CN109706469B - 氢呼吸机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种氢呼吸机，属于氢气制备和储放设备技术领域，包括氢发生机构和氢储存机构，氢发生机构用于制备氢气；氢储存机构包括互相连接的第一储腔和第二储腔，第一储腔和第二储腔之间设有透氢隔氧的第一半透膜，第二储腔设有与氢发生机构的第一氢气输出口连接的第一氢气输入口，第一储腔设有第二氢气输出口，第二氢气输出口上设有控制阀。本发明的第二储腔处于氢发生机构和第一储腔之间，难以接触到空气、明火或外部静电，不易爆炸，而第一储腔中的氢气较为纯净，由于缺少氧化剂，也不易爆炸；而且在第二储腔和第一半透膜的阻隔作用下，氢发生机构与第二氢气输出口之间的电阻能够大大增加，能够有效避免漏电触电事故的发生。
Description
技术领域
本发明属于氢气制备和储放设备技术领域，更具体地说，是涉及一种氢呼吸机。
背景技术
常温常压下，氢气是一种极易燃烧，无色透明、无臭无味且难溶于水的气体。随着社会的发展和科技水平的进步，氢气的应用越来越广泛，出现了氢呼吸机等制氢储氢设备。现有的家用氢呼吸机主要采用电解法制备氢气，由于电解法需要的电压比较大，因此在使用氢呼吸机时存在漏电的风险。而且家用氢呼吸机由于体积功率等因素的限制，制备的氢气中往往含有一些氧气及二氧化碳等杂质，无法保证制备出来的氢气的高纯净度，这种氢气在储存和使用时仍然具有一定的危险性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氢呼吸机，以解决现有技术中存在的氢呼吸机存在漏电及易燃易爆等危险的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种氢呼吸机，包括氢发生机构和氢储存机构，氢发生机构用于制备氢气；氢储存机构包括能进行气体交换的第一储腔和第二储腔，第一储腔和第二储腔之间设有透氢隔氧的第一半透膜，第二储腔设有与氢发生机构的第一氢气输出口连接的第一氢气输入口，第一储腔设有第二氢气输出口，第二氢气输出口上设有控制阀。
进一步地，前述的氢呼吸机中，第二储腔为管状结构且设在第一储腔内，管状结构的外壁包括第一半透膜和设在第一半透膜外部且设有通孔的支撑管。
进一步地，前述的氢呼吸机中，第二储腔上设有延伸至第一储腔外部的第一排气口。
进一步地，前述的氢呼吸机中，氢呼吸机还包括气体混合机构，气体混合机构包括中部与第二氢气输出口连接的混合管，混合管一端设有进气口，另一端设有出气口。
进一步地，前述的氢呼吸机中，混合管的进气口一端设有气体过滤模块和气体加湿模块；混合管的出气口一端设有单向阀。
进一步地，前述的氢呼吸机中，控制阀为电子阀，混合管内设有用于测量气体流速的流速检测模块以及分别与流速检测模块和控制阀电连接的控制模块。
进一步地，前述的氢呼吸机中，控制阀包括风扇、转轴、固定支架、离心盘、阀块和弹性元件，风扇设在混合管内；转轴一端与风扇同轴连接；固定支架设在混合管或第二氢气输出口，且与转轴限位转动连接；离心盘与转轴另一端连接，离心盘上设有径向孔，径向孔内设有弹子和用于向径向孔内拉弹子的拉簧，弹子外端设有倾斜面；阀块用于与第二氢气输出口抵接并将第二氢气输出口封闭，阀块上设有用于容纳离心盘的容纳槽，容纳槽侧壁设有与弹子外端的倾斜面抵接的锥面；弹性元件设在阀块与固定支架之间，用于在自然状态下使阀块顶紧并封闭第二氢气输出口。
进一步地，前述的氢呼吸机中，第二氢气输出口的外端面为用于与阀块紧密接触的平面，弹性元件为压簧，锥面的直径向风扇的方向逐渐减小。
进一步地，前述的氢呼吸机中，氢发生机构包括电解腔和设在电解腔中的至少两个电极，制氧的电极上部设有收集罩和与收集罩上部连接的排气管，制氢的电极上部为第一氢气输出口，第一氢气输出口上设有第二半透膜。
进一步地，前述的氢呼吸机中，氢呼吸机还包括储水机构，储水机构用于向氢发生机构供水，包括出水口与氢发生机构的进水口连接的水箱、设在水箱上且用于调节水箱内部压强的压力泵和与出水口连接的净水模块。
本发明提供的氢呼吸机的有益效果在于：与现有技术相比，本发明在使用过程中，氢发生机构中制备的含有杂质的氢气进入第二储腔后经过第一半透膜的过滤，获得较为纯净的氢气，并储存在第一储腔中以供使用；由于第二储腔中含有杂质的氢气处于氢发生机构和第一储腔之间，难以接触到空气、明火或外部静电，不易发生爆炸，而第一储腔中的氢气较为纯净，在缺少氧化剂的情况下，也不易发生爆炸，因此该氢呼吸机发生爆炸的可能性能够大大降低；而且在第二储腔中氢气和第一半透膜的阻隔作用下，氢发生机构与第二氢气输出口之间的电阻能够大大增加，能够有效避免漏电触电事故的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的氢呼吸机的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的氢呼吸机的控制阀部位在自然状态下的剖面结构示意图；
图3为本发明实施例提供的氢呼吸机的控制阀部位在使用状态下的剖面结构示意图。
其中，图中各附图标记：
11-压力泵；12-净水模块；13-水箱；
21-电解腔；22-电极；23-收集罩；24-排气管；25-第二半透膜；
31-第一储腔；32-第二储腔；33-第一半透膜；
34-第一排气口；35-第二氢气输出口；
41-混合管；42-气体过滤模块；43-气体加湿模块；44-单向阀；
45-流速检测模块；46-控制模块；47-呼吸面罩；
50-控制阀；51-风扇；52-转轴；53-固定支架；
54-离心盘；55-弹子；56-拉簧；57-阀块；58-容纳槽；59-弹性元件。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，现对本发明提供的一种氢呼吸机进行说明。所述氢呼吸机，包括氢发生机构和氢储存机构，氢发生机构用于制备氢气；氢储存机构包括互相连接以进行气体交换的第一储腔31和第二储腔32，第一储腔31和第二储腔32之间设有透氢隔氧的第一半透膜33，第二储腔32设有与氢发生机构的第一氢气输出口连接的第一氢气输入口，第一储腔31设有第二氢气输出口35，第二氢气输出口35上设有控制阀50。
本发明提供的氢呼吸机，与现有技术相比，在使用时，氢发生机构中制备的含有杂质的氢气进入第二储腔32后经过第一半透膜33的过滤，获得较为纯净的氢气，并储存在第一储腔31中以供使用；由于第二储腔32中含有杂质的氢气处于氢发生机构和第一储腔31之间，难以接触到空气、明火或外部静电，不易发生爆炸，而第一储腔31中的氢气较为纯净，在缺少氧化剂的情况下，也不易发生爆炸，因此该氢呼吸机发生爆炸的可能性能够大大降低；而且在第二储腔32中氢气和第一半透膜33的阻隔作用下，氢发生机构与第二氢气输出口35之间的电阻能够大大增加，能够有效避免漏电触电事故的发生。
半透膜(英语：semipermeable membrane)是一种只给某种分子或离子扩散进出的薄膜，对不同粒子的通过具有选择性的薄膜。例如细胞膜、膀胱膜、羊皮纸以及人工制的胶棉薄膜等。
为了更好地进行气体交换，可以在第二储腔32设置用于加压的加压泵，同时分别在第一储腔31和第二储腔32内设置压力检测模块，另外再设置分别与压力检测模块和加压泵电连接的控制模块，当第一储腔31和第二储腔32内的压强差大于某一阈值或其中的某一个压强大于某一阈值时，控制器控制加压泵停止加压，当第一储腔31和第二储腔32内的压强差小于某一阈值或两个的压强均小于某一阈值时，控制器控制加压泵开始加压。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的氢呼吸机的一种具体实施方式，第二储腔32为管状结构且设在第一储腔31内，管状结构的外壁包括第一半透膜33和设在第一半透膜33外部且设有通孔的支撑管。支撑管也可以是弹性网，弹性网的横截面的周长小于第一半透膜33横截面的周长，使第二储腔32的大小能根据第一储腔31和第二储腔32中的气体量和压强的变化而变化，从而持续地、平稳地使氢气由第二储腔32渗透到第一储腔31中。即使第一储腔31和第二储腔32中的一个发生燃烧爆炸，另一个也会起到一定的缓冲作用。
进一步地，第二储腔32上设有延伸至第一储腔31外部的第一排气口34，以在使用一段时间后释放第二储腔32内聚集的氧气、二氧化碳等其他气体。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的氢呼吸机的一种具体实施方式，氢呼吸机还包括气体混合机构，气体混合机构包括中部与第二氢气输出口35连接的混合管41，混合管41一端设有进气口，另一端设有出气口。设置混合管能够方便氢气与空气、氧气、氮气等其他气体的混合使用。
进一步地，混合管41的进气口一端设有气体过滤模块42和气体加湿模块43；混合管41的出气口一端设有单向阀44。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的氢呼吸机的一种具体实施方式，控制阀50为电子阀，混合管41内设有用于测量气体流速的流速检测模块45以及分别与流速检测模块45和控制阀50电连接的控制模块46。使用时，流速检测模块45测量混合管41内的气体流速后生成电信号并传递至控制模块46，控制模块46根据接收到的电信号控制控制阀50的开度，以便于氢气与其他气体成比例混合使用。
进一步地，请一并参阅图2和图3，作为本发明提供的氢呼吸机的一种具体实施方式，控制阀50包括风扇51、转轴52、固定支架53、离心盘54、阀块57和弹性元件59，风扇51设在混合管41内，并随混合管41内的气体流动而转动；转轴52一端与风扇51同轴连接；固定支架53设在混合管41或第二氢气输出口35，且与转轴52限位转动连接；离心盘54与转轴52另一端连接，离心盘54上设有径向孔，径向孔内设有弹子55和用于向径向孔内拉弹子55的拉簧56，弹子55外端设有倾斜面；阀块57用于与第二氢气输出口35抵接并将第二氢气输出口35封闭，阀块57上设有用于容纳离心盘54的容纳槽58，容纳槽58侧壁设有与弹子55外端的倾斜面抵接的锥面；弹性元件59设在阀块57与固定支架53之间，用于在自然状态下使阀块57顶紧并封闭第二氢气输出口35。控制阀50还包括变速器，变速器设置在转轴52上，用于使转轴52两端的转速不同。
进一步地，第二氢气输出口35的外端面为用于与阀块57紧密接触的平面，弹性元件59为压簧，锥面的直径向风扇51的方向逐渐减小。
在使用时，混合管41里的气流带动风扇51转动，风扇51带动转轴52，进而带动离心盘54转动，弹子55在离心盘54的离心作用下克服拉簧56的弹力向外运动，同时弹子55的倾斜面对阀块57的容纳槽58内的锥面施加挤压力，使阀块57移动，进而使阀块57与第二氢气输出口35之间产生空隙，进而在第一储腔31内部压力或混合管41的吸引力的作用下，使氢气由第二氢气输出口35进入混合管41内。
如果混合管41里的气流流速越大即单位时间内的气体流量越大，风扇51及离心盘54转速越快，弹子55在离心作用下伸出越多，使阀块57与第二氢气输出口35之间的开口越大，而进入混合管41的氢气越多。反之亦然。最后能够实现氢气与其他气体成比例混合使用，同时也能防止混合管41里的其他气体进入第一储腔31内。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的氢呼吸机的一种具体实施方式，氢发生机构包括电解腔21和设在电解腔21中的至少两个电极22，制氧的电极22上部设有收集罩23和与收集罩23上部连接的排气管24，制氢的电极22上部为第一氢气输出口，第一氢气输出口上设有第二半透膜25。第二半透膜25可以用于将水与气体分离，也可以用于初步地氢气提纯，有利于增大氢发生机构与氢气使用端之间的电阻，起到更好地安全防护效果。
进一步地，请参阅图1，作为本发明提供的氢呼吸机的一种具体实施方式，氢呼吸机还包括储水机构，储水机构用于向氢发生机构供水，包括出水口与氢发生机构的进水口连接的水箱13、设在水箱13上且用于调节水箱13内部压强的压力泵11和与出水口连接的净水模块12。
进一步地，还可以设置总控制模块，并将总控制模块分别与加压泵、压力检测模块、压力泵11、电极22、控制阀50及其他电控部件或模块电连接，以控制整个氢呼吸机平稳地工作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种氢呼吸机，其特征在于，包括：
氢发生机构，用于制备氢气；以及
氢储存机构，包括能进行气体交换的第一储腔(31)和第二储腔(32)，所述第一储腔(31)和第二储腔(32)之间设有透氢隔氧的第一半透膜(33)，所述第二储腔(32)设有与所述氢发生机构的第一氢气输出口连接的第一氢气输入口，所述第一储腔(31)设有第二氢气输出口(35)，所述第二氢气输出口(35)上设有控制阀(50)；
所述第二储腔(32)为管状结构且设在所述第一储腔(31)内，所述管状结构的外壁包括所述第一半透膜(33)和设在所述第一半透膜(33)外部且设有通孔的支撑管；
所述氢发生机构包括电解腔(21)和设在所述电解腔(21)中的至少两个电极(22)，制氧的所述电极(22)上部设有收集罩(23)和与所述收集罩(23)上部连接的排气管(24)，制氢的所述电极(22)上部为所述第一氢气输出口。
2.如权利要求1所述的氢呼吸机，其特征在于：所述第二储腔(32)上设有延伸至所述第一储腔(31)外部的第一排气口(34)。
3.如权利要求1所述的氢呼吸机，其特征在于，所述氢呼吸机还包括：
气体混合机构，包括中部与所述第二氢气输出口(35)连接的混合管(41)，所述混合管(41)一端设有进气口，另一端设有出气口。
4.如权利要求3所述的氢呼吸机，其特征在于：所述混合管(41)的进气口一端设有气体过滤模块(42)和气体加湿模块(43)；所述混合管(41)的出气口一端设有单向阀(44)。
5.如权利要求3所述的氢呼吸机，其特征在于：所述控制阀(50)为电子阀，所述混合管(41)内设有用于测量气体流速的流速检测模块(45)以及分别与所述流速检测模块(45)和所述控制阀(50)电连接的控制模块(46)。
6.如权利要求3所述的氢呼吸机，其特征在于，所述控制阀(50)包括：
风扇(51)，设在所述混合管(41)内；
转轴(52)，一端与所述风扇(51)同轴连接；
固定支架(53)，设在所述混合管(41)或所述第二氢气输出口(35)，且与所述转轴(52)限位转动连接；
离心盘(54)，与所述转轴(52)另一端连接，所述离心盘(54)上设有径向孔，所述径向孔内设有弹子(55)和用于向所述径向孔内拉所述弹子(55)的拉簧(56)，所述弹子(55)外端设有倾斜面；
阀块(57)，用于与所述第二氢气输出口(35)抵接并将所述第二氢气输出口(35)封闭，所述阀块(57)上设有用于容纳所述离心盘(54)的容纳槽(58)，所述容纳槽(58)侧壁设有与所述弹子(55)外端的倾斜面抵接的锥面；以及
弹性元件(59)，设在所述阀块(57)与所述固定支架(53)之间，用于在自然状态下使所述阀块(57)顶紧并封闭所述第二氢气输出口(35)。
7.如权利要求6所述的氢呼吸机，其特征在于，所述第二氢气输出口(35)的外端面为用于与所述阀块(57)紧密接触的平面，所述弹性元件(59)为压簧，所述锥面的直径向所述风扇(51)的方向逐渐减小。
8.如权利要求1所述的氢呼吸机，其特征在于：所述第一氢气输出口上设有第二半透膜(25)。
9.如权利要求1所述的氢呼吸机，其特征在于，所述氢呼吸机还包括：
储水机构，用于向所述氢发生机构供水，包括出水口与所述氢发生机构的进水口连接的水箱(13)、设在所述水箱(13)上且用于调节所述水箱(13)内部压强的压力泵(11)和与所述出水口连接的净水模块(12)。
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| CN209568154U (zh) * | 2019-03-05 | 2019-11-01 | 河北云悦生物科技有限公司 | 氢呼吸机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109706469A (zh) | 2019-05-03 |
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