一种双管式氢气制备装置的制作方法

本方案属于氢气制备装置领域，具体涉及一种双管式氢气制备装置。

背景技术：

1、氢气作为一种清洁、高效的二次能源载体，在燃料电池、半导体加工、化工合成、实验室分析等领域具有广泛的应用。目前，实验室及中小规模氢气制备的主要方法之一是水电解法，其核心原理是通过直流电作用于电解液，使水在阴极和阳极分别分解产生高纯度的氢气和氧气。而且现有的水电解制氢装置，通常采用单腔体结构或简单的双管分离设计。

2、经检索，在授权公告号为cn209276646u的实用新型专利中，其公开了一种安全性高的制氢设备，包括储液箱体，所述储液箱体的底部中央外壁通过螺栓连接有蓄电池，且蓄电池的两极均通过螺栓连接有导电线，所述储液箱体的底部两侧内壁均通过螺栓连接有竖直设置的电解棒，且两个电解棒的底部中央外壁分别通过螺栓与两个导电线的相互远离一端电性连接。

3、而在现有的技术中，由于电解过程会持续消耗水，导致电解液液位下降，而液位过低会暴露电极，不仅大幅降低产气效率，从而需要人工定时补液，较为麻烦，此外，装置停机后，气体或外部空气容易倒灌回电解槽，这不仅会污染产生的气体，降低氢气纯度，影响后续使用。

技术实现思路

1、本方案的目的是提供一种双管式氢气制备装置，以解决在现有的技术中，需要人工定时补液，较为麻烦的问题，同时解决了装置停机后，气体或外部空气容易倒灌回电解槽的问题。

2、为了达到上述目的，本方案提供一种双管式氢气制备装置，包括底座和加液管，所述底座的上段中部固定连接有制氢罐，所述制氢罐的内侧中部固定连接有隔膜，所述加液管位于制氢罐的上方，所述加液管的管体上设置有电磁阀，所述加液管的管体下段连通设置有两个分流管，且两个分流管的末端均接入制氢罐内，所述制氢罐的内侧底部设置有阴极和阳极，所述阴极和阳极分别位于隔膜的左右两侧，所述制氢罐的顶部固定连接有两个出气管，且出气管为贯穿制氢罐设置，所述出气管位于制氢罐内部的一端设置有止逆机构。

3、本方案的原理在于：首先，加液管与电解液源通过管路连接，设备通电后，此时压杆会在弹簧一的作用下抵触在触点式开关，此时电磁阀开启，然后通过加液管向制氢罐 内注入预定浓度的电解液，电解液随后通过两个分流管均匀流入被隔膜分隔开的阴极室和阳极室，而当注入电解液直至液面达到预定高度时，浮球在浮力作用下上浮，然后通过滑杆推动滑块，使得滑块在空心壳内压缩弹簧一并向上移动，同时使得压杆远离触点式开关，电磁阀处于关闭状态，停止加液，而此时，阴极和阳极通电后与电解液反应分别产生氢气和氧气，产生的氢气和氧气分别积聚在阴极室和阳极室的顶部，随着气体压力逐渐增大，推动止逆机构 中的堵头，使得堵头脱离锥管的窄口，打开气体通道，气体随后进入出气管，分别被引导至各自的收集或使用系统中，而随着电解的进行，水被消耗，电解液液位逐渐下降，然后浮球等部件继续作业，进行自动补液，而当装置停止工作时，弹簧二的回复力推动滑销及连接的堵头复位，并且时堵头紧密地塞入锥管的窄口中，形成密封，有效防止气体或外部空气反向流回制氢罐内。

4、本方案的技术效果在于：通过设置浮球、滑杆、滑块及触点式开关等部件，配合加液管上的电磁阀，实现了电解液的自动补给，其中，当液位下降时，浮球带动机构触发开关，启动补液，液位恢复后自动关闭，有效维持电解液稳定，避免了因液位过低导致的产气效率下降的问题。

5、通过在出气管的末端设置止逆机构，其中，氢气或氧气产生后，可以正常通过出气管排出，并且在气体压力下，堵头可以自动开启，而当设备停机时，堵头会在弹簧二的作用下复位，能有效防止气体回流。

6、进一步，所述制氢罐的内侧顶部固定连接有空心壳，所述空心壳的内部滑动连接有滑块，所述滑块的底部固定连接有滑杆，所述滑杆贯穿空心壳且与空心壳滑动连接，所述滑杆的末端固定连接有浮球，所述滑块的底部边缘固定连接有压杆，所述空心壳的内侧底部设置有触点式开关，且触点式开关的位置与压杆的位置对应，所述触点式开关与电磁阀电性连接。浮球跟随液位下降时，滑杆和滑块同步下移，并且滑块上的压杆抵触到触点式开关，并且启动电磁阀，进而实现自动补液的目的。

7、进一步，所述空心壳的内部设置有弹簧一，所述弹簧一的一端与滑块固定连接，所述弹簧一的另一端固定连接于空心壳的内表面。通过弹簧一的设置，可以将反作用力通过滑块和滑杆作用在浮球处，使得浮球始终位于水位线处。

8、进一步，所述止逆机构包括固定连接于出气管末端的扩口管，且扩口管与出气管为连通设置，所述扩口管的内侧固定连接有锥管，所述锥管的上端窄口内侧滑动连接有堵头，所述出气管的内侧固定连接有两个固定杆，两个所述固定杆之间共同固定连接有固定块，所述固定块的内部滑动连接有滑销，所述滑销为贯穿固定块设置，所述滑销的下端与堵头固定连接，所述滑销的另一端固定连接有限位块。通过止逆机构的设置，可以防止氢气或者氧气从出气管排出后的回流。

9、进一步，所述滑销的销体下段固定连接有挡环，所述滑销的销体外侧套设有弹簧二，所述弹簧二的一端与挡环固定连接，所述弹簧二的另一端与固定块固定连接。弹簧二的弹力可以通过挡环左右在滑销处，进而对堵头具有辅助复位的作用。

10、进一步，所述挡环和固定块之间共同固定连接有波纹套一，所述波纹套一位于弹簧二的外侧。通过波纹套一的设置，对于弹簧二具有防锈保护的作用。

11、进一步，所述限位块和固定块之间共同固定连接有波纹套二，所述波纹套二位于滑销的外侧。通过波纹套二的设置，对于滑销与固定块滑动的上方具有防护作用。

1.一种双管式氢气制备装置，包括底座和加液管，其特征在于：所述底座的上段中部固定连接有制氢罐，所述制氢罐的内侧中部固定连接有隔膜，所述加液管位于制氢罐的上方，所述加液管的管体上设置有电磁阀，所述加液管的管体下段连通设置有两个分流管，且两个分流管的末端均接入制氢罐内，所述制氢罐的内侧底部设置有阴极和阳极，所述阴极和阳极分别位于隔膜的左右两侧，所述制氢罐的顶部固定连接有两个出气管，且出气管为贯穿制氢罐设置，所述出气管位于制氢罐内部的一端设置有止逆机构。

2.根据权利要求1所述的一种双管式氢气制备装置，其特征在于：所述制氢罐的内侧顶部固定连接有空心壳，所述空心壳的内部滑动连接有滑块，所述滑块的底部固定连接有滑杆，所述滑杆贯穿空心壳且与空心壳滑动连接，所述滑杆的末端固定连接有浮球，所述滑块的底部边缘固定连接有压杆，所述空心壳的内侧底部设置有触点式开关，且触点式开关的位置与压杆的位置对应，所述触点式开关与电磁阀电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种双管式氢气制备装置，其特征在于：所述空心壳的内部设置有弹簧一，所述弹簧一的一端与滑块固定连接，所述弹簧一的另一端固定连接于空心壳的内表面。

4.根据权利要求1所述的一种双管式氢气制备装置，其特征在于：所述止逆机构包括固定连接于出气管末端的扩口管，且扩口管与出气管为连通设置，所述扩口管的内侧固定连接有锥管，所述锥管的上端窄口内侧滑动连接有堵头，所述出气管的内侧固定连接有两个固定杆，两个所述固定杆之间共同固定连接有固定块，所述固定块的内部滑动连接有滑销，所述滑销为贯穿固定块设置，所述滑销的下端与堵头固定连接，所述滑销的另一端固定连接有限位块。

5.根据权利要求4所述的一种双管式氢气制备装置，其特征在于：所述滑销的销体下段固定连接有挡环，所述滑销的销体外侧套设有弹簧二，所述弹簧二的一端与挡环固定连接，所述弹簧二的另一端与固定块固定连接。

6.根据权利要求5所述的一种双管式氢气制备装置，其特征在于：所述挡环和固定块之间共同固定连接有波纹套一，所述波纹套一位于弹簧二的外侧。

7.根据权利要求4所述的一种双管式氢气制备装置，其特征在于：所述限位块和固定块之间共同固定连接有波纹套二，所述波纹套二位于滑销的外侧。