CN110104734A - 一种改进型富氢水制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的改进型富氢水制备装置增加了氢气回流管路，且设置了可以作为浮动油缸起作用的多节油缸，并且考虑到了富氢水制备装置在不同阶段氢气溶解程度而进行相应动作，改进后的装置使得氢气溶解更加充分，且不会使得溶解后的氢气又因为搅拌而溢出，从而达到制备出氢气含量更高的富氢水。

Description

一种改进型富氢水制备装置
技术领域
本申请涉及生活领域，具体涉及一种改进型富氢水制备装置。
背景技术
富氢水在预防和治疗癌症或糖尿病等疾病、抗氧化等方面具有至关重要的作用，富氢水中如何保证富足的含氢量成为了人们研究的热点，如专利文献1中所保护的富氢水制备装置，氢气从主体1下部的阴极板产生，产生的氢气溶解于水中，未溶解部分上溢，上溢的氢气滞留于氢气动态平衡装置51上，当氢气产生过多时，主体1上部的压力增大，带动滑动盖47向上滑动，进而带动上引导机构12滑动，与上引导机构12螺纹连接的下引导机构11螺旋转动，进而将水中的氢气搅拌均匀，达到动态搅拌的目的，但是，在该结构中，由于仅有弹性伸缩装置17作为复位的驱动力，因此回复较慢，而且氢气溶解于水的速度比较慢，因此一个循环下来花费时间过长，效率较低；并且，溢出液面48的氢气仅能通过液面48进行溶解，更加进一步增加了溶解难度；最重要的是，在滑动盖47回位过程中，由于下引导机构11通过螺纹连接上引导机构12，因此，在滑动盖47复原回复过程中，期望溢出于液面48的氢气能迅速溶解于水中，且在该复原回复过程中，不期望下引导机构11中的下旋转阻挡板7转动，因为此时，氢气在水中处于溶解饱和状态，若是在此过程中再转动下旋转阻挡板7，则会使得溶解于水中的氢气又溢出，不利于富氢水中氢气含量的增加。
专利文献1:CN108585124A
综上所述，现有的富氢水制备装置，循环过程过长，氢气溶解难度过大、时间过长，且在富氢水制备装置回位过程中，下旋转阻挡板7进行了非必要的搅拌，使得溶解于水中的氢气又溢出，降低富氢水氢气含量。
发明内容
为了克服现有富氢水制备装置的不足，本发明提供了一种技术方案：一种改进型富氢水制备装置，包括主体、离子交换膜、阴极、阳极、氢气动态平衡装置，阴极位于离子交换模上部，离子交换模、阴极、阳极均位于主体的底部，氢气动态平衡装置包括下旋转机构、上引导机构、滑动盖、弹性伸缩装置，上引导机构套接于下旋转机构外部，下旋转机构转动固定于主体上，使得下旋转机构仅可以绕着自身轴线旋转，不可以沿着主体上下运动，上引导机构固定安装于滑动盖的内部，氢气动态平衡装置还包括多节油缸和氢气回流管路，滑动盖通过弹性伸缩装置和多节油缸滑动安装于主体上，当滑动盖沿第一方向向上滑动过程中，上引导机构带动下旋转机构转动，当滑动盖沿第二方向向下滑动过程中，上引导机构不带动下旋转机构转动；
优选地，氢气回流管路一端连通位于液面以上的主体上部分，另外一端伸入液面内，且介于阴极和氢气动态平衡装置之间；
优选地，氢气回流管路内设置有单向阀，在氢气回流管路下端设置有出气管，出气管的形状设置为与阴极的形状相适应的螺旋型，在出气管上均匀设置有若干气孔，氢气从气孔中溢出；
优选地，上引导机构包括外导杆和上阻挡板，下旋转机构包括下旋转阻挡板和内旋转杆，在外导杆上设置有内螺纹，内螺旋杆包括主体杆和旋转连接于主体杆上端的转动头，转动头上设置有外螺纹，内螺纹与外螺纹啮合配合，转动头仅可以沿着主体杆的轴线旋转，而不能沿着主体杆的轴线轴向移动，且转动头仅在一个旋转方向啮合主体杆，而在另外一个旋转方向脱离主体杆；
优选地，在内旋转杆上设置有制动装置；
优选地，转动头下端部转动设置有锁止杆，主体杆上端外周与转动头下端部相对应的位置设置有斜齿，斜齿包括垂直部和倾斜部，并且还设置有一偏置弹簧，偏置弹簧使得锁止杆锁止于斜齿内。
本发明的有益效果为：
1、在现有的已设有弹性伸缩装置的富氢水制备装置上还设置一能主动驱动滑动盖复位的多节伸缩油缸，通过该油缸加快富氢水制备装置完成复位，提高富氢水制备装置效率，且该多节伸缩油缸还能起到浮动油缸的作用，使得富氢水制备装置运行平稳，保护设备安全；
2、在富氢水制备装置主体上部设置一氢气回流管路，通过该回流管路将溢出液面的氢气又导入富氢水内部，提高了富氢水中氢气的溶解速度；
3、氢气回流管路设置为与氢气产生的螺旋型电极相匹配的螺旋型结构，两螺旋型结构为相互嵌套结构，以进一步使得氢气在水中产生的更加均匀；
4、考虑到富氢水制备装置在开始产生氢气过程中，需要搅拌富氢水以提高氢气的溶解度，而在回位过程中，由于氢气已经在水中达到饱和，因此此时，要避免搅拌富氢水，避免溶解于水中的氢气又溢出液面，降低氢气含量，因此，该改进型富氢水制备装置改进了现有富氢水制备装置缺陷，使得在富氢水制备装置复位过程中，不搅拌富氢水，进一步提高了氢气含量。
附图说明
图1为现有技术富氢水制备装置结构示意图；
图2为现有技术富氢水制备装置的局部放大图；
图3为阴极板形状示意图；
图4为本发明的改进型富氢水制备装置结构示意图；
图5为本发明的改进型富氢水制备装置的局部放大图；
图6为出气管形状示意图。
标号说明
1、主体；2、阴极；3、阳极；4、入水口；5、富氢水出水口；6、离子交换膜；7、下旋转阻挡板；8、上阻挡板；9、内旋转杆；10、外导杆；11下旋转机构；12、上引导机构；13、内螺纹；14、外螺纹；15、内定向块；16、外定向块；17、弹性伸缩装置；18、密封定位块；19、氢气回流管路；20、单向阀；21、多节伸缩缸；22、出气管；23、气孔；24、主体杆；25、转动头；26、斜齿；27、垂直部；28、倾斜部；29、锁止杆；30、偏置弹簧；47、滑动盖；48、液面；51、氢气动态平衡装置。
具体实施方式
参照附图说明用于实施本发明的方式。且定义富氢水制备装置中的滑动盖47位于最下端时为初始状态，在滑动盖47从最上端向最下端移动的过程定义为回位过程。
图4为本发明的改进型富氢水制备装置，包括主体1、离子交换膜6、阴极2、阳极3、氢气动态平衡装置51，阴极2位于离子交换模6上部，且离子交换模6、阴极2、阳极3均位于主体1的底部，在阴极2处产生的氢气，溶解于水中，未溶解部分上溢，首先，滞留于氢气动态平衡装置51上，多余的氢气继续上溢，当溢出的氢气达到一定量时，氢气动态平衡装置51动作，根据氢气的溢出量动态的对水进行搅拌，将水中的氢气搅拌均匀，从而保证了氢气在水中溶解的均匀性，同时，由于氢气动态平衡装置51的动作，可以使得位于较高液面的氢气也可以滞留于氢气动态平衡装置中，从而动态地调整氢气在水中的溶解度。优选地，如图3所示，阴极2的形状优选为螺旋型。氢气动态平衡装置51包括下旋转机构11、上引导机构12、滑动盖47、弹性伸缩装置17、多节油缸21和氢气回流管路19，上引导机构12套接于下旋转机构11外部，下旋转机构11转动固定于主体1上，使得下旋转机构11仅可以绕着自身轴线旋转，不可以沿着主体1上下运动，上引导机构12固定安装于滑动盖47的内部，滑动盖47通过弹性伸缩装置17和多节油缸21滑动安装于主体1上，滑动盖47不可以绕着自身轴线旋转，仅可以上下滑动，上引导机构12和下旋转机构11通过螺纹副联动，当氢气溢出使得主体1内位于液面48上部的压强大于外部气压时，滑动盖47克服弹性伸缩装置17的力向上运动，此时多节油缸21不动作起到浮动油缸的作用，使得滑动盖47的上移动作平稳，滑动盖47带动上引导机构12向上运动，同时，使得与上引导机构12螺旋副连接的下旋转机构11旋转，从而可以搅拌水中的氢气，使得水中的氢气能够均匀溶解，此时，若氢气减少后，其压力变小，弹性伸缩装置17又可以驱动滑动盖47下滑，带动下旋转机构11反向旋转，达到可以根据氢气的压力变化，而自动搅拌液体，从而达到增大氢气在水中均匀溶解的目的。优选地，弹性伸缩装置17为弹簧。优选地，上引导机构12包括外导杆10和上阻挡板8，下旋转机构11包括下旋转阻挡板7和内旋转杆9，上阻挡板8和下旋转阻挡板7叠加放置。优选地，在外导杆10上设置有外定向块16和内螺纹13，在内旋转杆9上设置有与其对应的内定向块15和外螺纹14，外定向块16与内定向块15配合使用，从而定位下旋转阻挡板7的位置，内螺纹13与外螺纹14啮合配合；优选地，为了提高阻挡氢气效果，下旋转挡板7包括两片下旋片，上阻挡板8包括两片上阻挡片；优选地，上阻挡片与下旋片之间互补，使得它们之间叠加后可以形成一个圆形封闭面；优选地，在初始状态下，上阻挡片和下旋片叠加后形成一个圆形封闭面，以进一步提高滞留氢气的效率，同时，在滑动盖47运动到最高处、外定向块和内定向块啮合时，上阻挡片与下旋片之间互补，形成一个圆形封闭面，以更好的达到均匀滞留氢气，使得各层面的氢气溶解均匀。
氢气回流管路19一端连通位于液面48以上的主体1上部分，另外一端连通液面48内介于阴极2和氢气动态平衡装置51之间；优选介于阴极2和下旋转阻挡板7之间；氢气回流管路19内设置有单向阀20，该单向阀20在主体1内位于液面48以上的气体压力达到一定值时打开，从而使得氢气可以顺着氢气回流管路19流回富氢水内，增加富氢水中氢气含量。优选地，为了使得氢气能均匀溶解，在氢气回流管路下端设置有出气管22，出气管22的形状设置为与阴极2的形状相适应的螺旋型，从而使得富氢水中氢气产生均匀，优选地，在出气管22上均匀设置有若干气孔23，氢气从气孔23中溢出。
如图5所示，内螺旋杆9包括主体杆24和旋转连接于主体杆24上端的转动头25，外螺纹14设置于转动头25上，转动头25仅可以沿着主体杆24的轴线旋转，而不能沿着主体杆24的轴线轴向移动，且转动头25仅在一个旋转方向啮合主体杆24，而在另外一个旋转方向脱离主体杆24，如在转动头25顺时针转动时啮合主体杆24，而在转动头25逆时针转动时脱离主体杆24，通过此种设置方式，使得当滑动盖47向上滑动时，转动头25啮合主体杆24，从而滑动盖47的滑动带动内螺纹13向上移动，移动的内螺纹13带动外螺纹14转动，而此时主体杆24啮合转动头25，从而使得主体杆24转动，下旋转阻挡板7转动，实现开始氢气产生时，通过搅拌下旋转阻挡板7将氢气均匀溶解于水中；当氢气继续产生，滑动盖47滑动达到最顶端后，启动多节油缸21伸出，此时，位于液面48上的气体压力变大，当达到一定数值后，使得单向阀20打开，氢气通过氢气回流管路19流回水中，当滑动盖47向下滑动时，转动头25脱离主体杆24，从而滑动盖47的滑动仅使得内螺纹13仅带动还外螺纹14的转动头25空转，而不会使得主体杆24转动，从而实现在富氢水制备装置回位的过程中，下旋转阻挡板7保持静止，不发生转动，不会再搅拌富氢水，将水中的氢气溢出。优选地，为了防止下旋转阻挡板7发生不必要的旋转，在内旋转杆9上设置有制动装置，保证内旋转杆9不会产生不必要的旋转。
优选地，转动头25下端部转动设置有锁止杆29，主体杆24上端外周与转动头25下端部相对应的位置设置有斜齿26，斜齿26包括垂直部27和倾斜部28，并且还设置有一偏置弹簧30，偏置弹簧30使得锁止杆29锁止于斜齿26内。通过此种结构设置，使得转动头25仅可单向啮合主体杆24；如图5所示，以此图为例，当转动头25逆时针转动时，锁止杆29卡入垂直部27内，从而使得此时转动头25啮合主体杆24，转动头25的转动会带动主体杆24一起转动，而当转动头25顺时针转动时，锁止杆29克服偏置弹簧30的弹力顺着倾斜部28划出，使得转动头25脱离主体杆24，转动头25的转动不会带动主体杆24一起转动。
本发明中以离子交换膜为界分离设置的阴电极和阳电极，在阴电极和电解装置主体间的空腔为阴极室，在阳电极和电解装置主体间的空腔为阳极室，在制备装置主体下侧设置有富氢水排出口5。还设置有电源装置，电源装置产生数十伏以下的直流电，向电解主体的阴电极和阳电级供给直流时会产生电解反应，
(阳极)2H2O(I)＝O2(g)+4e-+4H-(aq)
(阴极)4H+(aq)+4e-＝2H2(g)
因此在阴极室能够得到富氢水。
本改进型富氢水制备装置动作过程如下：电源装置通电，阴极处产生氢气，氢气溶于水中，未溶解部分氢气上溢，一部分氢气滞留于上阻挡板8和下旋转阻挡板7处，多余的氢气继续上溢，随着氢气的增多，液面48上处的压力增大，滑动盖47克服弹性伸缩装置17向上滑动，改进型富氢水制备装置从初始状态动作，由于还设置有多节伸缩油缸21，此时多节伸缩油缸21相当于浮动油缸，使得滑动盖47滑动平稳，上移的滑动盖47带动内螺纹13向上滑动，内螺纹13的滑动带动外螺纹14转动，此时，转动头25啮合主体杆24，从而带动下旋转阻挡板7转动，使得氢气均匀溶解于水中；当氢气继续增多，滑动盖47运动到最顶端后，多节伸缩油缸21伸出运动，带动滑动盖47回位，此时，位于液面48上的气体压力增大，使得单向阀20打开，氢气从氢气回流管路19重新回流到水中，此时，水中的氢气处于饱和状态，不适宜在转动下旋转阻挡板，应保持水体平静，在滑动盖47下移过程中，内螺纹13驱动转动头25朝另外一个方向转动，而在该方向的转动过程中，主体杆24脱离转动头25，因此，仅使得转动头25空转而不会再带动下旋转阻挡板7转动，因此，改进型的富氢水制备装置考虑到了富氢水制备过程中的不同阶段水中氢气含量而采取不同的措施，进一步提高了富氢水中氢气的含量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种改进型富氢水制备装置，包括主体(1)、离子交换膜(6)、阴极(2)、阳极(3)、氢气动态平衡装置(51)，阴极(2)位于离子交换模(6)上部，离子交换模(6)、阴极(2)、阳极(3)均位于主体(1)的底部，氢气动态平衡装置(51)包括下旋转机构(11)、上引导机构(12)、滑动盖(47)、弹性伸缩装置(17)，上引导机构(12)套接于下旋转机构(11)外部，下旋转机构(11)转动固定于主体(1)上，使得下旋转机构(11)仅可以绕着自身轴线旋转，不可以沿着主体(1)上下运动，上引导机构(12)固定安装于滑动盖(47)的内部，其特征在于：氢气动态平衡装置(51)还包括多节油缸(21)和氢气回流管路(19)，滑动盖(47)通过弹性伸缩装置(17)和多节油缸(21)滑动安装于主体(1)上，当滑动盖(47)沿第一方向向上滑动过程中，上引导机构(12)带动下旋转机构(11)转动，当滑动盖(47)沿第二方向向下滑动过程中，上引导机构(12)不带动下旋转机构(11)转动。
2.如权利要求1所述的改进型富氢水制备装置，其特征在于：氢气回流管路(19)一端连通位于液面(48)以上的主体(1)上部分，另外一端伸入液面(48)内，且介于阴极(2)和氢气动态平衡装置(51)之间。
3.如权利要求2所述的改进型富氢水制备装置，其特征在于：氢气回流管路(19)内设置有单向阀(20)，在氢气回流管路下端设置有出气管(22)，出气管(22)的形状设置为与阴极(2)的形状相适应的螺旋型，在出气管(22)上均匀设置有若干气孔(23)，氢气从气孔(23)中溢出。
4.如权利要求1所述的改进型富氢水制备装置，其特征在于：上引导机构(12)包括外导杆(10)和上阻挡板(8)，下旋转机构(11)包括下旋转阻挡板(7)和内旋转杆(9)，在外导杆(10)上设置有内螺纹(13)，内旋转杆(9)包括主体杆(24)和旋转连接于主体杆(24)上端的转动头(25)，转动头(25)上设置有外螺纹(14)，内螺纹(13)与外螺纹(14)啮合配合，转动头(25)仅可以沿着主体杆(24)的轴线旋转，而不能沿着主体杆(24)的轴线轴向移动，且转动头(25)仅在一个旋转方向啮合主体杆(24)，而在另外一个旋转方向脱离主体杆(24)。
5.如权利要求4所述的改进型富氢水制备装置，其特征在于：在内旋转杆(9)上设置有制动装置。
6.如权利要求4或5所述的改进型富氢水制备装置，其特征在于：转动头(25)下端部转动设置有锁止杆(29)，主体杆(24)上端外周与转动头(25)下端部相对应的位置设置有斜齿(26)，斜齿(26)包括垂直部(27)和倾斜部(28)，并且还设置有一偏置弹簧(30)，偏置弹簧(30)使得锁止杆(29)锁止于斜齿(26)内。
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