專利名稱：一種組合式電解池的制作方法
技術領域：
本發明涉及電解池，具體地說是一種同時用于電化學測試測量和材料表面形貌觀察以及元素分析的組合式電解池。
背景技術：
一般在進行電化學測試測量過程中，目前所使用的是由玻璃燒制而成的一體式結構的電解池，和由上蓋板、下蓋板、腔體、密封墊圈以及固定螺栓、螺母組成的可分離式電解池，甚至有時利用廣口瓶或燒杯等玻璃容器與橡膠塞配合使用來代替電解池。無論是使用由玻璃燒制而成的一體式結構的電解池，或利用廣口瓶或燒杯等玻璃容器與橡膠塞配合使用來代替電解池，在進行電化學測試測量過程中，均需要利用待測材料制作工作電極，工作電極制作步驟繁瑣，并且制作的工作電極僅能進行電化學測試測量， 若需要進行材料表面形貌觀察和元素分析，在制作工作電極進行電化學測試測量實驗的同時，還需要制作掛片，來單獨進行材料表面形貌觀察和元素分析實驗，這樣不僅增加實驗工作量，而且最為突出的問題是易導致電化學測試測量結果與表面形貌觀察和元素分析結果不完全一致。雖然使用由上蓋板、下蓋板、腔體、密封墊圈以及固定螺栓、螺母組成的可分離式電解池在進行電化學測試測量時，不需要制作工作電極，并且在進行電化學測試測量后可將電極試片取出進行表面形貌觀察和元素分析，但是由于電解池的固定螺栓、螺母與電解池的上蓋板、下蓋板以及腔體是分離的，在電解池使用過程中，首先利用四對固定螺栓、螺母通過上蓋板、下蓋板四角的四個圓孔將上蓋板、下蓋板、腔體、密封墊圈以及電極試片組裝，組裝過程較為繁瑣；并且在組裝過程中容易由上蓋板、下蓋板四角的固定螺栓、螺母擰緊程度不均一導致腔體、下蓋板、密封墊圈和電極試片不完全吻合，從而造成密封墊圈未完全密封，使電解質溶液泄露。另外，一般情況下，所使用的電解池固定螺栓和固定螺母為鐵質結構，在進行電化學測試測量過程中，容易由待測電解質溶液造成固定螺栓和固定螺母發生腐蝕性破壞。

發明內容
針對上述由玻璃燒制而成的一體式結構電解池、可分離式電解池以及利用利用廣口瓶或燒杯等玻璃容器與橡膠塞配合使用來代替電解池分別存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種組合式電解池。該組合式電解池在進行電化學測試測量過程中，不需要制作工作電極，并且在進行電化學測試測量后，可將電極試片取出進行表面形貌觀察和元素分析；另外，該組合式電解池避免了使用獨立的鐵質固定螺栓和螺母。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的本發明包括電解池蓋、電解池體、電解池后座、電極試片、導電連接螺栓及導電連接螺母，其中電解池體的上下兩端分別與電解池蓋、電解池后座螺紋連接，所述電解池后座上設有導電連接螺栓，該導電連接螺栓的下端由電解池后座穿出、與所述導電連接螺母螺紋連接，導電連接螺栓的上端與電解池體之間設有電極試片，該電極試片與所述電解池體的下端密封連接。其中所述電解池蓋上開有多個供對電極及參比電極插入電解池體內的孔，電解池的下端內壁設有與所述電解池體的上端連接的內螺紋；所述電解池蓋為圓柱體，其端面中間開有條形孔，所述參比電極由該條形孔插入電解池體內，參比電極在條形孔內往復移動；所述條形孔的四周分別開有第一、二、三、四圓孔，其中第一圓孔及第四圓孔對稱設在所述條形孔兩長邊的外側，供對電極插入電解池體內，所述第二圓孔及第三圓孔對稱設在條形孔兩短邊的外側，分別插設進氣導管和出氣導管；所述電解池體內設裝有待測電解質溶液的空腔，在電解池體上下兩端的外表面上分別設有與電解池蓋及電解池后座連接的外螺紋；所述電解池體的下端面設有第一凹槽，該第一凹槽內容置有與所述電極試片上表面密封連接的0型密封圈；所述電解池體為中空圓柱體，其下端面上的第一凹槽為圓環形，所述0型密封圈的形狀與該第一凹槽相對應；所述0型密封圈軸向的厚度為第一凹槽深度的兩倍，該0型密封圈的上半部容置在所述第一凹槽內，下半部露在第一凹槽外，且最下端與所述電極試片的上表面密封連接；所述0型密封圈內的電極試片的面積為工作面積；所述電解池后座的上下兩端分別設有第二凹槽及第三凹槽，該第二凹槽及第三凹槽通過凹槽底面上開設的第五圓孔連通，所述導電連接螺栓由第五圓孔穿出，通過導電連接螺母定位，并與外部測量儀器電連接；所述電極試片容置在第二凹槽內，放置在導電連接螺栓的上表面； 所述電解池后座為圓柱體，第二凹槽及第三凹槽均為圓形槽，在第二凹槽的槽壁上設有與電解池體下端連接的內螺紋；所述第三凹槽的槽壁上開有方形槽，導電連接螺栓與外部測量儀器電連接的導線由該方形槽插入；所述導電連接螺栓的軸向截面為“T”型，“T”型的上下兩端均為圓柱體，其中上端的圓柱體與電極試片接觸，下端的圓柱體設有外螺紋，所述下端的圓柱體由電解池后座穿出，與導電連接螺母螺紋連接；所述導電連接螺母為中空的圓柱體，內部設有與導電連接螺栓下端連接的內螺紋，該導電連接螺栓通過導電連接螺母與電解池后座固定在一起；所述組合式電解池為軸對稱結構，電解池蓋、電解池體、第一凹槽、 0型密封圈、電極試片、電解池后座、導電連接螺栓及導電連接螺母的中心線同軸。本發明的優點與積極效果為I.利用本發明進行電化學測試測量時，不需要使用待測材料制作工作電極，而只需將待測材料加工成標準電極試片，在每次使用前進行表面處理后即可，并且在對電極試片進行電化學測試測量后，可將電極試片取出作為掛片進行表面形貌觀察和元素分析。2.本發明利用電解池體上、下兩端的外螺紋與電解池蓋下端以及電解池后座上端的內螺紋進行連接組裝，避免使用獨立的鐵質電解池固定螺栓和固定螺母進行組裝，組裝過程簡單，只需將電解池體與電解池蓋和電解池后座分別擰緊即可，不存在待測電解質溶液對電解池結構部件腐蝕性破壞的問題。


圖I為本發明上下二等角軸測半剖結構示意圖；圖2A為圖I中電解池蓋的上下二等角軸測剖視圖；圖2B是圖I中電解池體的上下二等角軸測半剖視圖；圖2C是圖I中密封0型圈的上下二等角軸測視圖2D是圖I中電極試片的上下二等角軸測視圖；圖2E是圖I中導電連接螺栓的上下二等角軸測視圖；圖2F是圖I中導電連接螺母的上下二等角軸測視圖；圖2G是圖I中電解池后座的上下二等角軸測半剖視圖；其中1為電解池蓋,2為第一圓孔,3為條形孔,4為第二圓孔,5為第三圓孔,6為第四圓孔，7為電解池體，8為第一凹槽，9為0型密封圈，10為電極試片，11為電解池后座， 12為第五圓孔，13為方形槽，14為導電連接螺栓，15為導電連接螺母。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳述。如圖I所示，本發明包括電解池蓋I、電解池體7、0型密封圈9、電極試片10、電解池后座11、導電連接螺栓14及導電連接螺母15，其中電解池體7的上端與電解池蓋I螺紋連接，電解池體7的下端與電解池后座11螺紋連接，所述電解池后座11上設有導電連接螺栓14，該導電連接螺栓14的下端由電解池后座11穿出、與所述導電連接螺母15螺紋連接， 導電連接螺栓14的上端與電解池體7之間設有電極試片10，該電極試片10與所述電解池體7的下端密封連接。如圖2A所示，所述的電解池蓋I為圓柱體，電解池蓋I的端面上開有多個供對電極及參比電極插入電解池體7內的孔，電解池I的下端內壁設有與所述電解池體7的上端連接的內螺紋；電解池蓋I的端面中間開有條形孔3，該條形孔3的中間為長方形，兩端為半圓形，所述參比電極由該條形孔3插入電解池體7內，并且參比電極在條形孔3中可往復移動、進行位置調節，使在測試測量過程中，參比電極位置達到最佳；所述條形孔3的四周分別開有第一、二、三、四圓孔2、4、5、6，其中第一圓孔2及第四圓孔6對稱設在所述條形孔 3兩長邊的外側，分別用來插入對電極，第二圓孔4及第三圓孔5對稱設在條形孔3兩短邊的外側，第二圓孔4用來插入進氣導管，第三圓孔5用來插入出氣導管，用于制造好氧或厭氧等測試環境。如圖2B、圖2C所示，所述的電解池體7為中空圓柱體，內部空腔用來盛放待測電解質溶液，在電解池體7上下兩端的外表面上分別設有外螺紋，電解池體7上端的外螺紋與電解池蓋I下端的內螺紋匹配，用于與電解池蓋I螺紋連接，電解池體7下端的外螺紋與電解池后座11上端的內螺紋匹配，用于與電解池后座11螺紋連接。電解池體7的下端面設有第一凹槽8，該第一凹槽8內容置有與所述電極試片10上表面密封連接的0型密封圈9 ；電解池體7下端面上的第一凹槽8為圓環形，0型密封圈9的形狀與該第一凹槽8相對應，0 型密封圈9軸向的厚度為第一凹槽8深度的兩倍，該0型密封圈9的上半部容置在所述第一凹槽8內，下半部露在第一凹槽8外，且最下端與所述電極試片10的上表面密封連接，防止待測電解質溶液泄露至電解池后座11內，同時控制電極試片10具有所需的工作面積，即 0型密封圈9內的電極試片10的面積為工作面積。如圖2D所示，所述的電極試片10為圓柱體，電極試片10的上端與0型密封圈9 密封接觸，下端與導電連接螺栓14接觸。如圖2G所示，所述的電解池后座11為圓柱形，其上下兩端分別設有第二凹槽及第三凹槽，兩個凹槽共用一個槽底，在槽底的中間沿軸向開有第五圓孔12，第二凹槽及第三凹槽通過該第五圓孔12相連通；第二凹槽及第三凹槽均為圓形槽，在第二凹槽的槽壁上設有內螺紋，該內螺紋與電解池體7下端的外螺紋相匹配，用于與電解池體7連接。如圖2E所示，所述的導電連接螺栓14的軸向截面為“T”型，“T”型的上下兩端均為圓柱體，其中下端的圓柱體設有外螺紋，并插入第五圓孔12內并穿出，與導電連接螺母15螺紋連接，“T”型上端圓柱體的下表面與電解池后座11上的所述槽底接觸，“T”型上端圓柱體的上表面與電極試片10接觸。第三凹槽的槽壁上開有方形槽13，導電連接螺栓14通過導線與外部測量儀器電連接，該導線由所述方形槽13插入，導電連接螺栓14用于使電極試片10與外部測量儀器連接。如圖2F所示，所述的電解池導電連接螺母15為中空的圓柱體，內部設有內螺紋， 導電連接螺母15的內螺紋與導電連接螺栓14下端的外螺紋相匹配，與導電連接螺栓14連接，用于將導電連接螺栓14與電極后座11固定在一起。本發明為軸對稱結構，電解池蓋I、電解池體7、第一凹槽8、0型密封圈9、電極試片10、電解池后座11、導電連接螺栓14及導電連接螺母15的中心線同軸。本發明的組裝步驟如下(I)將導電連接螺栓14下端插入電解池后座11中間位置的第五圓孔12內并穿出，然后將導電連接螺母15在電解池后座11第三凹槽與導電連接螺栓14螺紋連接并擰緊，使電解池后座11、導電連接螺栓14和導電連接螺母15固定組合在一起；(2)將工作表面處理后的電極試片10放入電解池后座11的第二凹槽內，并保證電極試片10的上下表面均為水平；(3)將0型密封圈9放置在電解池體7下端面的第五凹槽8內，然后將電解池體7 與電解池后座11通過螺紋連接擰緊；(4)將對電極插入電解池蓋I端面的第一圓孔2和第四圓孔6內，然后將參比電極插入到電解池蓋I端面的條形孔3內；如有需要，將通氣導管插入到電解池蓋I端面的第二圓孔4內，將出氣導管插入到電解池蓋I端面的第三圓孔5內；(5)在電解池體7空腔內加入待測電解質溶液，然后將電解池蓋I與電解池體7螺紋連接擰緊；(6)在電化學測試測量時，將外部測量儀器導線夾通過電解池后座11第三凹槽槽壁的方形槽13與導電連接螺栓14下端連接即可。在首次組裝電解池時，才需要執行步驟(I)，一旦電解池后座11、導電連接螺栓14 和導電連接螺母15固定組合在一起，就無需拆分。在進行電化學測試測量后，若需要對試片表面進行形貌觀察和元素分析，只需將電解池蓋I與電解池體7分離倒出電解質溶液，然后再將電解池體7與電解池后座11分離取出電極試片10即可。在本實施例中，不需要單獨制作工作電極，即可對待測材料進行電化學測試測量， 并且在電化學測試測量后，可將電極試片10取出作為掛片直接進行表面形貌觀察和元素分析即可，無需進行單獨的掛片實驗。另外，也可將掛片實驗中的掛片取出，進行電化學測試測量，如在海洋防污防腐涂料評價過程中，一般都需要進行實海掛片實驗，同時還需要進行電化學實驗，利用本發明對海洋防污防腐涂料進行評價，不需要設計單獨的電化學實驗， 只需定期將海水中的掛片取出，按照上述步驟組裝即可進行電化學實驗，電化學實驗完畢后，再將掛片取出放入海水中，繼續進行實海掛片實驗，簡單方便。
本發明中的電解池蓋I、電解池體7和電解池后座11的加工材料為有機玻璃材料， 導電連接螺栓14及導電連接螺母15的加工材料為黃銅，0型密封圈9的加工材料為丁腈膠。
權利要求
1.一種組合式電解池，其特征在于包括電解池蓋(I)、電解池體(7)、電解池后座(11)、電極試片(10)、導電連接螺栓(14)及導電連接螺母(15)，其中電解池體(7)的上下兩端分別與電解池蓋(I)、電解池后座(11)螺紋連接，所述電解池后座(11)上設有導電連接螺栓(14)，該導電連接螺栓(14)的下端由電解池后座(11)穿出、與所述導電連接螺母 (15)螺紋連接，導電連接螺栓(14)的上端與電解池體(7)之間設有電極試片(10)，該電極試片(10)與所述電解池體(7)的下端密封連接。
2.按權利要求I所述的組合式電解池，其特征在于所述電解池蓋(I)上開有多個供對電極及參比電極插入電解池體(7)內的孔，電解池(I)的下端內壁設有與所述電解池體(7)的上端連接的內螺紋。
3.按權利要求I或2所述的組合式電解池，其特征在于所述電解池蓋(I)為圓柱體， 其端面中間開有條形孔(3)，所述參比電極由該條形孔(3)插入電解池體(7)內，參比電極在條形孔⑶內往復移動；所述條形孔⑶的四周分別開有第一、二、三、四圓孔(2、4、5、6)，其中第一圓孔(2)及第四圓孔(6)對稱設在所述條形孔(3)兩長邊的外側，供對電極插入電解池體(7)內，所述第二圓孔(4)及第三圓孔(5)對稱設在條形孔(3)兩短邊的外側， 分別插設進氣導管和出氣導管。
4.按權利要求I所述的組合式電解池，其特征在于所述電解池體(7)內設裝有待測電解質溶液的空腔，在電解池體(7)上下兩端的外表面上分別設有與電解池蓋(I)及電解池后座(11)連接的外螺紋；所述電解池體(7)的下端面設有第一凹槽(8)，該第一凹槽(8) 內容置有與所述電極試片(10)上表面密封連接的O型密封圈(9)。
5.按權利要求4所述的組合式電解池，其特征在于所述電解池體(7)為中空圓柱體， 其下端面上的第一凹槽(8)為圓環形，所述O型密封圈(9)的形狀與該第一凹槽(8)相對應；所述O型密封圈(9)軸向的厚度為第一凹槽(8)深度的兩倍，該O型密封圈(9)的上半部容置在所述第一凹槽(8)內，下半部露在第一凹槽(8)外，且最下端與所述電極試片(10) 的上表面密封連接；所述O型密封圈(9)內的電極試片(10)的面積為工作面積。
6.按權利要求I所述的組合式電解池，其特征在于所述電解池后座(11)的上下兩端分別設有第二凹槽及第三凹槽，該第二凹槽及第三凹槽通過凹槽底面上開設的第五圓孔(12)連通，所述導電連接螺栓(14)由第五圓孔(12)穿出，通過導電連接螺母(15)定位，并與外部測量儀器電連接；所述電極試片(10)容置在第二凹槽內，放置在導電連接螺栓(14) 的上表面。
7.按權利要求6所述的組合式電解池，其特征在于所述電解池后座(11)為圓柱體， 第二凹槽及第三凹槽均為圓形槽，在第二凹槽的槽壁上設有與電解池體(7)下端連接的內螺紋；所述第三凹槽的槽壁上開有方形槽(13)，導電連接螺栓(14)與外部測量儀器電連接的導線由該方形槽(13)插入。
8.按權利要求I或6所述的組合式電解池，其特征在于所述導電連接螺栓(14)的軸向截面為“T”型，“T”型的上下兩端均為圓柱體，其中上端的圓柱體與電極試片(10)接觸，下端的圓柱體設有外螺紋，所述下端的圓柱體由電解池后座(11)穿出，與導電連接螺母(15)螺紋連接。
9.按權利要求I或6所述的組合式電解池，其特征在于所述導電連接螺母(15)為中空的圓柱體，內部設有與導電連接螺栓(14)下端連接的內螺紋，該導電連接螺栓(14)通過導電連接螺母(15)與電解池后座(11)固定在一起。
10.按權利要求I所述的組合式電解池，其特征在于所述組合式電解池為軸對稱結構，電解池蓋⑴、電解池體(7)、第一凹槽⑶、0型密封圈(9)、電極試片(10)、電解池后座 (11)、導電連接螺栓(14)及導電連接螺母(15)的中心線同軸。
全文摘要
本發明涉及電解池，具體地說是一種同時用于電化學測試測量和材料表面形貌觀察以及元素分析的組合式電解池，包括電解池蓋、電解池體、電解池后座、電極試片、導電連接螺栓及導電連接螺母，其中電解池體的上下兩端分別與電解池蓋、電解池后座螺紋連接，所述電解池后座上設有導電連接螺栓，該導電連接螺栓的下端由電解池后座穿出、與所述導電連接螺母螺紋連接，導電連接螺栓的上端與電解池體之間設有電極試片，該電極試片與所述電解池體的下端密封連接。使用本發明進行電化學實驗，不需要單獨制作工作電極，并且在進行電化學實驗后，可將電極試片取出進行表面形貌觀察和元素分析，也可將掛片實驗中的掛片作為電極進行電化學實驗。
文檔編號G01N27/28GK102590299SQ20121000596
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者侯保榮, 杜向前, 段繼周, 馬士德 申請人:中國科學院海洋研究所