一种电解制氧自动控制系统

1.本实用新型涉及电解水制氧领域，具体涉及一种电解制氧自动控制系统。


背景技术：

2.以霍夫曼电解槽为原型的电解水制氧，在阳极区域产生的氧气与阴极区域产生的氢气体积不是相同的，而要满足电解槽工作要求：阳极室液位与阴极室液位相当，产生的氧气与氢气的压力也应该相当。实际上同时产生的气体体积是不同的。于是需要一套气压控制系统，而且这个气压控制精度要求达到毫米级水柱，显然复杂性及成本也高。为了避免气压控制的投入，从而又发展了将阳极区域与阴极区域的液体分别泵出，然后进行气液分离器的方式。这样依然增加了结构的复杂性，同时还因为气液共存时间过长，导致产气量下降，并伴有额外发热。
3.此外由于电解槽中的电解液多为酸、碱等腐蚀性液体，同时液体中存在电流，导致腐蚀性更强。所以如需通过液位传感器感应电解液液位，通常将液位传感器设置在电解槽外部，不能分别感知阳极室及阴极室内部液位。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种电解制氧自动控制系统，结构简单，实现有效输出电解所得氧气和氢气，保证电解能长时间持续进行的目的。
5.为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种电解制氧自动控制系统，包括电解槽，电解槽顶部设置纵向隔板，所述隔板的底部与电解槽的底部之间留有间隙，所述隔板将电解槽内分为阳极室和阴极室，阳极室内设置阳极电极，阳极室上部设置氧气出口，氧气出口连接氧气外排口；阴极室内设置阴极电极，阴极室上部设置氢气出口，氢气出口连接气体阀门，气体阀门的另一边连接氢气外排口；电解槽底部设置有进液口，进液口通过进液阀门连接进液管；还包括控制模块，所述气体阀门与所述控制模块通信连接，所述控制模块根据电解电流情况控制气体阀门开启。
7.进一步地，所述阴极室内阴极电极上方设置有阴极区域液位传感器；所述阴极区域液位传感器与所述控制模块通信连接；所示控制模块通过所述阴极区域液位传感器感应到的电解液液位情况控制气体阀门的开启。
8.进一步地，所述阳极室内阳极电极上方设置阳极区域液位传感器，所述阳极区域液位传感器与所述控制模块通信连接；所述控制模块通过所述阳极区域液位传感器感应到的电解液液位情况控制所述进液阀门的开启。
9.优选的，所述阴极区域液位传感器、阳极区域液位传感器为电感应检测装置。
10.进一步地，所述电感应检测装置包括电解槽的侧壁上设置的第一导电体和第二导电体，第一导电体加载脉冲电信号作为激励极，第二导电体作为接收脉冲电信号的接收极，所述第一导电体与第二导电体相对设置，所述第二导电体与控制模块通信连接。
11.进一步地，所述第一导电体、第二导电体表面涂覆有绝缘防腐层。
12.优选的，所述电解槽的侧壁采用绝缘材料制成。
13.优选的，所述电解槽的侧壁涂覆有绝缘防腐层。
14.进一步地，所述气体阀门为比例调节阀。
15.优选的，所述进液阀门为流量控制阀。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果有：
17.1)本实用新型在氢气出口设置气体阀门，关闭气体阀门影响氢气气压而控制阴极室的液位，从而使阳极室顶部的氧气有一定的压力，不需要另外使用增压泵即可将氧气排出电解槽，进一步通过湿化器输送到患者或弥散供氧；设置控制模块，可根据电解电流情况自动控制气体阀门的开启，排出氢气，阴极室电解液液位上升；本实用新型结构简单，可维持阴极室和阳极室内电解液的液位，保证电解能长时间持续进行；
18.2)本实用新型在阴极室和阳极室内增加了液位传感器，对电解液液位的控制更精确，使得电解槽的体积可以更小、系统更轻，电解槽热容量也更小、便于散热，工作温度更低，在低温状态下电解效率更高；
19.3)本实用新型在进液口设置进液阀门，进液阀门为流量控制阀，可以实现电解液定量补给。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1是本实用新型实施例的结构示意图；
22.图2是本实用新型实施例中电感应检测装置的结构示意图。
23.附图标记：1-氢气外排口，2-气体阀门，3-氢气出口，4-阴极室，5-阴极区域液位传感器，6-阴极电极，7-电解槽，8-电解液，9-阳极电极，10-阳极区域液位传感器，11-阳极室，12-氧气出口，13-氧气外排口，14-绝缘防腐层，15-第一导电体，16-侧壁，17-第二导电体，18-进液阀门。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，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他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.一种电解制氧自动控制系统，包括电解槽7，电解槽7顶部设置纵向隔板，所述隔板的底部与电解槽的底部之间留有间隙，所述隔板将电解槽7内分为阳极室11和阴极室4，阳极室11内设置阳极电极9，阳极室上部设置氧气出口12，氧气出口12连接氧气外排口13；阴
极室4内设置阴极电极6，阴极室4上部设置氢气出口3，氢气出口3连接气体阀门2，气体阀门2的另一边连接氢气外排口1；电解槽7底部设置有进液口，进液口通过进液阀门18连接进液管；还包括控制模块，所述气体阀门2与所述控制模块通信连接，所述控制模块根据电解电流情况控制气体阀门2开启。
26.电解液8注入电解槽后，在阴极室4和阳极室11的上部留有一部分空间，并且阴极电极6和阳极电极9浸入电解液8中。电解开始时，气体阀门2处于关闭状态，阴极电极6接电源的负极，阴极电极6表面产生氢气；阳极电极9接电源的正极，阳极电极9表面产生氧气。随着电解的进行，氢气在阴极室4上部不能外排，阴极室4内部压强增加，阴极室4内的电解液液面会下降，阳极室内的电解液液面上升，液体的压强传导到阳极室11的上部的氧气，于是阳极室11上部的氧气在没有泵的增压条件下具备一定的压强，而随电解的持续进行，可以达到非常高的压强。高压的氧气可以通过阳极室11上部的氧气出口12，再经氧气外排口13排出电解槽。
27.随着电解的进行，阴极室内部压强增加，阴极室4内的电解液液面会下降，如果下降过多，则会导致阴极电极6与电解液8脱离接触，电解中止。电解中止的时候，控制模块检测到电解电流为0，则控制气体阀门2开启，气体阀门2开启后氢气排出，阴极室内电解液液位会上升恢复到正常液位，控制模块检测到电解电流恢复正常，关闭气体阀门2继续电解工作。
28.进一步地，在所述阴极室4内阴极电极6上方设置阴极区域液位传感器5，当阴极室内电解液位低于阴极区域液位传感器5时，控制模块接收到阴极区域液位传感器5感应到电解液位过低信号，控制气体阀门2开启，气体阀门2开启后氢气排出，阴极室内电解液位会上升恢复到正常液位，控制模块接收到阴极区域液位传感器5感应到电解液位正常信号，关闭气体阀门2继续电解工作。
29.气体阀门2也可以是比例调节阀，在上述保持阳极室11内的氧气压强过程中，依据阴极区域液位传感器5返回的电解液位，适当调节开度，以保持阴极室4内氢气的压强。
30.进一步地，阳极室内阳极电极9上方还设置阳极区域液位传感器10，电解的过程中，要消耗电解液，当电解液消耗过多时，阳极室11内的电解液位会下降，此时阳极区域液位传感器10感应到电解液位过低，控制模块接收到阳极区域液位传感器10感应到电解液位过低信号，控制进液阀门18打开，启动电解槽的电解液补充，进液阀门18为流量控制阀，可实现电解液定量补充。
31.进一步地，所述阴极区域液位传感器5和阳极区域液位传感器10为电感应检测装置，如图2所示，所述电感应检测装置包括电解槽7的侧壁16上设置的第一导电体15和第二导电体17，所述第一导电体15与第二导电体17相对设置不邻接，第一导电体15加载脉冲电信号作为激励极，第二导电体17作为接收激励脉冲电信号的接收极；所述第二导电体与控制模块通信连接；激励极加载高频高压脉冲电信号，脉冲电信号是一种高频无线传输信号，在频率不是很高时，可以通过类似电解液的介质传播，在频率相当高时则可以通过空间传输；第一导电体是一个信号发射天线，而第二导电体则是信号接收天线；如果第一导电体15、第二导电体17浸没在液位以下，则激励的高频高压信号通过电解液会传递到接收极上，如果液位过低，则接收极就不会感应到激励极的高频信号，接收极与控制模块通信连接，控制模块通过接收极接收到的信号判断第一导电体、第二导电体是否浸没在液位下，以此控
制相关阀门的开启。第一导电体15、第二导电体17表面涂覆有绝缘防腐层14，涂覆的绝缘防腐层14使得导电体15不会被电解液腐蚀。电解槽侧壁16采用绝缘材料制成，或者电解槽侧壁16上涂覆有绝缘防腐层，避免侧壁16与第一导电体15、第二导电体17电流导通。
32.当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。