制氧機的製作方法
2023-05-14 17:45:41
專利名稱：制氧機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用電解水的方法制氧的裝置，屬於氧氣製備機械領域。
目前，市場上制氧設備較多，主要是利用深冷、變壓吸附、化學等方法製得純氧。這些制氧設備雖然能夠滿足制氧需要，但都存在一定的缺陷，如深冷制氧機，其體積龐大、昂貴，不能小型化，不方便家庭使用；而變壓吸附制氧機雖然體積小，可用於家庭氧療和氧保健，但其價格較貴，且由於壓縮機反覆加壓和減壓，因而整機故障率高；化學法氧氣發生器雖然體積小，使用方便，可適用於無電源的場所，但其所產生的氧氣有化學藥物的味道，產氧量受藥物限制，不能連續較長時間使用，且用於氧療氧保健，價格昂貴。
本實用新型的目的是設計一種制氧機，其結構合理，體積小，且制氧價格便宜，且可連續長時間使用。
本實用新型所設計的制氧機主要由電解槽主體、氧氣液分離器、氫氣液分離器、氧氣洗滌器、氫氣洗滌器及脫氫裝置構成，串聯的電解單元疊壓在一個整體的電解槽主體內，氧氣液分離器、氫氣液分離器及氧氣洗滌器、氫氣洗滌器對應位於電解槽主體的上方，氧氣液分離器及氫氣液分離器與電解槽主體相連接，氧氣洗滌器與氫氣洗滌器分別與氧氣液分離器及氫氣液分離器連接，氧氣液分離器、氫氣液分離器、氧氣洗滌器、氫氣洗滌器與電解槽主體為一體結構，在氧氣液分離器、氫氣液分離器及氧氣洗滌器及氫氣洗滌器的洗滌液之間由隔離板隔離，氧氣洗滌器及氫氣洗滌器上方的氣室之間由平衡膜隔離，平衡膜固定於隔離板壁面上，氧氣洗滌器的頂部帶有加水口，在氧氣洗滌器及氫氣洗滌器之間的隔離板底部帶有通孔；電解槽主體內的電解單元中的氧氣導出管及氫氣導出管分別與氧氣分離及氫氣液分離器連通，在電解槽主體的側壁內帶有回液管，將氧氣液分離器及氫氣液分離器的底部與電解槽主體內的電解單元連通，氧氣輸出管與氧氣洗滌器上方的氣室連接，氫氣輸出管與氫氣洗滌器上方的氣室連接，將氫氣導入脫氫裝置中，防虹吸管分別將氧氣洗滌器及氫氣洗滌器的氣室與對應的回液管連通。
本實用新型所設計的制氧機的脫氫裝置主要由機殼、離心風機、觸媒支架、篩板、觸媒層構成，離心風機位於機殼內底部，其側帶有進氣口，氫氣輸出管通至此進氣口，機殼上方由觸媒支架及篩板支撐分層設置的觸媒層，機殼上方帶有出氣口。
為使制氧機中脫氫裝置內的氫氣與空氣充分混合，在脫氫裝置中的機殼內還安裝有導風錐，導風錐位於離心風機送風口的上方，由觸媒支架固定。
本實用新型所設計的制氧機帶有溼化器，氧氣輸出管通入溼化器內液體中，溼化器封蓋上安裝有氧接口。
本實用新型所設計的制氧機與氧氣洗滌器連接的防虹吸管的管口高於與氫氣洗滌器連接的防虹吸管的管口。
本實用新型所設計的制氧機的外側帶有端極板散熱片。
本實用新型所設計的制氧機中帶有壓力安全開關，壓力安全開關與防虹吸管的上端與氣室連接的部分連通。
本實用新型所設計的制氧機的壓力安全開關由殼體、上罩、橡皮薄膜、墊片、傳動杆、傳動杆的支承軸、微動開關構成，殼體上帶有氣體入口，上罩蓋在殼體的上部，橡皮薄膜夾在上罩與殼體之間形成殼體內的密封腔，墊片置於橡皮薄膜上，與傳動杆固定連接，傳動杆由位於上罩外部與上罩固定的傳動杆的支撐軸支撐，支撐軸與微動開關連接，微動開關與電源的控制部分連接。
為保證壓力安全開關中的橡皮薄膜的密封性及使用壽命，在橡皮薄膜邊緣與上罩的壓緊部位之間安裝有金屬墊圈。
本實用新型所設計的制氧機在應用時，通電後，在電解槽主體內的每個電解單元內，在兩極分別產生氧氣及氫氣，氧氣及氫氣通過導出管分別進入氫氣液分離器及氧氣液分離器內，淨化後的氣體又進入氫氣洗滌器及氧氣洗滌器中，進一步洗滌脫鹼，然後氫氣從氫氣洗滌器上方的氣室通過氫氣輸出管進入脫氫裝置，脫氫裝置中的離心風機將氫氣及過量的空氣充分混合，送至分層設置的觸媒處，在觸媒的作用下，使空氣內的氧氣與氫氣充分反應形成水，水及空氣通過脫氫裝置機殼上部的出氣口處排至大氣中；而氧氣洗滌器上方的氣室內的氧氣通過氧氣輸出管通至溼化瓶內，使氧氣進一步增溼、脫鹼，而從溼化瓶的氧接口導出的氧氣則為較適合於人體輸氧用的氧氣。
在制氧的工作過程中，可通過氧氣洗滌室上部所帶的加水口添加水，水通過防虹吸管及回液管進入電解槽主體內。通過回液管保持電解槽主體內充滿電解液，而防虹吸管則可防止電解液在停機時受負壓倒流入氧氣洗滌器或氫氣洗滌器中。在氧氣洗滌器及氫氣洗滌器之間的平衡膜則用於保持兩側的壓力平衡，其工作原理是當氧氣洗滌器及氫氣洗滌器上方的氣室之間的壓力不等產生壓差時，兩氣室中間的平衡膜向壓力小的一側鼓出，同時平衡膜將該側的輸出管口減小，使該側氣室內的壓力增加，達到兩側壓力平衡，由此可保持氣室的壓力平衡，從而保持兩洗滌器間液面平衡，保證電解過程平穩。
本實用新型所設計的制氧機的優點是1．結構緊湊，實現槽體一體化，將電解槽主體、氧氣液分離室、氫氣液分離室、氧氣洗滌器、氫氣洗滌器集成為一體，且回液管位於電解槽主體的側壁內，減少外露部分的管道及接頭，免除了大量管道及接頭既佔空間又易洩漏鹼液的難題；2．體積小，與傳統的小型壓濾式分離結構電解水設備相比，體積縮小兩倍以上，有利於家庭化、個人化；3。所製備的氧氣純度高，溼潤，適宜人體呼吸。
本實用新型所設計的制氧機主要適用於醫院、家庭、汽車等方面，也可用於其它方面。
圖1是本實用新型所設計的制氧機的結構圖。
圖2是
圖1的A-A視圖。
圖3是
圖1中脫氫裝置結構圖。
圖4是
圖1中壓力安全開關結構圖。
下面根據附圖結合具體實施例對本實用新型所設計的制氧機的結構及實施方式作進一步說明。
實施例如
圖1、2所示的制氧機，主要由電解槽主體2、氧氣液分離器8、氫氣液分離器9、氧氣洗滌器6、氫氣洗滌器7及脫氫裝置1構成，8個串聯的電解單元20疊壓在電解槽主體2內，形成8個小電解室，每個電解單元的上部分別對應有氧氣導出管21及氫氣導出管22，位於電解槽主體2的上方為氧氣液分離器8及氫氣液分離器9，氧氣液分離器8及氫氣液分離器9的上部分別對應有氧氣洗滌器6及氫氣洗滌器7，氧氣、氫氣洗滌器6、7及氧、氫氣液分離器8、9及電解槽主體2為一體結構，在氧氣液分離器8、氫氣液分離器9之間和氧氣洗滌器6、氫氣洗滌器7之間由隔離板24隔離開。而位於氧氣洗滌器6及氫氣洗滌器7之間的隔離板下部帶有通孔19，將氧氣洗滌器6與氫氣洗滌器7的洗滌器液體之間溝通。氧氣導出管21及氫氣導出管22通至氧氣液分離器8及氫氣液分離器9上方。電解槽主體2的側部壁面帶有回液管12、13，分別將電解槽主體2與氧氣液分離器8及氫氣液分離器9連通，氧氣液分離器8及氫氣分離器9的壁面分別帶有通至氧氣洗滌器6及氫氣洗滌器7的氣孔。在氧氣洗滌器6與回液管12之間及氫氣洗滌器7與回液管12之間分別連接有防虹吸管10、11，防虹吸管10的上端連接口高於防虹吸管11的上端連接口。在氧氣洗滌器6及氫氣洗滌器7的上方為氣室，在兩氣室之間安裝有平衡膜5，平衡膜5由隔離板24固定。在氧氣洗滌器6的上方帶有加水口25。氧氣輸出管26一端與氧氣洗滌器6上方的氣室連通，另一端導入外部的溼化瓶15內，溼化瓶15瓶口密封蓋上插有氧接口16。氫氣輸出管27一端與氫氣洗滌器7連接，另一端通至脫氫裝置1的進氣口處。脫氫裝置1如圖3所示，主要由機殼31、離心風機33、觸媒層39、觸媒支架37、篩板38構成，離心風機33安裝於機殼31的下部，離心風機33由電機35帶動，離心風機33對應的機殼31側壁帶有進氣口32。機殼31內的上部由觸媒支架37及篩板38支撐觸媒層39。機殼31的上方帶有出氣口40。在離心風機33的送風口的上方由觸媒支架37固定安裝有導風錐36，以使送入觸媒處的氣體充分混合。在防虹吸管10、11的上部還分別連接有壓力安全開關41，以防止氧、氫氣洗滌器6、7內的壓力過大發生危險。壓力安全開關41如圖4所示，其中B圖為其結構圖，C圖為B圖的俯視圖，主要由殼體51、上罩52、橡皮薄膜53、墊片54、傳動杆55、傳動杆的支撐軸56、微動開關57構成，殼體51與上罩52配合安裝，殼體51側壁上帶有進氣口59，進氣口59與防虹吸管上部與氧氣洗滌器6及氫氣洗滌器7上部連接的部位相連通。殼體51與上罩52之間安裝有橡皮薄膜53，橡皮薄膜53與殼體51形成密封體，橡皮薄膜53與上罩52之間帶有金屬墊圈58，以增強橡皮薄膜53的密封性能及延長使用壽命。墊片54位於橡皮薄膜53的上方，與傳動杆55配合連接，傳動杆的支撐軸56位於上罩52的外部，傳動杆55伸出上罩52由支撐軸56支撐，支撐軸56的外端部安裝微動開關57，微動開關57與電源的控制部分連接。在電解槽主體2的端極板外側帶有散熱片28。
該制氧機工作時，接通電源使制氧機進入電解過程，電解槽主體2內的8個小電解單元中的陽極產生氧氣，陰極產生氫氣，所產生的氧氣、氫氣通過對應的氧氣導出管21及氫氣導出管22分別將氫氣、氧氣導入氧氣液分離器8及氫氣液分離器9中進行氣液分離，然後進入氧氣洗滌器6及氫氣洗滌器7中，進行進一步脫鹼洗滌，制出的氧氣經氧氣輸出管26進入溼化瓶15內溼化處理後可供使用者使用，通過軟管與溼化瓶15上的氧接口16連接將氧氣導出至其它地方。制出的氫氣通過氫氣輸出管27通至脫氫裝置的進氣口32處進行脫氫處理，通過離心風機33將氫氣與過量空氣混合送至觸媒層，該脫氫裝置中的導風錐36可促使空氣與氫氣進一步充分混合，觸媒層中的觸媒起催化作用，使氫氣與過量氧氣反應形成水，將氫氣轉化後，水和空氣通過脫氫裝置上方的出氣口40排至外部大氣中。若需要將氫氣收集它用時，可將氫氣輸出管27與收集裝置連接。
在制氧機正常工作情況下，由氧氣洗滌器6氫氣洗滌器7之間的平衡膜5調節兩側的氫氣及氧氣的壓力平衡，保證工作時氣體壓力平穩。當需要添加水時，可通過氧氣洗滌器6上的加水口25加入，水進入氧氣洗滌器6後，由於氧、氫氣洗滌器6、7之間的隔離板24上帶有通孔，因此氧氣洗滌器6內的液體進入氫氣洗滌器7內，由於與氫氣洗滌器7連接的防虹吸管11上部的連接口低於與氧氣洗滌器6連接的防虹吸管10上部的連接口，因此液體從防虹吸管11經回液管13進入電解槽主體2中，達到加水目的。但當氧氣洗滌器6或氫氣洗滌器7上部氣室內的壓力過高時，壓力安全開關41起作用，進入壓力安全開關41腔體內的氣體壓力達到一定值後，橡皮薄膜53受壓鼓起，位於橡皮薄膜上部的墊片54隨之上移，帶動傳動杆55移動，使微動開關57動作，將信號傳遞給電源控制部分，使之切斷電源。由此保證制氧機使用時安全可靠。該制氧機不僅使用安全，而且體積小，為現有制氧機的1/2，且由於回液管內置，減少了管接頭及連接管路，防止洩漏，提高使用壽命及使用安全性。該制氧機的制氧純度高，且價格低，每升氧約0.02元，使用方便，可用於家庭、醫院、汽車等各種場所、地方，應用範圍廣。
權利要求1．一種制氧機，其特徵是主要由電解槽主體、氧氣液分離器、氫氣液分離器、氧氣洗滌器、氫氣洗滌器及脫氫裝置構成，串聯的電解單元疊壓在一個整體的電解槽主體內，氧氣液分離器、氫氣液分離器及氧氣洗滌器、氫氣洗滌器對應位於電解槽主體的上方，氧氣液分離器及氫氣液分離器與電解槽主體相連接，氧氣洗滌器與氫氣洗滌器分別與氧氣液分離器及氫氣液分離器連接，氧氣液分離器、氫氣液分離器、氧氣洗滌器、氫氣洗滌器與電解槽主體為一體結構，在氧氣液分離器、氫氣液分離器及氧氣洗滌器及氫氣洗滌器的洗滌液之間由隔離板隔離，氧氣洗滌器及氫氣洗滌器上方的氣室之間由平衡膜隔離，平衡膜固定於隔離板壁面上，氧氣洗滌器的頂部帶有加水口，在氧氣洗滌器及氫氣洗滌器之間的隔離板底部帶有通孔；電解槽主體內的電解單元中的氧氣導出管及氫氣導出管分別與氧氣液分離器及氫氣液分離器連通，在電解槽主體的側壁內帶有回液管，將氧氣液分離器及氫氣液分離器的底部與電解槽主體內的電解單元連通，氧氣輸出管與氧氣洗滌器上方的氣室連接，氫氣輸出管與氫氣洗滌器上方的氣室連接，將氫氣導入脫氫裝置中，防虹吸管分別將氧氣洗滌器及氫氣洗滌器的氣室與對應的回液管連通。
2．根據權利要求1所述的制氧機，其特徵還在於脫氫裝置主要由機殼、離心風機、觸媒支架、篩板、觸媒層構成，離心風機位於機殼內底部，其側帶有進氣口，氫氣輸出管通至此進氣口，機殼上方由觸媒支架及篩板支撐分層設置的觸媒層，機殼上方帶有出氣口。
3．根據權利要求2所述的制氧機，其特徵還在於脫氫裝置中的機殼內還安裝有導風錐，導風錐位於離心風機送風口的上方，由觸媒支架固定。
4．根據權利要求1所述的制氧機，其特徵還在於帶有溼化器，氧氣輸出管通入溼化器內液體中，溼化器封蓋上安裝有氧接口。
5．根據權利要求1所述的制氧機，其特徵還在於與氧氣洗滌器連接的防虹吸管的管口高於與氫氣洗滌器連接的防虹吸管的管口。
6．根據權利要求1所述的制氧機，其特徵還在於外側帶有端極板散熱片。
7．根據權利要求1所述的制氧機，其特徵還在於帶有壓力安全開關，壓力安全開關與防虹吸管的上端與氣室連接的部分連通。
8．根據權利要求7所述的制氧機，其特徵還在於壓力安全開關由殼體、上罩、橡皮薄膜、墊片、傳動杆、傳動杆的支承軸、微動開關構成，殼體上帶有氣體入口，上罩蓋在殼體的上部，橡皮薄膜夾在上罩與殼體之間形成殼體內的密封腔，墊片置於橡皮薄膜上，與傳動杆固定連接，傳動杆由位於上罩外部與上罩固定的傳動杆的支撐軸支撐，支撐軸與微動開關連接，微動開關與電源的控制部分連接。
9．根據權利要求8所述的制氧機，其特徵還在於壓力安全開關中的橡皮薄膜邊緣與上罩的壓緊部位之間安裝有金屬墊圈。
專利摘要本實用新型涉及一種用電解水的方法制氧的裝置,屬於氧氣製備機械領域。該制氧機主要由電解槽主體、氧氣液分離器、氫氣液分離器、氧氣洗滌器、氫氣洗滌器及脫氫裝置構成,氧氣液分離器、氫氣液分離器、氧氣洗滌器、氫氣洗滌器與電解槽主體為一體結構。本實用新型結構緊湊、體積小,制氧純度高,廣泛適用於醫院、家庭、汽車等地方。
文檔編號C25B1/00GK2435405SQ00251050
公開日2001年6月20日 申請日期2000年8月31日 優先權日2000年8月31日
發明者蔡冠輝, 趙振環, 趙振庚 申請人:蔡冠輝, 趙振環, 金東標, 劉彬, 趙振庚