一种浮动极间距型电解槽组件及次氯酸钠发生器的制作方法

1.本发明涉及次氯酸钠制备装置技术领域，具体为一种浮动极间距型电解槽组件及次氯酸钠发生器。

背景技术：

2.次氯酸钠溶液作为一种真正高效、广谱、安全的强力灭菌、杀毒药剂，它同水的亲和性好，能与水以任意比例互溶，不存在、二氧化氯等药剂的安全隐患，且其消毒效果被公认为与相当。因次氯酸钠易分解、不易保存与运输，因而消杀现场(消毒与杀微生物)现场多采用次氯酸钠发生器现场制备。盐水型次氯酸钠发生器以浓度为3～5wt％的食盐水与电作为原材料，现场制取一定浓度的次氯酸钠溶液。现用次氯酸钠发生器存在以下问题：
3.1.随着入口盐水水质波动，设备电解参数未处于最优状态。在入口电导率波动(或悬浮物过量时)时，设备电解参数未处于最优状态，设备电解效率下降；
4.2.设备运行过程中因电解产生的副产物氢气积累于电解液中未及时分离进而造成大量电能转化为热能，造成电解液温度上升，不仅增加了设备的电耗，而且导致生产次氯酸钠降解或电解副产物增多(如氯酸钠)，影响设备的电解效率；
5.3.酸洗问题。因设备使用过程中，电解液中所含钙镁离子电解过程中易沉淀附着于电极上，通常情况下可通过酸液进行酸洗，但随着环境保护的升级，酸液的采购、酸洗废液的排放及人工维护等问题均影响了设备的正常运行。

技术实现要素：

6.本发明第一个目的在于提出一种浮动极间距型电解槽组件，通过电极间距可实时调整解决因电解参数变动未处于最优状态的问题；第二个目的在于提出一种次氯酸钠发生器，提高电解效率并降低能耗。
7.为实现上述目的，本发明的方案如下：
8.一种浮动极间距型电解槽组件，包括设有腔体的电极组件；电极组件内设有若干并列的电极板，及若干楔形夹持部；电极板的轴向两端连接电源，径向至少一端设在楔形夹持块内；工作时，楔形夹持部上下移动。
9.进一步地，所述电极组件设有侧板、压板和若干楔形滑块；压板的两端沿径向活动设置于侧板内；压板连接有传动机构，楔形滑块的脚部滑动设于压板内，电极板位于相邻楔形滑块的头部之间。
10.优选地，所述电极板的边缘夹持有呈楔形的导向块，导向块与相邻的楔形滑块契合。
11.优选地，还包括设于电极组件外部的电解槽体；电解槽体的顶部设有排氢口、出液口，底部设有排污口、进液口；所述压板设有若干通孔。
12.进一步地，所述电极板上设有压电陶瓷片，压电陶瓷片设有若干电极子，每个电极
子连接不同相位的交流电源。
13.优选地，所述压电陶瓷片设于阴极或电极板中间，压电陶瓷片分为四片，每片均设置有电极子，各电极子分别接交流电源，且相邻电源间相角差为90
°
14.次氯酸钠发生器，包括若干个如以上所述的电解槽组件，所述电解槽组件的水路电路串联。
15.进一步地，所述电解槽体连通有盐水进料管及次氯酸钠排出管；次氯酸钠排出管设有第一监测器，用于监测余氯与温度。
16.优选地，所述盐水进料管设有第三监测器，用于监测流量、电导率、压力及温度。
17.进一步地，所述电解槽组件两端设有第二监测器，用于监测电解过程中电解槽两端瞬时电解电压。
18.与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
19.1.本发明所述浮动极间距型电解槽组件，通过设置若干楔形夹持部上下移动，电极板的边缘进出楔形夹持部实现间距实时调整，解决因电解参数变动未处于最优状态的问题。
20.2.本发明所述浮动极间距型电解槽组件，通过在电极板上设置压电陶瓷片，接不同相位的交流电时对电极板进行振动，一方面可以避免阴极板上发生结垢，可省去酸洗等影响设备正常运行的维护手段；另一方面可以促进氢气副产物的排出。
21.3.本发明所述次氯酸钠发生器通过设置在物料出入口的多个监测装置，可实时在线监测不同参数的指标，数据可供分析，并利用自控系统控制传动机构，实现电极板间距调节反馈，提高电解效率并降低能耗。
附图说明
22.图1为本发明所述次氯酸钠发生器整体结构示意图。
23.图2为本发明所述电解槽组件主视图(a)及左视图(b)。
24.图3为本发明所述电极组件立体图。
25.图4为本发明所述电极组件局部放大图。
26.图5为本发明所述电极板示意图。
27.图6为本发明所述压板仰角立体图。
28.其中：10、电解槽组件；11、电解槽体；11a、传动机构；11b、排氢口；11c、出液口；11d、排污口；11e、进液口；11f、积垢槽；12、电极组件；12a、电极板；12b、侧板；12c、支撑块；12d、导向块；12e、压板；12e-1、滑槽；12e-2、通孔；12f、限位板；12g、压电陶瓷片、12h、接线端子；12k、夹持端子；12m、楔形滑块；20、伺服电机；30、排氢管；40、排污管；50、次氯酸钠排出管；51、第一监测器；60、第二监测器；70、电源；80、第三监测器；90、盐水进料管。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.需要理解的是，术语“上”、“下”、“头”、“尾”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
31.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况上述术语在本发明中的具体含义。
32.如图1所示，本发明的一个实施例中，提供一种次氯酸钠发生器，由若干个电路串联的电解槽组件10(图中为两个)与电源70组成串联结构，电源的正负极分别与电解槽组件10终端正负极相连。电解槽组件10上设有伺服电机20，用于正反旋转控制内部电极板的间距。电解槽组件10顶部设有排氢管30、次氯酸钠排出管50，底部设有排污管40及盐水进料管90；上一级电解槽组件10的次氯酸钠出口连通下一级电解槽组件10入口构成水路串联。终极电解槽组件10的次氯酸钠排出管50上设有第一监测器51，用于监测排出次氯酸钠溶液中的余氯与温度；所有串联电解槽组件10两端均设有第二监测器60，用于监测单个电解槽电解过程中电解电压；始端电解槽组件10的盐水进料管90设有第三监测器80，用于监测盐水电导率、流量、温度与压力。
33.如图2a、b所示，本发明的另一个实施例中，提供一种浮动极间距型电解槽组件，包括位于外部作为壳体的电解槽体11及位于内部的电极组件12。电解槽体11上设有延伸至与电极组件12连接的传动机构11a，顶部设有排氢口11b及出液口11c，底部设有排污口11d、进液口11e。以上所述的，排氢口11b、出液口11c、排污口11d、进液口11e分别对应如图1中所示电解槽组件10中的排氢管30、次氯酸钠排出管50、排污管40、盐水进料管90逐一连通。电解槽体11内底部还设有积垢槽11f(图2b)，用于收集污垢，排污口11d设于积垢槽11f处。
34.如图3-4所示，所述电极组件12包括两个竖向设置的侧板12b、及两个压板12e，侧板12b及压板12e构成两端开口的腔体结构；压板12e上下布置且横向插入侧板12b内侧，压板12e与侧板12b的插入口具有上下空间预设值，保证压板12e具有上下活动的空间。压板12e上设有限位板12f，呈u型，两端插入压板12e内并向另一侧延伸。压板12e上设有传动机构11a，如丝杆，用于和图1所示伺服电机20连接并控制压板12e上下移动。如图6所示，压板12e内侧设有滑槽12e-1，滑槽12e-1内设有若干楔形滑块12m，楔形滑块12m的脚部插入滑槽12e-1内，头部向上凸起；压板12e上还设置有通孔12e-2，便于腔体内所生成气体的流通。如图4所示，楔形滑块12m并列设置且分布在限位板12f内，防止移出滑槽12e-1发生脱落，并且限位板12f两端的距离大于楔形滑块12m宽度之和，便于每个楔形滑块12m在限位板12f内能够左右移动。
35.如图3所示，侧板12b及压板12e构成的腔体内设有若干竖向并列设置的电极板12a，电极板12a轴向两端分别铰接在夹持端子12k的尾部，夹持端子12k的头部连接接线端子12h。如图4-5所示，电极板12a的角部边缘分别夹持有导向块12d，导向块12d头部凸起，尾部具有夹持槽；电极板12a的边缘通过导向块12d嵌入在楔形滑块12m之间，即导向块12d的头部与相邻楔形滑块12m的腰部相抵。当传动机构11a向下(电极组件12内)移动时，压板12e
因受力向下挤压，此时导向块12d进入楔形滑块12m间的部分会增多，此时相当于楔形滑块12m向两个电极板12a内翘入，使得相邻的电极板12a之间的距离增大；反之，当传动机构11a向上移动时，相邻的电极板12a之间的距离减小。
36.作为优选的实施例，如图3所示，所述电极组件12包括若干个电解单元，每个单元内设置有若干并列设置的电极板12a。电极组件12的轴向两端设端电极板，与夹持端子12k铰接并进一步与接线端子12h连接；中间部分设双面电极板，且双面电极板包括阴阳两个电极(左右两端材质相同，阳极有涂层，阴极无涂层，电势不同)，并列的电极板相邻端面极性不同。
37.作为优选的实施例，如图3所示，所述电极板12a端面设有压电陶瓷片12g，压电陶瓷片12g设有若干电极子，每个电极子连接不同相位的交流电源，压电陶瓷片12g可选择设置于阴极，在阴极多孔网板位置产生振动，破坏氢氧化镁与氢氧化钙与阴极的吸附，从而防止阴极极板上结垢达到设备免酸洗效果可。更优选地，压电陶瓷片12g分为4片，每片压电陶瓷片上均设置有电极子，各电极子分别接交流电源，且相邻电源间相角差为90
°
，也可以设置于电极板12a的中间位置，实现阴极和阳极的振动平衡，提高稳定性。
38.可选地，上述实施例中，所述电极组件12外侧设有支撑块12c，用于将电极组件12支撑于电解槽体11内。
39.上述实施例中，所述第一监测器51为常见的余氯检测仪，所述第二监测器60为常见的压力监测仪，所述第三监测器80包含流量计及电导率检测仪，上述监测器将监测的数据上传至上位机，通过微处理器分析并优化得到最佳的电解参数，并执行伺服电机20正反转带动传动机构11a上下移动。
40.工作时，当电解槽组件10两端接入直流电时，食盐水作为电解质，在电解过程中，cl-在阳极失去电子，被氧化成cl2并与oh-和na
+
结合生成naclo，h
+
在阴极得到电子，被还原成h2由排氢管30排出；两个电解槽组件10串联时，生成的naclo的含食盐水物料进入下一级进行电解，在终端(电源负极连接端)富集并由次氯酸钠排出管50排出。与此同时，食盐水中的金属离子杂质如ca
2+
、mg
2+
离子会在电极板12g上富集，形成氢氧化钙及氢氧化镁。由于电极板12a上安装有压电陶瓷片12g，电解过程中电极板12g处于振动状态，使垢物落入积垢槽11f内并经排污口11d由排污管40排出，避免人工酸洗操作。压电陶瓷片12g在振动的过程中，能够促进h2的快速排出，从而提高设备电解效率。
41.在此过程中，第一监测器51对出口余氯及温度进行监测，如设置余氯监测及温度传感器；第二监测器60对单个电解槽电解电压及食盐水流量进行监测，如设置压力传感器及流量计；第三监测器80对入口电解液流量、电导率、压力及温度进行监测，如设置流量计、电导率仪、压力及温度传感器。电解过程中第三监测器80监测水质(盐度、硬度及悬浮物变化)波动较大时，结合余氯数据，反馈至上位机，并经分析处理后生成指令调整伺服电机20正反转，带动传动机构11a使电极板12a间距浮动，保证电解过程中电解参数处于最优状态，从而保证次氯酸钠发生器电解过程电耗最低，保证最高的电解效率。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种浮动极间距型电解槽组件，其特征在于，包括设有腔体的电极组件(12)；电极组件(12)腔体内设有若干并列的电极板(12a)，及若干楔形夹持部；电极板(12a)的轴向两端连接电源，径向至少一端设在楔形夹持块内；工作时，楔形夹持部上下移动。2.根据权利要求1所述的电解槽组件，其特征在于，所述电极组件(12)设有侧板(12b)、压板(12e)和若干楔形滑块(12m)；压板(12e)的两端沿径向活动设置于侧板(12b)内；压板(12e)连接有传动机构(11a)，楔形滑块(12m)的脚部滑动设于压板(12e)内，电极板(12a)位于相邻楔形滑块(12m)的头部之间。3.根据权利要求2所述的电解槽组件，其特征在于，所述电极板(12a)的边缘夹持有呈楔形的导向块(12d)，导向块(12d)与相邻的楔形滑块(12m)契合。4.根据权利要求2所述的电解槽组件；其特征在于，还包括设于电极组件(12)外部的电解槽体(11)；电解槽体(11)的顶部设有排氢口(11b)、出液口(11c)，底部设有排污口(11d)、进液口(11e)；所述压板(12e)设有若干通孔。5.根据权利要求1所述的电解槽组件，其特征在于，所述电极板(12a)上设有压电陶瓷片(12g)，压电陶瓷片(12g)设有若干电极子，每个电极子连接不同相位的交流电源。6.根据权利要求5所述的电解槽组件，其特征在于，所述压电陶瓷片(12g)设于阴极或电极板(12a)中间，压电陶瓷片(12g)分为四片，每片均设置有电极子，各电极子分别接交流电源，且相邻电源间相角差为90
°
。7.次氯酸钠发生器，其特征在于，包括若干个如权利要求1-6任意一项所述电解槽组件，所述电解槽组件的水路电路串联。8.根据权利要求7所述的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述电解槽体(11)连通有盐水进料管(90)及次氯酸钠排出管(50)；次氯酸钠排出管(50)设有第一监测器(51)，用于监测余氯及出口温度。9.根据权利要求8所述的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述盐水进料管(90)设有第三监测器(80)，用于监测入口电解液流量、电导率、压力及温度。10.根据权利要求7所述的次氯酸钠发生器，其特征在于，所述电解槽组件(10)两端设有第二监测器(60)，用于监测电解过程中单个电解槽瞬时电解电压。

技术总结

本发明公开了一种浮动极间距型电解槽组件及次氯酸钠发生器，所述电解槽组件包括设有腔体的电极组件；电极组件内设有若干并列的电极板，及若干楔形夹持部；电极板的轴向两端连接电源，径向至少一端设在楔形夹持块内；工作时，楔形夹持部上下移动；所述电解槽组件通过电极间距实时调整解决因电解参数变动未处于最优状态的问题，通过设置压电陶瓷不仅避免电解过程中电极间结垢，且有效提高次氯酸钠发生器的电解效率。器的电解效率。器的电解效率。