一种基于pem电解水的氢氧切割机

本发明涉及的是一种切割机，具体地说是氢氧切割机。

背景技术：

1、风力发电、光伏发电都具有随机间歇性，接入后便会对电网产生冲击，带来潜在不安全因素，还会降低输电设备利用率，电网输电企业发出了风力发电、光伏发电是“垃圾电”的声音。因此，风电、光电等仍只能适用于小范围地区用电。

2、传统的切割机多采用丙烷等气体，不仅价格昂贵，不仅燃烧产物会有大量二氧化碳，而且切割过程中也会因碳的燃烧不充分会产生结块，大大影响了加工进度。同时，丙烷气体也需要大型储气瓶储存，这给运输安全带来了隐患。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供在提高装置安全性的同时，可以调整氢氧比例，从而改变出口温度以适应不同工况火焰温度要求的一种基于pem电解水的氢氧切割机。

2、本发明的目的是这样实现的：

3、本发明一种基于pem电解水的氢氧切割机，其特征是：包括氢氧切割组件、机架组件、pem电解水组件，氢氧切割组件通过机架组件连接pem电解水组件，所述氢氧切割组件包括主体管、喷头、连通管一、连通管二、连通管三、连通管四、旋钮一、内端连接件一、内端连通管路一、内端闭合球一、旋钮二、内端连接件二、内端连通管路二、内端闭合球二，主体管里设置内端连通管路一、内端连通管路二，内端连通管路一的两端分别连接连通管一和连通管三，内端连通管路二的两端分别连接连通管二和连通管四，连通管一和连通管二均连接喷头，内端连通管路一中转动配合安装有内端闭合球一，内端闭合球一连接内端连接杆一，内端连接杆一连接旋钮一，内端连通管路二中转动配合安装有内端闭合球二，内端闭合球二连接内端连接杆二，内端连接杆二连接旋钮二。

4、本发明还可以包括：

5、1、内端闭合球一上开有闭合球开孔一，内端闭合球二上开有闭合球开孔二。

6、2、所述pem电解水组件包括蓄电池安装架、蓄电池组、安装连接套、电解池套管、密封板，所述蓄电池安装架上安装蓄电池组和安装连接套，安装连接套上安装有电解池套管，电解池套管上安装有密封板，密封板上开有通孔一和通孔二，电解池套管中安装有pem隔离层、阳极棒和阴极棒，阳极电源连接线的一端连接阳极棒，阳极电源连接线的另一端连接蓄电池组的正极，阴极电源连接线的一端连接阴极棒，阴极电源连接线的另一端连接蓄电池组的负极，连通管三通过机架组件连接通孔一，连通管四通过机架组件连接通孔二上。

7、本发明的优势在于：

8、1.通过管接头一流出的氧气流入连管一与连通管三中，同时，通过管接头二流出的氢气流入连管二与连通管四中，进而通过喷嘴混合流出，引燃通过喷嘴流出的混合气体，进而实现切割；同时，手动转动旋钮一，进而通过内端连接杆一带动着内端闭合球一转动，进而通过内端闭合球一调节闭合球开孔一的开度，进而调节氧气的流量；同时手动转动旋钮二，进而通过内端连接杆二带动着内端闭合球二转动，进而通过内端闭合球二调节闭合球开孔二的开度，进而方便调节氢气的流量，通过对氧气的流量和氢气的流量，进而调节火焰的温度和大小；

9、2.向电解池套管中加入适量的水，进而通过阳极棒和阴极棒实现对水的电解，进而使得阳极棒析出氧气，并通过通孔一流入管接头一中，同时通过阴极棒析出氢气，并通过通孔二流入管接头二中；

10、3.目前，市面上绝大部分氢氧切割机的电解装置采用的是混合型氢氧发生器，但是，混合型氢氧发生器所产出的气体是布朗气体(即2：1比例的氢氧混合可燃气体)在使用过程中存在回火时危害性大、加压容易发生意外、氢氧燃烧时比例不可调等问题。而且混合型氢氧发生器使用的传统单极式电解槽电阻大，产气效率低、检修拆装繁琐。因此，本项目优化氢氧发生装置，选用分离式氢氧发生器替代混合型氢氧发生器；

11、不同于传统的混合型氢氧发生器，分离式氢氧机工作压力低，气体不储存，随产随用，氢气比例小，不会聚积，不存在储气站或运输储存等可能发生恶性爆炸事故的隐患；与传统的混合式氢氧机不同，采用分离式(h2、o2分别输出)制氢技术，从根本上解决在使用过程中“回火”频率高(因气割枪喷嘴温度高，易回火)这一技术瓶颈问题，如此，也可省略使用混合氢氧机保证其安全而与之配套的氢氧回流安全柜，设备配套成本大为降低，安全更有保障

12、4.在电解槽部分，采用双极式结构，其电解槽结构紧凑，减小了因电解液的电阻而引起的损失，从而提高电解槽的效率。同时减小提供给电解槽的电压，增大通过电解槽的电流，或提高反应温度，实现对产气效率的提高。

13、在电极部分，使用多孔金属框架结构(钢或者镀镍合金钢材料)，多孔金属框架电极优点为可直接焊接到双极板上，降低了接触电阻进而实现高导电性。增大电极表面积和表面粗糙度，为反应提供更多反应活性中心。同时镍的性质稳定，成本低，低接触电阻，所以是双极板的理想材料。

技术特征：

1.一种基于pem电解水的氢氧切割机，其特征是：包括氢氧切割组件、机架组件、pem电解水组件，氢氧切割组件通过机架组件连接pem电解水组件，所述氢氧切割组件包括主体管、喷头、连通管一、连通管二、连通管三、连通管四、旋钮一、内端连接件一、内端连通管路一、内端闭合球一、旋钮二、内端连接件二、内端连通管路二、内端闭合球二，主体管里设置内端连通管路一、内端连通管路二，内端连通管路一的两端分别连接连通管一和连通管三，内端连通管路二的两端分别连接连通管二和连通管四，连通管一和连通管二均连接喷头，内端连通管路一中转动配合安装有内端闭合球一，内端闭合球一连接内端连接杆一，内端连接杆一连接旋钮一，内端连通管路二中转动配合安装有内端闭合球二，内端闭合球二连接内端连接杆二，内端连接杆二连接旋钮二。

2.根据权利要求1所述的一种基于pem电解水的氢氧切割机，其特征是：内端闭合球一上开有闭合球开孔一，内端闭合球二上开有闭合球开孔二。

3.根据权利要求1所述的一种基于pem电解水的氢氧切割机，其特征是：所述pem电解水组件包括蓄电池安装架、蓄电池组、安装连接套、电解池套管、密封板，所述蓄电池安装架上安装蓄电池组和安装连接套，安装连接套上安装有电解池套管，电解池套管上安装有密封板，密封板上开有通孔一和通孔二，电解池套管中安装有pem隔离层、阳极棒和阴极棒，阳极电源连接线的一端连接阳极棒，阳极电源连接线的另一端连接蓄电池组的正极，阴极电源连接线的一端连接阴极棒，阴极电源连接线的另一端连接蓄电池组的负极，连通管三通过机架组件连接通孔一，连通管四通过机架组件连接通孔二上。

技术总结
本发明的目的在于提供一种基于pem电解水的氢氧切割机，包括氢氧切割组件、机架组件、pem电解水组件，氢氧切割组件通过机架组件连接pem电解水组件，所述氢氧切割组件包括主体管、喷头、连通管一、连通管二、连通管三、连通管四、旋钮一、内端连接件一、内端连通管路一、内端闭合球一、旋钮二、内端连接件二、内端连通管路二、内端闭合球二。本发明在提高装置安全性的同时，本发明以电解产生的氢气和氧气为燃料，燃烧产物为水，具有100％“零碳”切割作业、安全性好以及效率高的特点，将电解水技术和氢气氧气体燃料应用在金属切割领域，具有十分广阔的应用前景。

技术研发人员：杭丹炜,刘潇,王明哲,刘慧敏
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16