应用于电解槽的主动排氢装置的制作方法

本申请涉及电解槽的领域，尤其是涉及一种应用于电解槽的主动排氢装置。

背景技术：

氢气作为重要的清洁能源，有着广泛的应用前景，但是氢气跟氧气混合，在遇到明火的情况下，易燃易爆，因此，氢气在使用过程中也存在一定的安全隐患。

目前氢气大都采用电解水的方法制备，在电解槽中，将直流电作用于电解液，在阴极和阳极上分别会发生以下反应：

(1)阴极反应。电解液中的h+(水电离后产生的)受阴极的吸引而移向阴极，接受电子而析出氢气，其放电反应为：4e+4h2o=2h2↑+4oh-；

(2)阳极反应。电解液中的oh-受阳极的吸引而移向阳极，最后放出电子而成为水和氧气，其放电反应为：4oh-=2h2o+o2↑+4e；

因而，阴阳极合起来的总反应式为：2h2o=2h2↑+o2↑。

在电解槽内制备出氢气后，由于氢气的比重较轻，会向上浮起，为了快速方便地将氢气从电解槽内排出，通常使用抽风机对氢气进行抽取，由于氢气中夹杂着氧气，并且抽风机在抽风过程中，会有大量的外界空气混合到氢气中，使得氧气的浓度升高，从而在经过抽风机时，遇到电火花极易发生爆炸，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种应用于电解槽的主动排氢装置，其优点是：整个排放氢气的过程，使得氢气不与鼓风机接触，从而减少了发生爆炸的风险，提高了安全性。

本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种应用于电解槽的主动排氢装置，包括电解槽体，所述电解槽体的顶壁上连通有主动排氢管，所述电解槽体的下方设置有储液槽体，所述储液槽体与电解槽体之间连通有排液管，所述储液槽体的一侧设置有鼓风机，所述鼓风机的出风口与储液槽体的侧壁之间连通有鼓风管，所述鼓风管延伸至储液槽体内并伸入液面以下，所述储液槽体的顶壁上连通有辅助排氢管，所述辅助排氢管远离储液槽体的一端与主动排氢管相连通。

通过上述技术方案，电解槽体内制备出来的氢气部分主动的从主动排氢管排出，还有部分制备出来的氢气夹杂在电解液中，随着电解液一起通过排液管排放至储液槽体内，在此过程中，鼓风机开始工作，通过鼓风管向储液槽体内持续地鼓入空气，空气进入到储液槽体内部的液面以下，将不断地扰动电解液，有助于夹杂在电解液中的氢气快速从电解液中析出，和空气一起汇集在储液槽体内部位于液面上方的空间内，最后跟随空气一起从辅助排氢管排出；对于整个排放氢气的过程，使得氢气不与鼓风机接触，从而减少了发生爆炸的风险，提高了安全性。

本申请进一步设置为：所述排液管上连通有倾斜向上的析氢管，所述析氢管远离排液管的一端与辅助排氢管相连通。

通过上述技术方案，电解液通过排液管从电解槽体排放至储液槽体的过程中，经过析氢管时，夹杂在电解液中的部分氢气会从电解液中析出，通过析氢管排放至辅助排氢管内，从而可提高氢气的排放效率。

本申请进一步设置为：所述辅助排氢管内设置有将辅助排氢管封闭住的隔板，所述隔板与主动排氢管的内底壁相齐平，所述隔板铰接设置在辅助排氢管与主动排氢管连通部位的内壁上，所述隔板的周侧设置有限位弧板；

当所述隔板将辅助排氢管封闭住时，所述限位弧板背离隔板的侧面抵触在辅助排氢管的内壁上；

当所述隔板被气流顶起而向上翻转时，所述限位弧板背离隔板的端壁抵触在辅助排氢管与主动排氢管连通部位周侧的内壁上；

所述限位弧板上开设有贯通的供氢气流通的排氢孔。

通过上述技术方案，当鼓风机未开始工作，此时电解槽体内制备出来的氢气仅通过主动排氢管排出时，隔板在重力的作用下向下翻转，而将辅助排氢管封闭住，从而减少了氢气通过辅助排氢管倒排至储液槽体内的情况发生；且当鼓风机开始工作时，在气流的作用下将隔板顶起而向上翻转，此时隔板因受到限位弧板的限制，将稳定地保持倾斜的状态，从而可起到很好的导流的作用，减少辅助排氢管内的气流涌进主动排氢管内，造成主动排氢管内部排放的氢气倒吹至电解槽体内的情况发生。

本申请进一步设置为：所述辅助排氢管的管壁上位于远离隔板铰接点的一侧设置有平衡片，所述平衡片位于隔板的下方，所述平衡片贯穿辅助排氢管的管壁，且所述平衡片与辅助排氢管的管壁铰接设置；

当所述平衡片处于自然状态时，所述平衡片保持水平状态；

当所述隔板将辅助排氢管封闭住时，所述隔板搭置在平衡片上，所述平衡片位于辅助排氢管外的部分向上翘起。

通过上述技术方案，隔板在重力的作用下，向下翻转而将辅助排氢管封闭住时，隔板搭置在平衡片上，向下压动平衡片，致使平衡片位于辅助排氢管外的部分向上翘起；当气流将隔板顶起时，此时平衡片将保持水平的状态，从而人员可通过观察平衡片的状态，精确地知晓隔板是否被气流顶起，以便辅助排氢管内的氢气顺利地排放出去；且当鼓风机工作一段时间后，观察到的平衡片仍然处于翘起的状态，可证明隔板未被气流顶起，此时隔板可能被卡住，在此过程中，人员可拨动平衡片，以活动隔板，以便隔板能够顺利的向上翻转。

本申请进一步设置为：所述排液管上连通有直径大于排液管直径的气液分离管，所述排液管位于气液分离管下方的部分安装有阀门，所述析氢管连通在气液分离管侧壁的上部。

通过上述技术方案，电解液通过排液管从电解槽体排向储液槽体的过程中，人员短暂的关闭阀门，使得电解液能够在气液分离管内储存一定的量，之后人员再将阀门打开，从而电解液经过排液管的过程中，会不断地在气液分离管内停留一段时间，以便于氢气从电解液中析出，并通过析氢管排放至辅助排氢管内，从而可有效地提高氢气的排放效率。

本申请进一步设置为：所述气液分离管的内部沿竖直方向设置有监测杆，所述气液分离管的顶壁上开设有供监测杆延伸出的穿孔，所述监测杆延伸出气液分离管的端部上设置有限位片，所述限位片的直径大于穿孔的孔径，且所述限位片与气液分离管的顶壁抵触设置，所述监测杆位于气液分离管内的端部上设置有浮板，所述浮板与析氢管的内底壁相齐平。

通过上述技术方案，当关闭阀门，向气液分离管内储存电解液的过程中，人员可通过观察监测杆是否因浮板受到液面的浮力而被顶起，精确地知晓气液分离管内当前储存的电解液的量，一旦当观察到监测杆被顶起时，便立刻将阀门打开，以防电解液将析氢管堵住，影响氢气正常排放。

本申请进一步设置为：所述排液管位于气液分离管上方的部分与气液分离管连通部位设置有用于对电解溶液进行分散的分散装置。

通过上述技术方案，电解液流经分散装置的过程中，电解液得到分散，从而便于夹杂在电解液中的氢气更好的析出，以提高氢气析出的效率。

本申请进一步设置为：所述分散装置包括水平设置的转轴和均匀设置在转轴周侧的叶轮，所述转轴的两端分别转动设置在排液管两侧的内壁上。

通过上述技术方案，当电解液从排液管排放至气液分离管的过程中，流经分散装置，当电解液持续拍打在叶轮上时，会带动转轴旋转，在此过程中，电解液得到分散，从而便于夹杂在电解液中的氢气更好的析出，以提高氢气析出的效率。

本申请进一步设置为：所述气液分离管与鼓风管之间连通有吹风管，所述吹风管与气液分离管的连通部位位于气液分离管内部的液面以上，所述吹风管上安装有截止阀。

通过上述技术方案，截止阀用于控制吹风管的流通，当排放氢气时，人员可将截止阀打开，此时鼓风管内吹送的空气便会通过吹风管吹进气液分离管内，以便将气液分离管内析出的氢气快速地吹送至析氢管内排出。

本申请进一步设置为：所述鼓风管位于吹风管朝向鼓风机一侧的底壁上连通有安全管，所述安全管内设置有相互交错的挡风片。

通过上述技术方案，安全管内交错设置的挡风片用于挡住空气，以减少鼓风管内吹送的空气从安全管外泄的量，且当气液分离管内部电解液的液面漫过吹风管时，电解液经过吹风管和鼓风管，会从安全管排放出去，从而减少了电解液流向鼓风机，造成鼓风机沾水而损坏的情况发生。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、对于整个排放氢气的过程，使得氢气不与鼓风机接触，从而减少了发生爆炸的风险，提高了安全性；

2、电解液经过析氢管时，夹杂在电解液中的部分氢气会从电解液中析出，通过析氢管排放至辅助排氢管内，从而可提高氢气的排放效率；

3、在气流的作用下将隔板顶起，使得隔板稳定地保持倾斜的状态，从而可起到很好的导流作用，减少辅助排氢管内的气流涌进主动排氢管内，造成主动排氢管内部排放的氢气倒吹至电解槽体内的情况发生。

附图说明

图1是实施例一的整体结构示意图。

图2是实施例二的整体结构示意图。

图3是实施例二用于体现辅助排氢管内部的隔板的结构示意图。

图4是实施例二用于体现气液分离管内部的结构示意图。

图5是实施例二用于体现安全管内部的结构示意图。

附图标记：1、电解槽体；2、主动排氢管；3、储液槽体；4、排液管；5、鼓风机；6、鼓风管；7、辅助排氢管；8、析氢管；9、隔板；10、限位弧板；11、排氢孔；12、平衡片；13、气液分离管；14、阀门；15、监测杆；16、穿孔；17、限位片；18、浮板；19、分散装置；191、转轴；192、叶轮；20、吹风管；21、截止阀；22、安全管；23、挡风片；24、钢结构平台。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例1：一种应用于电解槽的主动排氢装置，参照图1，包括电解槽体1，电解槽体1在工作状态下内腔处于密闭的状态，电解槽体1通过带有爬梯的钢结构平台24架设在地面上方，电解槽体1的顶壁上连通有主动排氢管2。

参照图1，电解槽体1的下方设置有储液槽体3，电解槽体1的侧壁下部与储液槽体3的顶壁之间连通有排液管4，储液槽体3的一侧设置有鼓风机5，鼓风机5的出风口与储液槽体3的侧壁上部之间连通有鼓风管6，鼓风管6延伸至储液槽体3内，并向下弯曲伸入储液槽体3内部的液面以下，储液槽体3的顶壁上连通有辅助排氢管7，辅助排氢管7远离储液槽体3的一端与主动排氢管2相连通，且在排液管4与辅助排氢管7之间连通有析氢管8，析氢管8由排液管4向辅助排氢管7倾斜向上设置。

参照图1，当电解槽体1内制备氢气时，制备出来的氢气部分会主动的从主动排氢管2排出，还有部分制备出来的氢气会夹杂在电解液中，随着电解液一起通过排液管4排放至储液槽体3内，在此过程中，鼓风机5开始工作，通过鼓风管6向储液槽体3内持续地鼓入空气，空气进入到储液槽体3内部的液面以下后，将不断地扰动电解液，有助于夹杂在电解液中的氢气快速从电解液中析出，和空气一起汇集在储液槽体3内部位于液面上方的空间内，最后跟随空气一起从辅助排氢管7排出；并在电解液流经排液管4的过程中，经过析氢管8时，夹杂在电解液中的部分氢气会从电解液中析出，然后通过析氢管8排放至辅助排氢管7内，跟随辅助排氢管7内的气流一并排放出去。

参照图1，通过主动排氢管2、辅助排氢管7和析氢管8三路共同排放氢气，可有效提高氢气的排放效率。且对于整个排放氢气的过程，使得氢气不与鼓风机5接触，从而减少了发生爆炸的风险，提高了安全性。

工作原理：电解槽体1内制备出来的氢气部分会主动的从主动排氢管2排出，还有部分制备出来的氢气会夹杂在电解液中，随着电解液一起通过排液管4排放至储液槽体3内，在此过程中，鼓风机5开始工作，通过鼓风管6向储液槽体3内持续地鼓入空气，空气进入到储液槽体3内部的液面以下后，将不断地扰动电解液，有助于夹杂在电解液中的氢气快速从电解液中析出，和空气一起汇集在储液槽体3内部位于液面上方的空间内，最后跟随空气一起从辅助排氢管7排出。

实施例2：一种应用于电解槽的主动排氢装置，参照图2和图3，在辅助排氢管7的内部设置有隔板9，隔板9为圆形，将隔板9铰接设置在辅助排氢管7与主动排氢管2连通部位的内壁上，当隔板9处于水平状态时，隔板9将辅助排氢管7封闭住，且此时的隔板9与主动排氢管2的内底壁相齐平。

参照图3，在隔板9的上端面周侧固定设置有限位弧板10，当隔板9处于水平状态而将辅助排氢管7封闭住时，此时限位弧板10背离隔板9的侧面抵触在辅助排氢管7的内壁上，从而限制了隔板9继续向下转动，使得隔板9能够稳定地封闭住辅助排氢管7；且当隔板9被气流顶起而向上翻转时，限位弧板10背离隔板9的端壁抵触在辅助排氢管7与主动排氢管2连通部位周侧的内壁上，从而阻挡住隔板9继续向主动排氢管2转动，以防止隔板9将主动排氢管2封闭住，造成主动排氢管2内部的氢气无法正常排出。另外，在限位弧板10上开设有贯通的排氢孔11，以供氢气流通，以免限位弧板10将主动排氢管2堵住。

参照图2和图3，从而当鼓风机5未开始工作时，电解槽体1内制备出来的氢气仅通过主动排氢管2排出，此时隔板9在重力的作用下向下翻转，而将辅助排氢管7封闭住，从而减少了氢气通过辅助排氢管7倒排至储液槽体3内的情况发生；且当鼓风机5开始工作时，在气流的作用下将隔板9顶起而向上翻转，此时隔板9因受到限位弧板10的限制，将稳定地保持倾斜的状态，从而可起到很好的导流的作用，减少辅助排氢管7内的气流涌进主动排氢管2内，造成主动排氢管2内部排放的氢气倒吹至电解槽体1内的情况发生。

参照图3，辅助排氢管7的管壁上位于隔板9远离铰接点的一侧设置有平衡片12，平衡片12位于隔板9的下方，且平衡片12贯穿辅助排氢管7的管壁，并与辅助排氢管7的管壁铰接设置，当平衡片12处于自然状态下，不受外力压动时，平衡片12将稳定地保持水平的状态，且当隔板9向下翻转而将辅助排氢管7封闭住的过程中，隔板9会搭置在平衡片12上，此时平衡片12位于辅助排氢管7内的部分受到隔板9的压动，而向下转动，在此过程中，平衡片12位于辅助排氢管7外的部分将向上翘起，从而人员可通过观察平衡片12的状态，精确地知晓隔板9是否被气流顶起，以便辅助排氢管7内的氢气能够顺利地排放出去。

参照图2和图3，当鼓风机5工作一段时间后，人员观察到平衡片12仍然处于翘起的状态，可证明隔板9未被气流顶起，此时隔板9可能被卡住，然后人员可通过拨动平衡片12，以活动隔板9，以便隔板9能够被气流顶起，顺利的向上翻转。

参照图2，在排液管4上连通有气液分离管13，气液分离管13的直径大于排液管4的直径，且气液分离管13与排液管4同轴设置，析氢管8连通在气液分离管13侧壁的上部，在排液管4位于气液分离管13下方的部分上安装有手动阀门14，阀门14选用手动控制的方式，为了提高安全性，降低氢气遇到电火花而爆炸的风险。

参照图4，另外，在气液分离管13的内部沿竖直方向设置有监测杆15，并在气液分离管13的顶壁上开设有供监测杆15顶端穿设出的穿孔16，在监测杆15穿设出气液分离管13的端部上固定设置有直径大于穿孔16孔径的限位片17，同时在监测杆15位于气液分离管13内的端部上固定设置有浮板18，在重力作用下，监测杆15向下坠落，使得限位片17搭置在气液分离管13的顶壁上，此时浮板18与析氢管8最下端的内底壁相齐平。

参照图2和图4，当电解液通过排液管4从电解槽体1排向储液槽体3的过程中，人员将阀门14短暂的关闭，使得电解液能够在气液分离管13内得到储存，在此过程中，人员需时刻观察监测杆15的动态，一旦当观察到监测杆15被顶起时，表明气液分离管13内存储的电解液的液面达到了浮板18的位置，即达到了析氢管8最下端的位置，人员便立刻将阀门14打开，以防电解液继续上升将析氢管8堵住，影响氢气正常排放。通过设置气液分离管13，使得电解液在经过排液管4的过程中，不断地在气液分离管13内停留一段时间，以便于氢气从电解液中析出，并通过析氢管8排放至辅助排氢管7内，从而可有效地提高氢气的排放效率。

参照图4，在电解液通过排液管4流入气液分离管13的部位设置有分散装置19，以用于对电解液进行分散，分散装置19包括水平设置的转轴191和均匀设置在转轴191周侧的叶轮192，转轴191的两端分别转动设置在排液管4两侧的内壁上，从而当电解液从排液管4流经气液分离管13的过程中，电解液持续拍打在叶轮192上，会带动转轴191旋转，在此过程中，电解液得到分散，从而便于夹杂在电解液中的氢气更好的析出，以提高氢气析出的效率。

参照图2，在气液分离管13与鼓风管6之间连通有吹风管20，吹风管20与气液分离管13的连通部位位于气液分离管13内部液面以上的位置，吹风管20与鼓风管6连通部位位于鼓风管6置于储液槽体3外的位置，并在吹风管20上安装有手动截止阀21，手动截止阀21用于控制吹风管20的流通，当储液槽体3内排放氢气时，人员可将截止阀21打开，此时鼓风管6内吹送的空气便会通过吹风管20吹进气液分离管13内，以便将气液分离管13内电解液析出的氢气快速地吹送至析氢管8内，从而使得氢气能够快速地排出。

参照图2和图5，此外，在鼓风管6的底壁上连通有安全管22，安全管22位于吹风管20朝向鼓风机5的一侧，安全管22内间隔交错地设置有若干挡风片23，挡风片23用于挡住空气，以减少鼓风管6内吹送的空气从安全管22外泄；且当气液分离管13内部电解液的液面漫过吹风管20时，电解液经过吹风管20和鼓风管6，会从安全管22排放出去，从而减少了电解液流向鼓风机5，造成鼓风机5受潮而损坏的情况发生。

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，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。