權(quán)利要求書： 1.一種唇形密封圈，其特征在于，包括環(huán)向封閉的密封體，密封體靠近介質(zhì)的一側(cè)設(shè)置有唇腔室(12)，唇腔室(12)與密封體封閉的介質(zhì)腔連通，當(dāng)唇腔室(12)受壓密封體膨脹變形，用于增加密封體與約束體的接觸壓力；

所述密封體的外環(huán)壁和內(nèi)環(huán)壁分別設(shè)置有外唇邊(10)和內(nèi)唇邊(13)，外唇邊(10)和內(nèi)唇邊(13)用于壓裝在兩個約束體之間，所述內(nèi)唇邊(13)上設(shè)置有補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，用于在密封狀態(tài)下增加內(nèi)唇邊的受壓變形量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種唇形密封圈，其特征在于，所述補(bǔ)償結(jié)構(gòu)為波紋補(bǔ)償節(jié)(11)，其截面為圓弧結(jié)構(gòu)，波紋補(bǔ)償節(jié)(11)在內(nèi)唇邊(13)的一側(cè)形成環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)，在內(nèi)唇邊(13)的另一側(cè)形成環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種唇形密封圈，其特征在于，所述唇腔室(12)為設(shè)置在密封體內(nèi)環(huán)壁的環(huán)形開口腔，開口側(cè)位于密封體(14)的內(nèi)壁上，用于使密封介質(zhì)進(jìn)入唇腔室(12)中。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種唇形密封圈，其特征在于，所述唇腔室(12)為兩個并沿密封體的軸向中心對稱設(shè)置，兩個唇腔室(12)位于內(nèi)唇邊(13)的兩側(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種唇形密封圈，其特征在于，所述唇腔室(12)與內(nèi)唇邊(13)的接觸位置平滑過度。

6.一種電解槽密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括極板(1)和權(quán)利要求1?5任一項(xiàng)所述的唇形密封圈(2)；

所述極板(1)的兩側(cè)均設(shè)置有電解腔，電解腔的外部同心設(shè)置有用于安裝密封體的環(huán)形凹槽，電解腔與凹槽之間設(shè)置有介質(zhì)通道(7)；

所述密封體(14)的兩側(cè)嵌置在相鄰兩個極板(1)的環(huán)形凹槽中，外唇邊和內(nèi)唇邊壓裝在兩個極板之間，唇腔室(12)通過介質(zhì)通道與電解腔連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電解槽密封結(jié)，其特征在于，所述極板的一側(cè)設(shè)置有用于安裝限位環(huán)(3)的限位環(huán)槽(5)，限位環(huán)嵌置在限位環(huán)槽中，外唇邊(10)的外側(cè)壁抵接在限位環(huán)的內(nèi)壁上。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電解槽密封結(jié)，其特征在于，所述相鄰兩個極板的兩個電解腔之間設(shè)置有隔膜布(4)，隔膜布的邊緣壓裝在內(nèi)唇邊(13)與基板之間。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電解槽密封結(jié)，其特征在于，所述環(huán)形凹槽的深度小于密封體的1/2厚度。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電解槽密封結(jié)，其特征在于，所述限位環(huán)為絕緣硬質(zhì)材料制成。

說明書： 一種唇形密封圈及電解槽密封結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及堿性水電解制氫裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體為用于堿性水電解制氫電解槽的一種唇形密封圈及電解槽密封結(jié)構(gòu)。背景技術(shù)[0002] 我國大功率中壓型堿性制氫裝備的工作壓力一般為1.6MPa；國外設(shè)備主要依舊是常壓狀態(tài)居多，通過多組并聯(lián)形式提高裝機(jī)規(guī)模。氫氣逐步由化學(xué)品歸屬于能源，全球氫氣主要用于化工產(chǎn)品加氫，一般加氫壓力較高，故市場對于水電解制氫裝備特別是大功率堿性水電解制氫裝備運(yùn)行壓力提出了較高要求。[0003] 盡管我國壓力型設(shè)備相比國外有了較大的進(jìn)步，常規(guī)壓力型設(shè)備特別是較大型設(shè)備一般運(yùn)行壓力均不大于1.6MPa，電解槽一般采用壓濾式結(jié)構(gòu)，密封系統(tǒng)為平墊片密封，通過在極板框邊緣開設(shè)密封水線和改性密封墊材料性能來保障整個電解槽密封性，但一般電解槽直徑特別大，最大直徑超過2m，且密封墊除具備密封性能外還需具備絕緣性能，故只能通過絕緣密封材料一次次改性提升性能，密封系統(tǒng)難以突破上限需求，特別是大型設(shè)備難以在較高壓力下運(yùn)行，且電解槽長期使用存在下垂撓度問題，密封墊是一次性產(chǎn)品，維修成本高且難度大，從而在與其它制氫路線相比時競爭力欠缺。[0004] 密封是水電解制氫電解槽最重要的問題，密封系統(tǒng)能否長久穩(wěn)定運(yùn)行是決定電解槽能否正常穩(wěn)定運(yùn)行的前提，水電解制氫電解槽壓濾式結(jié)構(gòu)特性致使電解槽有數(shù)百個密封，一處密封故障都會導(dǎo)致整臺設(shè)備停機(jī)，直接影響的水電解制氫設(shè)備運(yùn)行安全性，也是影響水電解制氫電解槽裝備超大型化發(fā)展的障礙。發(fā)明內(nèi)容[0005] 針對大型堿性水電解制氫電解槽高壓力狀態(tài)下運(yùn)行密封問題，本發(fā)明提供一種唇形密封圈及電解槽密封結(jié)構(gòu)，使電解槽密封系統(tǒng)運(yùn)行1.6MPa上限，達(dá)到大型制氫電解槽可在3.2MPa及以上壓力下運(yùn)行的目的。[0006] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：[0007] 一種唇形密封圈，包括環(huán)向封閉的密封體，密封體靠近介質(zhì)的一側(cè)設(shè)置有唇腔室，唇腔室與密封體封閉的介質(zhì)腔連通，當(dāng)唇腔室受壓密封體膨脹變形，用于增加密封體與約束體的接觸壓力；[0008] 所述密封體的外環(huán)壁和內(nèi)環(huán)壁分別設(shè)置有外唇邊和內(nèi)唇邊，外唇邊和內(nèi)唇邊用于壓裝在兩個約束體之間，所述內(nèi)唇邊上設(shè)置有補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，用于在密封狀態(tài)下增加內(nèi)唇邊的受壓變形量。[0009] 優(yōu)選的，所述補(bǔ)償結(jié)構(gòu)為波紋補(bǔ)償節(jié)，其截面為圓弧結(jié)構(gòu)，波紋補(bǔ)償節(jié)在內(nèi)唇邊的一側(cè)形成環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)，在內(nèi)唇邊的另一側(cè)形成環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)。[0010] 優(yōu)選的，所述唇腔室為設(shè)置在密封體內(nèi)環(huán)壁的環(huán)形開口腔，開口側(cè)位于密封體的內(nèi)壁上，用于使密封介質(zhì)進(jìn)入唇腔室中。[0011] 優(yōu)選的，所述唇腔室為兩個并沿密封體的軸向中心對稱設(shè)置，兩個唇腔室位于內(nèi)唇邊的兩側(cè)。[0012] 優(yōu)選的，所述唇腔室與內(nèi)唇邊的接觸位置平滑過度。[0013] 一種電解槽密封結(jié)構(gòu)，包括極板和所述的唇形密封圈；[0014] 所述極板的兩側(cè)均設(shè)置有電解腔，電解腔的外部同心設(shè)置有用于安裝密封體的環(huán)形凹槽，電解腔與凹槽之間設(shè)置有介質(zhì)通道；[0015] 所述密封體的兩側(cè)嵌置在相鄰兩個極板的環(huán)形凹槽中，外唇邊和內(nèi)唇邊壓裝在兩個極板之間，唇腔室通過介質(zhì)通道與電解腔連通。[0016] 優(yōu)選的，所述極板的一側(cè)設(shè)置有用于安裝限位環(huán)的限位環(huán)槽，限位環(huán)嵌置在限位環(huán)槽中，外唇邊的外側(cè)壁抵接在限位環(huán)的內(nèi)壁上。[0017] 優(yōu)選的，所述相鄰兩個極板的兩個電解腔之間設(shè)置有隔膜布，隔膜布的邊緣壓裝在內(nèi)唇邊與基板之間。[0018] 優(yōu)選的，所述環(huán)形凹槽的深度小于密封體的1/2厚度。[0019] 優(yōu)選的，所述限位環(huán)為絕緣硬質(zhì)材料制成。[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：[0021] 本發(fā)明提供的一種唇形密封圈，在密封體上設(shè)置唇腔室，并且與唇形密封圈封閉的介質(zhì)腔連通，當(dāng)介質(zhì)進(jìn)入唇腔室中，在壓力作用下唇腔室發(fā)生膨脹變形，進(jìn)而使密封體變大，由于密封體的兩側(cè)受到約束體的約束，因此當(dāng)壓力增大，能夠有效增加密封體與約束體之間的接觸壓力，進(jìn)而提高唇形密封圈的密封性能，提高密封壓力，其次，在密封體的外壁和內(nèi)壁上分別設(shè)置外唇邊和內(nèi)唇邊，并將其壓裝在兩個約束體之間，能夠進(jìn)一步提高唇形密封圈的密封性能，通過該唇形密封圈解決了大型堿性水電解制氫電解槽高壓力狀態(tài)下運(yùn)行密封問題，通過從根本上改變密封系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，改變電解槽室密封原理，使其具備低壓不滲、高壓不漏的功能特點(diǎn)，從而突破現(xiàn)有電解槽密封系統(tǒng)運(yùn)行1.6MPa上限，達(dá)到大型制氫電解槽可在3.2MPa及以上壓力下運(yùn)行的目的。附圖說明[0022] 圖1為本發(fā)明密封墊的平面圖；[0023] 圖2為圖1中A?A的剖視圖；[0024] 圖3為本發(fā)明極板的平面圖；[0025] 圖4為本發(fā)明密封墊與極板的安裝示意圖；[0026] 圖5為圖4的局部放大圖。[0027] 圖中：1、極板；2、唇形密封圈；3、限位環(huán)；4、隔膜布；5、限位環(huán)槽；6、密封環(huán)槽；7、介質(zhì)通道；10、外唇邊；11、波紋補(bǔ)償節(jié)；12、唇腔室；13、內(nèi)唇邊；14、密封體。具體實(shí)施方式[0028] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。[0029] 參閱圖1和2，一種唇形密封圈，包括環(huán)形封閉的密封體，密封體靠近介質(zhì)的一側(cè)設(shè)置有唇腔室12，當(dāng)唇腔室12受壓密封體的兩側(cè)沿其軸向雙向擴(kuò)張，用于增加密封體兩側(cè)的密封壓力，密封體的外壁和內(nèi)壁分別設(shè)置有外唇邊10和內(nèi)唇邊13，并位于同一徑向平面。[0030] 所述唇腔室12為設(shè)置在密封體內(nèi)環(huán)壁的環(huán)形開口腔，開口側(cè)位于密封體14的內(nèi)壁上，用于使密封介質(zhì)進(jìn)入唇腔室12中，當(dāng)密封介質(zhì)在壓力下進(jìn)入唇腔室12中，唇腔室12在密封介質(zhì)的壓力下變形膨脹，使整個密封體的體積變大，當(dāng)密封體的兩側(cè)在約束條件下，能夠有效增加密封體兩側(cè)的密封壓力，進(jìn)而提高密封性能。[0031] 所述唇腔室12為兩個并沿密封體的軸向中心對稱設(shè)置，所述內(nèi)唇邊13為環(huán)形片狀結(jié)構(gòu)，并位于密封體14的軸向厚度中心，兩個唇腔室12位于內(nèi)唇邊13的兩側(cè)，并且唇腔室12與內(nèi)唇邊13的接觸位置平滑過度，使密封介質(zhì)能夠順利進(jìn)入唇腔室12中，內(nèi)唇邊和外唇邊10用于夾裝在相鄰兩極板1之間，用于增加密封性能和絕緣性能。

[0032] 所述內(nèi)唇邊13上設(shè)置有補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，用于在密封狀態(tài)下增加內(nèi)唇邊的受壓變形量，該補(bǔ)償結(jié)構(gòu)可保障唇形密封圈2在工作受力狀態(tài)下內(nèi)唇邊不會因?yàn)閮?nèi)外壓緊拉扯而撕裂。[0033] 所述補(bǔ)償結(jié)構(gòu)為波紋補(bǔ)償節(jié)11，并位于內(nèi)唇邊13上靠近唇腔室12的一側(cè)，波紋補(bǔ)償節(jié)11為環(huán)形結(jié)構(gòu)，其截面為等厚度的圓弧形狀，并與密封體同心設(shè)置，波紋補(bǔ)償節(jié)11在內(nèi)唇邊13的一側(cè)形成環(huán)形凸起結(jié)構(gòu)，在內(nèi)唇邊13的另一側(cè)形成環(huán)形凹槽結(jié)構(gòu)，在工作狀態(tài)下內(nèi)唇邊受壓變形，波紋補(bǔ)償節(jié)11受壓延展緩解內(nèi)唇邊內(nèi)外壓緊造成的拉扯變形，避免內(nèi)唇邊造成撕裂而損壞，提高整個唇形密封圈的使用壽命。[0034] 本發(fā)明還提供了一種高壓力型制氫電解槽的密封系統(tǒng)，包括極板1、限位環(huán)3、隔膜布4和唇形密封圈2。[0035] 所述極板的兩側(cè)設(shè)置同軸的電解腔，所述極板1的兩側(cè)均設(shè)置有用于安裝密封體的環(huán)形凹槽，并且凹槽的深度小于密封體的1/2厚度，環(huán)形凹槽與電解腔同心設(shè)置，并位于電解腔的外部，極板的一側(cè)設(shè)置有用于安裝限位環(huán)3的限位環(huán)槽5，極板1的兩側(cè)均設(shè)置有至少一個介質(zhì)通道7，介質(zhì)通道7的一端與電解腔連通，另一端與環(huán)形凹槽連通，介質(zhì)通道7上設(shè)置有蓋板，用于使電解腔中的介質(zhì)流入唇形密封圈的唇腔室中，可使唇腔室的壓力與兩個極板之間的內(nèi)部壓力保持平衡，避免升壓降壓過程不平衡導(dǎo)致唇型密封圈2局部或部分損壞。[0036] 所述密封體14的兩側(cè)嵌置在兩個極板1的環(huán)形凹槽中，外唇邊和內(nèi)唇邊壓裝在兩個極板之間，介質(zhì)通道7位于內(nèi)唇邊與極板之間，限位環(huán)嵌置在限位環(huán)槽中，并且限位環(huán)與密封體之間的徑向距離為外唇邊10的寬度，即外唇邊10的外側(cè)壁抵接在限位環(huán)的內(nèi)壁上，相鄰兩個極板的兩個電解腔與內(nèi)唇邊圍成的空間形成電解小室，隔膜布4設(shè)置在兩個電解腔之間，隔膜布的邊緣壓裝在內(nèi)唇邊13與極板之間，將兩個極板相鄰的兩個電解腔隔離。[0037] 水電解制氫電解槽是由數(shù)百個相同結(jié)構(gòu)的電解小室組成，每個電解小室是一個相對獨(dú)立的密封結(jié)構(gòu)，密封結(jié)構(gòu)包含內(nèi)密封和外密封，內(nèi)密封目的是為了避免電解小室內(nèi)隔膜布兩側(cè)氫、氧氣體串氣影響氣體純度，外密封目的是為了避免電解小室向外部空間漏氣造成槽體泄漏。[0038] 本發(fā)明內(nèi)密封原理是，將唇形密封圈2夾裝在兩個極板之間，通過隔膜布的邊緣壓裝在內(nèi)唇邊與兩個極板之間，從而可避免隔膜布兩側(cè)氫氣、氧氣通過間隙串氣，從而達(dá)到內(nèi)密封的目的；在電解小室工作中，兩個電解腔的介質(zhì)通過介質(zhì)通道7進(jìn)入唇腔室，唇腔室受到壓力膨脹變形過程中同時收到密封環(huán)槽和限位環(huán)的約束，能夠有效增加密封體與極板的接觸壓力，進(jìn)而提高密封性能，電解小室中工作內(nèi)壓越大，唇形密封圈2腔室唇邊與極板組件密封環(huán)槽相貼越緊，密封越好，從而突破常規(guī)墊片密封原理達(dá)到高壓力密封的目的。[0039] 限位環(huán)3材質(zhì)為絕緣硬質(zhì)材料，且不隨電解槽工況溫度變化而變化，限位環(huán)3一方面可約束唇形密封圈2受內(nèi)壓后向外膨脹，可對唇形密封圈2起到保護(hù)的作用，另一方面限位環(huán)3可起限位作用，限位用于調(diào)整唇形密封圈2擠壓變形量，避免唇形密封圈壓縮過量或壓縮不到位造成密封泄漏，另限位環(huán)2硬質(zhì)材料不會發(fā)生蠕變松弛現(xiàn)象，電解槽不會因?yàn)殚L期使用而密封松弛，可保障密封系統(tǒng)剛性，保障電解小室甚至整個電解槽剛性，避免電解槽長期使用撓度變形。[0040] 依據(jù)本發(fā)明密封系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，密封系統(tǒng)的水壓強(qiáng)度壓力可達(dá)10MPa及以上，氣壓氣密性測試安全壓力可達(dá)8MPa及以上，密封系統(tǒng)的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于市場常規(guī)結(jié)構(gòu)電解槽密封運(yùn)行壓力，且唇形密封圈2及限位環(huán)3等可反復(fù)使用，大幅度減小了電解槽裝備維檢成本。[0041] 以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。