专利名称：叠摞集成式电化学制氧槽的制作方法
技术领域：
本发明涉及电化学技术领域中的电化学制氧槽设计与制造技术，尤其是涉及一种适合于用空气电极作阴极、金属电极作阳极、中性或碱性电解质溶液的电化学制氧产品中的叠摞集成式电化学制氧槽。
背景技术：
氧是维护人类健康的物质基础之一。人体既不能产生氧，也不能储备氧，必须从外界环境中持续不断的呼吸氧，才能维持生命。医学证明，缺氧乃是万病之源，科学补氧可预防和治疗许多疾病。随着人民生活水平的提高，氧疗和氧保健已成为时尚。因此，各种制氧产品应运而生。用空气电极作阴极、金属电极作阳极，以中性或碱性电解质作溶液的制氧产品是一种高科技的新型电化学制氧技术，倍受广大消费者的欢迎。因为这种新型的制氧产品比分子筛制氧技术更容易获得高纯度(＞99.5％)的医用氧，而且运行噪音小，制造成本低；比传统的电解水制氧技术更安全，更节能；比化学法的制氧成本(每m3氧)至少低20倍，且持续产氧时间长，一插上电源就源源不断地输出氧气，无需添加任何化学试剂；与笨重的氧气钢瓶相比，它重量轻、体积小，携带、运输和操作均十分便利和安全。
新型电化学制氧产品的核心技术是空气电极的制造和制氧槽的结构设计。将空气电极粘结在塑料盒一侧(或二侧)的空腔上，中间插入金属电极，盒中注入电解质溶液则构成了一个最小单位的电解槽，将若干个单位电解槽以串联的方式组合在一起则形成了产品的制氧槽——这是目前同类产品普遍采用的制氧槽设计方案。如此的设计难于根本解决制氧槽漏液和爬碱的现象，而且制氧槽的组装十分费时，维修也十分烦琐。
发明内容
本发明从根本上解决了传统制氧槽结构存在漏液、爬碱的现象，提供一种组装省时简单、维修方便，适合于用空气电极作阴极、金属电极作阳极的电化学制氧机应用的叠摞集成式电化学制氧槽。
本发明通过如下方式实现一种叠摞集成式电化学制氧槽，其特征是它是由两块夹板将若干数量的空气电极、金属电极、密封圈、功能框和气室框夹在其中形成；所述功能框置于制氧槽的的中间；所述空气电极上下或左右对应边上伸出的导电网，折成90度的弯角夹在近邻的所述金属电极与气室框之间，按此将两端之外的所有阴、阳极串联在一起，形成一个整体；所述功能框是用高分子材料注塑成型的，在功能框四周的外沿边上均匀分布着若干供穿螺杆用的定位螺栓孔，功能框四周内边沿上有一个宽度与所述密封圈相同的凹槽，密封圈平铺在该凹槽面上，在凹槽四周的外沿线上有一个具有一定深度的可嵌入密封圈周边的凸棱的小槽；在所述处于最左端的金属电极和最右端的空气电极上各有一段供连接直流电源正负极使用的引线；所述两块夹板和功能框的周边上设有定位孔，通过螺栓将其配合在一起；所述空气电极是一种具有防水透气层，催化层和导电网三层结构的多孔气体扩散电极，在电极对应两边的导电网向外伸展一定长度；所述功能框的上部和下部各有一个气液出口或入口；所述气室框的上下二侧或左右二侧，在平行电极的方向上分布着若干个通风孔。
本发明有如下效果1)结构独特、实现了各部件之间无粘胶的紧密接触本发明提供的制氧槽由八种基本部件空气电极、金属电极、密封圈、功能框、气室框、夹板、金属螺杆和螺帽。二块夹板置于制氧槽的最两端，若干数量的空气电极、金属电极、密封圈、功能框和气室框被两端的夹板夹在其中。被夹部件的多寡决定于氧量大小的要求。夹板之间的部件必须严格按以下规则排列夹板(1)—气室框—空气电极—密封圈—功能框——密封圈—金属电极.......—夹板(2)。若干数量的空气电极、金属电极、密封圈、功能框、气室框按一定的顺序和相对位置置于两块夹板中间，依靠螺杆、螺帽、夹板提供的机械力以及密封圈的弹性形变作用，实现了各部件之间无粘胶的紧密接触。
2)空气电极的外伸导电网被夹压在邻近金属电极的外表面，实现了阴、阳电极之间无焊接引线的串联集成本发明从根本上解决了传统制氧槽结构存在漏液、爬碱的现象，而且组装省时简单、维修方便，适合于用空气电极作阴极、金属电极作阳极的电化学制氧机应用。
3)不会发生短路本发明夹板和功能框的四周边沿上分布着可贯穿金属螺杆的定位小孔。若干根螺杆从一端的夹板小孔穿入，依次穿过功能框，最后从另一端的夹板小孔穿出。在螺杆的两端旋入螺帽，把二块夹板之间的部件锁紧，使密封圈、空气电极、金属电极和功能框之间形成永久性的紧密接触，从而实现无胶粘结而又十分可靠的密封效果。由于功能框具有一定的厚度，使得两侧的空气电极和金属电极保持一定的距离，不会发生短路，同时又提供了可容纳一定量的溶液空间。
4)所有的阴、阳电极按此连接则形成了无焊接引线的串联集成组合，因而构成了一个整体式的制氧槽本发明提供的制氧槽溶液可从功能框下部的小管进入，产生的氧气则从上部的管口析出。夹板之间的每一个功能框恰似传统的制氧槽。由于空气电极上下两边(或左右两边)的导电网延伸了一定长度，可将延伸的部分折成90度角，将它直接夹压在邻近功能框的另一金属电极的外表面上，所有的阴、阳电极按此连接则形成了无焊接引线的串联集成组合，因而构成了一个整体式的制氧槽。制氧槽工作时，空气电极反应所需要的原料取自气室框的空气(O2)。气室框两侧有对应的通风孔，周围环境的空气从一侧的通风孔进入气室，反应后的废气带着电极反应产生的部份热量从气室框的别一侧小孔排出。
图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明制氧基本单元的组合示意图；图3为本发明空气电极结构示意图；图4为本发明功能框结构示意图；图5为本发明气室框结构示意图。
具体实施例方式
一种叠摞集成式电化学制氧槽，如图1和2所示它是由两块夹板1和2将若干数量的空气电极6、金属电极3、密封圈4、功能框5和气室框7夹在其中形成，功能框5置于制氧槽的中间，与空气电极、金属电极组合形成制氧槽空气电极6上下或左右折成90度的弯角夹在近邻的所述金属电极3与气室框7之间，按此将两端之外的所有阴、阳极串联在一起，形成一个整体，功能框5是用高分子材料注塑成型的，在功能框5四周的外沿边上均匀分布着若干供穿螺杆用的定位螺栓孔，功能框5四周内边沿上有一个宽度与所述密封圈4相同的凹槽，密封圈4平铺在该凹槽面上，在凹槽四周的外沿线上有一个具有一定深度的可嵌入密封圈4周边的凸棱的小槽，在处于左端的金属电极3和右端的空气电极6上各有一段供连接直流电源正负极使用的引线，两块夹板1、2和功能框5的周边上设有定位孔，通过螺栓将其配合在一起，空气电极6是一种具有防水透气层，催化层和导电网三层结构的多孔气体扩散电极，在电极对应两边的导电网向外伸展一定长度，功能框5的上部和下部各有一个气液出口或入口，气室框7的上下二侧或左右二侧，在平行电极的方向上分布着若干个通风孔。
本发明提供的叠摞集成式制氧槽按图2所示的原理组装。根据制氧量的要求决定需要空气电极6、金属电极3的数量，然后将金属电极3、密封圈4、功能框5、空气电极6、气室框7按图2所示的先后顺序与相对位置叠摞在夹板1和夹板2之间。将空气电极6延伸在外的导电网10折成90度的弯角夹在近邻的金属电极3与气室框7之间，按此将两端之外的所有阴、阳极串联在一起，形成一个整体。处于最左端的金属电极3和最右端的空气电极6各有一段引线(+)(-)，供连接直流电源正负极使用。将金属螺杆依次从夹板1的小孔17和功能框5的小孔11穿入，从夹板2的小孔穿出，在螺杆穿出端旋入螺帽，把夹板之间的部件锁紧，通过机械力和密封圈的弹性形变作用使功能框5两侧四边与金属电极3和空气电极6形成十分严实的密封。
如上述的空气电极6已申请专利，它是采用高分散性的高分子聚合物、高比表面的炭材料、优异导电性能的特种炭粉和无机催化剂制造的多孔气体扩散电极如图3，电极由防水透气层8、催化层9和导电网10经冷压烧结成型。导电网10在上下两边各伸出一定长度作连接邻近的金属电极3使用。如上所述的金属电极3是一种表面层以镍为主体成份的合金材料，其尺寸与空气电极6相同。
如上所述的功能框5是用高分子材料注塑成型的。如图4所示，有若干数量的定位孔11分布在框四周的外沿边上。框四周边沿上有一个宽度与密封圈4相同的凹槽13，密封圈4平铺在凹槽13面上，凹槽13四周外沿线上有一个具有一定深度的小槽12，可嵌入密封圈4周边的凸棱。功能框5的上部有一个气(O2)液出口14，下部有一个溶液入口15。
如上所述的气室框7是用塑料注塑成型的。在框的上下二侧(或左右两侧)，在平行于电极的方向上分布着若干小孔16，作为气室的通风孔。
权利要求
1.一种叠摞集成式电化学制氧槽，其特征是它是由两块夹板(1)和(2)将若干数量的空气电极(6)、金属电极(3)、密封圈(4)、功能框(5)和气室框(7)夹在其中形成。
2.如权利要求1所述的叠摞集成式电化学制氧槽，其特征是所述功能框(5)置于制氧槽的中间。
3.如权利要求1所述的叠摞集成式电化学制氧槽，其特征是所述空气电极(6)上下或左右对应两边上伸出的导电网(10)，折成90度的弯角夹在近邻的所述金属电极(3)与气室框(7)之间，按此将两端之外的所有阴、阳极串联在一起，形成一个整体。
4.如权利要求1或2所述的叠摞集成式电化学制氧槽，其特征是所述功能框(5)是用高分子材料注塑成型的，在功能框(5)四周的外沿边上均匀分布着若干供穿螺杆用的定位螺栓孔，功能框(5)四周内边沿上有一个宽度与所述密封圈(4)相同的凹槽，密封圈(4)平铺在该凹槽面上，在凹槽四周的外沿线上有一个具有一定深度的可嵌入密封圈(4)周边的凸棱的小槽。
5.如权利要求1或2所述的叠摞集成式电化学制氧槽，其特征是在所述处于最左端的金属电极(3)和最右端的空气电极(6)上各有一段供连接直流电源正负极使用的引线。
6.如权利要求1所述的叠摞集成式电化学制氧槽，其特征是所述两块夹板(1)(2)和功能框(5)的周边上设有定位孔，通过螺栓将其配合在一起。
7.如权利要求1所述的叠摞集成式电化学制氧槽，其特征是所述空气电极(6)是一种具有防水透气层，催化层和导电网三层结构的多孔气体扩散电极，在电极对应两边上的导电网向外伸展一定长度。
8.如权利要求1所述的叠摞集成式电化学制氧槽，其特征是所述功能框(5)的上部和下部各有一个气液出口或入口。
9.如权利要求1所述的叠摞集成式电化学制氧槽，其特征是所述气室框(7)的上下二侧或左右二侧，在平行电极的方向上分布着若干个通风孔。
全文摘要
本发明涉及电化学技术领域中的电化学制氧槽设计与制造技术，尤其是涉及一种适合于用空气电极作阴极、金属电极作阳极、中性或碱性电解质溶液的电化学制氧产品中的叠摞集成式电化学制氧槽，其特征是它是由两块夹板将若干数量的空气电极、金属电极、密封圈、功能框和气室框夹在其中形成；本发明从根本上解决了传统制氧槽结构存在漏液、爬碱的现象，而且组装省时简单、维修方便，适合于用空气电极作阴极、金属电极作阳极的电化学制氧机应用。
文档编号C25B9/00GK1884620SQ200610082390
公开日2006年12月27日 申请日期2006年5月26日 优先权日2006年5月26日
发明者胡崇礼, 蔡乃才 申请人:宁夏元亨科技开发有限公司