CN218393134U - 一种循环式富氢水制取系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及富氢水制取技术领域，特别是涉及一种循环式富氢水制取系统。本实用新型包括顺次连接的制氢单元、混氢单元和富氢水充装单元，制氢单元包括纯水机、水箱和PEM电解槽，水箱分别连接纯水机和PEM电解槽，PEM电解槽与水箱之间设置有循环泵和离子交换罐；混氢单元包括气液混合泵和混氢罐，气液混合泵通过管道分别与混氢罐、纯水机相连接；富氢水充装单元设置有多个充装口。本实用新型通过液位传感器检测水箱和混氢罐的水位，能够及时补水，降低人工监测难度；通过气液混合泵进行补氢，不补氢时利用混氢罐顶部氢气与气液混合泵吸入口形成压差，气液混合泵连续循环运行，能够高效维持混氢罐内富氢水的氢气溶解量，提高制取效率。

Description

一种循环式富氢水制取系统

技术领域

本实用新型涉及富氢水制取技术领域，特别是涉及一种循环式富氢水制取系统。

背景技术

氢气具有选择性中和毒性自由基的作用，而人体的衰老、亚健康以及多种难以根治的慢性病根源就是毒性自由基，氢分子的选择性抗氧化作用远优越于维生素C、胡萝卜素、卵磷脂等其他所有人类已知抗氧化物，更关键的是氢气具有很大的人体安全性。而富氢水是指含有微量氢分子的水，富氢水的水为小分子活水团，其能够净化血液，具备高效、安全、无毒、无副作用对抗活性氧的特性，能够满足人们对高品质水的需求，具备广阔的应用前景。

现有的富氢水制取通常是利用电解水的方式，由于需要在多个步骤持续性补水，工艺步骤较为繁琐，氢气与水无法实现连续性地循环混合，无法维持富氢水浓度，制取成本较高且制取情况不稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种循环式富氢水制取系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种循环式富氢水制取系统，包括通过管道顺次连接的制氢单元、混氢单元和富氢水充装单元，所述制氢单元包括：

纯水机，用于为水箱提供超纯水、为混氢罐提供纯水，所述纯水机上设置有用于连接外部水源的补水口；

水箱，水箱通过管道分别连接所述纯水机和PEM电解槽，用于提供电解制氢用水；

PEM电解槽，用于电解水制取氢气，所述PEM电解槽与水箱之间设置有循环泵和离子交换罐，离子交换罐内设置有用于催化水解离的离子交换树脂，超纯水通过循环泵和离子交换罐后能够为PEM电解槽提供均相阳离子，PEM电解槽分别通过管道与气液混合泵的气体吸入口、混氢罐的顶部连通；

所述混氢单元包括气液混合泵和混氢罐，所述气液混合泵通过管道与所述混氢罐的底部相连，所述气液混合泵通过管道分别与所述混氢罐、所述纯水机相连接，纯水机用于为气液混合泵补充纯水；

所述富氢水充装单元设置有多个充装口，所述充装口分别安装有对应的电磁阀及压力显示装置，能够同时进行多组充装，且并联式设计的充装口便于进行检修，不会影响整个系统的使用。

优选的，所述水箱和混氢罐的内部分别设置有对应的液位传感器，液位传感器分别与纯水机或缓冲水箱通信地耦合，液位传感器用于检测水位的上、下限，便于及时补水。

优选的，所述管道上均设置有对应的电磁阀。

作为本实用新型的进一步方案，所述制氢单元还设置有用于为气液混合泵补水的缓冲水箱，缓冲水箱分别连接所述纯水机和气液混合泵的吸入口，气液混合泵与所述缓冲水箱的管道上还设置有过滤器。

优选的，所述混氢罐的顶部安装有安全溢流阀和压力传感器，所述压力传感器与充装口的压力显示装置通信地耦合。

优选的，所述液位传感器、所述压力传感器与缓冲水箱的连接方式均为通信地耦合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过液位传感器检测水箱和混氢罐的水位，能够及时补水，降低人工监测难度，简化工艺步骤。

2.本实用新型通过气液混合泵进行补氢，不补氢时利用混氢罐顶部氢气与气液混合泵吸入口形成压差，气液混合泵连续循环运行，能够高效维持混氢罐内富氢水的氢气溶解量，提高制取效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，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他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型局部结构的放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1-2所示，本实施例提供了一种循环式富氢水制取系统，包括通过管道顺次连接的制氢单元、混氢单元和富氢水充装单元。

制氢单元包括通过管道顺次连接的纯水机11、水箱12、循环泵14、离子交换罐15和PEM电解槽13，纯水机11为水箱12提供超纯水、为气液混合泵21提供纯水，纯水机11上设置有用于连接外部水源的补水口，水箱12提供电解制氢用水，水箱12内部设置有与纯水机11通信地耦合的液位传感器4，液位传感器4用于检测水位的上、下限，便于及时补水，离子交换罐15内设置有用于催化水解离的离子交换树脂，超纯水通过循环泵14和离子交换罐15为PEM电解槽13提供均相阳离子，超纯水在PEM电解槽13内电解制取氢气，PEM电解槽13分别通过管道与气液混合泵21的气体吸入口、混氢罐22的顶部连通，制备得到的氢气经管道分别输送至气液混合泵21的气体吸入口、混氢罐22的顶部。

混氢单元包括通过管道连接的气液混合泵21和混氢罐22，气液混合泵21通过管道与混氢罐22的底部相连，气液混合泵21通过管道分别与混氢罐22、纯水机11相连接。补氢时，PEM电解槽13内产生的氢气直接输送至气液混合泵21吸入口，不补氢时，利用混氢罐22顶部氢气与气液混合泵21吸入口真空形成的压差，将氢气吸入气液混合泵21内，气液混合泵21连续循环运行，气液混合后再输送至混氢罐22内，能够高效维持混氢罐22内富氢水的氢气溶解量，提高富氢水的制取效率。

富氢水充装单元设置有多个充装口31，充装口31分别安装有对应的电磁阀及压力显示装置，能够同时进行多组充装，且并联式设计的充装口31便于进行检修，不会影响整个系统的使用。

上述管道上均设置有对应的电磁阀。

实施例2：

如图1-2所示，本实施例提供了一种循环式富氢水制取系统，本实施例与实施例1的不同之处在于，制氢单元还设置有用于为混氢罐22补水的缓冲水箱16，纯水机11和缓冲水箱16的体积均至少满足一次补水量的需求，缓冲水箱16分别连接纯水机11和气液混合泵21吸入口，气液混合泵21通过管道分别与混氢罐22、缓冲水箱16相连接，纯水机11通过缓冲水箱16为气液混合泵21补充纯水，气液混合泵21与缓冲水箱16相连接的管道上还设置有过滤器，其余均与实施例1相同。

实施例3：

如图1-2所示，本实施例提供了一种循环式富氢水制取系统，本实施例与实施例2的不同之处在于，水箱12与缓冲水箱16的内部均设置有对应的液位传感器4，光电式的液位传感器4用于检测水位的上、下限，便于及时补水，降低人工监测难度，简化工艺步骤。混氢罐22的顶部安装有安全溢流阀和压力传感器，安全溢流阀用于确保混氢罐22压力不超压，提高装置的安全稳定性，液位传感器、压力传感器与缓冲水箱16均为通信地耦合，压力传感器与充装口的压力显示装置通信地耦合，其余均与实施例2一致。

本实用新型的工作原理如下：

通过纯水机11为水箱12提供超纯水，利用循环泵14将水箱12内的超纯水泵入离子交换罐15内，经催化水解离的离子交换树脂后进入PEM电解槽13内电解，产生的氢气通过管道输送至混氢系统，产生的氧气和水混合物经循环泵14重新输出至水箱，从水箱上部收集排出的氧气，剩余的水继续参与电解循环。

气液混合泵21的进水口和进气口在泵运转时会形成一定的真空，补氢时，将PEM电解槽13产生的氢气一部分直接接入混氢罐22的顶部，同时，另一部分氢气在压力作用下输送至气液混合泵14的气体吸入口，与纯水机11或缓冲水箱16提供的纯水混合，混合液输出至混氢罐22中，未溶解的氢气储存于混氢罐22的顶部，当压力传感器显示数值达到设定值时停止补氢，关闭进气的相关阀门。气体吸入口处设置有自动阀门，当气液混合泵14停机时，停止进气，能够防止混氢罐22内的水在重力作用下进入气体吸气口；

不补氢时，利用混氢罐22顶部氢气与气液混合泵21吸入口形成的压差，将氢气吸入气液混合泵21内进行气液混合、加压，同时利用电磁阀调节氢气吸入量，以满足所需气液混合比，氢气在泵内部被高速叶片搅动形成微小气泡，与水接触面积增大，气液混合泵21连续循环运行后，将混合气液加压输出至混氢罐22内形成循环回路，进而高效维持混氢罐22内富氢水的氢气溶解浓度，提高富氢水的制取效率。

根据混氢罐22内的液位进行补水，当液位达到下限时，自动进行补水，此时混氢罐22内的气体压力小于设定值，不补氢；当液位达到上限，混氢罐22内的气体压力小于设定值时，开始制氢、补氢，此时气液混合泵处于运转状态；当制氢罐22内压力达到设定值，但液位未达到上限时，继续补水，若罐体压力达到溢流安全阀设定值，则多余氢气自动排出装置，此时混合泵处于运转状态，顶部的氢气逐渐与纯水混合，压力逐渐下降。如图2所示，补水时关闭阀门一，打开阀门二，将纯水机11或缓冲水箱16中的水经气液混合泵21泵入混氢罐22内；不需要补水时，关闭阀门二，打开阀门一，混氢罐22内的氢气和水进行连续循环混合，使得混氢罐22内的富氢水保持较高浓度。

富氢水充装时，打开充装口31处安装的电磁阀，利用混氢罐22内的压力输出富氢水，由于充装口31的压力显示装置与混氢罐22内部液位传感器、压力传感器通信地耦合，当液位和混氢罐22压力满足要求时，打开电磁阀能够同时进行多组充装。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种循环式富氢水制取系统，其特征在于，包括通过管道顺次连接的制氢单元、混氢单元和富氢水充装单元，所述制氢单元包括：

纯水机，所述纯水机上设置有用于连接外部水源的补水口；

水箱，水箱分别连接所述纯水机和PEM电解槽，用于提供电解制氢用水；

PEM电解槽，用于电解水制取氢气，所述PEM电解槽与水箱之间设置有循环泵和离子交换罐；

所述混氢单元包括气液混合泵和混氢罐，所述气液混合泵通过管道分别与所述混氢罐、所述纯水机相连接；

所述富氢水充装单元设置有多个充装口，所述充装口分别安装有对应的电磁阀及压力显示装置。

2.根据权利要求1所述的一种循环式富氢水制取系统，其特征在于，所述水箱和混氢罐的内部分别设置有对应的液位传感器，液位传感器用于检测水位的上、下限。

3.根据权利要求1所述的一种循环式富氢水制取系统，其特征在于，所述管道上均设置有对应的电磁阀。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种循环式富氢水制取系统，其特征在于，所述制氢单元还设置有用于为气液混合泵补水的缓冲水箱，缓冲水箱分别连接所述纯水机和气液混合泵的吸入口。

5.根据权利要求4所述的一种循环式富氢水制取系统，其特征在于，所述混氢罐的顶部安装有安全溢流阀和压力传感器。

6.根据权利要求5所述的一种循环式富氢水制取系统，其特征在于，所述压力传感器与缓冲水箱的连接方式为通信地耦合。

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