一种以重水为原料制备超高纯氘气的电解装置的制作方法

1.本发明涉及氘气制备用电解装置技术领域，尤其涉及一种以重水为原料制备超高纯氘气的电解装置。


背景技术：

2.氘气是无色、无味、无毒的可燃气体，传统的氘气制备一般为电解重水。
3.现有技术中的电解重水装置在使用的过程中一般有以下不足：
4.1、为了提高重水的电解效率，工作人员一般会在电解过程中向电解池内添加碱性电解液，以此增强电解池内液体的导电性能，但在电解过程中，碱性电解液会吸收空气中的二氧化碳并生成碳酸盐，使得导电介质不断被消耗，进而使重水的电解效率下降，降低电解装置的工作效率；
5.2、电解过程中电解液与二氧化碳反应生成的碳酸盐会附着在阳极棒与阴极棒表面，阻碍了电解池内的液体与电极棒之间的充分接触，同样也会降低重水的电解效率。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种以重水为原料制备超高纯氘气的电解装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
7.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种以重水为原料制备超高纯氘气的电解装置，包括电解箱和固定在电解箱内底部的两个电极棒；
8.所述电解箱的侧壁固定连接有滑杆，所述电解箱侧壁转动连接有丝杆，所述电解箱侧壁设有可移动的固定盒，
9.所述固定盒内顶部固定连接有控制块，所述控制块内部填充有蒸发液，所述控制块下壁固定连接有密封滑板，所述密封滑板与固定盒内壁滑动连接，所述滑杆远离电解箱的一端固定连接有安装板，所述安装板下壁固定连接有电磁板，所述固定盒内部设有两个接电板，位于较低端的电板与固定盒内壁固定连接，位于较高端的接电板通过滑动件与固定盒内壁滑动连接，两个接电板分别与电磁板电性连接；
10.所述电解箱侧壁固定连接有安装盒，所述安装盒内顶部固定连接有气囊，所述气囊下壁固定连接有活塞板，所述活塞板与安装盒内壁密封滑动连接；
11.所述固定盒下壁连通设有两个第一连接管，两个所述第一连接管上均设有单向阀，其中一侧的第一连接管下端与气囊相连通，所述安装盒下壁连通设有第二连接管，所述第二连接管上设有压力阀，所述第二连接管远离安装盒的一端与电解箱侧壁相连通；
12.所述电解箱上设有用于清除两个电极棒表面杂质的清洁机构和用于提供热量的加热机构。
13.优选的，所述固定盒侧壁固定有两个连接块，其中位于较低端的所述连接块滑动套设在滑杆上，且该连接块通过第一弹簧与电解箱侧壁连接，位于较高端的所述连接块与丝杆侧壁螺纹连接。
14.优选的，所述安装板侧壁固定嵌设有散热翅片。
15.优选的，所述清洁机构包括两个移动环，两个所述移动环分别滑动套设在两个电极棒侧壁，两个所述移动环的内圈侧壁均固定连接有多个凸块，两个所述移动环通过连杆相连接。
16.优选的，所述电解箱内底部固定连接有两个导向杆，两个所述导向杆侧壁均滑动套设有导向块，两个所述导向块分别与两个移动环侧壁固定连接，位于左侧的所述导向块侧壁固定连接有连接绳，所述丝杆贯穿安装板侧壁，所述安装板侧壁固定连接有安装架，所述安装架侧壁转动连接有转杆，所述转杆下端与丝杆一端均固定连接有锥齿轮，两个所述锥齿轮相互啮合，所述转杆上端固定连接有线轮，所述连接绳远离左侧导向块的一端固定绕设在线轮侧壁。
17.优选的，所述加热机构包括固定连接在电解箱侧壁的热风机，所述电解箱的侧壁固定嵌设有加热管，所述热风机的出风端与加热管相连通。
18.优选的，所述加热管呈螺旋状分布，所述加热管由铝合金材料制成。
19.优选的，所述滑动件包括开设在固定盒内壁的两个滑槽，两个所述滑槽内壁均滑动连接有滑块，两个所述滑块侧壁均通过第二弹簧与对应滑槽内顶部连接，两个所述滑块均与较高端的接电板侧壁固定连接。
20.优选的，多个所述凸块均由金属材料制成，多个所述凸块分别与对应的电极棒侧壁相贴合。
21.优选的，所述连接绳由不锈钢材料制成，所述连接绳表面喷涂有耐腐蚀涂层。
22.本发明与现有技术相比具有以下优点：
23.1、本发明通过在电解箱侧壁设有可移动的固定盒，固定盒内顶部的控制块内部填充有蒸发液，当电解箱温度达到蒸发液的沸点时，固定盒会在电磁板的吸引下发生移动，当电解箱温度降低到蒸发液沸点以下时，固定盒会复位，如此能够间歇性的向气囊内充气，从而间歇性的向电解箱内提供电解液，避免出现电解过程中电解液被消耗而导致溶液导电效率降低的情况出现，能够时刻保持电解箱内溶液具有良好的导电性能，从而保证对重水的电解效率；
24.2、本发明通过在电解箱上设有清洁机构，在使用过程中，固定盒左右移动时能够通过线轮与连接绳带动两个移动环上下移动，两个移动环向上移动的过程中，多个凸块能够把两个电极棒侧壁附着的碳酸盐杂质刮除，保证电解箱内的液体能够充分的与两个电极棒相接触，避免大量碳酸盐杂质附着在两个电极棒表面的情况出现，进一步提高了装置对重水的电解效率；
25.3、本发明通过在安装板侧壁固定嵌设有散热翅片，当固定盒移动到左极限端时，固定盒能够与散热翅片相接触，散热翅片能够对固定盒起到散热作用，从而加速固定盒表面温度的下降，提高装置提供电解液的周期，进而进一步保证电解箱内溶液的导电性能。
附图说明
26.图1为本发明整体结构示意图；
27.图2为本发明图1中a处结构放大图；
28.图3为本发明图1中b处结构放大图；
29.图4为本发明图1中c处结构放大图。
30.图中：1电解箱、2热风机、3电极棒、4移动环、5加热管、6固定盒、7接电板、8连接块、9安装板、10电磁板、11散热翅片、12滑杆、13安装盒、14气囊、15凸块、16连杆、17连接绳、18控制块、19密封滑板、20丝杆、21锥齿轮、22线轮、23活塞板。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.如图1
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4所示，本发明提供一种技术方案：参照图1
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4，一种以重水为原料制备超高纯氘气的电解装置，包括电解箱1，电解箱1内底部固定连接有两个电极棒3，两个电极棒3分别为阴极棒与阳极棒，电解箱1的侧壁上设置有滑杆12，滑杆12远离电解箱1的一端固定连接有安装板9，电解箱1侧壁转动连接有丝杆20，电解箱1侧壁设有可移动的固定盒6，固定盒6由铝合金材料制成，使得固定盒6具有较好的传热性能。
33.固定盒6侧壁固定连接有两个连接块8，位于较低端连接块8滑动套设在滑杆12侧壁，防止丝杆20转动时带动固定盒6转动，使得固定盒6只能沿着丝杆20发生移动，位于较低端连接块8侧壁通过第一弹簧与电解箱1侧壁弹性连接，方便固定盒6的复位，位于较高端的连接块8与丝杆20侧壁螺纹连接。
34.固定盒6内顶部固定连接有控制块18，控制块18呈中空结构，控制块18内部填充有蒸发液，蒸发液可为丙酮，其沸点为56.12℃，控制块18下壁固定连接有密封滑板19，密封滑板19与固定盒6内壁密封滑动连接。
35.安装板9侧壁固定嵌设有散热翅片11，安装板9下壁固定连接有电磁板10，固定盒6内部设有两个接电板7，位于较低端接电板7与固定盒6内壁固定连接，位于较高端的接电板7通过滑动件与固定盒6内壁滑动连接。
36.滑动件包括开设在固定盒6内壁的两个滑槽，两个滑槽内壁均滑动连接有滑块，两个滑块侧壁均通过第二弹簧与对应滑槽内顶部弹性连接，两个滑块均与上端接电板7侧壁固定连接，两个接电板7与电磁板10电性连接。
37.电解箱1侧壁固定连接有安装盒13，安装盒13内顶部固定连接有气囊14，气囊14下壁固定连接有活塞板23，活塞板23与安装盒13内壁密封滑动连接。
38.固定盒6下壁连通设有两个第一连接管，两个第一连接管上均设有单向阀，位于右侧的第一连接管下端与气囊14相连通，安装盒13下壁连通设有第二连接管，第二连接管上设有压力阀，第二连接管远离安装盒13的一端与电解箱1侧壁相连通。
39.电解箱1上设有用于清除两个电极棒3表面杂质的清洁机构，清洁机构包括两个移动环4，两个移动环4分别滑动套设在两个电极棒3侧壁，两个移动环4的内圈侧壁均固定连接有多个凸块15，多个凸块15均由金属材料制成，多个凸块15分别与对应的电极棒3侧壁相贴合，在两个移动环4上下移动的过程中多个凸块15能够充分把两个电极棒3表面的杂质刮除，两个移动环4通过连杆16相连接。
40.电解箱1内底部固定连接有两个导向杆，两个导向杆侧壁均滑动套设有导向块，两
个导向块分别与两个移动环4侧壁固定连接，位于左侧的导向块侧壁固定连接有连接绳17，连接绳17由不锈钢材料制成，连接绳17表面喷涂有耐腐蚀涂层，防止连接绳17被电解液腐蚀，延长连接绳17的使用寿命，丝杆20贯穿安装板9侧壁，安装板9侧壁固定连接有安装架，安装架侧壁转动连接有转杆，转杆下端与丝杆20一端均固定连接有锥齿轮21，两个锥齿轮21相互啮合，转杆上端固定连接有线轮22，连接绳17远离左侧导向块的一端固定绕设在线轮22侧壁。
41.电解箱1上设有用于提供热量的加热机构，加热机构包括固定连接在电解箱1侧壁的热风机2，电解箱1的侧壁固定嵌设有加热管5，热风机2的出风端与加热管5相连通，加热管5呈螺旋状分布，使加热管5能够均匀的对电解箱1进行加热，加热管5由铝合金材料制成，使加热管5具有较好的传热性能。
42.在使用时，即在电解重水时，工作人员启动热风机2，热风机2运转时能够把高温气流吹入加热管5内，加热管5内的高温气流能够对电解箱1内的液体进行加热，能够提高电解液内正负电荷与离子的移动速度，从而提高对重水的电解效率。
43.伴随加热管5对电解箱1的加热，电解箱1的温度会逐渐升高，控制块18内填充有蒸发液，当控制块18的温度达到蒸发液的沸点时，蒸发液会蒸发汽化，使得控制块18发生膨胀，带动密封滑板19向下移动，密封滑板19向下移动的过程中能够把固定盒6内的气体通过右侧第一连接管挤压进气囊14内，使气囊14发生膨胀并带动活塞板23向下移动，活塞板23向下移动的过程中能够对安装盒13内的电解液进行挤压，使得安装盒13内电解液的液压增大。
44.当液压达到压力阀的阈值时，电解液会通过第二连接管进入电解箱1内，电解液进入电解箱1内后能够显著提高电解箱1内液体的导电能力，从而进一步提高对重水的电解效率。
45.当密封滑板19移动到固定盒6的下端位置时，密封滑板19会推动上端接电板7，并使两个接电板7相互接触，电磁板10会通电得磁；
46.当电磁板10通电得磁时，电磁板10会对下端连接块8进行吸引，并带动固定盒6向左移动，同时使得固定盒6与散热翅片11相接触，固定盒6与电解箱1分离后，电解箱1会停止对固定盒6进行加热。
47.固定盒6向左移动的过程中，上端连接块8会驱动丝杆20转动，丝杆20转动的过程中，在两个锥齿轮21的共同作用下，丝杆20能够带动线轮22转动，如此，线轮22能够对连接绳17进行收卷，使连接绳17拉动左侧导向块向上移动，进而带动两个移动环4向上移动，两个移动环4向上移动的过程中，多个凸块15能够把两个电极棒3侧壁附着的碳酸盐杂质刮除，保证电解箱1内的液体能够充分的与两个电极棒3相接触。
48.固定盒6移动到左极限端时，固定盒6能够与散热翅片11相接触，散热翅片11能够对固定盒6起到散热作用。
49.当固定盒6的温度下降到蒸发液的沸点时，蒸发液会液化，使得控制块18发生收缩，此时固定盒6在第一弹簧的拉力作用下复位，能够再次与电解箱1相接触，线轮22也会发生反转，两个移动环4会在自身重力作用下向下移动，能够再次对两个电极棒3进行清洁，如此，电解箱1可再次重复上述过程，实现间断的向电解箱1内提供电解液，还能够反复对两个电极棒3进行清洁，便捷实用。
50.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
51.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。