用于电解槽的极框、电解单元和电解设备

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2024-03-12 16:29:05

权利要求书： 1.一种用于电解槽的极框，包括极框本体(1)，所述极框本体(1)上设置有第一进液口(11)和第二进液口(12)，所述极框本体(1)的中部开设有电解反应腔(16)，所述第一进液口(11)的内壁上开设有与电解反应腔（16）连通的第一进液道(111)，极框本体（1）上的第二进液口（12）内壁上开设有与电解反应腔（16）连通的第二进液道（121），所述极框本体(1)远离第一进液口(11)和第二进液口(12)处设置有第一出气口(14)和第二出气口(15)，所述第一出气口(14)的内壁上设有电解反应腔(16)连通的气体出口(22)；

其特征在于，所述极框本体(1)上开设有靠近第一进液口(11)或第二进液口(12)的第三进液口(13)；所述第三进液口(13)开设于第一进液口(11)和第二进液口(12)之间；所述第三进液口(13)的内壁上开设有与电解反应腔(16)连通的第三进液道(131)；

在电解液注液过程中，电解液通过进水口(21)注入到第三进液口(13)内部，并一直注入到距离进水口(21)最远的极框本体(1)上的第三进液口(13)内部；距离进水口(21)最远极框本体(1)上的电解反应腔(16)内的电解液通过第一进液道(111)注入第一进液口(11)内部，通过第二进液道(121)注入到第二进液口(12)内部；距离进水口(21)最远的第二进液口(12)的电解液注入到相邻的第一进液口(11)内部，然后从第一进液口(11)内壁上的第一进液道(111)进入到该极框本体(1)上的电解反应腔(16)内部；从距离进水口(21)最远的第一进液口(11)进入的电解液继续注入到相邻极框本体(1)上的第二进液口(12)内，然后继续注入另一相邻的第一进液口(11)内，再从该第一进液口(11)内部注入到该极框本体(1)上的电解反应腔(16)内部。

2.根据权利要求1所述的一种用于电解槽的极框，其特征在于，所述第一进液口(11)和第二进液口(12)的截面形状为腰形，且二者均为腰形孔。

3.根据权利要求1所述的一种用于电解槽的极框，其特征在于，所述第一出气口(14)和第二出气口(15)的截面形状为腰形，且二者均为腰形孔。

4.一种电解单元，其特征在于，包括权利要求1?3任一项所述的一种用于电解槽的极框。

5.一种电解设备，其特征在于，包括权利要求4所述的一种电解单元。

说明书：一种用于电解槽的极框、电解单元和电解设备技术领域[0001] 本申请涉及电解设备的技术领域，尤其是涉及一种用于电解槽的极框、电解单元和电解设备。背景技术[0002] 电解是一种利用电能将化学反应进行的技术，它广泛应用于金属加工、化工、纺织、食品等领域。其背景可以追溯到19世纪初，当时许多科学家致力于探索电化学现象和其应用。随着电解技术的不断发展，如今已经成为很多工业生产过程中不可或缺的一部分。[0003] 相关技术中，参照图1和图2，一种电解设备，包括若干极框本体1和隔膜3，极框本体1为圆环，且极框本体1的中部为电解反应腔16，且相邻的极框本体1之间安装有隔膜3，极框本体1上设置有第一进液口11和第二进液口12，极框本体1远离第一进液口11和第二进液口12处还设置有供电解产生气体排出的第一出气口14和第二出气口15，其中第一进液口11的内壁上开设有与极框本体1内侧面连通的第一进液道111，极框本体1与相邻的另一极框本体1绕图中轴线转动180度后贴合，在组装完成后，一个极框本体1上的第一进液口11与相邻另一个极框本体1上的第二进液口12贴近并连通；相邻的两个电解反应腔16分别为正电解室和负电解室，其中隔膜3为离子交换膜。[0004] 参照图2，电解液沿着途中所示的箭头方向注液到各个电解反应腔16内部；当电解液正向从第一个极框本体1上的第一进液口11注入后，先经过第一进液道111进入当前极框本体1中部的电解反应腔16，然后第一进液口11的电解液继续注入相邻的第二进液口12，再继续注入到与第二进液口12贴合的另一个第一进液口11，从该第一进液口11上的第一进液道111注入到本极框本体1上的电解反应腔16，以此在正向注入时电解液间隔的注入到电解反应腔16内部，最后一个极框本体1上的第二进液口12上开设有第二进液道121；当最后一个极框本体1充满电解液后，电解液从第二进液道121注入到第二进液口12内部，然后此第二进液口12内的电解液继续注入到相邻的第一进液口11内，进而从这个第一进液口11上的第一进液道111注入到当前极框本体1上的电解反应腔16内，以此电解液反向将之前间隔的极框本体1上的电解反应腔16注入电解液，以此实现电解液的注入。[0005] 在注入电解液的过程中，电解液注入到极框本体上电解反应腔内部的水压逐渐递减，但是相邻的电解反应腔注入电解液相隔的时间较长，比如第一个注入的电解反应腔和最后一个注入的电解反应腔二者的压力差最大，同时第一个注入的电解反应腔和最后一个注入的电解反应腔二者相邻，在电解过程中，二者透过隔膜进行离子交换，但是由于压力差过大，会导致离子交换的速度不均衡，影响电解的反应效率。发明内容[0006] 本申请的目的是提供一种用于电解槽的极框、电解单元和电解设备，解决上述相关技术中电解液在注入完成后，相邻电解反应腔内部的压力差较大，影响电解过程中的反应效率。[0007] 本申请提供的一种用于电解槽的极框、电解单元和电解设备采用如下的技术方案：[0008] 一种用于电解槽的极框，包括极框本体，所述极框本体上设置有第一进液口和第二进液口，所述极框本体的中部开设有电解反应腔，所述第一进液口的内壁上开设有与第一进液口连通的第一进液道，所述极框本体远离第一进液口和第二进液口处设置有第一出气口和第二出气口，所述第一出气口的内壁上设有电解反应腔连通的气体出口；所述极框本体上开设有靠近第一进液口或第二进液口的第三进液口。[0009] 通过采用上述技术方案，若干极框本体叠加压紧在一体，极框本体与相邻的另一极框本体转动180度后贴合，若干个第三进液口连通成管道；在电解液注液过程中，电解液通过第三进液口构成的管道内部，注入到距离进水口最远的极框本体上的第三进液口内部；便于后续使邻电解反应腔内部的电解液注入时间基本相同，以此保持相邻电解反应腔内部的压力平衡，使在电解水的过程中能够更好的进行离子交换。[0010] 可选的，所述第三进液口开设于第一进液口和第二进液口之间。[0011] 通过采用上述技术方案，当距离进水口最远的电解反应腔内部的电解液通过该极框本体上的第一进液道和第二进液道进入到第一进液口和第二进液口内部时，使电解液进入第一进液道和第二进液道的时间基本保持相同，降低后续电解液注入到相邻电解反应腔内部的压差。[0012] 可选的，第一进液口和第二进液口的截面形状为腰形，且二者均为腰形孔。[0013] 通过采用上述技术方案，提高第一进液口和第二进液口的截面大小，在相同的时间内能够通入更多的电解液，提高电解液的注液速度。[0014] 可选的，所述第一出气口和第二出气口的截面形状为腰形，且二者均为腰形孔。[0015] 通过采用上述技术方案，提高第一出气口和第二出气口的截面大小，在电解水制氢制氧过程中，提高氢气和氧气的排出效率。[0016] 可选的，所述第三进液口的内壁上开设有与电解反应腔连通的第三进液道。[0017] 通过采用上述技术方案，便于从第三进液口内注入的电解液注入到该极框本体上的电解反应腔内部。[0018] 本申请提供的一种电解单元采用如下的技术方案：[0019] 一种电解单元，包括任一项所述的一种用于电解槽的极框。[0020] 通过采用上述技术方案，使应用该极框的电解单元在电镀液注液时，相邻的电解反应腔内部的压差较小，便于在电解过程正负离子的交换迁移，提高电解效率。[0021] 本申请提供的一种电解设备采用如下的技术方案：[0022] 一种电解设备，包括任一项所述的一种电解设备。[0023] 通过采用上述技术方案，提高应用该电解单元的电解设备的电解效率。[0024] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：[0025] 1.通过第三进液口的开设，便于后续使邻电解反应腔内部的电解液注入时间基本相同，以此保持相邻电解反应腔内部的压力平衡，使在电解水的过程中能够更好的进行离子交换。附图说明[0026] 图1是本申请实施例体现背景技术中极框本体的结构示意图；[0027] 图2是本申请实施例体现背景技术中电解液注入过程的剖视结构示意图；[0028] 图3是本申请实施例1体现极框本体的结构示意图；[0029] 图4是本申请实施例1体现电解液注入过程的剖视结构示意图；[0030] 图5是本申请实施例1体现电解过程中气体排出时的剖视结构示意图。[0031] 图中，1、极框本体；11、第一进液口；111、第一进液道；12、第二进液口；121、第二进液道；13、第三进液口；131、第三进液道；14、第一出气口；141、第一出气道；15、第二出气口；16、电解反应腔；2、压板；21、进水口；22、气体出口；3、隔膜。

具体实施方式[0032] 以下结合全部附图，对本申请作进一步详细说明。[0033] 实施例1：[0034] 参照图3，一种用于电解槽的极框，包括极框本体1，在极框本体1上开设有第一进液口11和第二进液口12，极框本体1远离第一进液口11和第二进液口12处设置有第一出气口14和第二出气口15，极框本体1的中部开设有电解反应腔16，极框本体1的整体形状为圆环形；通过第一进液口11和第二进液口12完成电解液的注入，同时通过第一出气口14和第二出气口15用于分别将电解水产生的氢气和氧气分别排出。[0035] 参照图3，极框本体1上开设有靠近第一进液口11或第二进液口12的第三进液口13，第三进液口13用于供电解液注入，且第三进液口13开设于第一进液口11和第二进液口

12之间的中间部分。

[0036] 参照图3和图4，相邻的极框本体1之间均安装有隔膜3，其中隔膜3很薄，为离子交换膜，并不影响相邻极框本体1的贴紧。在电解过程中，极框本体1与绕图3中轴线转动180度的另一极框本体1后贴合，然后通过两个压板2将多个极框本体1叠加在一起并压紧，在多个极框本体1均组装压紧后，极框本体1上的第一进液口11与相邻另一个极框本体1上的第二进液口12贴近并连通。同时若干个第三进液口13连通成管道，其中一个压板2上开设有与最边沿极框本体1上第三进液口13连通的进水口21。[0037] 参照图4，电解液通过图4中的箭头指向方向进入到各个电解反应腔16内部；电解液通过进水口21注入到第三进液口13内部，并一直注入到距离进水口21最远的极框本体1上的第三进液口13内部。距离进水口21最远极框本体1上的第三进液口13内壁上设置有与电解反应腔16连通的第三进液道131，电解液通过第三进液道131注入到该极框本体1上的电解反应腔16。[0038] 参照图4，所有极框本体1上第一进液口11的内壁上均开设有与电解反应腔16连通的第一进液道111，该极框本体1上的第二进液口12内壁上开设有与电解反应腔16连通的第二进液道121；故而距离进水口21最远的电解反应腔16内的电解液通过第一进液道111注入第一进液口11内部，该电解反应腔16内的电解液通过第二进液道121注入到第二进液口12内部。[0039] 参照图4，其余的极框本体1上由于仅开设有与第一进液口11连通的第一进液道111；进入距离进水口21最远的第二进液口12的电解液继续注入到相邻的第一进液口11内部，然后从第一进液口11内壁上的第一进液道111进入到该极框本体1上的电解反应腔16内部；同时注入距离进水口21最远的第一进液口11内部的电解液继续注入到相邻极框本体1上的第二进液口12内，然后继续注入另一相邻的第一进液口11内，再从该第一进液口11内部注入到该极框本体1上的电解反应腔16内部。故而相邻电解反应腔16内部的电解液注入时间基本相同，以此保持相邻电解反应腔16内部的压力平衡，使在电解水的过程中能够更好的进行离子交换。

[0040] 参照图3和图4，由于第三进液口13开设于第一进液口11和第二进液口12之间；故而当距离进水口21最远的电解反应腔16内部的电解液通过该极框本体1上的第一进液道111和第二进液道121进入到第一进液口11和第二进液口12内部时；以此使电解液进入第一进液道111和第二进液道121的时间基本保持相同，降低后续电解液注入到相邻电解反应腔

16内部的压差。

[0041] 参照图3，第一进液口11和第二进液口12的截面形状为腰形，且二者均为腰形孔；以此来提高第一进液口11和第二进液口12的截面大小，在相同的时间内能够通入更多的电解液，提高电解液的注液速度。

[0042] 参照图5，所有的第一出气口14的内壁上均设置有与电解反应腔16连通的第一出气道141，由于极框本体1与相邻的另一极框本体1转动180度后贴合，其中一个压板2上开设有两个分别与最边沿极框本体1上第一出气口14和第二出气口15连通的气体出口22，故而极框本体1上的第一进气口与相邻另一个极框本体1上的第二进气口贴近并连通；当极框本体1叠加在一体后，由第一进气口和第二进气口分别叠加处两个排气道。[0043] 参照图5，相邻的电解反应腔16内部电解产生的气体分别从两个不同的排气道进入，气体的排放路径沿图5中的箭头所示，比如电解水时，相邻的电解反应腔16内分别产生氢气和氧气，所产生的氢气和氧气分别从两个不同的排气道排出，以此实现电解所产生气体的排放收集。[0044] 参照图3，第一出气口14和第二出气口15的截面形状为腰形，且二者均为腰形孔，以此来提高第一出气口14和第二出气口15的截面大小，在电解水制氢制氧过程中，提高氢气和氧气的排出效率。[0045] 本申请实施例的实施原理为：[0046] 在电解液注液过程中，电解液通过进水口21注入到第三进液口13内部，并一直注入到距离进水口21最远的极框本体1上的第三进液口13内部；距离进水口21最远极框本体1上的电解反应腔16内的电解液通过第一进液道111注入第一进液口11内部，通过第二进液道121注入到第二进液口12内部。[0047] 距离进水口21最远的第二进液口12的电解液仅需注入到相邻的第一进液口11内部，然后从第一进液口11内壁上的第一进液道111进入到该极框本体1上的电解反应腔16内部；从距离进水口21最远的第一进液口11进入的电解液继续注入到相邻极框本体1上的第二进液口12内，然后继续注入另一相邻的第一进液口11内，再从该第一进液口11内部注入到该极框本体1上的电解反应腔16内部。[0048] 故而相邻电解反应腔16内部的电解液注入时间相同，以此保持相邻电解反应腔16内部的压力平衡，使在电解水的过程中能够更好的进行离子交换。[0049] 实施例2：[0050] 本发明还提供一种电解单元，包括实施例1中的一种用于电解槽的极框；该电解单元的结构请参照现有技术，此处不再赘述。[0051] 实施例3：[0052] 本发明还提供一种电解设备，包括实施例2中的一种电解单元；该电解设备的其余结构请参照现有技术，此处不再赘述。[0053] 本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。