一種低成本水電解制氫電解槽的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)涉及水電解制氫設(shè)備，特別涉及一種低成本水電解制氫電解槽。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，水電解制氫電解槽的成本主要部分來自于其各零部件的制造成本，由于電解槽由幾百組極板框、極板和密封墊等組成，控制極板框、極板的生產(chǎn)成本，改進(jìn)各零部件之間的連接和裝配工藝是控制電解槽成本的關(guān)鍵因素。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的電解槽極板框是由金屬鋼圈構(gòu)成，其直徑一般在I?2.5m之間，且極板框上加工有用于裝配和密封的許多臺(tái)階，還有用于氣液循環(huán)的孔道，極板框與極板之間的連接采用整圓雙面焊接。在裝配過程中，石棉布、鎳絲網(wǎng)和橡膠密封墊是單個(gè)依次疊加到一起的，形成電解槽。這種現(xiàn)有加工和裝配技術(shù)存在以下不足:
[0004](I)極板與極板框的焊接很容易導(dǎo)致極板的變形，不僅影響電解槽的裝配精度及運(yùn)行穩(wěn)定性，而且有一定的加工難度，需要大量加工費(fèi)用。
[0005](2 )極板框上用于裝配和密封的臺(tái)階和氣液循環(huán)道、孔加工難度非常大，精度難以保證，且數(shù)量多，費(fèi)用十分昂貴。
[0006](3)橡膠密封墊、隔膜石棉布和鎳絲網(wǎng)單個(gè)依次疊加裝配，與極板框之間裝配工藝要求非常高，且是幾百組依次疊加，極易引起某部分壓緊及密封出現(xiàn)問題，導(dǎo)致電解槽裝配失敗。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的是:針對(duì)現(xiàn)有電解槽極板框、極板加工費(fèi)用高，各零部件裝配工藝復(fù)雜的問題，提供一種更簡單、更經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)更合理的方法，通過改進(jìn)現(xiàn)有密封墊的結(jié)構(gòu)、組成和裝配方式，減小極板框、極板的加工成本、集成部分零部件，達(dá)到降低生產(chǎn)成本、簡化裝配工藝的目的。
[0008]為此，本實(shí)用新型提供了一種低成本水電解制氫電解槽，包括分別位于兩端相對(duì)而設(shè)的圓形的正極端板和負(fù)極端板，正極端板和負(fù)極端板之間間隔交錯(cuò)排布有圓形的極板框組件和極板組件，并保持平行，螺桿穿過正極端板和負(fù)極端板將極板框組件和極板組件緊固，所述的極板框組件包括環(huán)形橡膠密封墊、鑲嵌在環(huán)形橡膠密封墊的環(huán)外沿的環(huán)狀極板框以及位于環(huán)形橡膠密封墊的環(huán)內(nèi)的圓形隔膜石棉布和鎳絲網(wǎng)，隔膜石棉布的邊緣與橡膠密封墊的環(huán)內(nèi)邊緣做成一體，隔膜石棉布的兩側(cè)分別設(shè)置鎳絲網(wǎng)，鎳絲網(wǎng)的邊緣也與橡膠密封墊的環(huán)內(nèi)邊緣做成一體。
[0009]所述的橡膠密封墊的環(huán)外沿設(shè)有一圈凹槽，極板框鑲嵌于凹槽中；橡膠密封墊的環(huán)上還設(shè)置有軸向貫通橡膠密封墊的氣道和液道，氣道和液道分別通過氣孔和液孔連通至橡膠密封墊的環(huán)內(nèi)，所述的極板組件對(duì)應(yīng)于橡膠密封墊的氣道和液道的位置上也同樣設(shè)置有氣道和液道。
[0010]所述的極板組件由扁平圓柱形的極板和位于極板端面處的不銹鋼絲支撐網(wǎng)組成，極板直徑與極板框外徑相同，且極板對(duì)應(yīng)于橡膠密封墊的氣道和液道的位置上也同樣設(shè)置有氣道和液道，所述的不銹鋼絲支撐網(wǎng)呈平面圓盤型。
[0011]所述的氣道位于橡膠密封墊或極板的正上部位置，液道位于橡膠密封墊或極板的正下部位置，所述的氣道和液道內(nèi)側(cè)通過硫化工藝鑲嵌有不銹鋼金屬鋼圈。
[0012]所述的不銹鋼金屬鋼圈的長度比橡膠密封墊的厚度小I?3_，銹鋼金屬鋼圈的兩端分別設(shè)有橡膠圈。
[0013]所述的不銹鋼絲支撐網(wǎng)由直徑為0.3?1.5mm的不銹鋼絲編織成帶有凸點(diǎn)支撐的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0014]所述的螺桿的兩端設(shè)有擰緊部件，該擰緊部件由內(nèi)向外依次包括絕緣套、平墊圈、碟簧和螺母，絕緣套緊貼在正極端板或負(fù)極端板外圓面，正極端板和負(fù)極端板之間螺桿部分由絕緣導(dǎo)管套住。
[0015]本實(shí)用新型的有益效果:
[0016]1、電解槽循環(huán)道、孔設(shè)計(jì)到橡膠密封墊上，減小了極板框的加工難度，降低了設(shè)備的加工成本；循環(huán)孔、道通過模具一次成型，加工及裝配精度提高，且孔、道內(nèi)部鑲嵌有骨架，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度合理。
[0017]2、極板框鑲嵌在橡膠密封墊的外圓凹槽內(nèi)，使極板框不產(chǎn)生寄生電流，避免了孔、道設(shè)計(jì)在極板框上使孔、道產(chǎn)生氫、氧氣，提高了產(chǎn)氣的純度，減少電流損失。
[0018]3、將隔膜石棉布、鎳絲網(wǎng)和橡膠密封墊硫化壓緊形成一體式組合密封墊，避免了三者分開壓緊不足導(dǎo)致的氫、氧串氣，提高了設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量和穩(wěn)定性，同時(shí)也簡化了設(shè)備的裝配工藝。
[0019]以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是圖1的A部放大示意圖。
[0022]圖3是橡膠密封墊主視圖。
[0023]圖4是圖3的A-A的剖面示意圖。
[0024]圖5是圖3的B-B的剖面示意圖
[0025]圖6是極板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]附圖標(biāo)記說明:1、螺母；2、螺桿；3、碟簧；4、負(fù)極端板；5、絕緣導(dǎo)管；6、正極端板；7、絕緣套；8、平墊圈；9、極板框組件；10、不銹鋼絲支撐網(wǎng)；11、凹槽；12、極板；13、極板組件；14、極板框；15、橡膠密封墊；16、隔膜石棉布；17、鎳絲網(wǎng)；18、氣道；19、氣孔；20、液道；
21、液孔；22、不銹鋼金屬鋼圈；23、橡膠圈。
【具體實(shí)施方式】
[0027]實(shí)施例1:
[0028]本實(shí)施例提供一種低成本水電解制氫電解槽，如圖1和圖2所示，包括分別位于兩端相對(duì)而設(shè)的圓形的正極端板6和負(fù)極端板4，正極端板6和負(fù)極端板4之間間隔交錯(cuò)排布有圓形的極板框組件9和極板組件13，并保持平行，螺桿2穿過正極端板6和負(fù)極端板4將極板框組件9和極板組件13緊固，所述的極板框組件9包括環(huán)形橡膠密封墊15、鑲嵌在環(huán)形橡膠密封墊15的環(huán)外沿的環(huán)狀極板框14以及位于環(huán)形橡膠密封墊15的環(huán)內(nèi)的圓形隔膜石棉布16和鎳絲網(wǎng)17，隔膜石棉布16為專用于水電解制氫的密織斜紋石棉布，隔膜石棉布16的邊緣與橡膠密封墊15的環(huán)內(nèi)邊緣通過硫化工藝壓合形成一體，隔膜石棉布16的兩圓面外分別設(shè)置鎳絲網(wǎng)17，鎳絲網(wǎng)17的邊緣也與橡膠密封墊15的環(huán)內(nèi)邊緣通過硫化工藝壓合形成一體。
[0029]傳統(tǒng)的橡膠密封墊、隔膜石棉布和鎳絲網(wǎng)單個(gè)依次疊加裝配，與極板框之間裝配工藝要求非常高，且是幾百組依次疊加，極易引起某部分壓緊出現(xiàn)問題，導(dǎo)致電解槽裝配失敗。本實(shí)施例將隔膜石棉布16、鎳絲網(wǎng)17和橡膠密封墊15硫化壓緊形成一體式組合密封墊，能避免三者分開壓緊不足導(dǎo)致的氫、氧串氣，提高了設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量和穩(wěn)定性，同時(shí)也簡化了設(shè)備的裝配工藝。
[0030]實(shí)施例2:
[0031]結(jié)合圖3、圖4和圖5，橡膠密封墊15的環(huán)外沿設(shè)有一圈凹槽11，環(huán)狀的極板框14由不銹鋼材料制成，極板框14鑲嵌于凹槽11中，其形狀尺寸與橡膠密封墊凹槽11尺寸相同；橡膠密封墊15的環(huán)上還設(shè)置有軸向貫通橡膠密封墊15的氣道18和液道20，氣道18和液道20分別通過氣孔19和液孔21連通至橡膠密封墊15的環(huán)內(nèi)，所述的極板組件13對(duì)應(yīng)于橡膠密封墊15的氣道18和液道20的位置上也同樣設(shè)置有氣道18和液道20。
[0032]參照?qǐng)D1圖2和圖6，極板組件13由扁平圓柱形的極板12和位于極板12端面處的不銹鋼絲支撐網(wǎng)10組成，極板12直徑與極板框14外徑相同，且極板12對(duì)應(yīng)于橡膠密封墊15的氣道18和液道20的位置上也同樣設(shè)置有氣道18和液道20，所述的不銹鋼絲支撐網(wǎng)10呈平面圓盤型。
[0033]傳統(tǒng)的電解槽極板框是由金屬鋼圈構(gòu)成，其直徑一般在I?2.5m之間，且極板框上加工有用于裝配和密封的許多臺(tái)階，極板框與極板之間的連接采用整圓雙面焊接。極板與極板框的焊接很容易導(dǎo)致極板