51和第二电极52层叠设置且留有间隙，连接件53穿过通孔14固定第一电极51和第二电极52，第一电极51和第二电极52分处于盖体1的两侧可以充分利用空间，提高单位面积的臭氧生成量，第一电极51和第二电极52间隔设置可以提高其与水的接触面积，提高臭氧生成量的同时也能提高散热能力，保证电极长期使用的稳定性和寿命，采用无焊的方式进行生产，简化了生产工艺。
进一步地，第一电极51包括第一导电柱511、至少一个第一导电片512和第一电极片513，第一导电柱511设置在第一电极孔12中，第一导电柱511的一端与第一导电片512的一端相连，第一导电片512的另一端夹紧第一电极片513的一端，第二电极52包括第二导电柱521、至少一个第二导电片522和第二电极片523，第二导电柱521设置在第二电极孔13中，第二导电柱521的一端与第二导电片522的一端相连，第二导电片522的另一端夹紧第二电极片523，第一电极片513和第二电极片523向盖体1的投影部分重叠，通过导电柱来调节各个电极片的安装高度，保证电极片之间的间隔稳定，提高散热能力和电解效率。
进一步地，第一电极51还包括第一紧固件514，第一电极片513设置在两个第一导电片512之间，第一紧固件514将第一电极片513和两个第一导电片512夹紧固定，第二电极52还包括第二紧固件524，第二电极片523设置在两个第二导电片522之间，第二紧固件524将第二电极片523夹紧固定，第一紧固件514和第二紧固件524由高强度塑料制成，利用塑料紧固件的弹性可以在完成压紧导电片和电极片，提高接触面积和接触的稳定，保证电路的畅通，掺硼金刚石相对脆弱，用塑料紧固件可以防止安装时损坏电极片，在第一电极片513和第二电极片523的一端上设有环槽，通过环槽可以调节电极片与导电片的相对位置，方便安装电极片。
优选地，第一电极片513和第二电极片523的横截面为L形，可以的充分利用空间。
具体参见图7，优选地，第一电极片513和第二电极片523结构相同，第一电极片513包括通槽516和定位孔515，第一电极片513上设置有拐角，使得第一电极片513的两端朝向不同，通槽516和定位孔515贯穿第一电极片513上的重叠部分，连接件53穿过定位孔515对第一电极片513形成支撑，通槽516可以提高水气的流通程度，提高电解制臭氧的效率，定位孔515用于与连接件53配合，对电极片上的反应部分进行固定，提高电极片的稳定性。
作为更优地，第一导电片512和第二导电片522是铜片，铜片导电能力强且韧性强，连接件53是钛螺栓，钛螺丝具有密度低，比强度高、耐蚀性能好、导热率低、无毒无磁、可焊接和生物相容性好，应用在此处提高电极连接强度和延长电解结构的寿命。
优选地，盖体1还包括凹槽15，第一电极孔12、第二电极孔13和通孔14设置在凹槽15的底壁上，第一导电柱511、第二导电柱521和连接件53安装后均不会伸出到盖体1的外部，使得盖体1的安装方便，便于组装到不同设备内使用。
优选地，盖体1上设有第一电极安装部和第二电极安装部，第一电极孔12设置在第一电极安装部上，第一电极安装部伸入到盖体1的一侧形成第一凸台121，第二电极孔13设置在所述第二电极安装部上，第二电极安装部伸入到盖体1的一侧形成第二凸台131，第一凸台121与第二凸台131的高度不同，通过凸台来支撑电极柱起到将各个电极片分层的作用。
该电解结构的组装过程如下：
先通过导电片将电极片的一端夹紧，再用紧固件将电极片和导电片一并固定，第一导电柱511、第二导电柱521和连接件53分别穿入到第一电极孔12、第二电极孔13和通孔14中，将组装好的电极分别装入到电极柱上，装入时使定位孔515与连接件53对正，装入各个电极时按顺序依次装入，使各个电极之间交错层叠，安装电极用螺栓将各个电极柱和连接件53拧紧，最后将盖体1安装到壳体2上完成组装。
实施例二
本实施例公开了一种电解结构，其不同之处在于：该电解结构上包括第三电极54和第四电极55，第一电极51、第二电极52、第三电极54和第四电极55交错层叠设置，第一电极51和第三电极54为一组，第二电极52和第四电极55为一级处于通孔14的两侧，通过交错层叠的方式使各个电极均有单独的支撑，提高了电极连接的强度和稳定性。
优选地，第一电极51和第四电极55的厚度小于第二电极52和第三电极54，第二电极52和第三电极54处于中间位置，容易在电解制臭氧的反应中积累更多的热量，通过加厚第二电极52和第三电极54来提高强度，防止其表面的镀层脱落以及连接处受热断裂。
实施例三
本实施例还公开了一种电解器，包括壳体2、两个掺硼金刚石电极电解结构和离子交换模，掺硼金刚石电极电解结构设置在壳体2的侧壁上，壳体2内为电解腔4，离子交换膜设置在电解腔4内，用于与电极一起通电完成电解水生成臭氧的，在壳体2的两端设有连接电解腔4的进水口41和出水口42，在电解腔4在壳体2的两相对侧壁上形成开口，在开口上分别可拆卸地连接有前盖11和后盖3，在前盖11和后盖3上均安装有掺硼金刚石电极电解结构，可以用来反复拆装方便维护，壳体2、前盖11和后盖3由高强度塑料制成。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对于本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种掺硼金刚石电极电解结构，包括盖体(1)，所述盖体(1)上设有第一电极孔(12)、第二电极孔(13)和通孔(14)，所述第一电极孔(12)和所述第二电极孔(13)分别处于所述通孔(14)的两侧，其特征在于：还包括第一电极(51)、第二电极(52)和连接件(53)，所述第一电极(51)与所述第一电极孔(12)对应设置，所述第二电极(52)与所述第二电极孔(13)对应设置，所述第一电极(51)和所述第二电极(52)层叠设置且留有间隙，所述连接件(53)穿过所述通孔(14)固定所述第一电极(51)和所述第二电极(52)。
2.根据权利要求1所述的掺硼金刚石电极电解结构，其特征在于：
所述第一电极(51)包括第一导电柱(511)、至少一个第一导电片(512)和第一电极片(513)，所述第一导电柱(511)设置在所述第一电极孔(12)中，所述第一导电柱(511)的一端与所述第一导电片(512)的一端相连，所述第一导电片(512)的另一端夹紧所述第一电极片(513)的一端，所述第二电极(52)包括第二导电柱(521)、至少一个第二导电片(522)和第二电极片(523)，所述第二导电柱(521)设置在所述第二电极孔(13)中，所述第二导电柱(521)的一端与所述第二导电片(522)的一端相连，所述第二导电片(522)的另一端夹紧所述第二电极片(523)，所述第一电极片(513)和所述第二电极片(523)向所述盖体(1)的投影部分重叠。
3.根据权利要求2所述的掺硼金刚石电极电解结构，其特征在于：
所述第一电极(51)还包括第一紧固件(514)，所述第一电极片(513)设置在两个所述第一导电片(512)之间，所述第一紧固件(514)将所述第一电极片(513)和两个所述第一导电片(512)夹紧固定，所述第二电极(52)还包括第二紧固件(524)，所述第二电极片(523)设置在两个所述第二导电片(522)之间，所述第二紧固件(524)将所述第二电极片(523)夹紧固定。
4.根据权利要求3所述的掺硼金刚石电极电解结构，其特征在于：
所述第一电极片(513)和所述第二电极片(523)结构相同，所述第一电极片(513)包括通槽(516)和定位孔(515)，所述第一电极片(513)上设置有拐角，使得所述第一电极片(513)的两端朝向不同，所述通槽(516)和所述定位孔(515)贯穿所述第一电极片(513)上的重叠部分，所述连接件(53)穿过所述定位孔(515)对所述第一电极片(513)形成支撑。
5.根据权利要求4所述的掺硼金刚石电极电解结构，其特征在于：
所述第一导电片(512)和所述第二导电片(522)是铜片。
6.根据权利要求1-5任一项所述的掺硼金刚石电极电解结构，其特征在于：
所述连接件(53)是钛螺栓。
7.根据权利要求6所述的掺硼金刚石电极电解结构，其特征在于：
所述盖体(1)还包括凹槽(15)，所述第一电极孔(12)、所述第二电极孔(13)和所述通孔(14)设置在所述凹槽(15)的底壁上。
8.根据权利要求1所述的掺硼金刚石电极电解结构，其特征在于：
所述盖体(1)上设有第一电极安装部和第二电极安装部，所述第一电极孔(12)设置在所述第一电极安装部上，所述第一电极安装部伸入到所述盖体(1)的一侧形成第一凸台(121)，所述第二电极孔(13)设置在所述第二电极安装部上，所述第二电极安装部伸入到所述盖体(1)的一侧形成第二凸台(131)，所述第一凸台(121)与所述第二凸台(131)的高度不同。
9.根据权利要求1所述的掺硼金刚石电极电解结构，其特征在于：
还包括第三电极(54)和第四电极(55)，所述第一电极(51)、所述第二电极(52)、所述第三电极(54)和所述第四电极(55)交错层叠设置。
10.一种电解器，其特征在于：包括壳体(2)和权利要求1-9任一项所述的掺硼金刚石电极电解结构，所述掺硼金刚石电极电解结构设置在所述壳体(2)的侧壁上。
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|---|---|---|---|
| CN202322031201.5U CN220788824U (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种掺硼金刚石电极电解结构及应用其的电解器 |
Applications Claiming Priority (1)
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- 2023-07-28 CN CN202322031201.5U patent/CN220788824U/zh active Active
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