一种用于制备电解水的管式电解槽的制作方法

1.本技术涉及一种用于制备电解水的管式电解槽，属于电解水技术领域。


背景技术：

2.目前制取酸性和碱性电解水的技术是将适当浓度的电解液(氯化钠溶液和/或盐酸溶液)流入电解槽中进行电解，在阳极侧氯离子失去电子生成氯气，氯气与水反应生成次氯酸和盐酸，从而在阳极侧流出具有极强杀菌、消毒作用的酸性电解水；在阴极侧h
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得到电子后两两结合成氢气分子从阴极放出氢气，破坏了附近的水的电离平衡，阴极附近的oh-大量增加，使溶液中产生氢氧化钠。
3.目前现有技术主要使用板式电解槽进行电解，对酸性电解水进行利用。中国专利cn213172617u-一种次氯酸消毒液生产用电解槽中使用了带有封盖的盒状电解槽，主要解决的技术问题为封盖阻挡氯气的散发，保护人身安全。但此类电解槽和板式电解槽都存在以下问题：1.密封性和耐压性较差，普通板式电解槽承受压力不超过1公斤力，液压过大会导致漏液和设备损坏；2.阳电极与隔膜、阴电极与隔膜之间都需要设置支撑骨架，占据了很大比例的电极、隔膜的有效面积，降低了电极和隔膜的使用率，影响了电解槽的生产效率；3.板式结构容易变形，造成漏液，使其寿命缩短；4.密封件长度长，数量多，结构复杂，不通用，易失效。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本技术提出了一种用于制备电解水的管式电解槽，通过设置第一盖体和第二盖体为阶梯通孔结构，第一管体和隔膜压接在阶梯之间，第二管体与阶梯壁贴合，使得整个电解槽的密封性优异，耐压能力强。
5.根据本技术的一个方面，提供了一种用于制备电解水的管式电解槽，包括第一盖体、第二盖体、第一管体、第二管体和隔膜；所述隔膜为中空管状结构，所述隔膜设置在所述第一管体和所述第二管体之间，所述第一管体套设于所述第二管体的外围；
6.所述第一盖体和所述第二盖体分别设置对应的阶梯通孔结构，阶梯通孔的直径由外向内依次减小形成若干个阶梯，所述第一管体和所述隔膜分别压接在所述第一盖体和所述第二盖体的阶梯之间，所述第二管体贯穿所述第一盖体和所述第二盖体；所述第一管体与所述隔膜之间形成第一密封腔体，所述隔膜和所述第二管体之间形成第二密封腔体。
7.可选地，所述第一管体为阳极管，所述第二管体为阴极管，所述第一密封腔体为阳极腔，所述第二密封腔体为阴极腔。通过将直径最大的第一管体作为阳极管，增大了阳极与电解液的接触面积，在同样的电流密度下，增加了电解电流，使得电解水的产量增加，从而能够得到更多的次氯酸消毒液。
8.可选地，所述第一盖体开设有第一进液口和第二进液口，所述第一进液口与所述阳极腔连通，所述第二进液口与所述阴极腔连通，电解液经所述第一进液口和所述第二进液口分别加入至所述阳极室和所述阴极室。
9.可选地，所述第二盖体开设有第一出液口和第二出液口，所述第一出液口与所述阳极腔连通，所述阳极腔内电解生成的酸性电解水经所述第一出液口输出，所述第二出液口与所述阴极腔连通，所述阴极腔内电解生成的碱性电解水经所述第二出液口输出。
10.所述第一盖体为下盖体，所述第二盖体为上盖体，阳极管在最外围，阴极管在最中心，阳极管和阴极管之间是隔膜，它们之间都有一定的空间距离。
11.可选地，所述第一盖体和所述第二盖体均设置为四阶梯通孔结构，由外向内依次为第一阶梯、第二阶梯、第三阶梯、第四阶梯和通孔，所述阳极管压接在所述第一阶梯上，所述隔膜压接在所述第三阶梯上，所述阴极管与所述通孔内侧壁贴合。
12.所述第一阶梯为阳极管阶梯，所述第二阶梯为阳极腔阶梯，所述第三阶梯为隔膜阶梯，所述第四阶梯为阴极腔阶梯，所述通孔为阴极管通孔。
13.可选地，所述第一盖体和所述第二盖体均与所述阳极管之间设置有第一密封圈，所述第一盖体和所述第二盖体均与所述阴极管之间设置有第二密封圈。所述第一密封圈为阳极o型圈，所述第二密封圈为阴极o型圈。
14.可选地，所述第三阶梯表面设置有密封垫，分别与所述隔膜的顶部和底部压接。通过在第一盖体和所述第二盖体均与阳极管之间设置有第一密封圈，第一盖体和所述第二盖体均与阴极管之间设置有第二密封圈，密封圈能够给阳极管和阴极管提供侧壁的径向密封张力，使其与阶梯压接的更紧密；通过在第三阶梯表面设置有密封垫，与隔膜的顶部和底部压接，使隔膜被压接的更加稳固，提高密闭性和稳定性。
15.可选地，还包括固定组件，所述固定组件包括至少一个固定杆和至少一个固定螺丝。
16.可选地，所述第一盖体和所述第二盖体均设置至少一个连接孔，所述固定组件通过所述连接孔将所述第一盖体和所述第二盖体连接固定。通过设置固定组件，将第一盖体和第二盖体紧固连接，提供轴向压力，使得整个管式电解槽的结构稳固，耐压能力强。
17.可选地，所述阴极管的长度伸出所述第二盖体外。通过设置阴极管的长度伸出所述第二盖体外，以便于取放阴极管，也便于整个电解槽的拆卸和连接外部直流电源的负极；
18.本技术能产生的有益效果包括但不限于：
19.1.本技术所提供的用于制备电解水的管式电解槽，通过设置第一盖体和第二盖体为阶梯通孔结构，第一管体和隔膜压接在阶梯之间，第二管体与通孔壁贴合，使得整个电解槽的密封性优异，耐压能力强；电解槽整体呈圆柱形结构，结构稳固，使用寿命长。
20.2.本技术所提供的用于制备电解水的管式电解槽，电解槽整体呈圆柱形结构，结构稳固，使用寿命长；将直径最大的阳极管作为阳极管，增大了阳极反应面积，在同样的电流密度下，增加了电解电流，阳极管与隔膜之间、阴极管与隔膜之间都不需要设置支撑骨架，充分利用了电极和隔膜的有效面积，节约了空间成本和经济成本，使得电解水的产量增加。
21.3.本技术所提供的用于制备电解水的管式电解槽，通过在上、下盖体与阳极管之间设置有阳极o形圈，上、下盖体与阴极管之间设置有阴极o形圈，o形圈能够给阳极管和阴极管提供侧壁的径向密封张力，使其与阶梯卡接的更紧密；通过在隔膜阶梯表面设置有隔膜密封垫，与隔膜的顶部和底部卡接，使隔膜被卡接的更加稳固，提高密闭性和稳定性。
22.4.本技术所提供的用于制备电解水的管式电解槽，通过设置固定组件，将第一盖
体和第二盖体紧固连接，提供轴向压力，使得整个管式电解槽的结构稳固，耐压能力强；通过设置阴极管的长度伸出所述第二盖体外，以便于取放阴极管，同时固定螺丝的设置及阴极管长度的设置也便于整个电解槽的拆卸。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
24.图1为本技术实施例涉及的用于制备电解水的管式电解槽的立体示意图；
25.图2为本技术实施例涉及的用于制备电解水的管式电解槽剖视图；
26.图3为本技术实施例涉及的第一盖体的剖面示意图。
27.部件和附图标记列表：
28.1.第一盖体；2.第二盖体；3.阳极管；4.阴极管；5.隔膜；6.阳极腔；7.阴极腔；8.第一进液口；9.第二进液口；10.第一出液口；11.第二出液口；12.第一阶梯；13.第二阶梯；14.第三阶梯；15.第四阶梯；16.第一密封圈；17.第二密封圈；18.密封垫；19.固定杆；20.固定螺丝；21.阳极o形圈沟槽；22.阴极o形圈沟槽；23.通孔。
具体实施方式
29.为了更清楚的阐释本技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
30.为了能够更清楚地理解本技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
31.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
32.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
33.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
34.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
35.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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技术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是必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
36.参考图1-3，本技术的实施例公开了一种用于制备电解水的管式电解槽，包括第一盖体1、第二盖体2、第一管体、第二管体和隔膜5；隔膜5为中空管状结构，隔膜5设置在第一管体和第二管体之间，第一管体套设于第二管体的外围；
37.第一盖体1和第二盖体2分别设置对应的阶梯通孔结构，阶梯通孔的直径由外向内依次减小形成若干个阶梯，第一管体和隔膜5分别压接在第一盖体1和第二盖体2的阶梯之间，第二管体贯穿第一盖体1和第二盖体2；第一管体与隔膜5之间形成第一密封腔体，隔膜5和第二管体之间形成第二密封腔体。
38.本技术的用于制备电解水的管式电解槽，通过设置第一盖体1和第二盖体2为阶梯通孔结构，第一管体和隔膜5压接在阶梯之间，第二管体与阶梯壁贴合，使得整个电解槽的密封性优异，耐压能力强。
39.作为一种实施方式，第一管体为阳极管3，第二管体为阴极管4，第一密封腔体为阳极腔6，第二密封腔体为阴极腔7。通过将直径最大的第一管体作为阳极管3，增大了阳极与电解液的接触面积，在同样的电流密度下，增加了电解电流，使得电解水的产量增加，从而能够得到更多的次氯酸消毒液。
40.第一盖体1为下盖体，第二盖体2为上盖体，阳极管3在最外围，阴极管4在最中心，阳极管和阴极管之间是隔膜，它们之间都有一定的空间距离。
41.具体地，阳极管3与外接直流电源的正极连接，阴极管4与外接直流电源的负极连接，连接方式不做限定，本领域技术人员可根据实际工艺进行调整。第一盖体1和第二盖体2的材质不做限定，只要不导电即可，优选地，第一盖体1和第二盖体2为塑料材质。
42.进一步地，隔膜5为微孔隔膜，使得阴极腔7和阳极腔6的两种电解水不会发生串流，具体地，隔膜可以是阴离子膜、阳离子膜、双极膜或微孔隔膜，微孔隔膜的材质可以是钛、不锈钢、氧化铝、氧化钛、氧化硅、氧化锆、氧化钨、碳化硅、锆石、沸石中的一种，微孔隔膜的孔径本领域技术人员可以根据实际工艺需求进行调整，本技术包括但不限于以上方式。
43.作为一种实施方式，第一盖体1开设有第一进液口8和第二进液口9，第一进液口8与阳极腔6连通，第二进液口9与阴极腔7连通，电解液经第一进液口8和第二进液口9分别加入至阳极室和阴极室。
44.作为一种实施方式，第二盖体2开设有第一出液口10和第二出液口11，第一出液口10与阳极腔6连通，阳极腔6内电解生成的酸性电解水经第一出液口10输出，第二出液口11与阴极腔7连通，阴极腔7内电解生成的碱性电解水经第二出液口11输出。
45.具体地，电解液为氯化钠溶液，电解生成的碱性电解水的成分主要为氢氧化钠，电解生成的酸性电解水的成分主要为盐酸和次氯酸，其中次氯酸为有效的杀菌消毒成分。
46.作为一种优选的实施方式，第一盖体1和第二盖体2均设置为四阶梯通孔结构，由外向内依次为第一阶梯12、第二阶梯13、第三阶梯14、第四阶梯15和通孔23，阳极管3压接在第一阶梯12上，隔膜5压接在第三阶梯14上，阴极管4与通孔23内侧壁贴合。
47.第一阶梯12为阳极管阶梯，第二阶梯13为阳极腔阶梯，第三阶梯14为隔膜阶梯，第四阶梯15为阴极腔阶梯，通孔23为阴极管通孔。
48.进一步地，第一盖体1和第二盖体2均与阳极管3之间设置有第一密封圈16，第一盖体1和第二盖体2均与阴极管4之间设置有第二密封圈17。第一密封圈16为阳极o型圈，第二密封圈17为阴极o型圈。
49.作为一种更优选的实施方式，第一盖体1和第二盖体2均设置与第一密封圈16和第二密封圈17相适配的沟槽，即为阳极o形圈沟槽21和阴极o形圈沟槽22，用于放置第一密封圈16和第二密封圈17，加强密封强度。
50.作为一种实施方式，第三阶梯14表面设置有密封垫18，分别与隔膜5的顶部和底部压接。通过在第一盖体1和第二盖体2均与阳极管3之间设置有第一密封圈16，第一盖体1和第二盖体2均与阴极管4之间设置有第二密封圈17，密封圈能够给阳极管3和阴极管4提供侧壁的径向支撑力，使其与阶梯压接的更紧密；通过在第三阶梯14表面设置有密封垫18，与隔膜5的顶部和底部压接，使隔膜5被压接的更加稳固，提高密闭性和稳定性。
51.具体地，第一密封圈16和第二密封圈17均为市售o型圈，密封垫18为o型垫，密封垫18、第一密封圈16和第二密封圈17材质均为橡胶。
52.作为一种实施方式，还包括固定组件，固定组件包括至少一个固定杆19和至少一个固定螺丝20。
53.作为一种未示出实施方式，第一盖体1和第二盖体2均设置至少一个连接孔，固定组件通过连接孔将第一盖体1和第二盖体2连接固定。通过设置固定组件，将第一盖体1和第二盖体2紧固连接，提供轴向压力，使得整个管式电解槽的结构稳固，耐压能力强。
54.作为一种优选的实施方式，阴极管4的长度伸出第二盖体2外。通过设置阴极管4的长度伸出第二盖体2外，以便于取放阴极管4，也便于整个电解槽的拆卸。
55.本技术的用于制备电解水的管式电解槽可承受1mpa压力，远大于板式电解槽的0.1mpa压力，并且阳极反应面积大，酸性电解水的产量大，电解效率高，整个管式电解槽也便于拆卸和安装。
56.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
57.以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。