一种SPE高纯氢气发生器的制作方法

一种spe高纯氢气发生器
技术领域
1.本实用新型属于氢气发生器领域，尤其涉及一种spe高纯氢气发生器。


背景技术：

2.氢能以其清洁，高效的特点被公认为未来最有潜力的能源载体。在目前的各种制氢技术中，利用可再生能源所产生的电能作为动力来电解水是最为成熟和最有潜力的技术，被视为通向氢经济的最佳途径。固体聚合物电解质电解水制氢技术，简称为spe电解水制氢技术，其为目前应用最广泛的一种制氢技术。
3.目前采用氢气发生器制作高纯氢，氢气发生器由电解槽、电极组件及质子交换膜等主要部件构成，其中电极组件与质子交换膜位于电解槽内安装，氢气发生器长时间使用后，由于电解质中含有少量离子杂质，在阴阳电极分解氢离子的同时，其他离子杂质附着在电极上造成电极结垢，使氢分解效率降低，因此需定期对电极组件进行拆卸清理并更换，而现有的氢气发生器拆卸电极时，首先需要对发生器机体进行拆卸打开，然后再将内部的阴阳电极分别卸下，存在一定的不便性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：为了解决氢气发生器长时间使用后，由于电解质中含有少量离子杂质，在阴阳电极分解氢离子的同时，其他离子杂质附着在电极上造成电极结垢，使氢分解效率降低，因此需定期对电极组件进行拆卸清理并更换，而现有的氢气发生器拆卸电极时，首先需要对发生器机体进行拆卸打开，然后再将内部的阴阳电极分别卸下，存在一定的不便性的问题，而提出的一种spe高纯氢气发生器。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种spe高纯氢气发生器，包括顶部开口式的电解槽，所述电解槽的内部中间位置安装有质子交换膜，所述电解槽内设有夹持机构，所述电解槽内部位于质子交换膜两侧分别设有阴阳两个电极，两个所述电极通过夹持机构固定在电解槽内，所述电解槽的一侧外壁上固定安装有集电器，所述电极上均连接有电极连接线，所述电极通过电极连接线与集电器连接。
6.采用上述方案，在安装电极时通过夹持机构对两个电极同时进行夹持固定，电解槽为开口式设计，进而便于后续对电极以及质子交换膜进行拆卸更换，提高整个发生器的使用便利性。
7.优选的，所述夹持机构包括固定在电解槽内部并位于质子交换膜两侧的两个固定杆，两个所述固定杆端部连接有固定板，所述固定板上固定有定夹头，所述电解槽的一侧侧壁上滑动连接有两个活动杆，两个所述活动杆分别位于质子交换膜的两侧，所述活动杆的一端均连接有活动板，所述活动板上固定有与定夹头正对的动夹头，两个所述活动杆延伸出电解槽的一端连接有连接板，所述电解槽的一侧外壁上转动连接有调节螺杆，所述调节螺杆的端部设有旋钮，且所述连接板螺纹连接在调节螺杆上。
8.采用上述方案，当需要对电极进行拆卸更换时，通过旋钮转动调节螺杆，使得调节
螺杆上的连接板向后侧方向移动，通过活动杆带动定夹头脱离电极，此时两个电极同时失去限位作用，然后将两个电极取下即可，安装电极时，将两个电极分别插入动夹头与定夹头之间，然后通过反向转动旋钮，使动夹头同时将两个电极进行固定，操作简单，便于对电极进行拆卸更换。
9.优选的，所述电解槽的顶部一侧滑动连接有盖板，且所述质子交换膜与盖板的底部滑动连接，所述盖板的顶部连接有出气管，所述电解槽的一侧外壁上固定安装有开门气缸，所述盖板的一角连接有固定块，所述开门气缸的活塞杆与固定块固定连接。
10.采用上述方案，在进行制氢时，阴极附近生成氢气溢出，盖板将阴极上方形成密闭空间，氢气可通过盖板上的出气管排出发生器，使得能够将氢气完全收集，并且在拆装电极时，通过开门气缸驱动盖板向一侧运动打开让位，使阴阳极完全漏出，此时可方便的对电极以及质子交换膜进行拆装，防止盖板造成干扰。
11.优选的，所述电解槽的顶部开口两侧安装有导轨，且所述盖板滑动安装在导轨上。
12.采用上述方案，在电解槽的开口处安装导轨并将盖板安装在导轨上，当打开和关闭盖板时，盖板在导轨上滑动，通过导轨对盖板进行导向，并且对盖板运动距离进行限定，提高盖板运动时的稳定性，以及盖板关闭后位置的精准性，保证盖板能够在阴极上方形成密闭空间，便于收集阴极溢出的氢气。
13.优选的，所述电解槽位于质子交换膜两侧的内壁上均固定有安装杆，所述安装杆的端部固定有导向套，所述导向套分别套设在相应的电极上，且所述导向套位于定夹头的正上方。
14.采用上述方案，当安装电极时，首先将电极插入导向套内，通过导向套对电极进行导向，保证电极能够顺利运动至动夹头及定夹头之间位置，并且在对电极进行固定时能够使电极保持稳定，无需手扶，提高对电极安装时的便利性。
15.优选的，所述电解槽的内底部固定有安装槽，所述质子交换膜的底端滑动安装在安装槽内。
16.采用上述方案，在电解槽的内底部设置安装槽，使质子交换膜能够安装在电解槽内的指定位置，并对质子交换膜进行侧向支撑，无需对质子交换膜进行固定，便于后续更换取出整个质子交换膜。
17.优选的，所述活动板的一侧侧壁上均开设有导向孔，所述活动板通过导向孔滑动连接在相应的固定杆上。
18.采用上述方案，当驱动动夹头活动对电极进行夹持或松开时，活动板会在相应的固定杆上滑动，通过固定杆对活动板进行运动导向，提高动夹头活动以及对电极夹持的稳定性。
19.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
20.本实用新型通过在敞口的电解槽上方设置盖板，在阴极处形成密封空间，便于氢气发生后进行收集排出，当需要更换电极及质子交换膜时，盖板向一侧运动打开进行让位，通过转动旋钮即可实现两个电极的同时固定及松开，使得便于对电极以及质子交换膜进行更换，在拆卸电极及质子交换膜时，无需对发生器的壳体进行首先拆卸，大大方便了发生器内部件的更换作业，为后续检修提供便利。
附图说明
21.图1为本实用新型提出的一种spe高纯氢气发生器的结构示意图；
22.图2为本实用新型提出的一种spe高纯氢气发生器的另一侧方向视图；
23.图3为本实用新型提出的一种spe高纯氢气发生器的电解槽的内部结构示意图；
24.图4为本实用新型提出的一种spe高纯氢气发生器的俯视剖面图。
25.图例说明：1、电解槽；2、夹持机构；21、固定杆；22、固定板；23、定夹头；24、活动杆；25、活动板；26、动夹头；27、连接板；28、调节螺杆；29、旋钮；3、电极；4、盖板；5、出气管；6、固定块；7、开门气缸；8、导轨；9、电极连接线；10、集电器；11、质子交换膜；12、安装杆；13、导向套；14、安装槽。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种spe高纯氢气发生器，包括顶部开口式的电解槽1，电解槽1的内部中间位置安装有质子交换膜11，电解槽1内设有夹持机构2，电解槽1内部位于质子交换膜11两侧分别设有阴阳两个电极3，两个电极3通过夹持机构2固定在电解槽1内，电解槽1的一侧外壁上固定安装有集电器10，电极3上均连接有电极连接线9，电极3通过电极连接线9与集电器10连接。在安装电极3时通过夹持机构2对两个电极3同时进行夹持固定，电解槽1为开口式设计，进而便于后续对电极3以及质子交换膜11 进行拆卸更换，提高整个发生器的使用便利性。
28.夹持机构2包括固定在电解槽1内部并位于质子交换膜11两侧的两个固定杆21，两个固定杆21端部连接有固定板22，固定板22上固定有定夹头23，电解槽1的一侧侧壁上滑动连接有两个活动杆24，两个活动杆24分别位于质子交换膜11的两侧，活动杆24的一端均连接有活动板25，活动板25上固定有与定夹头23正对的动夹头26，两个活动杆24延伸出电解槽1的一端连接有连接板 27，电解槽1的一侧外壁上转动连接有调节螺杆28，调节螺杆28的端部设有旋钮29，且连接板27螺纹连接在调节螺杆28上。当需要对电极3进行拆卸更换时，通过旋钮29转动调节螺杆28，使得调节螺杆28上的连接板27向后侧方向移动，通过活动杆24带动定夹头23脱离电极3，此时两个电极3同时失去限位作用，然后将两个电极3取下即可，安装电极3时，将两个电极3分别插入动夹头26 与定夹头23之间，然后通过反向转动旋钮29，使动夹头26同时将两个电极3 进行固定，操作简单，便于对电极3进行拆卸更换。
29.电解槽1的顶部一侧滑动连接有盖板4，且质子交换膜11与盖板4的底部滑动连接，盖板4的顶部连接有出气管5，电解槽1的一侧外壁上固定安装有开门气缸7，盖板4的一角连接有固定块6，开门气缸7的活塞杆与固定块6固定连接。在进行制氢时，阴极附近生成氢气溢出，盖板4将阴极上方形成密闭空间，氢气可通过盖板4上的出气管5排出发生器，使得能够将氢气完全收集，并且在拆装电极3时，通过开门气缸7驱动盖板4向一侧运动打开让位，使阴阳极完全漏出，此时可方便的对电极3以及质子交换膜11进行拆装，防止盖板4造成干扰。
30.电解槽1的顶部开口两侧安装有导轨8，且盖板4滑动安装在导轨8上。在电解槽1的开口处安装导轨8并将盖板4安装在导轨8上，当打开和关闭盖板4 时，盖板4在导轨8上滑动，通过导轨8对盖板4进行导向，并且对盖板4运动距离进行限定，提高盖板4运动时的稳定性，以及盖板4关闭后位置的精准性，保证盖板4能够在阴极上方形成密闭空间，便于收集阴极溢出的氢气。
31.电解槽1位于质子交换膜11两侧的内壁上均固定有安装杆12，安装杆12 的端部固定有导向套13，导向套13分别套设在相应的电极3上，且导向套13 位于定夹头23的正上方。当安装电极3时，首先将电极3插入导向套13内，通过导向套13对电极3进行导向，保证电极3能够顺利运动至动夹头26及定夹头 23之间位置，并且在对电极3进行固定时能够使电极3保持稳定，无需手扶，提高对电极3安装时的便利性。
32.电解槽1的内底部固定有安装槽14，质子交换膜11的底端滑动安装在安装槽14内。在电解槽1的内底部设置安装槽14，使质子交换膜11能够安装在电解槽1内的指定位置，并对质子交换膜11进行侧向支撑，无需对质子交换膜11进行固定，便于后续更换取出整个质子交换膜11。
33.活动板25的一侧侧壁上均开设有导向孔，活动板25通过导向孔滑动连接在相应的固定杆21上。当驱动动夹头26活动对电极3进行夹持或松开时，活动板 25会在相应的固定杆21上滑动，通过固定杆21对活动板25进行运动导向，提高动夹头26活动以及对电极3夹持的稳定性。
34.工作原理：该氢气发生器使用时，集电器10通过电极连接线9使阴阳极通电对电解质溶液进行电解，质子交换膜11加速质子传递并在阴极处生成氢气溢出，盖板4将阴极上方形成密闭空间，氢气可通过盖板4上的出气管5排出发生器，使得能够将氢气完全收集，当需要拆卸电极3或质子交换膜11时，通过开门气缸7驱动盖板4向一侧运动打开让位，使阴阳极完全漏出，此时可直接取下质子交换膜11，并通过旋钮29转动调节螺杆28，使得调节螺杆28上的连接板 27向后侧方向移动，通过活动杆24带动定夹头23脱离电极3，此时两个电极3 同时失去限位作用，然后将两个电极3取下即可，安装电极3时，将两个电极3 分别插入动夹头26与定夹头23之间，然后通过反向转动旋钮29，使动夹头26 同时将两个电极3进行固定即可，最后将盖板4盖上，整个发生器可正常使用。
35.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。