专利名称：叠摞集成整体式电化学制氧槽的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电化学技术领域中的电化学制氧槽设计与制造技术，尤其是涉及一种采用导电气室框与相关部件构成的叠摞集成整体式电化学制氧槽。
背景技术：
氧气不只是医生在第一时间急救病人的第一要物，而且科学补氧还可预防和治疗许多疾病，这已成为越来越多人的共识。所以，近年来各种制氧产品应运而生。用空气电极作阴极、金属电极作阳极，以中性或碱性电解质作溶液的制氧产品是一种高科技的新型电化学制氧技术。因它在氧气纯度、制造成本、噪音、节能和安全可靠性等诸多方面优于分子筛制氧技术、电解水制氧技术及冷化空分法(瓶装氧)技术，受到用户的欢迎。早期开发的这类产品是将空气电极粘结塑料盒一侧(或二侧)的空腔上，中间插入金属电极，盒中注入电解质溶液，则构成了一个最小单位的电解槽。将若干个单位电解槽通过焊接的引线以串联的方式组合在一起则形成了产品的制氧槽，这种制氧槽容易发生漏液和爬碱的现象，而且制氧槽的组装十分费时，维修也十分烦琐。
不久前，我们创新地设计了一种叠摞集成式的制氧槽，它由空气电极、金属电极、氟橡胶密封圈、塑料功能圈、塑料气室框、夹板、金属螺杆和螺帽等部件构成。这种新型结构制氧槽虽然从根本上解决了上述问题，但是导电网的延伸长度长，接触面积减小了，不但增加了接触电阻，而且也增加了电能在传输线上的浪费；气室框四边的无通风孔，使空气在框内的流速小，不但降低了制氧效率，而且还不利于制氧过程的热量的散失，不利于抑制制氧槽的温升幅度，从而缩短了电极使用寿命。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种显著降低了接触电阻和电能在传输线上的浪费，有利于节能，可以抑制制氧槽的温升幅度，有利延长电极使用寿命的叠摞集成整体式电化学制氧槽。
本实用新型通过如下方式实现一种叠摞集成整体式电化学制氧槽，其特征是它是由两块夹板将若干数量的空气电极、金属电极、密封圈、功能框和导电支架气室框夹在其中形成，导电支架气室框置于空气电极和金属电极之间；所述导电支架气室框是用金属材料或采用塑料表面金属化工艺加工制造而成；所述导电支架气室框的四周、在平行电极的方向上分布着若干个通风孔；所述功能框置于制氧槽的最两端；所述空气电极是一种具有防水透气层、催化层和导电网三层结构的多孔气体扩散电极，在电极四边上的导电网向外伸展一定长度，折贴在防水层的外表面；所述功能框是用高分子材料注塑成型的，在功能框四周的外沿边上均匀分布着若干供穿螺杆用的定位螺栓孔，功能框四周内边沿上有一个宽度与所述密封圈相同的凹槽，密封圈平铺在该凹槽面上，在凹槽四周的外沿线上有一个具有一定深度的可嵌入密封圈周边凸棱的小槽；所述两块夹板和功能框的周边上设有定位孔，通过螺栓将其配合在一起；所述功能框的边框上有一个气液出口和溶液入口。
本实用新型有如下效果1)结构独特本实用新型采用了一种具有良好导电特性和空气对流特性的导电支架气室框，用之与其它部件一起构成叠摞集成整体式电化学制氧槽，本实用新型提供的制氧槽共有8种基本部件空气电极、导电支架气室框、金属电极、密封圈、塑料功能框、夹板、金属螺杆和螺帽。若干数量的空气电极、金属电极、密封圈和气室框被两端的夹板夹在其中。夹板之间的部件必须严格按以下规格排列夹板(1)-金属电极-密封圈-功能框-密封圈-空气电极-导电支架气室框......夹板(2)。
2)组装和维修十分方便，而且不易产生漏液爬碱的现象本实用新型中夹板和功能框的四周边沿上分布着可贯穿金属螺杆的小孔。若干根螺杆从一端的夹板小孔穿入，依次穿过功能框，最后从另一端的夹板小孔穿出。在螺杆的两端旋入螺帽，把两块夹板之间的部件锁紧，则构成一组集成式的制氧槽。组装和维修十分方便，而且不易产生漏液爬碱的现象。
3)接触紧密本实用新型由于采用了具有导电特性的支架气室框，使得气室框一面的四边可直接与空气电极四边伸出折贴在防水层外表面的导电网接触，形成压紧接触，而另一面则与金属的外表面接触。
4)节能本实用新型由于减小了导电网的延伸长度，又增大了接触面积，因此，显著降低了接触电阻和电能在传输线上的浪费，有利于节能。
5)抑制制氧槽的温升幅度，有利延长电极使用寿命本实用新型气室框四边的通风孔均不会被导电网遮盖，使空气在框内的流速加大，有利于提高制氧效率，而且还可将制氧过程的热量更多地带走，抑制制氧槽的温升幅度，有利延长电极使用寿命。
6)本实用新型的导电支架气室框可以直接用金属材料制造，也可采用塑料基体表面的金属化工工艺如化学镀——电镀，实现其表面金属化获得导电的气室支架框。
图1为本实用新型的整体结构示意图；图2为本实用新型制氧基本单元的组合示意图；图3为本实用新型空气电极结构示意图；图4为本实用新型功能框结构示意图；图5为本实用新型导电支架气室框结构示意图。
具体实施方式
一种叠摞集成整体式电化学制氧槽，如图2所示它是由两块夹板1和2将若干数量的空气电极6、金属电极3、密封圈4、功能框5和导电支架气室框7夹在其中形成，导电支架气室框7置于空气电极6和金属电极3之间，导电支架气室框7是用金属材料或采用塑料表面金属化工艺加工制造而成，如图5所示导电支架气室框7的四周、在平行电极的方向上分布着若干个通风孔16，功能框5置于制氧槽的最两端，如图3所示空气电极6是一种具有防水透气层、催化层和导电网三层结构的多孔气体扩散电极，在电极四边上的导电网向外伸展一定长度，折贴在防水层的外表面，如图4所示功能框5是用高分子材料注塑成型的，在功能框5四周的外沿边上均匀分布着若干供穿螺杆用的定位螺栓孔，功能框5四周内边沿上有一个宽度与所述密封圈4相同的凹槽，密封圈4平铺在该凹槽面上，在凹槽四周的外沿线上有一个具有一定深度的可嵌入密封圈4周边凸棱的小槽，两块夹板1、2和功能框5的周边上设有定位孔，通过螺栓将其配合在一起，功能框5的边框上有一个气液出口或入口。
如图1和2所示它是由两块夹板1和2将若干数量的空气电极6、金属电极3、密封圈4、功能框5和导电支架气室框7夹在其中形成，功能框5置于制氧槽的最两端，按此将两端之外的所有阴、阳两极串联在一起，形成一个整体，功能框5是用高分子材料注塑成型的，在功能框5四周的外沿边上均匀分布着若干供穿螺杆用的定位螺栓孔，功能框5四周内边沿上有一个宽度与所述密封圈4相同的凹槽，密封圈4平铺在该凹槽面上，在凹槽四周的外沿线上有一个具有一定深度的可嵌入密封圈4周边凸棱的小槽，在处于最左端的金属电极3和最右端的空气电极6上各有一段供连接直流电源正负极使用的引线，两块夹板1、2和功能框5的周边上设有定位孔，通过螺栓将其配合在一起，空气电极6是一种具有防水透气层、催化层和导电网三层结构的多孔气体扩散电极，在电极四边的导电网向外伸展一定长度，弯贴在防水层的外表面。功能框5的上部和下部各有一个气液出口或入口，导电支架气室框7的上下左右四侧，在平行电极的方向上分布着若干个通风孔道。
本实用新型提供的叠摞集成整体式制氧槽按图2所示的原理组装。根据制氧量的要求决定需要空气电极6、金属电极3的数量，然后将金属电极6、密封圈4、功能框5、空气电极6、气室框7按图2所示的先后顺序与相对位置叠摞在夹板1和夹板2之间。按此将两端之外的所有阴、阳极串联在一起，形成一个整体。处于最左端的金属电极3和最右端的空气电极6各有一段引线(+)(-)，供连接直流电源正负极使用。将金属螺杆依次从夹板的小孔17和功能框5的小孔11穿入，从夹板2的小孔穿出，在螺杆穿出端旋入螺帽，把夹板之间的部件锁紧，通过机械力和密封圈的弹性变形作用力使功能框5两侧四边与金属电极3和空气电极6形成十分严实的密封结合。
如上述的空气电极6已申请专利，它是采用高分散性的高分子聚合物、高比表面的炭材料、优良导电性能的特种炭粉和无机催化剂制造的多孔气体扩散电极，如图3所示，电极由防水透气层8、催化层9和导电网10经冷压烧结成型。导电网10在四边各伸出一定长度弯贴在防水层外表面上。如上所述的金属电极3是一种表面层以镍为主体成份的合金材料，其尺寸与空气电极6相同。
如上所述的功能框5是用高分子材料注塑成型的。如图4所示，有若干数量的定位孔11分布在功能框四周的外沿边上。功能框四周边沿上有一个宽度与密封圈4相同的凹槽13，密封圈4平铺在凹槽13面上，槽13四周边沿线上有一个具有一定深度的小槽12，可嵌入密封圈4周边的凸棱。功能框5的上部有一个气(O2)液出口14，下部有一个溶液入口15。
如图5所示导电支架气室框7是用金属材料或通过塑料表面金属化工艺如化学镀一电镀制造的。在框的四周，在平行于电极的方向上分布着若干通风小孔道16，作为导电支架气室框的通风孔道。
权利要求1.一种叠摞集成整体式电化学制氧槽，其特征是它是由两块夹板(1)和(2)将若干数量的空气电极(6)、金属电极(3)、密封圈(4)、功能框(5)和导电支架气室框(7)夹在其中形成，导电支架气室框(7)置于空气电极(6)和金属电极(3)之间。
2.如权利要求1所述的叠摞集成整体式电化学制氧槽，其特征是所述导电支架气室框(7)是用金属材料或采用塑料表面金属化工艺加工制造而成。
3.如权利要求1或2所述的叠摞集成整体式电化学制氧槽，其特征是所述导电支架气室框(7)的四周、在平行电极的方向上分布着若干个通风孔(16)。
4.如权利要求1或2所述的叠摞集成整体式电化学制氧槽，其特征是所述功能框(5)置于制氧槽的最两端。
5.如权利要求1所述的叠摞集成整体式电化学制氧槽，其特征是所述空气电极(6)是一种具有防水透气层、催化层和导电网三层结构的多孔气体扩散电极，在电极四边上的导电网向外伸展一定长度，折贴在防水层的外表面。
6.如权利要求1或2所述的叠摞集成整体式电化学制氧槽，其特征是所述功能框(5)是用高分子材料注塑成型的，在功能框(5)四周的外沿边上均匀分布着若干供穿螺杆用的定位螺栓孔，功能框(5)四周内边沿上有一个宽度与所述密封圈(4)相同的凹槽，密封圈(4)平铺在该凹槽面上，在凹槽四周的外沿线上有一个具有一定深度的可嵌入密封圈(4)周边凸棱的小槽。
7.如权利要求1所述的叠摞集成整体式电化学制氧槽，其特征是所述两块夹板(1)(2)和功能框(5)的周边上设有定位孔，通过螺栓将其配合在一起。
8.如权利要求1所述的叠摞集成整体式电化学制氧槽，其特征是所述功能框(5)的边框上有一个气液出口和溶液入口。
专利摘要本实用新型涉及电化学技术领域中的电化学制氧槽设计与制造技术，尤其是涉及一种采用导电气室框与相关部件构成的叠摞集成整体式电化学制氧槽，其特征是它是由两块夹板将若干数量的空气电极、金属电极、密封圈、功能框和导电支架气室框夹在其中形成，导电支架气室框置于空气电极和金属电极之间；所述导电支架气室框是用金属材料或采用塑料表面金属化工艺加工制造而成；本实用新型显著降低了接触电阻和电能在传输线上的浪费，有利于节能，可以抑制制氧槽的温升幅度，有利延长电极使用寿命。
文档编号C25B1/10GK2921040SQ20062011969
公开日2007年7月11日 申请日期2006年6月8日 优先权日2006年6月8日
发明者胡崇礼, 蔡乃才 申请人:宁夏元亨科技开发有限公司