专利名称:氢气发生器的制作方法
本实用新型是一种提供氢气的电解装置，它特别适用于为气相色谱仪配套，为色谱仪提供燃气和载气，是一种新型气相色谱气源。
小型氢气发生器是二十年来随着气相色谱分析的迅速推广而发展起来的配套设备。它的关键装置是电解槽。作为碱液电解法，目前国内外最广泛应用的是双液室压滤机式电解槽氢气发生器。由于这种电解槽的左、右两个室中都有电解液，首先是两液室的压力需要很好的调节、平衡，否则会影响电解的正常进行、气流不稳定，有时甚至发生喷碱事故；其次是两液室下部是相通的，容易使氢气中含氧，所以氢气纯度低，在许多场合还需要除氧纯化；再是这种双液室两边都在压力下工作，碱液也带有相同的压力，致使补充水很困难；还有体积、重量等结构因素，与色谱分析的发展、要求有些不相适应。
为适应色谱仪主机的小型化、分析精度的提高及对设备经济性的要求等，研制一种小巧轻便、纯度高、安全可靠、价格低廉的氢气发生装置。
氢气发生器包括氧气净化管(1)，碱液容器(2)、气液分离管(4)、返液阀(5)、净化管(6)、压力继电器(7)、开关阀(8)等装置构成的电解流程系统和稳流控制电路两大部分，本装置最突出的特点是电解流程系统中有单液室电解池装置(3)，见附图1，单液室电解池的氧气、碱液出孔(9)和氧气、碱液入孔(10)分别从上、下部与碱液容器连通，氢气出孔(11)和氢气测碱液返回孔(12)分别从侧面、下端与气液分离管连通。电解时，单液室电解池仅阳极侧保持有液状态，即阴极侧始终保持无液状态。单液室电解池，见附图2，它由阳极板(13)、阴极板(14)、电解池框(15)、石棉纸隔膜(16)、阳极金属网(17)、阴极金属网(18)和密封垫(19)所组成。石棉纸隔膜四周紧密地镶贴在电解池框的中间，它将电解池隔成互不相通的阳极侧(左)和阴极侧(右)两个部分。阳、阴极金属网在电解池框中分别挤压在隔膜的左、右两侧并充满整个空间。阳、阴极板将密封垫从左、右两边压紧在电解池框的密封槽中。除气孔、液孔外形成密闭腔体。电解池框，见附图3、4、5，它是用耐腐蚀材料制成的框状物，在框状物两侧的边沿上开有密封槽(20)，内部有止口台阶(21)，四角有圆形通孔，一对通孔(11)、(12)在电解池框的同侧向中央开有沟槽(22)，另一对通孔(9)、(10)在电解池框的另一侧向中央也开有沟槽(23)。这些孔、沟槽就构成相应的气流、液流通道。这种单液室电解池能实现的关键就在于它具有良好渗水能力和气密性的石棉纸隔膜。石棉纸在反向压力下渗水能力足以维持电流密度为20A／dm2的电解工作，同时它的气密性可高达6kg／cm2。阳、阴极金属网常用不锈钢网或镍网制造，它们在隔膜两侧必须充满且压紧隔膜，这样才能保证导电良好。电解池中加入碱液后，碱液最初只流入阳极侧(左边)过一段时间，碱液就会渗透到阴极侧(右边)，但实际使用中，由于通电后，H2都是有压力的，只要压力大于0.1kg／cm2，阴极侧的碱液就会在几分钟内返回阳极侧，这时阴极侧就变成“空”的了，即在整个工作期间，其阴极侧始终保持无液状态。但石棉纸是湿润的，紧压在它上边的金属网不断地电解湿石棉纸上的水份，水份消耗后，又不断的从左侧渗透过来，以维持电解连续进行。
由于采用了单液室电解池等装置构成的电解流程系统和可控硅稳流电解电路，使本氢气发生器具有明显的优越性1.由于是单液室，碱液只在氧气(阴极)侧且为常压，与氢气压力无关，根本不存在液面控制问题，这不但省掉了液面控制部件，杜绝了因液面不平衡造成的喷碱液事故，而且省去了加水泵等装置，使加水非常方便，工作高度安全可靠，既可长期连续运转也可间断使用；2.单液室工作时，氢气不是从水溶液中以气泡形式产生，根本不存在含氧的电解液向氢电解室对流问题，所以氢气含氧量极微，实测含氧量在10PPm以下。同时氢中含水量也较双液室为低，故本氢气发生器产生的氢气即使不净化也具有很高纯度，通常只需干燥后即可满足各种气相色谱仪，特别是高性能色谱仪对燃气，载气的要求；3.有恒压和恒流两种供氢方式。压力可在一定范围内任意设定；流量调好后，可长期保持不变；4.体积小、重量轻，为国内同类产品体积的1／4，比国外同类产品还小1／3。在流动情况下使用十分方便；5.新型电解池的应用，许多部件被节省掉，使仪器本身大为简化，成本显著下降，售价为国内同类产品的1／2～2／3。而且这种单液室电解池既可单独使用，也可多个串联使用。
附图1、电解系统流程图附图2、单液电解池剖面示意图附图3、电解池框正面视图附图4、电解池框A－A剖面视图附图5、电解池框后视图作为最佳实施例，H－1型氢气发生器，它的电解槽(3)用6片单液室电解池串联而成，相应用5A、12V的稳流电源。单液室电解池的阳极板(13)、阴极板(14)采用不锈钢板制造；阳极金属网(17)采用5层16目不锈钢网及1层60目镍网，阴极金属网(18)用2层60目镍网构成；隔膜(16)采用由15层以上的薄石棉纸压合而成、质地均匀、细密，0.8～1mm厚的石棉纸；电解池框(15)用ABS树脂注塑成型。密封垫(19)用橡胶制造。通孔(9)为氧气、碱液出孔，(10)为氧气、碱液入孔，(11)为氢气出孔，(12)为氢气侧碱液返回孔。
权利要求
1.一种包括氧气净化管(1)、碱液容器(2)、气液分离管(4)、返液阀(5)、净化管(6)、压力继电器(7)、开关阀(8)等装置构成的电解流程系统和稳流控制电路两大部分的氢气发生器，其特征在于电解流程系统中它有单液室电解池(3)，单液室电解池的氧气、碱液出孔(9)和氧气、碱液入孔(10)分别从上、下部与碱液容器连通，氢气出孔(11)和氢气侧碱液返回孔(12)分别从侧面、下端与气液分离管连通，电解时，单液室电解池仅阳极侧保持有液状态。
2.如权利要求
1所述的氢气发生器，其特征在于所说的单液室电解池，它由阳极板(13)、阴极板(14)、电解池框(15)、石棉纸隔膜(16)、阳极金属网(17)、阴极金属网(18)和密封垫(19)所组成，石棉纸隔膜四周紧密地铆贴在电解池框的中间，阳、阴极金属网在电解池框中分别挤压在隔膜的左、右两侧，阳、阴极板将密封垫从左、右两边压紧在电解池框的密封槽中。
3.如权利要求
2所述的氢气发生器，其特征在于所说的电解池框(15)，它是用耐腐蚀材料制成的框状物，在框状物两侧的边沿开有密封槽(20)，内部有止口台阶(21)，四角有圆形通孔，一对通孔(11)、(12)在电解池框的同侧向中央开有沟槽(22)，另一对通孔(9)、(10)在电解池框的另一侧向中央也开有沟槽(23)。
专利摘要
本实用新型是一种提供氢气的电解装置，它特别适用于为气相色谱仪配套，为色谱仪提供燃气和载气，是一种新型气相色谱气源。目的在于研制一种小巧轻便、纯度高、安全可靠、价格低廉的氢气发生装置。它主要是在电解流程系统中采用单液室电解池装置，电解池的隔膜用石棉纸制造。这种氢气发生器碱液侧为常压，不存在液面控制问题，杜绝了喷碱液事故，使加水非常方便；氢气纯度高；体积小，重量轻，成本低。
文档编号C25B1/02GK87205825SQ87205825
公开日1987年12月31日 申请日期1987年4月4日
发明者张宝群, 勇云祥 申请人:天津市汉沽区社会福利厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan