一种PEM电解槽的制作方法

一种pem电解槽
技术领域
1.本发明涉及电解槽技术领域，具体是一种pem电解槽。


背景技术：

2.电解槽由槽体、阳极和阴极组成，多数用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，以制取所需产品，目前国内外较为成熟的pem电解槽的极板一般采用金属(钛材)材料加工而成，在电解技术中，pem电解槽作为纯水电解制氢的重要设备，起着必不可少的重要作用。
3.现有的pem电解槽随着纯水制氢的正常进行，氢气不断被收集，电解槽内纯水的质量减少，现有技术中普遍采用工作人员观察从而及时对电解槽内补充纯水，若工作人员疏忽大意，容易导致电解槽电解过程的中断，影响纯水制氢的效率。
4.此外，在专利公开号为cn214937843u的申请文件中公开了“一种纯水制氢pem电解槽，涉及电解槽设备技术领域，包括电解槽主体，所述电解槽主体的内部设有多个电解单元槽主体，所述电解单元槽主体的两侧壳体均固定连接有滑动块，所述滑动块滑动连接在电解槽主体的顶部壳体上”其虽可以对多个电解单元槽进行固定，使其在对纯水进行电解制氢时不会分离，从而保证电解制氢工作的效率，但是在实际操作时，针对每个单元槽进行固定时均需要拉动对应的拉环，当需要对多组单元槽进行固定时，需要重复拉动多组拉环，较为不便，存在着单元槽安装效率低的问题。


技术实现要素：

5.为了弥补现有技术普遍采用工作人员观察从而及时对电解槽内补充纯水，若工作人员疏忽大意，容易导致电解槽电解过程的中断的问题，本发明提出一种pem电解槽。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种pem电解槽，包括电解槽和底板，所述电解槽位于底板正上方，所述电解槽内垫设有一层厚度均匀的pem膜，所述电解槽下侧壁与底板上侧壁之间通过多组均匀分布的伸缩柱固定连接，每个所述伸缩柱上均套设有对应的弹簧，所述弹簧两端分别与电解槽下侧壁和底板上侧壁固定连接，所述底板上方固定设置有与电解槽匹配的补水装置；
7.所述补水装置包括储水箱和补水软管，所述储水箱固定设置在底板上方，且补水软管与储水箱连通，所述补水软管向内插入电解槽内，所述储水箱上固定安装有与补水软管连通的水泵，所述底板上侧壁中心处设置有与水泵匹配的自动补水控制装置。
8.优选的，所述自动补水控制装置包括空心筒和弹性开关，所述弹性开关固定设置在空心筒上端内壁，且弹性开关与水泵电性连接，所述空心筒内竖直滑动连接有挤压板，所述空心筒两侧开设有位置对称的第四条形开口，所述挤压板两侧固定连接有对应的拉杆，所述拉杆贯穿对应的第四条形开口与电解槽下侧壁固定连接。
9.优选的，所述电解槽内放置有多组均匀分布的单元槽主体，所述电解槽侧壁开设
有与单元槽主体匹配的滑腔，所述滑腔内滑动连接有滑块，所述电解槽内壁开设有与滑腔连通的第三条形开口，所述滑块侧壁固定设置有第三连接杆，所述第三连接杆向外贯穿第三条形开口固定连接有对应的夹板，每组所述夹板侧壁均与单元槽主体相抵，所述电解槽外侧壁开设有与滑腔连通的第二条形开口，所述滑块远离第三连接杆的一端固定连接有第二连接杆，所述第二连接杆向外贯穿第二条形开口设置，所述电解槽外侧壁固定设置有滑杆，所述滑杆位于两个第二连接杆之间，所述滑杆上滑动连接有滑套，每个所述第二连接杆与滑套均通过对应的铰接杆铰接，所述滑套远离铰接杆的一端固定连接有位置对称的连接条，多组所述连接条共同固定连接有矩形条，所述电解槽一侧固定设置有与两个矩形条匹配的调节装置。
10.优选的，所述调节装置包括空心盒和调节杆，所述空心盒与电解槽外侧壁通过位置对称的连接柱固定连接，所述调节杆与空心盒一侧侧壁转动连接，且调节杆向内贯穿空心盒侧壁固定连接有第一斜齿轮，所述空心盒内对称设置有与第一斜齿轮啮合的第二斜齿轮，每个所述第二斜齿轮均与空心盒内端壁之间均通过螺纹杆转动连接，所述螺纹杆上螺纹连接有移动套，所述移动套侧壁固定连接有第一连接杆，所述空心盒侧壁设置有与第一连接杆匹配的第一条形开口，所述第一连接杆向外贯穿第一条形开口与对应的矩形条固定连接。
11.优选的，所述滑杆上开设有与滑套匹配的限位滑槽，所述滑套内壁设置有与限位滑槽匹配的限位矩块。
12.优选的，所述滑杆远离电解槽的一端固定连接有防脱块，所述防脱块的长度大于滑套的内径。
13.优选的，所述底板上侧壁固定设置有位置对称的第一限位块，所述空心筒上端内壁固定设置有与挤压板对应的第二限位块，且第二限位块设置成弧形。
14.优选的，所述储水箱远离电解槽的一侧镶嵌设置有透明观察窗，所述透明观察窗上设置有分布均匀的刻度线。
15.本发明的有益之处在于：
16.1.随着电解槽内纯水制氢的持续进行，电解槽内纯水的含量减少，电解槽整体的重量减轻，原本被压缩的弹簧随之向上顶起电解槽，与电解槽固定连接的拉杆随之带动挤压板向上挤压弹性开关，水泵随之开启，储水箱内的纯水被水泵抽入补水软管进而进入电解槽内，从而完成对电解槽内纯水的自动补给，无需人工操控，保障了电解槽内纯水制氢的正常进行；
17.2.正向转动调节杆，第一斜齿轮通过第二斜齿轮带动螺纹杆转动，与其螺纹连接的移动套带动第一连接杆和矩形条相互远离，反之，反向转动调节杆，两个矩形条随之相互靠近，通过矩形条的远离与靠近带动夹板同时实现对多组单元槽主体的拆卸与固定，无需工作人员依次安装每组单元槽主体，提高了单元槽主体的安装效率，变相提高了电解槽的纯水制氢的工作效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1为实施例一的电解槽与单元槽主体安装结构示意图；
20.图2图1中a处的放大图；
21.图3为图1中b处的放大图；
22.图4为实施例一的空心盒内部结构示意图；
23.图5为实施例一的储水箱与电解槽安装结构示意图；
24.图6为实施例一的空心筒内部结构示意图；
25.图7为实施例二的单元槽主体与夹板配合结构示意图。
26.图中：1电解槽、101pem膜、2底板、3伸缩柱、4弹簧、5第一限位块、6单元槽主体、7夹板、8空心盒、9连接柱、10调节杆、11矩形条、12第一连接杆、13第一条形开口、14滑杆、15滑套、16限位滑槽、17连接条、18防脱块、19滑腔、20滑块、21第二条形开口、22第二连接杆、23铰接杆、24第三条形开口、25第三连接杆、26第一斜齿轮、27第二斜齿轮、28螺纹杆、29移动套、30储水箱、31补水软管、32水泵、33透明观察窗、34空心筒、35挤压板、36弹性开关、37拉杆、38第四条形开口、39第二限位块、40定位凸起、41定位凹槽。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
28.实施例一
29.请参阅图1-6所示，一种pem电解槽，包括电解槽1和底板2，电解槽1位于底板2正上方，电解槽1内垫设有一层厚度均匀的pem膜101，pem膜101即质子交换膜，pem膜101在电解槽1纯水制氢过程中，在高电流密度下工作，体积小，效率高，生成的氢气纯度可高达99.999％，能够有效保证纯水制氢的氢气的高纯度，电解槽1下侧壁与底板2上侧壁之间通过多组均匀分布的伸缩柱3固定连接，每个伸缩柱3上均套设有对应的弹簧4，弹簧4两端分别与电解槽1下侧壁和底板2上侧壁固定连接，底板2上方固定设置有与电解槽1匹配的补水装置；
30.补水装置包括储水箱30和补水软管31，储水箱30固定设置在底板2上方，储水箱30远离电解槽1的一侧镶嵌设置有透明观察窗33，透明观察窗33上设置有分布均匀的刻度线，通过透明观察窗33的设置工作人员可以清楚的知晓储水箱30内纯水的含量，从而通过加液口及时向储水箱30内补充纯水，且补水软管31与储水箱30连通，补水软管31向内插入电解槽1内，储水箱30上固定安装有与补水软管31连通的水泵32，底板2上侧壁中心处设置有与水泵32匹配的自动补水控制装置，自动补水控制装置包括空心筒34和弹性开关36，底板2上侧壁固定设置有位置对称的第一限位块5，空心筒34上端内壁固定设置有与挤压板35对应的第二限位块39，且第二限位块39设置成弧形，通过在底板2上设置第一限位块5，能够对电解槽1最大下降高度进行限位，避免弹簧4受到过大的压力而不能恢复初始状态，同时也对空心筒34及其内部结构进行保护，第二限位块39能够对电解槽1最大上升高度进行限定，避
免电解槽1上升过高，带动挤压板35挤坏弹性开关36，本发明中，弹性开关36和水泵32均属于十分成熟的现有技术，因此对其工作原理，此处不做详细赘，弹性开关36固定设置在空心筒34上端内壁，且弹性开关36与水泵32电性连接，空心筒34内竖直滑动连接有挤压板35，空心筒34两侧开设有位置对称的第四条形开口38，挤压板35两侧固定连接有对应的拉杆37，拉杆37贯穿对应的第四条形开口38与电解槽1下侧壁固定连接；随着电解槽1内纯水制氢的持续进行，电解槽1内纯水的含量减少，电解槽1整体的重量减轻，原本被压缩的弹簧4随之向上顶起电解槽1，与电解槽1固定连接的拉杆37随之带动挤压板35向上挤压弹性开关36，水泵32随之开启，储水箱30内的纯水被水泵32抽入补水软管31进而进入电解槽1内，从而完成对电解槽1内纯水的自动补给，无需人工操控，保障了电解槽1内纯水制氢的正常进行。
31.电解槽1内放置有多组均匀分布的单元槽主体6，电解槽1侧壁开设有与单元槽主体6匹配的滑腔19，滑腔19内滑动连接有滑块20，电解槽1内壁开设有与滑腔19连通的第三条形开口24，滑块20侧壁固定设置有第三连接杆25，第三连接杆25向外贯穿第三条形开口24固定连接有对应的夹板7，每组夹板7侧壁均与单元槽主体6相抵，电解槽1外侧壁开设有与滑腔19连通的第二条形开口21，滑块20远离第三连接杆25的一端固定连接有第二连接杆22，第二连接杆22向外贯穿第二条形开口21设置，电解槽1外侧壁固定设置有滑杆14，滑杆14位于两个第二连接杆22之间，滑杆14上滑动连接有滑套15，滑杆14上开设有与滑套15匹配的限位滑槽16，滑套15内壁设置有与限位滑槽16匹配的限位矩块，通过限位滑槽16和限位矩块的配合使用，能够对滑套15在滑杆14上移动进行限位，避免其在沿着滑杆14移动的同时自身发生转动，滑杆14远离电解槽1的一端固定连接有防脱块18，防脱块18的长度大于滑套15的内径，防脱块18的设置，是为了避免在通过调节杆10调节矩形条11间距的时候，滑套15从滑杆14上脱落，给后续安装造成不便，每个第二连接杆22与滑套15均通过对应的铰接杆23铰接，滑套15远离铰接杆23的一端固定连接有位置对称的连接条17，多组连接条17共同固定连接有矩形条11，电解槽1一侧固定设置有与两个矩形条11匹配的调节装置；正向转动调节杆10，第一斜齿轮26通过第二斜齿轮27带动螺纹杆28转动，与其螺纹连接的移动套29带动第一连接杆12和矩形条11相互远离，反之，反向转动调节杆10，第一斜齿轮26通过第二斜齿轮27带动螺纹杆28反转，两个矩形条11随之相互靠近，通过矩形条11的远离与靠近带动夹板7同时实现对多组单元槽主体6的拆卸与固定，无需工作人员依次安装单元槽主体6，提高了单元槽主体6的安装效率。
32.调节装置包括空心盒8和调节杆10，空心盒8与电解槽1外侧壁通过位置对称的连接柱9固定连接，调节杆10与空心盒8一侧侧壁转动连接，且调节杆10向内贯穿空心盒8侧壁固定连接有第一斜齿轮26，空心盒8内对称设置有与第一斜齿轮26啮合的第二斜齿轮27，每个第二斜齿轮27均与空心盒8内端壁之间均通过螺纹杆28转动连接，螺纹杆28上螺纹连接有移动套29，移动套29侧壁固定连接有第一连接杆12，空心盒8侧壁设置有与第一连接杆12匹配的第一条形开口13，第一连接杆12向外贯穿第一条形开口13与对应的矩形条11固定连接；转动调节杆10，矩形条11相互远离时，滑套15通过铰接杆23和第二连接杆22带动两个滑块20在滑腔19内相互靠近，第三连接杆25随之带动对应的夹板7完成对单元槽主体6的定位安装，反之，矩形条11相互靠近时，滑套15通过铰接杆23和第二连接杆22带动两个滑块20在滑腔19内相互远离，第三连接杆25随之带动夹板7相互远离，便可对单元槽主体6进行拆卸更换，在实际安装时，只需通过正转或反转调节杆10便可实现对单元槽主体6的安装与拆
卸，大大提高了单元槽主体6的安装效率，变相提高了电解槽1的纯水制氢的工作效率。
33.实施例二
34.请参阅图7所示，对比实施例一，作为本发明的另一种实施方式，夹板7靠近单元槽主体6的一侧固定设置有多组均匀分布的定位凸起40，单元槽主体6上开设有与定位凸起40匹配的定位凹槽41，通过定位凸起40与定位凹槽41的配合使用，提高了夹板7对单元槽主体6安装的稳定性，确保夹板7在对单元槽主体6固定安装以后单元槽主体6不会发生窜动。
35.工作原理，随着电解槽1内纯水制氢的持续进行，电解槽1内纯水的含量减少，电解槽1整体的重量减轻，原本被压缩的弹簧4随之向上顶起电解槽1，与电解槽1固定连接的拉杆37随之带动挤压板35向上挤压弹性开关36，水泵32随之开启，储水箱30内的纯水被水泵32抽入补水软管31进而进入电解槽1内，此时电解槽1整体重量增加，电解槽1向下挤压弹簧4，挤压板35不再挤压弹性开关36，弹性开关36控制水泵32关闭，储水箱30停止向电解槽1内充水；
36.正向转动调节杆10，第一斜齿轮26通过第二斜齿轮27带动螺纹杆28转动，与其螺纹连接的移动套29带动第一连接杆12和矩形条11相互远离，滑套15通过铰接杆23和第二连接杆22带动两个滑块20在滑腔19内相互靠近，第三连接杆25随之带动对应的夹板7完成对单元槽主体6的定位安装，反之，反向转动调节杆10，矩形条11相互靠近时，第三连接杆25随之带动夹板7相互远离，便可对单元槽主体6进行拆卸更换。
37.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
38.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。