CN107540075A - 溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及向液体中充入氢气至超饱和状态的装置。一种溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，该富氢水制备装置包括外壳体和外壳体内设的中空纤维膜组，所述外壳体内还设有带有专用纯水箱的SPE电解槽，所述中空纤维模组为类ECMO的微型三醋酸纤维素CTA高分子中空纤维膜，它设在一个独立的内壳体内，外壳体上设有进水口和富氢水出口，它们利用水管通过内壳体上的快速接头和亲水性三醋酸纤维素CTA中空纤维膜的出入口对应连接，所述SPE电解槽的氢气出口也利用管道通过内壳体上的快速接头通入亲水性三醋酸纤维素CTA中空纤维膜，所述亲水性三醋酸纤维素CTA中空纤维膜的厚度为15μm。本发明采用的膜组件厚度薄强度高，寿命更长。

Description

溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置

技术领域

本发明涉及向液体中充入氢气至超饱和状态的装置，尤其涉及一种在线氢气溶液的制备装置。

背景技术

氢气溶液是指氢气溶解于水后形成的气液混合物，加入氢气不改变原水的PH值。氢气水溶液的生物学效应逐渐的被人们所接受和认可。其中，超饱和氢气溶液因为制备难度高且应用范围广，生物医学效应尤为显著。通过饮用氢气水摄取氢气是目前应用最广泛的方法，也是氢气健康产品最安全、最常见的形式。

饮用氢气水的制备方式包括电解水、氢气溶解水、金属镁反应水等类型。

电解水是最早用于人体的氢气水，以保健为目的的饮用电解水最早起源于日本。制备电解水的设备称为电解槽，经过电解后通过半透膜分离出的碱性水会含有少量的氢气，电解水的不足在于由于饮用水直接通过电解槽进行电解，饮用水中会掺杂电解产生的余氯和臭氧，水的PH值将发生改变，且电解槽的金属电极直接作用于水，会有微量的金属离子析出，若用于饮用，则金属离子会随水进入人体内，更重要的一点是，电解水方式得到的氢水溶液效率很低且溶解度低，远达不到氢气在水溶液中的饱和状态。

CN102730895A公开了一种家用型富氢水生产设备，所述制备装置包括壳体和中空纤维膜组，其中所述壳体设有与液体源连通的进液口、用于与氢气源连通的进气口以及排液口，所述中空纤维膜组包括多根中空纤维膜管并容纳于所述壳体内，所述中空纤维膜组的入口端与所述进液口连通从而液体能够在所述中空纤维膜管的内部流动，且来自所述氢气源的氢气能够从所述中空纤维膜管的膜孔流入所述中空纤维膜管的内部并与液体混合，以及所述中空纤维膜组的出口端与所述排液口连通。其中，中空纤维膜管由亲疏水双性膜材料制成。这里，亲疏水双性膜材料指的是由聚砜(PS)、聚酰胺(PA)、聚丙烯晴(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚醚砜(PES)等疏水性材料为主，掺杂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等亲水性材料后形成的同时具备亲水性和疏水性特征的材料。并且，其认为相对于亲疏水双性膜材的中空纤维膜制备出5.9ppm，纯疏水性膜制备饱和溶液浓度明显降低。

此外，上述各种膜的厚度大，且强度不足，在氢气压和水压的作用下，寿命不长；使用时氢气压力较高，存在一定的安全隐患。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的上述缺陷，提供一种溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置。本发明能直接连接在净水末端中，采用的膜组件厚度薄强度高，氢压力更低，寿命更长。

本发明一种溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，该富氢水制备装置包括外壳体和外壳体内设的中空纤维膜组，所述外壳体内还设有带有专用纯水箱的SPE电解槽，所述中空纤维模组设在一个独立的内壳体内，外壳体上设有连接管线或管道饮用水的进水口和富氢水出口，它们利用水管通过内壳体上的快速接头和中空纤维膜的出入口对应连接，所述SPE电解槽的氢气出口也利用管道通过内壳体上的快速接头通入中空纤维膜。

所述的溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，所述中空纤维模组采用亲水性的类ECMO的微型三醋酸纤维素CTA高分子中空纤维膜，厚度为15μm。

所述的溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，所述的专用纯水箱内设有液位传感器。

所述的溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，所述SPE电解槽还连接有通往外壳体外的排废口。

所述溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，所述SPE电解槽的氢气出口的管道上设有安全阀和压力传感器。

所述的溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，所述SPE电解槽分解的氢气气压为0.025-0.045Mpa，富氢水流出速度为2100-3000ml/min·每个中空纤维模组，其浓度为2-3.5ppm。

所述的溶氢组件可更换的在线连续性高浓度富氢水制备装置，耐受的供水压力可达国家家用管线饮水机测试标准的极限压力即1.08MPa。

本发明作为净水末端产品，要保证长期卫生安全，可更换是必要条件。因此所述内壳体都采用快速接头和外部管道连接，可以快速拆卸更换内壳体及中空纤维膜组件；内壳体的进水口可直接连接净水源，如市政自来水管道；亲水性的三醋酸纤维素CTA中空纤维膜的高强度足以保障其在净水末端条件下安全运行，且更薄的厚度更有助于氢和水的混合，使得本发明成为低压力、大流量、一过式高浓度富氢水制备装置。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1为本发明的示意图。

具体实施方式：

名词解释：ECMO

Extracorporeal Membrane Oxygenation的缩写，即体外膜氧合技术。该技术通过高分子膜技术替代肺泡将氧气高效溶于血中。这一技术始于1971年，目前，ECMO分中空纤维和硅胶两种形式。目前临床上都在使用。系通过体外循环将血液引出，并在体外中空纤维膜的膜腔内与氧气进行交换，代替肺的工作，为心肺大手术病人提供供氧保障。

如图1所示：本发明一种溶氢组件可更换的在线连续性高浓度富氢水制备装置，该富氢水制备装置包括外壳体11和外壳体内设的中空纤维膜组7，所述外壳体内还设有带有专用纯水箱1的SPE电解槽3，所述中空纤维模组为类ECMO的微型三醋酸纤维素CTA高分子中空纤维膜，它设在一个独立的内壳体内9，外壳体上设有进水口10和富氢水出口12，它们利用水管通过内壳体上的快速接头6和亲水性三醋酸纤维素CTA中空纤维膜的出入口对应连接，所述SPE电解槽的氢气出口也利用管道通过内壳体上的快速接头通入亲水性三醋酸纤维素CTA中空纤维膜，所述亲水性三醋酸纤维素CTA中空纤维膜的厚度为15μm。由于内壳体均由快速接头和外相连，因此其可迅速更换，而本发明的CTA三醋酸纤维素膜是典型的亲水性膜，具有亲水、韧性高、不膨润的特点，让气液更容易结合；而更薄的结构(15μm)保证了该膜更好的气液混合效率。这也是它被用作一过式气液混合的原因；同时由于其良好的韧性，足以满足净水末端的水压要求。

所述的溶氢组件可更换的在线连续性高浓度富氢水制备装置，所述的专用纯水箱内设有液位传感器2。

所述的溶氢组件可更换的在线连续性高浓度富氢水制备装置，所述SPE电解槽还连接有通往外壳体外的排废口31。

所述溶氢组件可更换的在线连续性高浓度富氢水制备装置，所述SPE电解槽的氢气出口的管道上设有安全阀5和压力传感器4。

所述的溶氢组件可更换的在线连续性高浓度富氢水制备装置，所述SPE电解槽分解的氢气气压为0.025-0.045Mpa，富氢水流出速度为2100-3000ml/min·每个中空纤维模组，其浓度为2-3.5ppm。

本发明所述的产品作为净水末端产品，根据国家质量相关标准，极限耐压为1.08MP。本发明无需高压氢气即可达到高浓度的结果，且是一过式完成。

富氢水浓度是由出水流速及压力共同决定的，已知当出水流速为2300ml/min且氢气压力为0.03MP时，本发明一过形成的氢水浓度可达到3.0ppm；单个中空纤维膜构件可适应最高3000ml/min流速出水量要求。如果需进一步加大流速，可以将中空膜构件进行并联使用。

Claims (7)

1.一种溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，该富氢水制备装置包括外壳体和外壳体内设的中空纤维膜组，其特征在于，所述外壳体内还设有带有专用纯水箱的SPE电解槽，所述中空纤维模组设在一个独立的内壳体内，外壳体上设有连接管线或管道饮用水的进水口和富氢水出口，它们利用水管通过内壳体上的快速接头和中空纤维膜的出入口对应连接，所述SPE电解槽的氢气出口也利用管道通过内壳体上的快速接头通入中空纤维膜。

2.根据权利要求1所述的溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，其特征在于，所述中空纤维模组采用亲水性的类ECMO的微型三醋酸纤维素CTA高分子中空纤维膜，它的厚度为15μm。

3.根据权利要求1所述的溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，其特征在于，所述的专用纯水箱内设有液位传感器。

4.根据权利要求1所述的溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，其特征在于，所述SPE电解槽还连接有通往外壳体外的排废口。

5.根据权利要求1或4所述溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，其特征在于，所述SPE电解槽的氢气出口的管道上设有安全阀和压力传感器。

6.根据权利要求1所述的溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，其特征在于，所述SPE电解槽分解的氢气气压为0.025-0.045Mpa，富氢水流出速度为2100-3000ml/min·每个中空纤维模组，其浓度为2-3.5ppm。

7.根据权利要求1所述的溶氢组件可更换的在线式低压富氢水制备装置，其特征在于，耐受的供水压力可达国家家用管线饮水机测试标准的极限压力即1.08MPa。