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电解水氢氧源装置的制作方法
发布时间:2024-05-13 09:20:00   作者: 半岛综合

  目前,已研制的电解水氢氧源装置种类较多,工作原理基本相同,都是通过电解水的方式获得氢、氧气,用于焊接、切割等工作。这类氢氧源装置都会存在如下缺陷1,电解液循环系统中的水泵需在高温、高压和腐蚀性环境中工作,所以泵体材料要求高,加工难度大,成本高。2,电解槽散热系统结构较为复杂,散热效率低,成本高。3,阻火器阻火效率低,回火时存在爆炸危险。

  本实用新型的目的是克服上述不足,提供一种结构符合常理、使用安全、生产的基本工艺简单的电解水氢氧源装置的实施方案。

  本实用新型是由直冷式电解槽、储液罐、集气罐、冷凝管、冷却扇、电磁阀、阻火器所组成。固定在机架的直冷式电解槽通过出气管连接在储液罐的中部,储液罐的下部通过进水管连接在直冷式电解槽的放水阀,储液罐的上部通过冷凝管连接在集气罐的底部,集气罐的上部通过管道连接在电磁阀的输入端,电磁阀的输出端连接阻火器的输入端,在进入工作状态时,通过阻火器的输出端输出氢氧混合气。

  图1是本实用新型的整体结构图;图2是本实用新型的直冷式电解槽结构图;图3是本实用新型的阻火器结构图。

  直冷式电解槽(3)通过出气管(7)连接在储液罐(9)的中部,储液罐(9)的下部通过进水管(2)连接在直冷式电解槽(3)的放水阀(1),储液罐(9)的上部通过冷凝管(10)连接在集气罐(6)的底部,集气罐(6)的上部通过管道连接在电磁阀(4)的输入端,电磁阀(4)的输出端连接阻火器(5)的输入端。储液罐(9)中的电解液通过进水管(2)进入电解槽(3)中,此时,电解槽(3)接通电源即可产生氢氧混合气,槽内温度和压力上升,所产生的混合气与部分电解液一起通过出气管(7)返回储液罐(9),并在其中进行液气分离。分离后的电解液使储液罐(9)的液面上升,储液罐(9)的电解液面高于电解槽(3)的液面,电解液在重力的作用下通过进水管(2)再次进入电解槽(3),完成自动循环过程。储液罐(9)中的混合气通过冷凝管(10)由风扇(11)冷却后进入集气罐(6)再次进行液、气分离,通过电磁阀(4)和阻火器(5)构成的防回火系统输出混合气。放水阀(1)用于放出全部电解液,以利于维修和保养。液面计(8)用透明的尼龙管制成,便于观查电解液面的高度。

  参照图2说明直冷式电解槽的结构与工作原理直冷式电解槽(3)的结构是由用不锈钢片制成的电极板(15)组成多层叠片结构,每个极板都开有通气孔(17),并各极板之间加有尼龙环(16),用套有绝缘管(18)的拉丝(12)、(19)穿入各极板的安装孔,其两端加上夹板(14)和绝缘垫片(13)用螺母做固定,电极板(15)是由尼龙环(16)以内的电解液接触部分和尼龙环(16)以外延伸的电极板散热部分所构成。

  电极板(15)的尼龙环(16)以内部分与电解液接触,在电流的作用下产生氢气和氧气。尼龙环以外部分的电极板(15)把电解槽内工作时产生的热量以热传导的方式引出槽外,通过空气的对流作用将热量散发到大气中,达到散热的目的。

  参照图3说明阻火器的结构与工作原理阻火器(5)是由刚玉和添加剂压制、烧结而成的阻火器芯(24)与密封胶(23)粘合在一起,并用左密封垫(22)和右密封垫(25)进行密封,并安装带有阻火器盖(26)的阻火器壳(21)内,阻火器盖和阻火器壳用螺丝做固定而制成。

  氢、氧混合气从进气管(20)进入阻火器,通过微孔阻火器芯(24)由出气管(27)输出。当发生回火时,火焰由出气管(27)进入阻火器,并向阻火器芯漫沿。因阻器芯(24)的表面积大且热容量高,迅速吸收燃烧产生的热量,使火焰的温度降到燃烧点以下,使火熄灭,达到阻火之目的。阻火器的进气管(20)处装有电磁阀,在发生回火时用于切断气源,防止余火复燃。

  本实用新型的特点采取电解液自动循环设计,省去了强制循环水泵,消除了故障因素,提高了整机常规使用的寿命。直冷式电解槽省去了热交换系统,直接冷却发热源,提高了散热效率,制作成本低。用刚玉为主要材料的微孔阻火器,在电磁阀的配合下,明显提高了其阻火性能。

  根据本实用新型的工作原理可作出多种变化和改进,但都包括在所附权利要求书限制的保护范围。

  权利要求1.电解水氢氧源装置,它包括电解槽、储液罐、冷凝管、冷却扇、电磁阀、阻火器,其特征是是由直冷式电解槽(3)通过出气管(7)连接在储液罐(9)的中部,储液罐(9)的下部通过进水管(2)连接在直冷式电解槽(3)的放水阀(1),储液罐(9)的上部通过冷凝管(10)连接在集气罐(6)的底部,集气罐(6)的上部通过管道连接在电磁阀(4)的输入端,电磁阀(4)的输出端连接阻火器(5)的输入端所组成。

  2.根据权利要求1所述的电解水氢氧源装置,其特征是所述的直冷式电解槽(3)是由用不锈钢片制成的电极板(15)组成多层叠片结构,每个极板都开有通气孔(17),并各板之间加有尼龙环(16),用套有绝缘管(18)的拉丝(12)、(19)穿入各极板的安装孔,其两端加上夹板(14)和绝缘垫片(13)用螺母做固定,电极板(15)是由尼龙环(16)以内的电解液接触部分和尼龙环(16)以外延伸的电极板散热部分所构成。

  3.根据权利要求1所述的电解水氢氧源装置,其特征是所述的阻火器(5)是由刚玉和添加剂压制、烧结而成的阻火器芯(24)与密封胶(23)粘接在一起,并用左密封垫(22)和右密封垫(25)进行密封安装在带有阻火器盖(26)的阻火器壳(21)内,阻火器盖和阻火器壳用螺丝做固定而制成。

  专利摘要电解水氢氧源,是由直冷式电解槽、储液罐、集气罐、冷凝管、冷却扇、电磁阀、阻火器所构成。利用电解槽和储液罐中电解液的温度差和压力差形成自动循环,省去了循环系统中的水泵。直冷式电解槽提高了散热效率,降低了制造成本,并使用了高效阻火器,使整机性能有了可靠的保证。本实用新型具有结构符合常理、生产的基本工艺简单、成本低等优点。

  设计和制备新能源电极材料研究材料在氢气、氧气、二氧化碳等能源小分子电催化转化中的应用,通过先进表征手段和理论模拟计算理解催化位点和反应机理,力图发展几种具有应用前景的电催化剂材料。

  多酸团簇、金属有机框架材料的合成性能研究与计算模拟,最重要的包含: 1.多酸团簇-无机晶核共组装进行光催化分解水制氢与二氧化碳还原; 2.低维多孔材料的结构与催化性能的研究。

  低维纳米材料(纳米颗粒、纳米线/管/框/片、二维材料)的电子显微分析以及基于电子显微分析结果的先进能源材料设计、制备和器件应用。

  新能源材料设计、合成及应用研究。最重要的包含:1二氧化碳电催化还原、电催化分解水制氢等;2原子界面电极材料的制备及能量转换技术探讨研究。