专利名称:阴极结构及电解槽的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种阴极结构及电解槽。该阴极结构包括阴极网、缓冲垫、集电体和固定件，集电体上分布有拉网形成的菱形孔，缓冲垫平铺在集电体上，阴极网平铺在缓冲垫上，固定件将阴极网固定在集电体上；固定件包括顶盖、中段柱、锥状柱和垫状平台，中段柱的一端与顶盖连接，中段柱的另一端与锥状柱连接，垫状平台设置在中段柱与锥状柱的连接处。本实用新型的阴极结构及电解槽，通过固定件将阴极网固定在集电体上，使本实用新型的阴极结构在电解过程中阴极网不易从集电体上脱落，保证电解过程能够顺利进行。
【专利说明】阴极结构及电解槽
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电解装置领域，特别是涉及一种用于氯碱行业的阴极结构，含有上述阴极结构的电解槽。
【背景技术】
[0002]一般地，氯碱工业上使用的膜极距离子膜电解槽电解单元阴极结构主要由阴极网、缓冲垫、集电体组成。电解槽在安装、使用过程中，要求阴极网必须处于固定状态，不能脱落，并且还要有微量能够受压缩变形的调整量。阴极网通过镍带或者销钉固定在集电体上。阴极网通过镍带固定时，镍带容易开焊，造成阴极网松动；阴极网通过销钉固定时，销钉件在组装时，由于阴极网的网孔大小问题，造成安装销钉时特别费力，容易损伤销钉，造成销钉脱落使阴极网松动。
[0003]鉴于上述缺陷，本实用新型人经过长时间的研宄和实践终于获得了本实用新型创造。
实用新型内容
[0004]基于此，有必要针对阴极网在电解过程中易脱落问题，提供一种能够将阴极网固定的阴极结构，含有上述阴极结构的电解槽。上述目的通过下述技术方案实现:
[0005]一种阴极结构，包括阴极网、缓冲垫、集电体和固定件，所述集电体上分布有拉网形成的菱形孔，所述缓冲垫平铺在所述集电体上，所述阴极网平铺在所述缓冲垫上，所述固定件将所述阴极网固定在所述集电体上；
[0006]所述固定件包括顶盖、中段柱、锥状柱和垫状平台，所述中段柱的一端与所述顶盖连接，所述中段柱的另一端与所述锥状柱连接，所述垫状平台设置在所述中段柱与所述锥状柱的连接处。
[0007]在其中一个实施例中，所述垫状平台远离所述顶盖的一端设置有圆弧倒角。
[0008]在其中一个实施例中，所述顶盖、所述中段柱、所述垫状平台与所述锥状柱一体成型。
[0009]在其中一个实施例中，所述垫状平台的厚度为0.4mm?1mm。
[0010]在其中一个实施例中，所述顶盖为圆柱形结构，所述中段柱为圆柱形结构，所述垫状平台为圆柱形结构，所述锥状柱为圆台形结构。
[0011]在其中一个实施例中，所述顶盖的直径大于所述集电体的菱形孔的内切圆的直径；
[0012]所述中段柱的直径小于所述集电体的菱形孔的内切圆的直径，所述中段柱的长度大于所述集电体的厚度；
[0013]所述垫状平台的外径大于所述集电体的菱形孔的内切圆的直径。
[0014]在其中一个实施例中，所述垫状平台的外径比所述集电体的菱形孔的内切圆的直径大 0.2mm ?0.5mm。
[0015]在其中一个实施例中，所述阴极网的面积大于所述缓冲垫的面积。
[0016]在其中一个实施例中，所述阴极网放置在所述缓冲垫上，所述阴极网的周边向下平折8mm?15mm，压平后，所述固定件穿过所述阴极网，并将所述阴极网固定在所述集电体上。
[0017]还涉及一种电解槽，包括如上述任一技术特征所述的阴极结构。
[0018]本实用新型的阴极结构及电解槽，结构设计简单合理，通过固定件将阴极网固定在集电体上，保证本实用新型的阴极结构在电解过程中阴极网不易从集电体上脱落，使阴极网处于固定状态，同时还具有微量的压缩变形调整量，保证电解过程能够顺利进行。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的阴极结构一实施例的主视图；
[0020]图2为图1所示的阴极结构中固定件的主视图；
[0021]其中:
[0022]100-阴极结构；
[0023]110-阴极网；
[0024]120-缓冲垫；
[0025]130-集电体；
[0026]140-固定件；
[0027]141-顶盖；142-中段柱；143_垫状平台；144_锥状柱。
【具体实施方式】
[0028]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的阴极结构及电解槽进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0029]参见图1，一实施例的阴极结构100，包括阴极网110、缓冲垫120、集电体130和固定件140，缓冲垫120平铺在集电体130上，阴极网110平铺在缓冲垫120上，缓冲垫120具有导电、缓冲作用。通过集电体130、缓冲垫120以及阴极网110的设置，使得在电解槽运行过程中，极间距可以达到膜极距。固定件140将阴极网110、缓冲垫120固定在集电体130上，防止阴极网110、缓冲垫120在安装运行过程中从集电体130上滑落。参见图2，固定件140包括顶盖141、中段柱142、垫状平台143以及锥状柱144，中段柱142的一端与顶盖141连接，中段柱142的另一端与锥状柱144连接，垫状平台143设置在中段柱142与锥状柱144的连接处，通过顶盖141、中段柱142、锥状柱144与垫状平台143相配合防止阴极网110从集电体130上脱落。
[0030]本实用新型的阴极结构通过固定件140将阴极网110固定在集电体130上，固定件140上的中段柱142和锥状柱144穿过阴极网110和集电体130，并由顶盖141与垫状平台143将阴极网110与集电体130夹在中间，保证本实用新型的阴极结构在安装运行过程中阴极网110不易从集电体130上脱落，使阴极网110处于固定状态。中段柱142的长度不但能保证阴极网110和集电体130固定在顶盖142和垫状平台143之间，其还能保证在运行过程中阴极网110和缓冲垫120以及集电体130之间具有微量的压缩变形调整量，从而确保电解过程能够顺利进行。在本实施例中，优选中段柱142的长度为2mm?5mm。锥状柱144的长度没有特别要求，因锥状柱144在安装过程中起引导插入的作用，其只要能确保固定件140插入阴极网110和集电体130即可。
[0031]进一步地，顶盖141为圆柱形结构，中段柱142为圆柱形结构，垫状平台143为圆柱形结构，锥状柱144为圆台形结构。中段柱142的一端与顶盖141连接，中段柱142的另一端与锥状柱144，垫状平台143安装到中段柱142与锥状柱144的连接处，通过顶盖141、中段柱142、锥状柱144与垫状平台143的配合防止阴极网110从集电体130上脱落。中段柱142的直径与锥状柱144的直径之比为I?2，当然，锥状柱144还可以是柱体或者是棱锥状。本实施例中，为了便于固定件140插入集电体130中，锥状柱144为圆台，此时，锥状柱144较大直径的一端与中段柱142连接，中段柱142的直径大于等于锥状柱144的最大直径，也可以小于锥状柱144的最大直径。为了确保固定件的刚性，优选中段柱142的直径大于等于锥状柱144的最大直径。进一步地，中段柱142的长度与锥状柱144的长度之比为0.3?2。为了加工制造方便，更优选中段柱142的直径等于锥状柱144的最大直径。进一步地，通过集电体130与阴极网110的厚度之和计算中段柱142的长度。
[0032]作为一种可实施方式，集电体130由镍板冲孔拉制而成，集电体130的表面分布有拉网形成的多个菱形孔，多个菱形孔均匀分布在集电体130的表面上。在本实用新型中，集电体130的厚度为0.8mm?1.7mm，菱形孔的规格包括:3_X6mm、4_X8mm、5_X 10mm、6mm X 13mm等规格。
[0033]作为一种可实施方式，阴极网110的面积大于缓冲垫120的面积，阴极网110平铺在缓冲垫120上，阴极网110的周边向下平折8mm?15mm，压平后，通过固定件140将阴极网110固定在集电体130上。阴极网110的周边向下平折与压平，可以保证阴极网110在工作时不会损伤离子膜。
[0034]作为一种可实施方式，顶盖141远离垫状平台143的一端设置有圆弧倒角，即顶盖141的顶部设置有圆滑过渡的倒角，顶盖141的直径大于集电体130的菱形孔的内切圆的直径，顶盖141厚度小，且不易变形，圆弧倒角的设置，使得顶盖141像碗一样倒扣在阴极网110上，避免损伤离子膜；中段柱142的直径小于集电体130的菱形孔的内切圆的直径，中段柱142的长度大于集电体130的厚度；垫状平台143的内径与中段柱142的直径相适应，垫状平台143的外径大于集电体130的菱形孔的内切圆的直径。
[0035]垫状平台143远离顶盖141的一端设置有圆弧倒角，即垫状平台143的底部设置有圆滑过渡的倒角。
[0036]中段柱142的直径小于集电体130的菱形孔的内切圆的直径，并且中段柱142具有一定的刚性，保证固定件140在下压过程中不易变形，中段柱142的长度大于集电体130的厚度。在本实施例中，中段柱142的长度大于集电体130的厚度Imm?2mm ;中段柱142的下面是垫状平台143，固定件140安装好后，垫状平台143处于集电体130下方，用于防止固定件140脱落。由于垫状平台143的厚度尺寸为0.4mm?1mm，厚度尺寸较小，垫状平台143的底部倒角圆滑过渡，安装时可以轻松用手指压入集电体130的菱形孔中。垫状平台143的外径大于集电体130的菱形孔的内切圆的直径0.2mm?0.5mm。锥状柱144位于中段柱142的下端，起引导插入作用。
[0037]作为一种可实施方式，顶盖141、中段柱142与锥状柱144为一体结构。进一步地，为一体的顶盖141、中段柱142和锥状柱144与垫状平台143 —体成型或可拆卸连接，即垫状平台143与顶盖141、中段柱142、锥状柱144为一体或两个部件。垫状平台143与顶盖141、中段柱142、锥状柱144为一体，固定件140在安装到集电体130的菱形孔中时，通过锥状柱144的引导插入和垫状平台143的底部的圆滑倒角，将固定件140压入集电体130的菱形孔中，压入完成后，中段柱142位于菱形孔中，顶盖141和垫状平台143分别位于菱形孔的两端，起固定作用。在本实施例中，顶盖141、中段柱142、锥状柱144与垫状平台143采用一体成型的加工方式制作出来。
[0038]作为一种可实施方式，固定件140的数量为两个或两个以上。通过两个或两个以上的固定件140将阴极网110固定在集电体130上。
[0039]作为一种可实施方式，固定件140由耐酸碱和高温不易变形的聚四氟材料制成，如:PFA(四氟乙烯一全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)，用于氯碱工业中。
[0040]作为一种可实施方式，阴极网110由镍丝编织而成，且阴极网110的表面覆盖贵金属氧化物涂层。缓冲垫120由镍丝编织而成，且缓冲垫120的表面上设置有棱状波纹。进一步地，镲丝的直径为0.1mm?0.2_。
[0041]本实用新型的一种电解槽，包括上述任一技术特征的阴极结构100。
[0042]本实用新型阴极结构的固定件，顶盖、中段柱、垫状平台、锥状柱可以是圆柱形或圆台形状。也可以是其他形状，只要使得顶盖和垫状平台将阴极网和集电体固定于中段柱处即可。
[0043]本实用新型的阴极结构的制造方法，包括如下步骤:
[0044]SlOO:先将缓冲垫120平铺在集电体130上，再将阴极网110平铺在缓冲垫120上，进入步骤S200 ；
[0045]S200:将阴极网110大于缓冲垫120的部分的周边向下平折，平折8mm?15mm后压平，进入步骤S300 ；
[0046]S300:固定件140分别穿过阴极网110和集电体130，将阴极网110固定在集电体130 上。
[0047]本实用新型的阴极结构及电解槽，结构设计简单合理，通过固定件将阴极网固定在集电体上，保证本实用新型的阴极结构在电解过程中阴极网不易从集电体上脱落，使阴极网处于固定状态，同时还具有微量的压缩变形调整量，保证电解过程能够顺利进行。
[0048]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【权利要求】
1.一种阴极结构，包括阴极网、缓冲垫和集电体，所述集电体上分布有拉网形成的菱形孔，所述缓冲垫平铺在所述集电体上，所述阴极网平铺在所述缓冲垫上，其特征在于，还包括固定件，所述固定件将所述阴极网固定在所述集电体上； 所述固定件包括顶盖、中段柱、锥状柱和垫状平台，所述中段柱的一端与所述顶盖连接，所述中段柱的另一端与所述锥状柱连接，所述垫状平台设置在所述中段柱与所述锥状柱的连接处。2.根据权利要求1所述的阴极结构，其特征在于，所述垫状平台远离所述顶盖的一端设置有圆弧倒角。3.根据权利要求1所述的阴极结构，其特征在于，所述顶盖、所述中段柱、所述垫状平台与所述锥状柱一体成型。4.根据权利要求3所述的阴极结构，其特征在于，所述垫状平台的厚度为0.4mm?Imm05.根据权利要求4所述的阴极结构，其特征在于，所述顶盖为圆柱形结构，所述中段柱为圆柱形结构，所述垫状平台为圆柱形结构，所述锥状柱为圆台形结构。6.根据权利要求5所述的阴极结构，其特征在于，所述顶盖的直径大于所述集电体的菱形孔的内切圆的直径； 所述中段柱的直径小于所述集电体的菱形孔的内切圆的直径，所述中段柱的长度大于所述集电体的厚度； 所述垫状平台的外径大于所述集电体的菱形孔的内切圆的直径。7.根据权利要求6所述的阴极结构，其特征在于，所述垫状平台的外径比所述集电体的菱形孔的内切圆的直径大0.2mm?0.5mm。8.根据权利要求1至7中任一项所述的阴极结构，其特征在于，所述阴极网的面积大于所述缓冲垫的面积。9.根据权利要求8所述的阴极结构，其特征在于，所述阴极网放置在所述缓冲垫上，所述阴极网的周边向下平折8_?15_，压平后，所述固定件穿过所述阴极网，并将所述阴极网固定在所述集电体上。10.一种电解槽，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的阴极结构。
【文档编号】C25B1-46GK204281872SQ201420745331
【发明者】郭立德, 陈中元, 张俊峰, 张丽蕊, 吴雪花, 范峰 [申请人]蓝星(北京)化工机械有限公司