CN109680294A - 制氢棒与制氢系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种制氢棒，包含电解组件与壳体组件，壳体组件沿长度延伸方向的两端分别形成第一端部、第二端部，壳体组件中设置有容物开孔，所述容物开孔至少贯穿第一端部；所述电解组件与壳体组件之间至少能够在长度延伸方向上发生相对位移；容物开孔内部形成容物空间；电解组件始终位于容物空间中；或者电解组件相对壳体组件运动能够到达容物空间之外的空间。本发明通过采用电解组件轴向位置可调的制氢棒结构，解决了常用制氢器或富氢杯受制于专用杯子的问题。
Description
技术领域
本发明涉及制氢设备领域、保健设备领域，具体地，涉及一种制氢棒与制氢系统，特别是一种可旋转伸缩式阴阳极分离制氢棒与制氢系统。
背景技术
现有制氢装置，极少采用倒插如水进行电解的方式，多采用富氢杯方式，即固定的杯身置于电极底座上。例如专利文献CN206006772U提供的富氢杯，即在底座上安装有氢离子发生装置，且底座中安装有控制电路板和第一电池，该种结构形式受制于单一的杯身，且水处于电极和电路板之上，极易造成漏水短路。且电极多为片状电极，电解面积极小。现有的采用倒插入水进行电解的装置，都是采用分立棒状电极，无离子交换膜，电解效率低，电解面积小，不能做到阴阳极产物分离。特别地，现有的采用倒插入水进行电解的装置，电极为固定长度，无法根据容器深度进行调整，且电极的保护多为固定保护套的方式，极易丢失。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种制氢棒与制氢系统。
根据本发明提供的制氢棒，包含电解组件与壳体组件，壳体组件沿长度延伸方向的两端分别形成第一端部、第二端部，壳体组件中设置有容物开孔，所述容物开孔至少贯穿第一端部；
所述电解组件与壳体组件之间至少能够在长度延伸方向上发生相对位移；容物开孔内部形成容物空间；电解组件始终位于容物空间中；或者电解组件相对壳体组件运动能够到达容物空间之外的空间。
优选地，所述电解组件包含阴极结构、阳极结构以及滑动内座，滑动内座滑动安装在容物开孔中，阴极结构和/或阳极结构紧固安装在滑动内座上。
优选地，所述阴极结构与阳极结构之间的空间形成电解空间，电解空间中设置有离子交换膜。
优选地，所述阴极结构包含筒状镂空阴极，所述阳极结构包含筒状镂空阳极；
筒状镂空阴极与筒状镂空阳极嵌套连接且开口均朝向第二端部所在端；位于筒状镂空阴极与筒状镂空阳极之间的U形截面空间形成所述电解空间。
优选地，筒状镂空阴极与筒状镂空阳极均安装在滑动内座上；
所述筒状镂空阳极位于筒状镂空阴极的径向内部，筒状镂空阳极中安装有导气管，导气管沿长度方向延伸贯穿壳体组件的第二端部，导气管上还配设有泄气阀。
优选地，筒状镂空阴极、筒状镂空阳极分别通过设置的阴极导电环、阳极导电环安装至滑动内座上。
优选地，所述壳体组件包含外壳与中座，所述中座包含导滑部，导滑部通过设置的轴向位移自锁结构与外壳嵌套连接；
外壳内壁上设置有螺旋滑轨，导滑部上设置有镂空滑轨，滑动内座上设置升降传动件贯穿镂空滑轨后伸入到螺旋滑轨中。
优选地，所述螺旋滑轨与镂空滑轨一一对应，多个镂空滑轨关于导滑部中轴线旋转对称；
所述镂空滑轨为Z形、L形、直线形或弧线形。
优选地，所述中座还包含驱动部，驱动部与导滑部一体成型或紧固连接；
驱动部形成所述第二端部，驱动部上设置有电路板、开关按键、USB接口以及电源结构。
本发明还提供了一种制氢系统，包含盛液容器与上述的制氢棒，制氢棒可拆卸安装在盛液容器上。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、通过采用电解组件轴向位置可调的制氢棒结构，解决了常用制氢器或富氢杯受制于专用杯子的问题。
2、通过采用制氢棒的结构，以倒插如水进行电解的方式，解决了常用制氢装置电路板置于水下易造成漏水短路的问题。
3、通过采用筒状镂空电极结构以及筒状镂空电极与离子交换膜贴合的结构，解决了常用电极制氢面积小，难以进行阴阳极产物分离的问题。
4、通过采用双螺旋滑轨外壳、Z字滑轨中座、升降传动部件相互配合进行伸缩的结构，解决了不同深度容器与制氢棒长度的配合问题。
5、通过采用双螺旋滑轨外壳、Z字滑轨中座、升降传动部件相互配合进行伸缩的结构，解决了电极的保护问题。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的制氢棒内部结构示意图；
图2为图1中A部的结构详图；
图3为外壳立体结构示意图；
图4为中座的导滑部立体结构示意图。
图中示出：
外壳1 镂空滑轨201
中座2 驱动部202
滑动内座3 电路板203
螺旋滑轨101 开关按键204
轴向位移自锁结构102 USB接口205
筒状镂空阴极1101 泄气阀206
离子交换膜1102 电源结构207
筒状镂空阳极1103 阴极导电环301
导气管1104 阳极导电环302
第一端部121 升降传动件303
第二端部122
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1、图2所示，本发明提供的制氢棒，包含电解组件与壳体组件，壳体组件沿长度延伸方向的两端分别形成第一端部121、第二端部122，壳体组件中设置有容物开孔，所述容物开孔至少贯穿第一端部121；所述电解组件与壳体组件之间至少能够在长度延伸方向上发生相对位移；容物开孔内部形成容物空间；电解组件始终位于容物空间中；或者电解组件相对壳体组件运动能够到达容物空间之外的空间。也就是说，所述电解组件与壳体组件之间可以通过例如螺纹、滑轨、具有档位的卡扣结构，甚至是直线电机、液压或气压等能够产生轴向相对位移的结构进行连接，以实现电解组件位置的调整，适应不同深度的盛液容器的制氢需求。同时，电解组件能够收纳容物空间中，起到保护的作用。
所述电解组件包含阴极结构、阳极结构以及滑动内座3，滑动内座3滑动安装在容物开孔中，阴极结构和/或阳极结构紧固安装在滑动内座3上。所述阴极结构与阳极结构之间的空间形成电解空间，电解空间中设置有离子交换膜1102。离子交换膜1102对阴极结构与阳极结构上生成的产物进行分离，实际应用中，对水进行电解主要获得氧气与氢气，而富氢水的制作仅需溶入足够的氢气即可，通过产物分离结构，可以将多余的氧气排出，提高富氢水的品质。
如图1所示，实施例中，所述阴极结构包含筒状镂空阴极1101，所述阳极结构包含筒状镂空阳极1103；筒状镂空阴极1101与筒状镂空阳极1103嵌套连接且开口均朝向第二端部122所在端；位于筒状镂空阴极1101与筒状镂空阳极1103之间的U形截面空间形成所述电解空间。筒状镂空阴极1101与筒状镂空阳极1103均安装在滑动内座3上；所述筒状镂空阳极1103位于筒状镂空阴极1101的径向内部，筒状镂空阳极1103中安装有导气管1104，导气管1104沿长度方向延伸贯穿壳体组件的第二端部122，导气管1104上还配设有泄气阀206。此外，筒状镂空阴极1101、筒状镂空阳极1103分别通过设置的阴极导电环301、阳极导电环302安装至滑动内座3上。筒状电极的设置，相对于片状电极有效了增加电解面积，提高了电解效率，而且便于筒状镂空阳极1103上生成的氧气能够得到收集后再通过导气管1104进行排出。
如图3、图4所示，为实现电解组件轴向位置的调整，实施例中，所述壳体组件包含外壳1与中座2，所述中座2包含导滑部，导滑部通过设置的轴向位移自锁结构102与外壳1嵌套连接；外壳1内壁上设置有螺旋滑轨101，导滑部上设置有镂空滑轨201，滑动内座3上设置升降传动件303贯穿镂空滑轨201后伸入到螺旋滑轨101中。所述螺旋滑轨101与镂空滑轨201一一对应，多个镂空滑轨201关于导滑部中轴线旋转对称。优选地，所述镂空滑轨201为Z形、L形、直线形或弧线形。导滑部由于轴向位移自锁结构102的约束，只能相对外壳1进行周向转动，进行使得螺旋滑轨101与镂空滑轨201之间的相通点螺旋上升或下降，而所述升降传动件303必然位于相通点中，进而会带着滑动内座3进行升降运动，实现电解组件轴向位置的调整。
此外，所述中座2还包含驱动部202，驱动部202与导滑部一体成型或紧固连接；驱动部202形成所述第二端部122，驱动部202上设置有电路板203、开关按键204、USB接口205以及电源结构207。优选地，所述电源结构307为蓄电池，通过USB接口可以对蓄电池进行充电，当然，所述电源结构207还可以是插头，直接接入电网并进行AC/DC转换；或者是可更换的干电池结构。
本发明还提供了一种制氢系统，包含盛液容器与上述的制氢棒，制氢棒可拆卸安装在盛液容器上。制氢棒的第一端部121先插入到盛液容器中，第二端部122及其中的电路结构位于上方，有效避免了漏水短路的发生。
优选实施方式：
可旋转伸缩式阴阳极分离制氢棒，包括带有双螺旋滑轨的外壳1，带有Z字滑轨的中座2，滑动内座3，以及电解核心部件。其中：带有双螺旋滑轨的外壳1内壁有两个中轴对称的双螺旋内凹滑轨101，底部带有与带有Z字滑轨的中座2相互配合的轴向位移自锁结构102。带有Z字滑轨的中座2中部有两个中轴对称的Z字镂空滑轨201，带有Z字滑轨的中座2与中部底座外壳202为一体结构。带有Z字滑轨的中座2还包括与带有双螺旋滑轨的外壳1相互配合的轴向位移自锁结构102。带有双螺旋滑轨的外壳1从上往下套在带有Z字滑轨的中座2外部，带有双螺旋滑轨的外壳1和带有Z字滑轨的中座2通过轴向位移自锁结构102相互锁住，不能上下相对移动，只能相对旋转。滑动内座3上有升降传动件303透过Z字镂空滑轨201伸入双螺旋内凹滑轨101中。当带有双螺旋滑轨的外壳1和带有Z字滑轨的中座2相对旋转时，升降传动件303跟随旋转上下移动并带动滑动内座3伸缩。滑动内座3上还固定有阴极导电环301、阳极导电环302，阴极导电环301、阳极导电环302通过螺旋结构分别与筒状镂空阴极1101、筒状镂空阳极1103旋合。筒状镂空阴极1101、筒状镂空阳极1103之间隔有离子交换膜1102。筒状镂空阴极1101、筒状镂空阳极1103以及离子交换膜1102为电解核心部件，电解核心部件随着滑动内座3伸缩而伸缩。中部底座外壳202内部固定有电路板203、泄气阀206、电源结构207。泄气阀206通过导气管1104与筒状镂空阳极1103内腔相连，当阳极气体气压达到一定程度时泄气阀206打开，泻掉气体，保证安全。主控电路板203通过导电线连接有开关按键204、USB接口205、电源结构207、阴极导电环301、阳极导电环302。根据需要，通过旋转带有双螺旋滑轨的外壳1伸出一定长度电解核心部件，倒插入水中，按下开关按键204，电解核心部件开始电解，由于离子交换膜1102的存在，阴极产物和阳极产物分离。筒状镂空阴极电解产生的氢气溶解在水中，筒状镂空阳极电解产生的阳极产物通过泄气阀排除。外部可通过USB接口205对电源结构207进行充电，在本发明提供的硬件结构的基础上进一步改进，还可以通过USB接口205与电路板203进行数据交换。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种制氢棒，其特征在于，包含电解组件与壳体组件，壳体组件沿长度延伸方向的两端分别形成第一端部(121)、第二端部(122)，壳体组件中设置有容物开孔，所述容物开孔至少贯穿第一端部(121)；
所述电解组件与壳体组件之间至少能够在长度延伸方向上发生相对位移；容物开孔内部形成容物空间；电解组件始终位于容物空间中；或者电解组件相对壳体组件运动能够到达容物空间之外的空间。
2.根据权利要求1所述的制氢棒，其特征在于，所述电解组件包含阴极结构、阳极结构以及滑动内座(3)，滑动内座(3)滑动安装在容物开孔中，阴极结构和/或阳极结构紧固安装在滑动内座(3)上。
3.根据权利要求2所述的制氢棒，其特征在于，所述阴极结构与阳极结构之间的空间形成电解空间，电解空间中设置有离子交换膜(1102)。
4.根据权利要求3所述的制氢棒，其特征在于，所述阴极结构包含筒状镂空阴极(1101)，所述阳极结构包含筒状镂空阳极(1103)；
筒状镂空阴极(1101)与筒状镂空阳极(1103)嵌套连接且开口均朝向第二端部(122)所在端；位于筒状镂空阴极(1101)与筒状镂空阳极(1103)之间的U形截面空间形成所述电解空间。
5.根据权利要求4所述的制氢棒，其特征在于，筒状镂空阴极(1101)与筒状镂空阳极(1103)均安装在滑动内座(3)上；
所述筒状镂空阳极(1103)位于筒状镂空阴极(1101)的径向内部，筒状镂空阳极(1103)中安装有导气管(1104)，导气管(1104)沿长度方向延伸贯穿壳体组件的第二端部(122)，导气管(1104)上还配设有泄气阀(206)。
6.根据权利要求4所述的制氢棒，其特征在于，筒状镂空阴极(1101)、筒状镂空阳极(1103)分别通过设置的阴极导电环(301)、阳极导电环(302)安装至滑动内座(3)上。
7.根据权利要求2所述的制氢棒，其特征在于，所述壳体组件包含外壳(1)与中座(2)，所述中座(2)包含导滑部，导滑部通过设置的轴向位移自锁结构(102)与外壳(1)嵌套连接；
外壳(1)内壁上设置有螺旋滑轨(101)，导滑部上设置有镂空滑轨(201)，滑动内座(3)上设置升降传动件(303)贯穿镂空滑轨(201)后伸入到螺旋滑轨(101)中。
8.根据权利要求7所述的制氢棒，其特征在于，所述螺旋滑轨(101)与镂空滑轨(201)一一对应，多个镂空滑轨(201)关于导滑部中轴线旋转对称；
所述镂空滑轨(201)为Z形、L形、直线形或弧线形。
9.根据权利要求2所述的制氢棒，其特征在于，所述中座(2)还包含驱动部(202)，驱动部(202)与导滑部一体成型或紧固连接；
驱动部(202)形成所述第二端部(122)，驱动部(202)上设置有电路板(203)、开关按键(204)、USB接口(205)以及电源结构(207)。
10.一种制氢系统，其特征在于，包含盛液容器与权利要求1至9中任一项所述的制氢棒，制氢棒可拆卸安装在盛液容器上。
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