一种电解槽的制作方法

文档序号:35400490发布日期:2023-09-09 17:55阅读:116来源:国知局

本发明涉及厨房设备,具体指一种电解槽。


背景技术:

1、电解槽由槽体、阳极和阴极组成,多数用离子交换膜(也称隔膜)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,以制取电解水。

2、如专利申请号为cn201810264395.4(公布号为cn108609693a)的中国发明专利《一种酸性水和碱性水的制备方法》以电解食盐水形成阳离子和阴离子,分别向电解电极两极运动,从阳极产生氢离子和活性很强的氯气,氯气溶于水生成次氯酸和盐酸溶液作为酸性水,从阴极产生氢氧根离子和氢气,形成氢氧化钠溶液作为碱性水。

3、现有电解水制备过程中存在以下问题:

4、第一,离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的阳离子或阴离子具有选择透过能力的独特高分子膜,具有一定的柔性,时间长了,受气压、水压影响,会变形,甚至接触电极片引起干烧,影响出水效果及电解槽寿命,尤其在小型电解槽内上述问题更严重;

5、第二,电解过程中,阴、阳极片上会产生大量气泡,气泡积攒在电极片、离子交换膜上和电解槽内水路中,导致电解体系所需电压高,能耗大,且减少了电解有效面积,降低电解反应效率,导致出水ph低,并阻碍水路通畅,使得ph值及电压极不稳定,气压还会加剧中间的离子交换膜形变,尤其在小型电解槽内上述问题更严重;

6、第三,电解过程中,阴极(负极)生成的oh-会与水中的ca2+、mg2+等反应生成水垢,沉积在阴极及离子交换膜上,影响电解效果及电解槽寿命;

7、第四,电解过程中,离子需要先从阳极室通过离子交换膜进入到阴极室后方能促进整个电解反应的进行,但电解反应过程中离子及产物容易聚集在电极片周围,不利于离子的扩散及传递以及产物的均匀性,从而影响电解效率及ph的稳定性。

8、另外,专利申请号为cn202080012097.1(公布号为cn113474492a)的中国发明专利《电解液制造装置及电解液的制造方法》公开了通过在隔膜和电极片之间设置隔网来分隔隔膜和电极片,避免隔膜接触电极片引起干烧,虽然水流在穿过网孔的过程中可形成局部微扰流,但是其扰流效果有限,无法很好地加速排气、抑制水垢沉积、加速离子传递;

9、另外,电解过程中,如电流过高,电解槽整体温升过高,且可能形成极化效应,单位面积电流密度过高不反应,如电流过低,体系不发生反应或反应非常缓慢出水难以达到目标ph,因此一般需要控制电流恒定,以使出水ph稳定;但是,电解过程中,随着电解质浓度的降低,整个体系的电阻会增大,为了控制电流恒定需要不断提高电压,因此需要采用恒流电源,但是恒流电源价格高,开发难度大。


技术实现思路

1、本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状,提供一种方便控制电流恒定的电解槽。

2、本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种能够提高扰流效果从而加速排气的电解槽。

3、本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种能够提高扰流效果从而抑制水垢沉积的电解槽。

4、本发明所要解决的第四个技术问题是提供一种能够提高扰流效果从而加速离子传递的电解槽。

5、本发明解决上述第一、第二、第三和第四个技术问题所采用的技术方案为:一种电解槽,包括有具有电极室的槽体,所述电极室内设有一对间隔布置的电极片,其特征在于:所述的电极室内设有位于两片电极片之间的绝缘隔网,该绝缘隔网至少有局部为折网段,该折网段在所述电极片上的正投影面积记为s1,所述的折网段能在外力作用下沿其长度方向伸缩,用以调整s1的大小。

6、为了实现折网段的自动伸缩,还包括有用于驱动所述折网段伸缩的驱动机构。

7、为了通过对折网段一端的驱动实现折网段的伸缩,所述折网段的第一端相对于所述的槽体固定,所述驱动机构的动力输出端与该折网段的第二端驱动相连,以使该折网段的第二端沿折网段的伸缩方向移动,用以调节该折网段的伸缩度。

8、为了保证绝缘隔网始终起到较好的分隔作用,所述的绝缘隔网还包括有平网段,该平网段呈平板状,表面开设有多个供流体通过的第二网孔,平网段的第一端通过转轴连接在所述的槽体上,第二端与所述折网段的第二端相连接;

9、将所述平网段在所述电极片上的正投影面积记为s2,所述的平网段卷绕在所述的转轴上并能在折网段压缩的过程中放卷,以使s1和s2之和保持不变。

10、为了实现对折网段的驱动,所述的驱动机构包括有

11、卷轴,设于所述槽体的外侧;

12、拉绳,第一端连接在所述的卷轴上,第二端穿过所述的槽体伸入到对应的电极室内并限位于所述折网段的第二端,该拉绳卷绕在所述的卷轴上并能进行放卷或收卷;以及

13、驱动件,设于所述槽体的外侧,其动力输出端与所述的卷轴相连接,用以驱动卷轴绕自身轴线转动。

14、为了保证折网段在初始状态下稳定保持在极限伸长状态,所述的驱动机构(5)还包括有

15、第一磁性块,设于所述拉绳的第二端;以及

16、第二磁性块,相对于所述的槽体固定,能与所述的第一磁性块相互吸附;

17、在初始状态下,所述的第一磁性块和第二磁性块相互吸附,所述的折网段伸长至极限状态。

18、当然,也可以通过在转轴和槽体之间设置弹性件,以使平网段始终具有卷绕在转轴上的趋势,这样也可以达到相同的目的,而且这种设计方案方便绝缘隔网复位至初始状态。

19、为了尽可能多利用折网段实现扰流效果,所述的第二磁性块靠近所述的转轴布置,在初始状态下,所述的平网段完全收卷在所述的转轴上。

20、为了方便折网段的加工,所述的折网段包括有至少两条沿其长度方向依次排列的单元条,该单元条上开设有多个供流体通过的第一网孔,按排列方向第奇数条单元条记为第一单元条,按排列方向第偶数条单元条记为第二单元条,前一第一单元条的第一侧边与后一第二单元条的第一侧边相连,前一第二单元条的第二侧边与后一第一单元条的第二侧边相连,相邻两条单元条之间具有夹角且可相对开合。

21、为了实现对隔膜的隔断保护作用,所述的槽体内设有隔膜,该隔膜将所述槽体的内腔分隔为至少两个所述的电极室,两片所述的电极片分别设于两个所述的电极室内,所述的绝缘隔网分隔于相邻的隔膜和电极片之间。

22、为了方便隔膜的稳定安装,所述的槽体由两个罩体装配形成,两个罩体之间包围形成槽体的内腔,所述隔膜的周缘夹设在两个罩体相对的两个端面之间。

23、为了方便原料的供应以及电解水的排出,每个所述电极室所对应的槽体部位设有与该电极室相贯通的进液口和出液口。

24、与现有技术相比,本发明的优点在于:

25、(1)通过将绝缘隔网的局部设置为能在外力作用下沿其长度方向伸缩的折网段,这样,只需要通过调节折网段的伸缩度即可调整折网段在电极片上的正投影面积,从而方便在电解液浓度降低时保证电流恒定,以使出水ph稳定;

26、(2)由于折网段具有类似弹簧的自由运动特性,其伸缩过程中会加速气泡破裂排出并促进扰流,加速排气、抑制水垢沉积、加速离子传递。

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