CN105236356B - 便携一体可控式化学制氧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携一体可控式化学制氧装置，以过氧化氢为原料，经过催化剂催化产生氧气，由过氧化氢溶液存储室、反应室(内装催化剂)、储氧室、缓冲及连接室及微孔控制装置等部分组成。其特征在于：通过控制过氧化氢溶液进入反应室的量和速度来控制催化剂与过氧化氢的接触，进而控制氧气的产生速度和产生量；通过控制气压的变化来控制过氧化氢溶液进入反应室的量和速度；通过控制出氧口阀门的大小加上微孔控制装置的辅助作用来控制气压的变化；通过微孔控制装置及单向透气阀来调节过氧化氢溶液存储室的压力变化；通过减压阀来将压力保持在安全范围。本发明能够使产氧装置体积小巧，产气量大，过程可控，安全环保，方便携带。

Description

便携一体可控式化学制氧装置

技术领域

本发明涉及化学制氧领域，尤其是一种利用过氧化氢制备氧气的化学制氧装置。

背景技术

在医疗中对一些呼吸系统疾病患者、心血管系统疾病患者、其它危急症患者；在日常生活中如身处高原或高海拔地区、登山过程中、孕妇保胎、课业沉重的学子及身心疲惫的商业人士及白领等，经常经常需要通过吸氧来进行治疗或保健。目前常见的吸氧装置有以下几种：一、医院吸氧，优点是氧气稳定洁净，有专业人员予以控制，疗效确切。缺点在于：地点、时间受限，容易交叉感染。二、高压钢瓶，缺点在于：无论是普通氧气钢瓶还是小型贮氧钢瓶，均需经氧气减压阀减压后方可使用，此类装置相对笨重，压力高，使用起来危险性大，也不方便。三、医用氧气袋，缺点在于：充气量有限，而且容易泄漏，不能长期存放，且比较占用空间，携带不便。四、普通市场销售的小型氧气罐(如艾润等)，缺点在于：因材料所致，不能耐受高压，储氧量小，一般为0.5-1升，不能连续供氧，使用效果欠佳。五、市场销售的氧立得等化学制氧机，缺点在于：体积较大，操作复杂，产氧量小，且过程不能控制，另外反应的产物为碱性液体，对环境损害较大。六、采用分子筛技术的制氧机制氧，以及电化学方法制氧，缺点在于：都必须依赖持续电力供应才能供氧，无法随身携带。

在对上述常见吸氧装置的研究后，本发明的发明人发现：目前市场上缺乏一种体积小巧，结构紧凑，使用方便，能随身携带，无需持续电力供应，并且产氧量大，能够持续供氧，过程可控，环保无污染的便携式吸氧装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种便携一体可控式化学制氧装置。

本发明所采用的技术方案是：以过氧化氢为原料，经过催化剂催化产生氧气，由过氧化氢溶液存储室、反应室(内装催化剂)、储氧室、缓冲及连接室及微孔控制装置等部分组成。其特征在于：通过控制过氧化氢溶液进入反应室的量和速度来控制催化剂与过氧化氢的接触，进而控制氧气的产生速度和产生量；通过控制气压的变化来控制过氧化氢溶液进入反应室的量和速度；通过控制出氧口阀门的大小加上微孔控制装置的辅助作用来控制气压的变化；通过微孔控制装置及单向透气阀来调节过氧化氢溶液存储室的压力变化；通过减压阀来将压力保持在安全范围。

上述技术方案可以看出：与现有技术相比，本发明结构紧凑，一体式布局，做出的产品体积小巧，方便携带，产氧量大，产气持续稳定，能较长时间连续供氧；并能随时调节产气速度，随时开启或停止氧气的产生，操作简单方便；氧气经过滤及湿化，纯度高，完全符合医疗用氧标准；并且过氧化氢经催化后产物为氧气和水，对环境无任何损害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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它的附图。

图1本发明便携一体可控式化学制氧装置整体示意图

图中1、氧气管接口2、旋转卡槽装置3、出氧控制阀4、过滤湿化层

5、旋转式升降控制器6、连接杆7、氧气输送管8、储液槽

9、催化剂10、稳定保护装置11、旋钮12、减压阀

13、缓冲及连接室14、微孔控制装置15、储氧室16、单向透气阀

17、过氧化氢溶液存储室18、进液通道19、反应室20、进液控制开关

图2微孔控制装置示意图

图中1、缓冲及连接室2、旋转卡槽装置3、内壁带状进气通道

4、微孔5、储氧室

图3稳定保护装置示意图

图中1、稳定保护装置2、反应室所在位置

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

当装置处于关闭状态时，出氧控制阀(附图1结构3)、进液控制开关(附图1结构20)及微孔控制装置(附图1结构14)处于关闭状态，储氧室(附图1结构15)、氧气输送管(附图1结构7)及反应室(附图1结构19)成为一个密闭空间，过氧化氢溶液存储室(附图1结构17)中的过氧化氢不能进入反应室(附图1结构19)，接触不到催化剂，无分解产氧反应发生。

开启装置时，旋转旋钮(附图1结构11)，出氧控制阀(附图1结构3)打开，微孔控制装置(附图1结构14)打开，微孔(附图2结构4)与内壁带状进气通道(附图2结构3)联通，同时通过旋转式升降控制器(附图1结构5)、连接杆(附图1结构6)打开进液控制开关(附图1结构20)(可以设计成延时开关，开启时出氧控制阀先于进液控制开关开启，关闭时出氧控制阀先于进液控制开关关闭)，过氧化氢溶液经进液通道(附图1结构18)进入反应室(附图1结构19)，过氧化氢溶液存储室(附图1结构17)液面下降，上部气压降低，缓冲及连接室(附图1结构13)中的气体经单向透气阀(附图1结构16)进入过氧化氢溶液存储室(附图1结构17)，由于微孔控制装置(附图1结构14)的存在，气体仅能缓慢的进入，能防止过氧化氢溶液过快进入反应室(附图1结构19)。

过氧化氢溶液进入反应室(附图1结构19)后接触催化剂(附图1结构9)(催化剂布局采取下面稀少，向上逐步增多方式，以网状、蜂窝状的形态为佳，便于气体的通过且便于控制其与过氧化氢溶液的接触量，刚进入反应室的过氧化氢溶液浓度高，接触的催化剂量少，随着液面浓度升高，浓度逐渐降低，催化剂接触量逐渐增多，可以保证产氧速度维持稳定)，发生化学反应，产生氧气。

氧气沿氧气输送管(附图1结构7)上行，经过过滤湿化层(附图1结构4)(过滤掉杂质，并适度湿化)，进入储氧室(附图1结构15)，经由出氧控制阀(附图1结构3)及氧气管接口(附图1结构1)进入氧气管。当系统维持平衡时，氧气不断产生并源源不断输出；当产氧速度过快时，反应室(附图1结构19)、氧气输送管(附图1结构7)中压力上升，向下压过氧化氢溶液，使其与催化剂接触减少直至脱离接触，使反应速度减慢直至停止；当产氧速度过慢时，反应室(附图1结构19)、氧气输送管(附图1结构7)中压力下降，过氧化氢溶液更多进入反应室，使其与催化剂接触增加，使反应速度加快，产氧量增加，微孔控制装置(附图1结构14)在压力控制中起辅助作用。正常情况下，整个系统维持动态平衡，过氧化氢溶液不停地进出反应室(附图1结构19)，对过氧化氢溶液存储室(附图1结构17)中的过氧化氢溶液起到类似搅拌器的作用，有助于整个溶液的浓度均匀。

随着反应的进行，过氧化氢溶液体积逐渐减少，储氧室(附图1结构15)中的气体经由通过微孔(附图2结构4)、内壁带状通气道(附图2结构3)缓慢进入缓冲及连接室(附图1结构13)，再由单向透气阀(附图1结构16)(该阀门单向通过，防止过氧化氢溶液倒流)进入过氧化氢溶液存储室(附图1结构17)，补充过氧化氢溶液因产生化学反应减少的体积，维持系统压力的动态平衡。

当关闭装置时，旋转旋钮(附图1结构11)、出氧控制阀(附图1结构3)及微孔控制装置(附图1结构14)关闭，同时通过旋转式升降控制器(附图1结构5)、连接杆(附图1结构6)关闭进液控制开关(附图1结构20)，由于延时开关的存在，过氧化氢溶液被压出反应室(附图1结构19)，全部反应终止。如果有少量溶液残留，装置直立式，位于反应室(附图1结构19)底部，装置放平时，液体流至储液槽(附图1结构8)，并储存在那，保障安全。

如果特殊状况时，过氧化氢溶液存储室(附图1结构17)的压力过高时，可以通过减压阀(附图1结构12)，排除部分气体，确保安全。稳定保护器(附图2结构1)可以在剧烈晃动时保护反应室(附图1结构19)及氧气输送管(附图1结构7)，以免损坏。

以上对本发明实施例所提供的便携一体可控式化学制氧装置的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种便携一体可控式化学制氧装置，以过氧化氢为原料，经过催化剂催化产生氧气，由过氧化氢溶液存储室、反应室、储氧室、缓冲及连接室及微孔控制装置部分组成；其特征在于：所述反应室位于所述过氧化氢溶液存储室的底部，所述储氧室位于所述过氧化氢溶液存储室的上部，所述反应室和所述储氧室通过氧气输送管密闭连接，所述反应室的内部区域放置有催化剂，所述反应室的底部设置有进液控制开关，通过控制过氧化氢溶液进入反应室的量和速度来控制催化剂与过氧化氢的接触，进而控制氧气的产生速度和产生量；通过控制气压的变化来控制过氧化氢溶液进入反应室的量和速度；通过控制出氧口阀门的大小加上微孔控制装置的辅助作用来控制气压的变化；通过微孔控制装置及单向透气阀来调节过氧化氢溶液存储室的压力变化；通过减压阀来将压力保持在安全范围。

2.根据权利要求1所述 的便携一体可控式化学制氧装置，其特征在于：反应室位于过氧化氢溶液存储室的底部，有控制阀门控制过氧化氢溶液的进出，而且反应室应有容积，并呈上大下小的布局，上部设置储液槽。

3.根据权利要求1所述 的便携一体可控式化学制氧装置，其特征在于：催化剂位于反应室内，设计成蜂窝状、网状形状，便于液体及气体的通过，并且催化剂呈阶梯状分布，下部量少，向上逐渐增多。

4.根据权利要求1所述 的便携一体可控式化学制氧装置，其特征在于：氧气管出口阀门、微孔控制器、螺旋升降开关及下部进液开关采用一体式方式控制，并且设计为延时开关。

5.根据权利要求1所述 的便携一体可控式化学制氧装置，其特征在于：压力调节部分采用微孔控制装置的方式，微孔为一个或多个。

6.根据权利要求1所述 的便携一体可控式化学制氧装置，其特征在于：缓冲及连接室与过氧化氢溶液存储室之间采用单向透气阀的方式，既能透气调节压力，又能防止液体倒灌。

7.根据权利要求1所述 的便携一体可控式化学制氧装置，其特征在于：由缓冲阀调节过氧化氢溶液存储室的压力处于安全范围，将缓冲及连接室分隔出部分结构，将缓冲阀整合在一起。

8.根据权利要求1所述 的便携一体可控式化学制氧装置，其特征在于：采用片状稳定保护装置保护反应室避免在震动时损坏，同时不影响反应液进出反应室。

9.根据权利要求1所述 的便携一体可控式化学制氧装置，其特征在于：采用旋转卡槽装置，一方面旋转中起上下固定作用，同时起到气体密闭的作用。