顶丝反压式PEM电解槽机构

技术领域

本发明涉及氢气发生装置领域，进一步地涉及一种顶丝反压式PEM电解槽机构。

背景技术

氢气是我们非常熟悉的一种气体，氢气最为常见的作用是当做燃料和气球填充气体使用。近年来，随着人们对氢气研究的不断及认识的不断加深，氢气在医学治疗上的作用逐渐被发现，越来越多的氢气发生器出现在了人们的生活中。

氧是人体进行新陈代谢的关键物质，是人体生命活动的第一需要。呼吸的氧转化为人体内可利用的氧，称为血氧。血液携带血氧向全身输入能源,血氧的输送量与心脏、大脑的工作状态密切相关。心脏泵血能力越强，血氧的含量就越高；心脏冠状动脉的输血能力越强，血氧输送到心脑及全身的浓度就越高，人体重要器官的运行状态就越好。

臭氧医学发源于十九世纪末叶,那时人群已已经采用固陋的臭氧发生设施举行医用臭氧的制备,开展奋战创伤的治疗,好比外科传染,战壕足等的光疗,治疗方式重要引用利用临时制备的臭化合水开展清创,其效用主导是广谱杀菌、抗炎、促成局部组织再生等机理,因为成效良好,从而极大唤起了人群对臭氧医学爱好。

氢气发生器的关键部位是电解槽，水在电解槽中通电，电解生成氢气、氧气或臭氧。参考说明书附图1，其显示有现有的电解槽的结构图。现有的电解槽的正电极1p、负电极2p以及中间填充电解组件3p上分别具有孔洞，并且两侧分别设置有法兰4P，多层结构相互堆叠设置，螺钉5p穿过对应的孔洞后与螺母6p连接，以将相互堆叠的多层结构压紧。

需要指出的是，在现有的电解槽的结构中，由于在所述正电极1p、所述负电极2p以及所述中间填充电解组件3p上开设有孔洞，孔洞外侧的结构的主要作用是进行固定，并不是所有的电极板都参与到了气体产生的过程，电极板的利用率较低。

现有的电解槽的结构中，需要对电极板及中间填充的垫片组件开孔，不仅浪费材料，而且费时费力。在具体的装配过程中，装配者需要将正电极1p、负电极2p、中间填充电解组件3p以及法兰4p上的孔洞相互对齐，以允许螺钉5p穿过，安装过程较为困难，并且通常需要操作者手工操作，装配过程费时费力，效率低下。

第三，现有的电解槽的结构中，螺钉5p和螺母6p分别位于法兰4p的周边位置，在叠层结构的周边位置对多层叠层结构进行固定，正电极1p、负电极2p以及中间填充电解组件3p周边的压紧力度较大，但是中间部位没有相应的压力，中间部位容易受力形变，影响电解槽的结构强度及制氢效果。

第四，现有的电解槽的结构中，不同叠层结构的周边连接处通常需要设置密封垫圈进行密封。密封垫圈在使用过一段时间之后通常会发生腐烂变质等情况，影响密封效果，并且后期修复成本较高。

第五，现有的电解槽的结构中，螺钉5p实际上是暴露在电解液环境中，电解液会对螺钉5p的结构强度造成较大的影响。

综上所述，需要对现有的顶丝反压式PEM电解槽机构进行改进。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种顶丝反压式PEM电解槽机构，所述顶丝反压式PEM电解槽机构改变传统顶丝反压式PEM电解槽机构的电解组件的安装固定方式，不需要在所述电解组件上打孔就能够将所述电解组件固定于所述底板和所述压板之间，能够提高所述电解组件的利用效率，并且能够便于所述电解组件的装配。

为了实现上述目的，本发明的目的在于提供顶丝反压式PEM电解槽机构，包括：

底板；

压紧结构，包括压板和压紧件，所述压板具有压紧孔，所述压紧件可转动地安装于所述压紧孔；

电解组件，包括阳极板、阴极板以及位于所述阳极板和所述阴极板之间的中间填充结构；

第一压紧侧板，所述第一压紧侧板连接于所述底板的第一侧边，并且所述第一压紧侧板的内侧具有第一卡接位；

第二压紧侧板，所述第二压紧侧板连接于所述底板的第二侧边，并且所述第二压紧侧板的内侧具有第二卡接位；所述第一压紧侧板和所述第二压紧侧板相对设置，所述第一压紧侧板和所述第二压紧侧板之间形成安装空间；所述电解组件和所述压板分别安装于所述安装空间；

所述压板的两端分别卡接于所述第一卡接位和所述第二卡接位，所述压紧件的底端抵接于所述电解组件，以将所述电解组件压紧。

优选地，所述顶丝反压式PEM电解槽机构还包括端板，所述端板叠层设置于所述电解组件，所述压紧件的底端抵接于所述端板。

优选地，所述顶丝反压式PEM电解槽机构还包括收纳盒体，所述收纳盒体包括收纳底板和收纳侧板，所述收纳侧板连接于所述收纳底板，并且所述收纳侧板环绕形成收纳空间，所述电解组件安装于所述收纳空间，所述收纳底板叠层设置于所述底板。

优选地，所述收纳侧板的内壁具有向所述收纳空间内部延伸的限位凸起，所述限位凸起抵接于所述电解组件，使得所述电解组件的侧壁与所述收纳侧板的内壁之间形成填充槽。

优选地，所述收纳侧板还具有电连接开口，所述电解组件的接电端子安装于所述电连接开口，所述电连接开口的侧壁连接有所述限位凸起。

优选地，所述填充槽中填充有密封材料。

优选地，所述第一压紧侧板的所述第一卡接位具有第一卡接孔，所述第二压紧侧板的所述第二卡接位具有第二卡接孔，所述压板的两端分别卡接于所述第一卡接孔和所述第二卡接孔。

优选地，所述第一压紧侧板包括相互间隔设置的两个第一压条，所述第一压条的一端连接于所述底板，另一端具有第一折弯槽；

所述第二压紧侧板包括相互间隔设置的两个第二压条，所述第二压条的一端连接于所述底板，另一端具有第二折弯槽；

所述压板的一端位于两个所述第一压条之间，另一端位于两个所述第二压条之间；

所述压紧结构还包括第一压杆和第二压杆，所述第一压杆的两端分别安装于两个所述第一压条的两个所述第一折弯槽，并且所述第一压杆抵压于所述压板的顶端；所述第二压杆的两端分别安装于两个所述第二压条的两个所述第二折弯槽，并且所述第二压杆抵压于所述压板的顶端。

优选地，所述第一压紧侧板、所述第二压紧侧板分别一体连接于所述底板。

优选地，所述顶丝反压式PEM电解槽机构还包括锁接件，所述锁接件连接于所述底板，用于所述底板的固定安装。

与现有技术相比，本发明所提供的所述顶丝反压式PEM电解槽机构具有以下至少一条有益效果：

1、本发明所提供的所述顶丝反压式PEM电解槽机构，所述顶丝反压式PEM电解槽机构改变传统顶丝反压式PEM电解槽机构的电解组件的安装固定方式，不需要在所述电解组件上打孔就能够将所述电解组件固定于所述底板和所述压板之间，能够提高所述电解组件的利用效率，并且能够便于所述电解组件的装配；其能够减小电解组件的各层之间的无效面积，降低成本，提高效率；

2、本发明所提供的所述顶丝反压式PEM电解槽机构，所述顶丝反压式PEM电解槽机构还包括具有收纳空间的收纳盒体，电解组件安装于所述收纳盒体，所述收纳盒体的收纳侧板与电解组件之间形成填充槽，填充槽中能够填充密封材料，以对所述收纳侧板与所述电解组件之间的连接缝隙进行填充；

3、本发明所提供的所述顶丝反压式PEM电解槽机构，所述顶丝反压式PEM电解槽机构的所述收纳侧板的内壁具有限位凸起，所述限位凸起自所述内壁向所述收纳空间内部延伸，并抵接于所述电解组件，所述限位凸起能够对所述电解组件进行限位与固定；

4、本发明所提供的所述顶丝反压式PEM电解槽机构，所述顶丝反压式PEM电解槽机构采用单向叠加装配，能够实现自动化生产，节省人工，提高装配质量和效率。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本发明的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是顶丝反压式PEM电解槽机构的现有技术的立体图；

图2和图3是本发明的第一优选实施例的顶丝反压式PEM电解槽机构的立体图；

图4是本发明的第一优选实施例的顶丝反压式PEM电解槽机构的分解图；

图5是本发明的第一优选实施例的顶丝反压式PEM电解槽机构的俯视图；

图6是图5中A-A线的剖视图；

图7和图8是本发明的第二优选实施例的顶丝反压式PEM电解槽机构的立体图。

1，第一侧边11，第二侧边12，压紧结构2，压板21，压紧孔210，压紧件22，第一压杆23，第二压杆24，电解组件3，阳极板31，阴极板32，中间填充结构33，单孔垫片341，第一钛网342，第一钛电极343，第一中空垫片344，半透膜35，第二钛电极361，第二中空垫片362，第二钛网363，进液管道37，第一出气管38，第二出气管39，第一压紧侧板4，第一卡接位41，第一卡接孔410，安装空间40，第一压条42，第一折弯槽421，第二压紧侧板5，第二卡接位51，第二卡接孔510，第二压条52，第二折弯槽521，端板6，收纳盒体7，收纳空间70，收纳底板71，收纳侧板72，限位凸起73，填充槽74，电连接开口75，锁接件8。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参考说明书附图2至图6，本发明所提供的顶丝反压式PEM电解槽机构被阐述，本发明所提供的所述顶丝反压式PEM电解槽机构改变了传统顶丝反压式PEM电解槽机构中电解组件的压紧方式，不需要在电解组件的阳极板及阴极板上开孔，能够提高电解组件的利用效率，并且结构简单，安装便利。需要指出的是，通过本发明所提供的所述电解组件的压紧方式实现采用机械化装配的方式装配所述电解组件，极大地节约人力，提高装配效率。

参考说明书附图2、图3以及图4，具体地，所述顶丝反压式PEM电解槽机构包括底板1、压紧结构2、电解组件3、第一压紧侧板4以及第二压紧侧板5。所述压紧结构2包括压板21和压紧件22。所述压板21具有压紧孔210，所述压紧件22可转动地安装于所述压紧孔210。所述电解组件3包括阳极板31、阴极板32以及位于所述阳极板31和所述阴极板32之间的中间填充结构33。所述第一压紧侧板4连接于所述底板1的第一侧边11，并且所述第一压紧侧板4的内侧具有第一卡接位41；所述第二压紧侧板5连接于所述底板1的第二侧边12，并且所述第二压紧侧板5的内侧具有第二卡接位51；所述第一压紧侧板4和所述第二压紧侧板5相对设置，所述第一压紧侧板4和所述第二压紧侧板5之间形成安装空间40；所述电解组件3和所述压板21分别安装于所述安装空间40。所述压板21的两端分别卡接于所述第一卡接位41和所述第二卡接位51，所述压紧件22的底端抵接于所述电解组件3，以将所述电解组件3压紧。

需要指出的是，本发明所提供的所述顶丝反压式PEM电解槽机构改变传统顶丝反压式PEM电解槽机构的电解组件的安装固定方式，不需要在所述电解组件3上打孔就能够将所述电解组件3固定于所述底板1和所述压板21之间，能够提高所述电解组件3的利用效率。另一方面，由于不需要在所述电解组件3上打固定孔，能够节约电解组件3的用料，并且能够提高所述电解组件3的制造效率。

参考说明书附图4，优选地，所述压紧结构2的所述压板21上具有多个所述压紧孔210，所述压紧件22的数量也是多个，每一所述压紧孔210中安装有一个所述压紧件22，多个所述压紧件22分别抵接于所述电解组件3顶层结构的多个不同位置，以在所述电解组件3的多个不同位置对所述电解组件3进行固定。

优选地，所述压紧件33是螺钉，所述压板21的所述压紧孔210的内壁具有与所述压紧件33相适配的螺纹结构，被实施为螺钉的所述压紧件33可转动地安装于所述压紧孔210。

在本发明所提供的所述顶丝反压式PEM电解槽机构的组装过程中，先将所述电解组件3的多层结构依次叠层安装于所述安装空间40中，然后将所述压紧结构2的所述压板21叠层设置于所述电解组件3的上方，并使得所述压板21的两端分别卡接于所述第一压紧侧板4的所述第一卡接位41和所述第二压紧侧板5的所述第二卡接位51。在相对于所述压板21向下转动所述压紧件22的过程中，所述压紧件22的端部抵压所述电解组件3，以对所述电解组件3进行压紧。在所述压紧件22抵接于所述电解组件3时，所述压板21的两端分别抵接于所述第一卡接位41和所述第二卡接位51，所述第一压紧侧板4和所述第二压紧侧板5能够对所述压板21进行限位。

参考说明书附图4，进一步地，所述顶丝反压式PEM电解槽机构还包括端板6，所述端板6叠层设置于所述电解组件3，所述压紧件22的底端抵接于所述端板6。

所述压紧件22抵接于所述端板6，所述压紧件22的作用力先施加于所述端板6，所述端板6能够将作用力均匀地施加传递至所述电解组件3，使得所述电解组件3受力均匀，并且防止所述压紧件22与所述电解组件3直接接触而对所述电解组件3造成损坏。

参考说明书附图2和图4，所述顶丝反压式PEM电解槽机构还包括收纳盒体7。所述收纳盒体7包括收纳底板71和收纳侧板72，所述收纳侧板72连接于所述收纳底板71，并且所述收纳侧板72环绕形成收纳空间70，所述电解组件3安装于所述收纳空间70，所述收纳底板71叠层设置于所述底板1。可选地，在本发明的一变形实施方式中，所述收纳侧板72还能够连接于所述底板1。

所述收纳侧板72环绕于所述电解组件3的四周，能够对所述电解组件3提供保护。在所述顶丝反压式PEM电解槽机构的组装过程中，所述收纳侧板72还具有安装定位的作用，装配者基于所述收纳侧板72能够便于将所述电解组件3安装至所述底板1的中心位置，提高所述电解组件3的安装效率。

参考说明书附图2和图4，所述收纳侧板72的内壁具有向所述收纳空间70内部延伸的限位凸起73，所述限位凸起73抵接于所述电解组件3，使得所述电解组件3的侧壁与所述收纳侧板72的内壁之间形成填充槽74。

优选地，所述收纳侧板72的内壁具有多个所述限位凸起73，并且多个所述限位凸起73均匀分布于所述收纳侧板72的内壁，当所述电解组件3安装于所述安装空间40中时，多个所述限位凸起73分别在所述电解组件3的四周抵接于所述电解组件3，以对所述电解组件3进行限位，防止所述电解组件3在所述收纳空间70中晃动。

优选地，所述电解组件3与所述收纳侧板72之间的所述填充槽74中填充有密封材料，所述密封材料能够对所述电解组件3与所述收纳侧板72之间的间隙进行密封填充，以提高所述电解组件3的密封性能。优选地，所述密封材料是密封胶。

参考说明书附图2和图4，所述收纳侧板72还具有电连接开口75，所述电解组件3的接电端子安装于所述电连接开口75，所述电连接开口75的两侧边分别连接有所述限位凸起73。

在本优选实施例中，所述电连接开口75的两侧边分别连接有所述限位凸起73，当所述限位凸起73抵接于所述电解组件3时，所述限位凸起73还能够防止所述填充槽74中的所述填充槽74自所述电连接开口75流出。

参考说明书附图2和图4，所述收纳侧板72的两侧分别具有一个所述电连接开口75，其中一个所述电连接开口75供容纳所述阳极板31的电连接端子，另一个所述电连接开口75供容纳所述阴极板32的电连接端子。也就是说，在本优选实施例中，所述阳极板31的电连接端子和所述阴极板32的电连接端子分别位于所述电解组件3相对两侧，以便于所述阳极板31、所述阴极板32的电连接端子分别接入电路。

参考说明书附图4，所述第一压紧侧板4的所述第一卡接位41具有第一卡接孔410，所述第二压紧侧板5的所述第二卡接位51具有第二卡接孔510，所述压板21的两端分别卡接于所述第一卡接孔410和所述第二卡接孔510。

进一步地，所述第一压紧侧板4、所述第二压紧侧板5分别一体连接于所述底板1。可选地，在本发明的另一些优选实施例中，所述第一压紧侧板4和所述第二压紧侧板5还能够可拆卸地连接于所述底板1，所述第一压紧侧板4和所述第二压紧侧板5与所述底板1之间的连接方式不应当构成对本发明的限制。

参考说明书附图2、图3以及图5，所述顶丝反压式PEM电解槽机构还包括锁接件8，所述锁接件8连接于所述底板1，用于所述底板1的固定安装。通过所述锁接件8能够将所述顶丝反压式PEM电解槽机构的所述底板1固定安装于预设位置。示例地，所述锁接件8是自所述底板1的侧面向外一体延伸形成的延伸臂，并且所述延伸臂上具有通孔，螺钉穿过所述延伸臂上的通孔后固定安装于预设位置。

参考说明书附图4和图6，进一步地，所述电解组件3进一步包括单孔垫片341、第一钛网342、第一钛电极343、第一中空垫片344、半透膜35、第二钛电极361、第二中空垫片362以及第二钛网363。所述电解组件3的多层叠层结构由上至下依次为所述单孔垫片341、所述阴极板32、所述第一钛网342、所述第一钛电极343、所述第一中空垫片344、所述半透膜35、所述第二钛电极361、所述第二中空垫片362、所述第二钛网363以及所述阳极板32。

优选地，所述半透膜35是PEM半透膜(质子交换膜，proton exchange membrane)。

参考说明书附图6，所述顶丝反压式PEM电解槽机构进一步包括进液管道37、第一出气管38以及第二出气管39，所述进液管道37和所述第一出气管38分别连接于所述收纳底板71，所述第二出气管39连接于所述单孔垫片341。

可选地，在本发明的另一些优选实施例中，所述顶丝反压式PEM电解槽机构3的所述安装空间40中还能够相互叠层设置多个所述电解组件3，所述电解组件3的具体数量不应当构成对本发明的限制。

实施例2

参考说明书附图7和图8，本发明所提供的所述顶丝反压式PEM电解槽机构的第二优选实施例被阐述，第二优选实施例的所述顶丝反压式PEM电解槽机构与上述第一优选实施例的区别之处在于所述压紧结构2的不同。在本优选实施例中，所述第一压紧侧板4包括相互间隔设置的两个第一压条42，所述第一压条42的一端连接于所述底板1，另一端具有第一折弯槽421。所述第二压紧侧板5包括相互间隔设置的两个第二压条52，所述第二压条52的一端连接于所述底板1，另一端具有第二折弯槽521。所述压板21的一端位于两个所述第一压条42之间，另一端位于两个所述第二压条52之间。

所述压紧结构2还包括第一压杆23和第二压杆24，所述第一压杆23的两端分别安装于两个所述第一压条42的两个所述第一折弯槽421，并且所述第一压杆23抵压于所述压板21的顶端；所述第二压杆24的两端分别安装于两个所述第二压条52的两个所述第二折弯槽521，并且所述第二压杆24抵压于所述压板21的顶端。

在本优选实施例中，在所述顶丝反压式PEM电解槽机构的装配过程中，将所述压板21的一端安装于两个所述第一压条42之间的间隙，将所述压板21的晾一段安装于两个所述第二压条52之间的间隙；然后将所述第一压杆23穿过两个所述第一压条42的两个所述第一折弯槽421，将所述第二压杆24穿过两个所述第二压条52的两个所述第二折弯槽521，并使得所述第一压杆23和所述第二压杆24分别抵接于所述压板21的顶部。在本优选实施例中，所述压紧结构2的装配过程更加方便。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。