一种电解水制氢装置及其使用方法与流程

本发明属于电解水制氢，具体的说是一种电解水制氢装置及其使用方法。

背景技术：

1、随着国民经济发展和生活水平提高，能源总量需求持续增加。目前，我国能源供应主要以化石燃料为主，在2016年，化石能源占能源消费比重的80.3％，其中煤炭占比为62％，大量化石燃料的使用加大了二氧化硫和二氧化碳气体的排放，对环境造成了巨大影响。因此，积极推进能源革命战略，持续调整能源结构，实现我国能源的清洁化、低碳化，成为可持续能源发展的必然。

2、碱性电解水制氢是一种常见的水电解制氢技术，其基本原理是通过电解水来将水分解成氢气和氧气。在碱性电解水制氢过程中，通常使用碱性电解质作为电解液，以提供离子导电。

3、如公开号为cn115537864a的中国专利，公开了一种两步法碱性电解水制氢用的电解槽及方法，其中公开了一种两步法碱性电解水制氢用的电解槽，包括阴极电极片、阳极电极片和缓冲介质片，缓冲介质片用于与阴极电极片配对使用时发生阴极析氢反应而缓冲介质被氧化，与阳极电极片配对使用时发生阳极析氧反应而缓冲介质被重新还原。

4、在上述的专利中“利用搅拌机构对电解液进行搅拌，一方面能够使得更多的电解液与阴极/阳极电极片相接触、有效的提升反应效率，另一方面能够有效的促进气泡从电解液中排出，以加快电解液和电解槽的散热速度”，但是在使用过程中，工作人员发现增设的电机，会增加整体电解反应的用电量，从而提高制氢的能耗，不利于持续发展。

5、为此，本发明提供一种电解水制氢装置及其使用方法。

技术实现思路

1、为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种电解水制氢装置，包括电解机构、扰流机构、反馈机构和控制机构。

3、电解机构包括电解槽和设置在电解槽内腔的电解片。

4、扰流机构包括容置釜、弹性安装在容置釜内腔的控制活塞、入料管和出料管，入料管和出料管的内腔均设置有单向控制阀，容置釜的内腔通过入料管和出料管的配合与电解槽的内腔连通，容置釜固定安装在电解槽的外壁，入料管和出料管固定安装在容置釜的底面。

5、反馈机构包括连通管、锁止轴和顶压轴，锁止轴和顶压轴分别设置在连通管的两端，滑动锁止轴通过连通管内腔压强控制顶压轴滑动，连通管的内腔填充有液压油。

6、控制机构包括连接管、固定安装在连接管内腔的隔板和弹性安装在连接管内腔的控制阀塞，隔板的中部开设有圆台型的通孔，控制阀塞受到的弹力推动控制阀塞，使得控制阀塞实时具有与阀板贴合的趋势，从而封堵连接管。

7、控制活塞通过锁止轴控制顶压轴，并由顶压轴推动控制阀塞与隔板分离，控制活塞通过锁止轴控制顶压轴，并由顶压轴推动控制阀塞与隔板分离，随着容置釜内的液面升高，控制活塞上升，直至推动锁止轴。

8、优选的，容置釜的内壁滑动安装有安装环，安装环的底面固定安装有弹性件，弹性件远离安装环的一端与控制活塞的上端面固定连接，弹性件为常见的弹簧，弹性件远离安装环的一端与控制活塞的上端面固定连接，固定安装环后，可推动控制活塞向下滑动。

9、优选的，容置釜的上端面滑动安装有控制杆，控制杆的上端面固定安装有控制架，控制杆的外壁通过内外螺纹配合连接有控制螺母，控制杆远离控制架的一端与安装环的上端面固定连接，其中控制螺母与容置釜的顶面转动连接，转动控制螺母带动控制杆滑动，从而带动安装环滑动。

10、优选的，控制阀塞的底面固定安装有导向轴，连接管的内壁固定安装有与导向轴滑动连接的导向支架，导向支架的外壁固定安装有用于顶压控制阀塞的顶压弹簧，顶压弹簧远离导向支架的一端与控制阀塞的外壁贴合，从而推动控制阀塞实时具有与隔板贴合的趋势。

11、优选的，容置釜的顶面固定安装有安装筒，安装筒的内腔弹性安装有锁止活塞，锁止活塞的底面与锁止轴的上端面固定连接，安装筒的内腔与连通管的内腔相互连通，锁止活塞的径向外壁与安装筒的内壁密封贴合，且锁止活塞的外壁通过弹簧与安装筒的内壁固定连接。

12、优选的，连接管的内壁固定安装有导向筒，导向筒的内腔弹性安装有顶压活塞，顶压活塞的底面与顶压轴的一端固定连接，导向筒的内腔通过连通管与安装筒的内腔连通，在控制活塞推动锁止轴时，锁止活塞同步滑动，从而控制顶压活塞和顶压轴滑动，直至推动控制阀塞与隔板分离。

13、优选的，容置釜的内壁转动安装有连接筒，连接筒的底面转动安装有控制盘，锁止轴贯穿控制盘，控制盘的内壁固定安装有锁止杆，锁止轴的径向外壁开设有供锁止杆滑动的导向容置部，控制活塞顶压锁止轴时，锁止杆沿导向容置部的内腔滑动，直至连接管内腔完全开放时，转动控制盘，此时锁止杆沿锁止轴的轴线转动并与导向容置部错开，通过锁止杆阻挡锁止轴滑动，此时，控制阀塞保持与隔板分离的状态。

14、优选的，控制盘的外壁开设有扇形容置部，扇形容置部的内部固定安装有控制磁块，控制活塞的上端面固定安装有安装杆，安装杆的外壁固定安装有锁止磁块和释放磁块，锁止磁块与控制磁块相互排斥，释放磁块与控制磁块相互吸引，以便于实现锁止杆的自动控制。

15、一种电解水制氢装置的使用方法，该方法采用上述的电解水制氢装置，包括如下步骤：

16、a1、检测电解槽内腔的密封性，检测电路，检测完成后，向电解槽的内腔注入电解液，直至电解液液面上升至所需位置，停止注液，然后对电解片通电；

17、a2、随着电解反应，电解槽内腔的气压逐渐增高，电解液通过入料管进入容置釜的内腔；

18、a3、随着容置釜内腔液面的升高，控制活塞逐渐上升，直至控制活塞推动锁止轴滑动，并通过连通管内腔的油压控制顶压轴推开控制阀塞，连接管开始排气；

19、a4、随着控制活塞的继续上升，锁止杆滑出导向容置部，直至连接管的内腔导通，此时通过磁力控制锁止杆偏转固定锁止轴，使得控制阀塞保持与隔板分离的状态；

20、a5、随着电解槽内腔的气压降低，控制活塞下降至容置釜的底面，此时通过磁力控制锁止杆复位，锁止轴受弹力复位，控制阀塞再次封闭电解槽的内腔。

21、本发明的有益效果如下：

22、1.本发明中通过设置控制活塞、入料管和出料管，同时设置连通管、锁止轴和顶压轴，顶压轴用于推动控制阀塞与隔板分离，此时随着电解，可以逐渐提高电解槽内腔的气压，随着容置釜内的液面升高，控制活塞上升，直至推动锁止轴，控制顶压轴推动控制阀塞与隔板分离，此时气体通过连接管排出，电解槽内腔气压降低，连接管封闭，从而带动控制活塞升降，达到控制电解液流动的效果，通过电解产生的气压，控制电解液流动的方式，可以有效的提高能量的利用率，降低能耗，绿色环保。

23、2.本发明通过设置控制磁块、锁止磁块和释放磁块，通过控制对控制磁块的磁力方向，达到控制锁止杆转动的效果，从而在电解过程中，实现控制活塞的自动控制，提高工作效率。

技术特征：

1.一种电解水制氢装置，其特征在于：包括电解机构、扰流机构、反馈机构和控制机构；

2.根据权利要求1所述的一种电解水制氢装置，其特征在于：所述容置釜(2)的内壁滑动安装有安装环(10)，所述安装环(10)的底面固定安装有弹性件(18)，所述弹性件(18)远离所述安装环(10)的一端与所述控制活塞(17)的上端面固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种电解水制氢装置，其特征在于：所述容置釜(2)的上端面滑动安装有控制杆(8)，所述控制杆(8)的上端面固定安装有控制架(9)，所述控制杆(8)的外壁通过内外螺纹配合连接有控制螺母，所述控制杆(8)远离所述控制架(9)的一端与所述安装环(10)的上端面固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种电解水制氢装置，其特征在于：所述控制阀塞(13)的底面固定安装有导向轴(15)，所述连接管(3)的内壁固定安装有与所述导向轴(15)滑动连接的导向支架(16)，所述导向支架(16)的外壁固定安装有用于顶压所述控制阀塞(13)的顶压弹簧(14)。

5.根据权利要求4所述的一种电解水制氢装置，其特征在于：所述容置釜(2)的顶面固定安装有安装筒(19)，所述安装筒(19)的内腔弹性安装有锁止活塞(21)，所述锁止活塞(21)的底面与所述锁止轴(22)的上端面固定连接，所述安装筒(19)的内腔与所述连通管(4)的内腔相互连通。

6.根据权利要求5所述的一种电解水制氢装置，其特征在于：所述连接管(3)的内壁固定安装有导向筒(11)，所述导向筒(11)的内腔弹性安装有顶压活塞(23)，所述顶压活塞(23)的底面与所述顶压轴(12)的一端固定连接，所述导向筒(11)的内腔通过所述连通管(4)与所述安装筒(19)的内腔连通。

7.根据权利要求6所述的一种电解水制氢装置，其特征在于：所述容置釜(2)的内壁转动安装有连接筒(20)，所述连接筒(20)的底面转动安装有控制盘(24)，所述锁止轴(22)贯穿所述控制盘(24)，所述控制盘(24)的内壁固定安装有锁止杆(25)，所述锁止轴(22)的径向外壁开设有供所述锁止杆(25)滑动的导向容置部。

8.根据权利要求7所述的一种电解水制氢装置，其特征在于：所述控制盘(24)的外壁开设有扇形容置部，所述扇形容置部的内部固定安装有控制磁块(27)，所述控制活塞(17)的上端面固定安装有安装杆(28)，所述安装杆(28)的外壁固定安装有锁止磁块(29)和释放磁块(26)，所述锁止磁块(29)与所述控制磁块(27)相互排斥，所述释放磁块(26)与所述控制磁块(27)相互吸引。

9.一种电解水制氢装置的使用方法，该方法采用权利要求8所述的电解水制氢装置，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明属于电解水制氢技术领域，具体的说是一种电解水制氢装置及其使用方法，包括电解机构、扰流机构、反馈机构和控制机构，电解机构包括电解槽和设置在电解槽内腔的电解片，扰流机构包括容置釜、弹性安装在容置釜内腔的控制活塞、入料管和出料管，入料管和出料管的内腔均设置有单向控制阀，容置釜的内腔通过入料管和出料管的配合与电解槽的内腔连通，反馈机构包括连通管、锁止轴和顶压轴，锁止轴和顶压轴分别设置在连通管的两端，滑动锁止轴通过连通管内腔压强控制顶压轴滑动，控制机构包括连接管、固定安装在连接管内腔的隔板和弹性安装在连接管内腔的控制阀塞；本发明通过上述结构配合可以实提高能量的利用率，降低能耗，绿色环保。技术研发人员：邓毕力受保护的技术使用者：力明（北京）节能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/2