專利名稱:微型制氧裝置的制作方法
本實(shí)用新型屬于氧氣的電解生產(chǎn)裝置氧氣有著廣泛的用途，尤其在醫(yī)藥衛(wèi)生部門，它是搶救病人的重要物資之一。目前，工業(yè)上傳統(tǒng)采用的制氧方法是空氣深冷分離工藝，這種工藝所需要的設(shè)備比較復(fù)雜，氧氣瓶的運(yùn)輸也比較麻煩，雖然對(duì)于工業(yè)發(fā)達(dá)、交通方便的地區(qū)來(lái)說(shuō)是適用的，但是對(duì)于工業(yè)條件差的邊遠(yuǎn)地區(qū)，就有一定困難，因此，本實(shí)用新型的目的是提供一種適用于電解水制氧工藝、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單又有工業(yè)適用性的制氧裝置，來(lái)滿足那些缺乏工業(yè)供氧設(shè)施和使用氧氣瓶不方便地區(qū)的需要。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下結(jié)構(gòu)，即由電解槽組〔3〕、電解液輸送設(shè)備、氣體壓力控制閥〔4〕和氣體過(guò)濾器〔5〕組成。其中電解槽組的結(jié)構(gòu)是每個(gè)電解槽包括電解室〔12〕、電解室〔12〕下部裝有隔膜〔13〕、在電解室〔12〕的上部和下部分別開有氧氣出口〔6〕、氫氣出口〔8〕、冷卻水出口〔7〕、冷卻水進(jìn)口〔9〕、電解液入口〔10〕、電解室兩側(cè)裝有電極〔11〕、電解室〔12〕與電極〔11〕間墊有密封墊〔14〕，電解槽之間的電極以串聯(lián)形式連接，整個(gè)電解槽組以?shī)A板〔18〕、螺栓〔16〕緊固，夾板與電極以及電極之間墊有供通冷卻水用的膠墊〔15〕。電解液輸液設(shè)備是由單向泵〔1〕和單向閥〔2〕組成。
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易加工制造，操作穩(wěn)定、維修方便，所得氧氣質(zhì)量比較好，純度可達(dá)99％以上。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明圖1制氧裝置組成示意圖圖2電解槽組縱向視圖圖3電解室正視圖、局部剖視圖圖4電解室側(cè)視圖圖5膠墊正視圖圖6氣體壓力控制閥正視圖圖7氣體過(guò)濾器正視圖圖8單向泵和單向閥的正視圖圖1中，〔1〕是單向泵、〔2〕單向閥、〔3〕電解槽組、〔4〕氣體壓力控制閥、〔5〕氣體過(guò)濾器。借助單向泵〔1〕的作用，電解液通過(guò)連接管道〔37〕吸入泵內(nèi)，再經(jīng)單向閥〔2〕進(jìn)入電解槽組〔3〕內(nèi)，〔52〕〔53〕分別是氧氣、氫氣的輸出管道，〔54〕〔55〕分別是冷卻電極用的冷卻水進(jìn)、出管道。
圖2中，〔12〕是電解室、〔12〕的下部裝有隔膜〔13〕，隔膜用耐堿材料如石棉做成，電解室最好用有機(jī)玻璃或透明無(wú)毒塑料，它可以和石棉隔膜一次注塑成型。電解室兩側(cè)裝有電極〔11〕，每個(gè)電解槽可用一個(gè)陽(yáng)極和一個(gè)陰極，電極用耐腐蝕材料做成，最好用不銹鋼，用密封墊〔14〕將電解室〔12〕和電極〔11〕進(jìn)行密封，各個(gè)電解槽之間的電極可用螺釘〔17〕以串聯(lián)方式相連接，用夾板〔18〕、螺栓〔16〕來(lái)緊固整個(gè)電解槽組。
在夾板〔18〕與電極〔11〕以及電極之間墊有膠墊〔15〕，冷卻水在膠墊內(nèi)流動(dòng)，以達(dá)到冷卻電極的目的。
在夾板〔18〕、電極〔11〕、膠墊〔15〕以及電解室〔12〕的上部和下部分別開有通口(見圖3、圖4、圖5)即氧氣出口〔6〕、氫氣出口〔8〕、冷卻水出口〔7〕、冷卻水進(jìn)口〔9〕、電解液入口〔10〕，當(dāng)電解室中電解液液位〔20〕到達(dá)要求后，接通電源，在陽(yáng)極上便產(chǎn)生氧氣、陰極上產(chǎn)生氫氣。在夾板〔18〕上的五個(gè)通口都套有螺紋，用于同外界管道連接，冷卻電極用的冷卻水就是從進(jìn)水管〔54〕接到膠墊〔15〕內(nèi)，再經(jīng)排水口〔7〕、排水管〔55〕排出。
電解用電源可用整流調(diào)壓電源，電壓可從0伏調(diào)到50伏，也可用蓄電池供電。電解槽組的使用電壓在45伏到50伏之間，根據(jù)產(chǎn)氧量多少可適當(dāng)調(diào)節(jié)電壓高低以及電解槽組中電解槽的數(shù)目，例如從幾個(gè)到二十多個(gè)，隨著產(chǎn)氧量增加，功率總消耗也隨之增加。
一般用大約10％濃度的氫氧化鉀或氫氧化鈉水溶液作為電解液，如果不加入堿性氫氧化物，直接用水電解，也可以得到氧氣，但必須改變電極之間的接線。
電解出來(lái)的氧氣和氫氣分別通到氣體壓力控制閥的氧氣接口〔25〕和氫氣接口〔30〕(參見圖6)，圖6中〔23〕是平衡膜，可用橡膠做成，〔24〕是噴嘴，根據(jù)氧氣、氫氣的壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)噴嘴〔24〕與膜〔23〕的間隙，以控制出口氣體的壓力，〔26〕〔29〕分別是氧氣和氫氣出口，〔27〕〔28〕是聚集的廢液排出口?！?1〕是氣體壓力控制閥的閥體，可以采用二部分拼成，用螺栓〔22〕連接，這種結(jié)構(gòu)有利于更換另件。
氧氣離開氣體壓力控制閥〔4〕的出口〔26〕后，進(jìn)入氣體過(guò)濾器〔5〕，參見圖7，氣體過(guò)濾器包括上蓋〔31〕、下蓋〔36〕、主體〔33〕、上、下蓋與主體之間用螺栓〔35〕連接，以墊片〔32〕密封，氣體過(guò)濾器內(nèi)放有過(guò)濾材料如尼龍纖維〔34〕，氧氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器后純度可達(dá)99％以上。電解得到的氫氣，從控制閥〔4〕的接口〔29〕排出后，可以用于燃燒或排空。
圖8中，單向泵〔1〕是由筒體〔51〕、壓蓋〔49〕以及使活塞〔50〕作上下運(yùn)動(dòng)的壓桿〔47〕、拉桿〔48〕組成。當(dāng)〔47〕帶動(dòng)〔48〕向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，泵內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，通過(guò)連接管〔46〕，使單向閥中的鋼球〔38〕向上運(yùn)動(dòng)，鋼球可用鍍鉻鋼球，電解液從連接管〔37〕吸入泵內(nèi)，當(dāng)活塞〔50〕移向下部時(shí)，由于壓力增大，鍍鉻鋼球〔45〕向上運(yùn)動(dòng)，電解液液體從連接管道〔44〕經(jīng)過(guò)閥門和三通(圖中未表示)流入電解槽內(nèi)，三通另一接口接廢液排出口，為使于安裝、維修，整個(gè)單向閥均采用可拆卸結(jié)構(gòu)，三通管〔39〕是通過(guò)螺紋與對(duì)接頭〔41〕連接，用密封墊〔40〕密封，壓帽〔42〕也用螺紋與〔41〕連接，用密封墊〔43〕密封。
采用上述基本結(jié)構(gòu)，用9個(gè)電解室組成電解槽組，將濃度為10％的氫氧化鉀水溶液電介，開車后約3分鐘即得到穩(wěn)定流量的氧氣，制氧量可以在0～350毫升／分之間調(diào)節(jié)，350毫升／分流量時(shí)消耗功率為700瓦，氧氣純度為99％以上，氧氣壓力0～1公斤／厘米2。
權(quán)利要求
1.一種制氧裝置，它由電解槽組[3]、電解液輸送設(shè)備、氣體壓力控制閥[4]和氣體過(guò)濾器[5]組成，其特征在于所說(shuō)的電解槽組中每個(gè)電解槽包括電解室[12]、電解室的下部裝有隔膜[13]、電解室上部和下部分別開有氧氣出口[6]、氫氣出口[8]、冷卻水出口[7]、冷卻水進(jìn)口[9]、電解液入口[10]、在電解室的兩側(cè)裝有電極[11]、電解室[12]與電極[11]間墊有密封墊[14]；電解槽之間的電極[11]以串聯(lián)形式相連接；整個(gè)電解槽組以?shī)A板[18]、螺栓[16]緊固；夾板與電極以及電極之間墊有膠墊[15]。所說(shuō)的電解液輸送設(shè)備是由單向泵[1]和單向閥[2]組成。
2.按權(quán)利要求
1所說(shuō)的制氧裝置，其特征在于所說(shuō)的單向泵〔1〕是由筒體〔51〕、壓蓋〔49〕以及使活塞〔50〕作上下運(yùn)動(dòng)的壓桿〔47〕、拉桿〔48〕組成，所說(shuō)的單向閥〔2〕由三通管〔39〕、與三通管呈可拆卸連接的對(duì)接頭〔41〕、壓帽〔42〕以及密封墊〔40〕〔43〕、三通管內(nèi)放有按壓力大小作上下活動(dòng)的鋼球〔38〕〔45〕。
3.按權(quán)利要求
1或2所說(shuō)的制氧裝置，其特征在于所說(shuō)的氣體壓力控制閥〔4〕是由閥體〔21〕、平衡膜〔23〕、噴嘴〔24〕、氧氣進(jìn)、出口〔25〕〔26〕、氫氣進(jìn)、出口〔30〕〔29〕、廢液排出口〔27〕〔28〕組成。
專利摘要
本實(shí)用新型屬于氧氣的電解生產(chǎn)裝置。本裝置包括電解槽組、電解液輸送設(shè)備、氣體壓力控制器以及氣體過(guò)濾器，其中電解液輸送設(shè)備由單向泵和單向閥組成。這種裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易加工制造、操作穩(wěn)定，開車后約3分鐘即可得到氧氣，氧氣純度達(dá)99％以上，可滿足許多部門和地區(qū)的需要，特別適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)。
文檔編號(hào)C25B1/00GK86207839SQ86207839
公開日1987年10月28日 申請(qǐng)日期1986年10月10日
發(fā)明者張樹城 申請(qǐng)人:張樹城導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan