一种带有阴极倒极除垢的板电极臭氧发生器
阅读说明：本技术 一种带有阴极倒极除垢的板电极臭氧发生器 (Plate electrode ozone generator with cathode electrode reversing descaling function ) 是由 徐名勇 于 2021-11-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种带有阴极倒极除垢的板电极臭氧发生器,其包括由电解槽壳体、阳极、阴极、辅助电极构成的电解槽及控制电路,阳极由多片阳极板并与阳极导电板连接,阴极由多片阴极板并与阴极导电板连接,阳极、阴极、辅助电极分别通过阳极导电螺丝、阴极导电螺丝、辅助电极导电螺丝与电解槽壳体连接,控制电路包括电源模块、控制模块、倒极控制模块,电源模块分别连接控制模块、倒极控制模块,倒极控制模块连接阳极、阴极、辅助电极。本发明结构简单,除垢效果好。(The invention discloses a plate electrode ozone generator with cathode electrode reverse descaling function, which comprises an electrolytic cell and a control circuit, wherein the electrolytic cell consists of an electrolytic cell shell, an anode, a cathode and an auxiliary electrode, the anode is formed by a plurality of anode plates and is connected with an anode conductive plate, the cathode is formed by a plurality of cathode plates and is connected with a cathode conductive plate, the anode, the cathode and the auxiliary electrode are respectively connected with the electrolytic cell shell through an anode conductive screw, a cathode conductive screw and an auxiliary electrode conductive screw, the control circuit comprises a power supply module, a control module and a reverse control module, the power supply module is respectively connected with the control module and the reverse control module, and the reverse control module is connected with the anode, the cathode and the auxiliary electrode. The invention has simple structure and good descaling effect.)
技术领域
本发明涉及一种带有阴极倒极除垢的板电极臭氧发生器，属于电解水技术领域。
背景技术
利用电解自来水方法，在电场及阳极催化剂的作用下能够产生臭氧。其电解过程十分复杂，其电解过程的产生机理如下：
阳极主要反应： 3H2O ＝ O3 + 6H+ + 6e–
阳极副反应：2H2O ＝ O2 + 4H+ + 4e–
阴极主要反应：2H+ + 2 e–＝H2
电解产生的臭氧迅速与水结合臭氧水，臭氧水具有极高的氧化电位。能与水中的有机物瞬间发生反应，将其氧化生成对人体无害的稳定的物质，因此可以用于水净化、消毒、杀菌。在最新的现有技术中电解自来水产生臭氧水的方法已广泛应用于洗菜机清除食品的农药残留、虫卵、微生物及类似应用领域。
但是，电解自来水过程中阴极还存在副反应，水中钙镁等离子会积聚到阴极，其表面会逐渐生成水垢，水垢难以清除，特别是水质较差、水垢积累较多的情况下将严重影响电解水装置的电解效能。一些应用采用如专利CN105174386A提出的倒极除垢方法即阴阳极正负极倒极，只适用于阳极采用铂等贵金属等一类电极，对于一些采用金属氧化物作为阳极催化剂的电解水装置如果将阴阳极正负极直接倒极除垢则会导致阳极催化剂迅速失效。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种带有阴极倒极除垢装置的板电极臭氧发生器。
本发明提供的技术方案如下：一种带有阴极倒极除垢的板电极臭氧发生器，其包括电解槽及控制电路，其特征在于电解槽由电解槽壳体及设在电解槽壳体内的阳极、阴极、辅助电极构成，电解槽壳体上设有进水口和出水口，阳极由均匀分布的若干片阳极板及阳极导电板连接构成；阴极由均匀分布的若干片阴极板及阴极导电板连接构成；阳极板与阴极板间隔排列，阳极导电板与阴极导电板两侧对称设置；阳极板的一侧下端与阳极导电板相连，另一侧下端设有阴极导电板穿过豁口；阴极板的一侧下端与阴极导电板相连，另一侧下端设有阳极导电板穿过豁口；辅助电极由辅助电极横向导电板及辅助电极纵向导电板连接构成，呈L型，辅助电极横向导电板置于阳极和阴极的上方，辅助电极纵向导电板置于阳极和阴极的前方；辅助电极纵向导电板的下端两侧分别设有导电板穿过开口；阳极通过阳极导电板上连接的阳极导电螺丝与电解槽壳体相连；阴极通过阴极导电板上连接的阴极导电螺丝与电解槽壳体相连；辅助电极通过辅助电极纵向导电板连接的辅助电极导电螺丝与电解槽壳体相连；控制电路包括电源模块、控制模块、倒极控制模块；电源模块分别连接控制模块、倒极控制模块，倒极控制模块通过导线连接阳极、阴极、辅助电极。
进一步地，所述的控制模块包括控制芯片U1、稳压芯片U2及电解电容E1、电解电容E2、电容C1，电容C2、电容C3、电容C4，倒极控制模块包括继电器J1、继电器J2，场效应管N1、场效应管N2、二极管D1、二极管D2，电源模块采用恒流开关电源POW1，市电连接至恒流开关电源POW1的输入端L、N，恒流开关电源POW1的输出端V+连接至稳压芯片U2的脚3、继电器J1的脚2和继电器J2的脚2，恒流开关电源POW1的输出端V+连接至阳极导电螺丝，恒流开关电源POW1的输出端V-连接至稳压芯片U2的脚1、继电器J1的脚3和继电器J2的脚3、场效应管N1的脚2和场效应管N2的脚2，电解电容E1的正极、电容C1的一极连接至稳压芯片U2的脚3，电解电容E1的负极、电容C1的另一极连接至稳压芯片U2的脚1，稳压芯片U2的脚2输出5V直流电连接至控制芯片U1的1脚，电解电容E2的正极、电容C2、电容C3、电容C4的一极连接至稳压芯片U2的脚2，电解电容E2的负极、电容C2、电容C3、电容C4的另一极连接至稳压芯片U2的脚1，稳压芯片U2的脚1连接至控制芯片U1的3脚，稳压芯片U2的脚2连接至继电器J1和继电器J2的线圈脚4，二极管D1的负极连接至继电器J1的脚4，二极管D1的正极连接至继电器J1的脚5并连接场效应管N1的脚3，二极管D2的负极连接至继电器J2的脚4，二极管D2的正极连接至继电器J2的脚5并连接场效应管N2的脚3，场效应管N1的脚1连接控制芯片U1的脚16，场效应管N2的脚1连接控制芯片U1的脚15，继电器J1的脚1连接至阴极导电螺丝，继电器J2的脚1连接至辅助电极导电螺丝。
本发明的有益效果是：本发明在电解水装置中增加辅助电极，利用阳极板、阴极板组成的臭氧发生器在使用操作后当电极表面水垢积累较多的情况下通过将电源负极加给辅助电极，将电源正极加给电解水装置的阴极，同时电源正极也加给电解水装置的阳极，以实现阴极倒极除垢效果，且不会导致阳极催化剂失效，从而保证电解水装置的电解效能。本发明结构简单，除垢效果好。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的电解槽的结构示意图；
图3为本发明的电解槽的阳极、阴极、辅助电极部分的立体示图；
图4为本发明的控制电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细说明：
如图1-图3所示，一种带有阴极倒极除垢的板电极臭氧发生器，其包括电解槽及控制电路5，电解槽由电解槽壳体1、阳极2、阴极3、辅助电极4构成，电解槽壳体1上设有进水口1-1和出水口1-2，阳极2、阴极3、辅助电极4设在电解槽壳体1内，阳极2由均匀分布的若干片阳极板2-3及阳极导电板2-1焊接成一体构成；阴极3由均匀分布的若干片阴极板3-3及阴极导电板3-1焊接成一体构成。阳极板2-3与阴极板3-3间隔排列，阳极导电板2-1与阴极导电板3-1两侧对称设置。阳极板2-3的一侧下端与阳极导电板2-1相连，另一侧下端设有阴极导电板穿过豁口，保证阳极板2-3与阴极导电板3-1不接触。阴极板3-3的一侧下端与阴极导电板3-1相连，另一侧下端设有阳极导电板穿过豁口，保证阴极板3-3与阳极导电板2-1不接触。辅助电极4由辅助电极横向导电板4-2及辅助电极纵向导电板4-3焊接成一体构成，呈L型，辅助电极横向导电板4-2置于阳极2和阴极3的上方，辅助电极纵向导电板4-3置于阳极2和阴极3的前方。辅助电极纵向导电板4-3的下端两侧分别设有导电板穿过开口，保证辅助电极纵向导电板4-3与阳极导电板2-1及阴极导电板3-1不接触。阳极2通过阳极导电板2-1上连接的阳极导电螺丝2-2穿过电解槽壳体1的底部并通过螺帽固定。阴极3通过阴极导电板3-1上连接的阴极导电螺丝3-2穿过电解槽壳体1的底部并通过螺帽固定。辅助电极4通过辅助电极纵向导电板4-3中部下端连接的辅助电极导电螺丝4-1穿过电解槽壳体1的底部并通过螺帽固定。
控制电路5包括电源模块5-1、控制模块5-2、倒极控制模块5-3。电源模块5-1通过导线分别连接控制模块5-2、倒极控制模块5-3，倒极控制模块5-3通过导线连接阳极2、阴极3、辅助电极4。如图4所示，控制模块5-2包括控制芯片U1、稳压芯片U2及电解电容E1、电解电容E2、电容C1，电容C2、电容C3、电容C4，倒极控制模块5-3包括继电器J1、继电器J2，场效应管N1、场效应管N2、二极管D1、二极管D2，电源模块5-1采用明纬(广州)电子有限公司生产的GC30U恒流开关电源POW1。控制芯片U1采用深圳市赛元微电子有限公司生产的SC92F8463B单片机，采用LM1117-5.0稳压芯片U2为单片机供电。继电器J1、继电器J2采用宁波松乐继电器有限公司生产的SRD-5VDC-SL- C继电器，场效应管N1、场效应管N2采用江苏长晶科技有限公司生产的CJ2310场效应管。市电通过电源线连接至恒流开关电源POW1的输入端L、N，恒流开关电源POW1的输出端V+通过导线及连接器L2连接至稳压芯片U2的脚3、继电器J1的脚2和继电器J2的脚2，恒流开关电源POW1的输出端V+通过导线及连接器L2、连接器L3连接至阳极导电螺丝2-2，恒流开关电源POW1的输出端V-通过导线及连接器L2连接至稳压芯片U2的脚1、继电器J1的脚3和继电器J2的脚3、场效应管N1的脚2和场效应管N2的脚2，电解电容E1的正极、电容C1的一极连接至稳压芯片U2的脚3，电解电容E1的负极、电容C1的另一极连接至稳压芯片U2的脚1，稳压芯片U2的脚2输出5V直流电连接至控制芯片U1的1脚(电源输入端口)，电解电容E2的正极、电容C2、电容C3、电容C4的一极连接至稳压芯片U2的脚2，电解电容E2的负极、电容C2、电容C3、电容C4的另一极连接至稳压芯片U2的脚1，稳压芯片U2的脚1连接至控制芯片U1的3脚，稳压芯片U2的脚2连接至继电器J1和继电器J2的线圈脚4，二极管D1的负极连接至继电器J1的脚4，二极管D1的正极连接至继电器J1的脚5并连接场效应管N1的脚3，二极管D2的负极连接至继电器J2的脚4，二极管D2的正极连接至继电器J2的脚5并连接场效应管N2的脚3，场效应管N1的脚1连接控制芯片U1的脚16，场效应管N2的脚1连接控制芯片U1的脚15，继电器J1的脚1通过导线及连接器L3连接至阴极导电螺丝3-2，继电器J2的脚1通过导线及连接器L3连接至辅助电极导电螺丝4-1。
待机时，稳压芯片U2的15、16脚提供低电平信号，场效应管N1、场效应管N2截止，继电器J1、继电器J2常闭点闭合，恒流开关电源POW1的输出端V+通过继电器J1和继电器J2的常闭点接至阴极导电螺丝3-2和辅助电极导电螺丝4-1，发生器电极无电压差，发生器处于休闲状态。
使用操作时，稳压芯片U2的15脚提供低电平信号，场效应管N2截止，继电器J2常闭点闭合，恒流开关电源POW1的输出端V+通过继电器J2的常闭点接至辅助电极导电螺丝4-1，稳压芯片U2的16脚提供高电平信号，场效应管 N1导通，继电器J1常开点闭合，恒流开关电源POW1的输出端V-通过继电器J1的常开点接至阴极导电螺丝3-2，发生器阳阴极得到正向电压，发生器处于工作状态，电解水装置开始电解水生成臭氧水。
在使用操作后，当电极表面水垢越来越厚，明显影响电解水装置的电解效能时进行倒极除垢操作，稳压芯片U2的15脚提供高电平信号， 场效应管N2导通，继电器J2常开点闭合，恒流开关电源POW1的输出端V-通过继电器J2的常开点接至辅助电极导电螺丝4-1，稳压芯片U2的16脚提供低电平信号，场效应管N1截止，继电器J1常闭点闭合，恒流开关电源POW1的输出端V+通过继电器J1的常闭点接至阴极导电螺丝3-2，发生器阴极得到正电压，辅助电极的到负电压，发生器进入倒极除垢状态，电解水装置开始倒极除垢。
外部电源为电源模块5-1供电，电源模块5-1将外部电源转换为低压DC电并通过导线分别为控制模块5-2和倒极控制模块5-3供电。
待机时，控制电路5上的控制模块5-2控制倒极控制模块5-3将恒流电源的正极通过阳极导电螺丝2-2接入阳极2、通过辅助电极导电螺丝4-1接入辅助电极4、通过阴极导电螺丝3-2接入阴极3上，发生器处于停止工作状态。
使用操作时，控制电路5上的控制模块5-2控制倒极控制模块5-3将恒流电源的正极通过阳极导电螺丝2-2接入阳极2并通过辅助电极导电螺丝4-1接入辅助电极4、恒流电的负极通过阴极导电螺丝3-2接入阴极3上。电解水装置开始电解水生成臭氧水。电解水时电极表面逐渐生成水垢。
在使用操作后，当电极表面水垢越来越厚，明显影响电解水装置的电解效能时，控制模块5-2控制倒极控制模块5-3将恒流电的负极通过辅助电极导电螺丝4-1接入辅助电极4、恒流电的正极通过阴极导电螺丝3-2接入阴极3上并通过阳极导电螺丝2-2接入阳极2上，用倒极的办法在短时间内去除水垢。从而提升电解水装置的电解效能。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分都属于现有技术。以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。