压滤式水电解槽的制作方法

本发明涉及一种电解制氢装置，更具体地说，涉及一种压滤式水电解槽。

背景技术：

在现有的压滤式水电解槽中，电解槽两端为端板，两端板之间层叠若干个用于支撑、包容各水电解小室的框架，两端板之间使用拉杆组件拉紧以便使各框架之间相互压紧。

现有的电解槽的正负电极接线板有两种布置，其中一种是将正极接线板设置在电解槽的中部，负极接线板设置在电解槽的两端。在这种电极接线板布置方式的电解槽中，由于电解槽两端的电极极性相同，因此对拉紧两端端板的拉杆组件的绝缘要求低。但这种电极接线板布置方式的电解槽实际上是相当于两个电解槽在其长度方向上并联而成，若使用电压较高的交流电源整流成直流电直接连接在电解槽的正负极上，则要求电解槽的长度较长。

电解槽另一种正负电极接线板的布置方式是将电解槽的正负极接线板设置在电解槽的两端。这种布置方式的电解槽与正极设置在电解槽中部电解槽相比，其优点是对于相同长度的电解槽，其正负极上施加的电压更高，在一些场合可省略变压器。但不足之处是对拉杆的绝缘要求更高。且电解槽长度在使用中会变化,导致绝缘处理困难。将正负极设置在电解槽两端，此时电解槽两端的端板容易带电或者端板本身就作为电极接线板，拉杆是导电的金属杆，并且电解液为导电液，在电解生产过程中，可能有电解液滴落在电解槽的两端，湿润拉杆端部零件，使得拉杆组件与端板之间的绝缘失效，导致两端的端板通过拉杆组件放电，腐蚀设备，甚至造成电解槽的正负极之间通过拉杆组件短路，影响正常生产。而常规绝缘拉杆体积过大，承拉能力弱不适用于电解槽。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有电解槽两端设置正负电极接线板而对拉杆组件绝缘要求高的问题，而提供一种压滤式水电解槽，可将电解槽的正负电极设置在电解槽两端，并提高拉杆组件的绝缘可靠性。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种压滤式水电解槽，包括位于两端的端板、布置在两端板之间并依次层叠的若干个电解小室组件，其特征在于该电解槽还包括若干组将两端端板锁紧连接的绝缘拉杆组件；所述绝缘拉杆组件包括两端设置螺纹的拉杆、与拉杆端部螺纹配合的锁紧螺母、套设在拉杆两端的绝缘垫、套装在拉杆上隔水绝缘套管、挡水护帽，所述隔水绝缘套管的两端分别与两端的绝缘垫紧密配合套接，所述绝缘垫位于相邻的端板与锁紧螺母之间；所述挡水护帽固定安装在绝缘垫上，所述拉杆端部和锁紧螺母位于所述挡水护帽内腔中。在本发明中，两端端板采用绝缘拉杆组件进行锁紧，绝缘拉杆组件具有绝缘隔水的作用。在使用电解槽电解水制氢的过程中，即使端板带电并且具有水滴滴落在绝缘拉杆组件端部，也不能造成电解槽的正负两极之间通过拉杆导通放电而导致短路。因此本发明电解槽中可将正负电极接线板设置在电解槽的两端，例如将两端的端板作为正负电极接线板，或者两端端板分别与正负电极接线板相邻，从而在制氢时可将较高的交流电整流成直流电后直接连接在电解槽两端的正负电极接线板并避免电解槽长度过长。紧密配合套接是指隔水绝缘套管与绝缘垫相套接，两者之间没有间隙，或者间隙很小而使水不能或者很难渗透通过套接部位的间隙。

上述压滤式水电解槽中，所述拉杆至少有一端安装有弹簧，所述弹簧套装在所述拉杆上并位于相邻的锁紧螺母与绝缘垫之间。进一步地，所述弹簧与绝缘垫之间设置有垫片。电解槽在电解水制氢过程发热导致电解槽的温度升高，电解槽因热胀冷缩而长度增长，设置弹簧可使得绝缘拉杆组件自适应电解槽长度的变化，在弹簧与绝缘垫之间设置垫片，防止转动锁紧螺母时弹簧跟随锁紧螺母转动而对绝缘垫片造成损伤，并使绝缘垫均匀承载。

上述压滤式水电解槽中，所述绝缘垫为t形，其具有沿拉杆穿过所述端板并与隔水绝缘套管端部相套接的套筒。或者所述隔水绝缘套管端部穿过所述端板并紧密配合插套在所述绝缘垫的内孔中。隔水绝缘套管端部与绝缘垫紧密配合，使得水不能从隔水绝缘套管端部与绝缘垫之间的间隙通过。

上述压滤式水电解槽中，所述隔水绝缘套管由两根以上并在相邻处可相对滑动地相互套接的套管组成。电解槽安装装配时因拉杆组件的锁紧力不同而导致电解槽在长度方向上有所差异，另外电解槽在长期使用过程其长度也有所变化。套接的套管之间可相对滑动适应电解槽的长度变化，避免拉杆暴露，不能可靠绝缘。

上述压滤式水电解槽中，所述拉杆中部设置有至少一个隔液胶圈，所述隔液胶圈的内圈与拉杆表面过盈配合，外圈与套管内壁过盈配合。当绝缘拉杆组件的一端被水滴湿并且水从隔水绝缘套管端部进入时，隔液胶圈能够阻挡水沿着拉杆从一端流向另一端，避免绝缘拉杆组件的另一端被水湿润而造成两电解槽的正负两极之间的绝缘失效。进一步地，所述套管上设置有开口朝下的排水口，所述排水口邻近所述隔液胶圈所处位置。

上述压滤式水电解槽中，所述隔水绝缘套管由三根套管组成且中间套管的管径大于两端套管的管径，所述隔液胶圈设置在中间套管中。大管径的套管方便套管往拉杆上装配。

本发明与现有技术相比，本发明两端端板采用绝缘拉杆组件进行锁紧，具有良好的绝缘与防水性能，使得电解槽的正负极接线板可设置在电解槽两端并保持可靠的绝缘，便于电解槽在制氢时将电压较高的交流电电整流成直流电后直接连接在电解槽上并避免电解槽的长度过长。

附图说明

图1是本发明压滤式水电解槽的结构简图。

图2是本发明中绝缘拉杆组件端部的结构示意图。

图3是本发明中拉杆与套管、绝缘垫、锁紧螺母的装配示意图。

图4是本发明中拉杆与套管的装配示意图。

图5是本发明中拉杆与套管、绝缘垫、锁紧螺母的第二种装配示意图

图6是本发明中绝缘垫的第二种结构示意图。

图中零部件名称及序号：

前端板1、后端板2、电解小室组件3、绝缘拉杆组件4、拉杆41、小套管42、绝缘垫43、弹簧44、锁紧螺母45、挡水护帽46、垫片47、大套管48、隔液胶圈49。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

本实施例中压滤式水电解槽如图1所示，其包括位于电解槽两端的前端板1和后端板2、布置在前端板1和后端板2之间并依次层叠的若干个电解小室组件3、若干组将前端板1和后端板2锁紧连接的绝缘拉杆组件4。电解小室组件3由框架和设置在框架内的电极板、膈膜等部件组成，将电解槽的正负极接线板设置在电解槽的两端，接入直流电实现水电解产生氢气和氧气。

如图2图3所示，绝缘拉杆组件4包括两端设置螺纹的拉杆41、与拉杆41端部螺纹配合的锁紧螺母45、套设在拉杆两端的绝缘垫43、套装在拉杆41上的隔水绝缘套管、弹簧44、挡水护帽46、垫片47。

隔水绝缘套管由三段套管构成，分别是位于中部直径较大的大套管48和位于大套管48两端管径相对较小的小套管42，大套管18两端分别与两端的小套管42相套接。小套管42的另外一端插装在与之邻近的绝缘垫43的内孔中，与绝缘垫43的内孔壁面紧密配合套接。

如图1图2所示，拉杆41和小套管42的端部穿过端板上的安装孔，小套管42端部插装在该端的绝缘垫43内孔中，拉杆41的螺纹端则与该端的锁紧螺母45配合。在绝缘拉杆组件两端中的至少一端设有弹簧44。如图1所示，在绝缘拉杆组件的前端，锁紧螺母45通过垫片压紧该端的绝缘垫43。如图2所示，在绝缘拉杆组件的后端，在锁紧螺母45与绝缘垫43之间依次设置有弹簧44和垫片47，锁紧螺母45通过弹簧44、垫片47压紧该端的绝缘垫43。当电解槽在使用过程中长度发生变化时，套管间亦发生滑动，避免拉杆暴露，弹簧44也随之变化适应电解槽长度的伸缩，保证预紧力。

如图1图2所示，在绝缘拉杆组件4的两端都设置有挡水护帽46，挡水护帽46呈盅状，其开口端套接固定在绝缘垫43上，挡水护帽46将该端的绝缘垫43、拉杆端部螺纹、锁紧螺母等包覆在其内腔中，使得外部的水滴不能溅落在拉杆41端部。

如图3图4所示，在拉杆41的中部设置有两个隔液胶圈49，隔液胶圈49的内圈与拉杆41表面过盈配合，外圈与大套管48内壁过盈配合。在大套管48上邻近隔液胶圈所在位置处设置有开口朝下的排水口481。当绝缘拉杆组件4一端的防水结构失效例如挡水护帽46脱落，溅落在绝缘拉杆组件4端部的水使得绝缘垫43表面湿润而导通拉杆与端板，水甚至进入到小套管42中沿拉杆向另一端流动。隔液胶圈49的作用是阻止水由拉杆一端向另一端流动，使水从排水口排出，从而避免水从绝缘拉杆组件4的一端流到另外一端并湿润另一端的绝缘垫43表面，避免两端端板通过表面被湿润的绝缘垫、拉杆导通而导致整个绝缘拉杆组件4的绝缘性能失效。

在本实施例中，可将正负电极接线板设置在电解槽的两端，例如将前端板1和后端板2分别作为正负电极接线板，或者正负电极接线板分别与前端板1和后端板2相邻。在电解水制氢的过程中，即使前后端板带电并且具有水滴溅落在绝缘拉杆组件4端部，也不能造成前端板1或后端板2通过绝缘拉杆组件4与另一端的端板导通放电。由于将正负电极接线板设置在电解槽的两端，在制氢时可将交流电整流成直流电后直接连接在电解槽的上正负电极接线板，相比于将同样电压的交流电整流成直流电后直接连接使用但将正极接线板设置在电解槽的中部的电解槽相比，本实施例中的电解槽的长度缩短将近一半，方便电解槽运输和在机架中布置。

在本实施例中，隔水绝缘套管的端部插装在绝缘垫43的内孔中，与绝缘垫43过盈配合。在具体实施时，绝缘垫43也可以为t形结构，如图6所示，绝缘垫43具有沿拉杆穿过端板并与隔水绝缘套管端部相套接的套筒431，隔水绝缘套管端部与套筒431相套接并可相对滑动。隔水绝缘套管也可以是由大套管48和小套管42两套管构成，如图5所示，大套管48与小套管42在其相邻的端部相互套接，大套管46与小套管42的另一端则分别与各自相邻的绝缘垫43连接。