CN106830207A - 含氢水产生装置和含氢水杯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含氢水产生装置和含氢水杯，在水中含有氢气，不溶有氧气，装置在承受内部压力的情况下不漏水。一种含氢水产生装置，设有电解水装置，电解水装置设有密封的腔体，腔体内设有阴极板、薄膜和阳极板，薄膜经阴极板来的水被浸湿饱和但不向阳极板透水，腔***于阴极板一侧与水容器密封连通，阴极板产生的氢气溶入水容器的水中，让阳极板接触到薄膜表面的水，腔***于阳极板一侧经压力透气膜或单向阀与排气孔连接，阳极板产生的氧气被排出不溶在水里，使阴极板与阳极板两边压力平衡，电解水装置内密封腔体在承受内部压力的情况下不漏水。阴极板产生的氢气溶于水容器中使水容器内压力增大，进而使水溶氢气的能力提高，水中的氢气浓度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种含氢水制备设备和含氢水杯，特别是一种通过电解水的方式制备含氢水的装置和带有该装置的水杯。
背景技术
细胞是组成人体基本的结构和功能单位，人的疾病最终都可以归结为细胞受损，人的衰老也是由于细胞老化或坏死所造成。造成细胞病态或老化的主要元凶是过剩的氧自由基。氧气通过人的呼吸进入到人体，经由血液中的红血球运输到各个细胞中，与细胞内的葡萄糖和脂肪相结合，转化为能量，其中有2％的氧转化成氧自由基。氧自由基非常活跃，几乎可以与各种物质发生作用，引起一系列对细胞具有破坏性的连锁反应。当人体遭受外伤、中毒或流血过多的时候，人体组织处于缺氧状态，能量代谢发生障碍，细胞色素氧化酶无力将氧还原成水，氧原子便会被夺去一个电子，由无害的氧变成具有杀伤力的活性氧自由基。当人体接触超量食品添加剂、含有害化学物质的饮用水，导致肠内微生物菌群失调，引起肠胃内异常发酵，此时，氧自由基也会大量产生。此外，在激烈运动后、吸烟、过量饮酒、受大剂量电磁辐射、精神压力过大，接触到细菌、病毒、污染物、放射线的时候，人体内也会产生大量氧自由基。
在常温常压下，氢气是一种无色、透明、无臭、无味的气体，氢气是相对分子质量最小的物质，主要用作还原剂，氢气还有一个明显的特性就是具有强大的穿透性，可以非常容易的进入细胞内，如细胞核和线粒体，许多抗氧化物质难以迅速达到这些部位而无法实现理想的抗氧化作用。
在标准状况下，氢气在水中的饱和浓度是1.6PPM。水中的氢进入人体可快速清除氧自由基，阻止氧自由基破坏细胞，并利用氢分子的氧化还原作用与氧自由基相结合，变为无毒无害的水排出体外，促进人体新陈代谢。
现有技术产生含氢水的装置有滤芯式氢水机、电解水机，这些制备氢水装置制备得到的含氢水的氢气浓度低，有的制备得到的氢水里溶入有氧气，不是真正意义的“氢水”，氢水制备装置在超过一个大气压的情况下漏水，还有的制备设备复杂庞大，不适宜随身携带。
发明内容
本发明的目的是提供一种含氢水产生装置和含氢水杯，要解决的技术问题是在水中含有氢气，不溶有氧气，装置在承受内部压力的情况下不漏水。
为了解决上述技术问题，本发明一种含氢水产生装置，设有电解水装置，所述电解水装置设有密封的腔体，腔体内设有阴极板、薄膜和阳极板，薄膜经阴极板来的水被浸湿饱和但不向阳极板透水，让阳极板接触到薄膜表面的水，腔***于阴极板一侧与水容器密封连通，腔***于阳极板一侧经压力透气膜或单向阀与排气孔连接。
本发明所述电解水装置自上向下设置有顶盖、阴极板、薄膜、阳极板和底盖；所述顶盖设有形状为圆形的顶盖板，顶盖板的中央垂直于顶盖板开有第一通孔，顶盖板的上面连接有与第一通孔同轴的圆筒，圆筒内壁制有用来与水容器进行螺纹连接的内螺纹，顶盖板的底面开有与阴极板形状大小相同、正好能将阴极板嵌入顶盖底面内的顶盖扩孔，第一通孔与顶盖扩孔连通，在顶盖的顶盖板上、圆筒一侧开有第二通孔，在顶盖板上面设置有管状的顶盖排气孔，顶盖排气孔设置在第二通孔上，第二通孔与顶盖排气孔连通；所述底盖为板状，在其上面开有与阳极板形状大小相同、正好能将阳极板嵌入底盖上表面内的底盖凹槽，底盖凹槽的底部向下开有顶面开口小于底盖凹槽的、圆形或方形槽状的气槽，在底盖的板上、底盖凹槽外开有底盖排气孔，底盖排气孔与第二通孔和顶盖排气孔连通，底盖排气孔的侧壁与气槽连通；阴极板和阳极板均为与电路板的阴极和阳极电连接的钛金板，阴极板和阳极板上均设有一个以上使水可以流到薄膜上的通孔；薄膜为被紧夹在阴极板与阳极板中间的阳离子交换膜；顶盖与底盖紧夹住阴极板、薄膜和阳极板形成密封连接。
本发明所述顶盖与底盖之间用密封圈形成密封连接；所述顶盖底面、顶盖扩孔***开有上密封槽，所述底盖上面、底盖凹槽***开有下密封槽，密封圈嵌入在上密封槽与下密封槽之间；阴极板、薄膜和阳极板置于顶盖、底盖和密封圈构成的密闭空间中。
本发明顶盖与底盖之间采用螺栓连接，在所述顶盖板上圆筒外一周均匀分布8个贯通顶盖和底盖的通孔，使用螺栓穿过通孔紧固顶盖和底盖。
本发明所述气槽的底部设有至少三个向上突起、形状为矩形的、将通过薄膜的少量的水导流回阳极板的导流柱，导流柱的顶端与阳极板的下表面接触。
本发明在所述底盖排气孔和第二通孔之间设有压力透气膜或单向阀。
本发明所述压力压力透气膜为在承担高于2公斤的压强后开始透气的压力透气膜。
本发明所述薄膜为杜邦N324型号的阳离子交换膜。
一种含氢水杯，设有电解水装置，所述电解水装置设有密封的腔体，腔体内设有阴极板、薄膜和阳极板，薄膜经阴极板来的水被浸湿饱和但不向阳极板透水，让阳极板接触到薄膜表面的水，腔***于阴极板一侧与水容器密封连通，腔***于阳极板一侧经压力透气膜或单向阀与排气孔连接，所述水容器为水杯或水瓶。
本发明含氢水杯的电解水装置自上向下设置有顶盖、阴极板、薄膜、阳极板和底盖；所述顶盖设有形状为圆形的顶盖板，顶盖板的中央垂直于顶盖板开有第一通孔，顶盖板的上面连接有与第一通孔同轴的圆筒，圆筒内壁制有用来与水容器进行螺纹连接的内螺纹，顶盖板的底面开有与阴极板形状大小相同、正好能将阴极板嵌入顶盖底面内的顶盖扩孔，第一通孔与顶盖扩孔连通，在顶盖的顶盖板上、圆筒一侧开有第二通孔，在顶盖板上面设置有管状的顶盖排气孔，顶盖排气孔设置在第二通孔上，第二通孔与顶盖排气孔连通；所述底盖为板状，在其上面开有与阳极板形状大小相同、正好能将阳极板嵌入底盖上表面内的底盖凹槽，底盖凹槽的底部向下开有顶面开口小于底盖凹槽的、圆形或方形槽状的气槽，在底盖的板上、底盖凹槽外开有底盖排气孔，底盖排气孔与第二通孔和顶盖排气孔连通，底盖排气孔的侧壁与气槽连通；阴极板和阳极板均为与电路板的阴极和阳极电连接的钛金板，阴极板和阳极板上均设有一个以上使水可以流到薄膜的通孔；薄膜为被紧夹在阴极板与阳极板中间的阳离子交换膜；顶盖与底盖紧夹住阴极板、薄膜和阳极板形成密封连接。
本发明与现有技术相比，设有电解水装置，电解水装置设有密封的腔体，腔体内设有阴极板、薄膜和阳极板，薄膜经阴极板来的水被浸湿饱和但不向阳极板透水，腔***于阴极板一侧与水容器密封连通，使阴极板产生的氢气溶入水容器的水中，让阳极板接触到薄膜表面的水，腔***于阳极板一侧经压力透气膜或单向阀与排气孔连接，使得阳极板产生的氧气被排出不溶在水里，且使阴极板与阳极板两边压力平衡，电解水装置内密封腔体在承受内部压力的情况下不漏水。阴极板产生的氢气溶于水容器中使水容器内压力增大，进而使水溶氢气的能力提高，水中的氢气浓度高。
附图说明
图1是本发明的含氢水产生装置的结构分解示意图。
图2是图1的剖视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。
如图1和2所示，本发明的含氢水产生装置包括外壳和位于外壳内的电解水装置。电解水装置自上向下设置有顶盖1、阴极板2、薄膜3、阳极板4和底盖5。
顶盖1设有形状为圆形的顶盖板11，顶盖板11的中央垂直于顶盖板11面开有第一通孔12，顶盖板11的上面连接有与第一通孔12同轴的圆筒13，圆筒13内壁制有内螺纹131，内螺纹131用于与水容器的外螺纹进行螺纹连接。顶盖板11的底面开有与阴极板2形状大小相同、正好能将阴极板2嵌入顶盖1底面内的顶盖扩孔14，第一通孔12与顶盖扩孔14连通。在顶盖1的顶盖板11上、圆筒13一侧开有第二通孔15，在顶盖板11上面设置有管状的顶盖排气孔16，顶盖排气孔16设置连接在第二通孔15上，第二通孔15与顶盖排气孔16连通。
底盖5形状为板状，在其上面开有与阳极板4形状大小相同、正好能将阳极板4嵌入底盖5上表面内的底盖凹槽51，底盖凹槽51的底部中央向下开有开口小于底盖凹槽51、圆形或方形的气槽55，阳极板4产生的气体会进入气槽55内，气槽55的底部设有至少三个向上突起、形状为矩形的导流柱52，导流柱52的顶端与阳极板4的下表面接触，导流柱52用于将通过薄膜3的少量的水导流回阳极板4。在底盖5的板上、底盖凹槽51外开有底盖排气孔53，底盖排气孔53的侧壁与气槽55连通，底盖排气孔53与第二通孔15和顶盖排气孔16连通，底盖排气孔53、第二通孔15和顶盖排气孔16使阳极板4产生的氧气、氯气等气体排出电解水装置外。
阴极板2和阳极板4均为钛金板，分别与电路板的阴极和阳极电连接。阴极板2和阳极板4上均开有一个以上通孔，使水可以通过阴极流到薄膜3上，阳极板产生的氧气、氯气等气体排至气槽55。同时，阴极板2和阳极板4外形一致还可以降低加工和装配成本。
薄膜3为阳离子交换膜，优选采用杜邦N324型阳离子交换膜。薄膜3被紧夹在阴极板2与阳极板4之间。阳离子交换膜的作用是用于盛水而不透水。
顶盖1与底盖5之间用密封圈6形成密封连接。密封圈6采用硅橡胶。
顶盖1底面、顶盖扩孔14***开有上密封槽17。底盖5上面、底盖凹槽51***开有下密封槽54。密封圈6嵌入在上密封槽17与下密封槽54之间。阴极板2、薄膜3和阳极板4置于顶盖1、底盖5和密封圈6构成的密闭腔体的空间中。
顶盖1与底盖5之间采用螺栓连接，在顶盖板11上圆筒13外一周均匀分布8个贯通顶盖1和底盖5的通孔，通孔外开有扩孔，使用螺栓穿过通孔后用螺母紧固连接，使顶盖1和底盖5紧密连接，以承受电解水装置内部的压力。
在底盖排气孔53和第二通孔15之间设有压力透气膜7，压力透气膜7在承担高于设定的压强后开始透气，将气槽55内阳极板4产生的氧气、氯气等废气排出。随着阴极板2和阳极板4电解水的进行，阴极板2产生的氢气进入圆筒13连接的水容器(水瓶)内，使水瓶内的压力增大，压力增大使水中氢的含量提高。压力的增大使压力透气膜7在承担大于设定的压强后开始透气。阳极板4产生的氧气留在气槽55内，保持阴极板2与阳极板4两边压力平衡，阴极板2和阳极板4不易变形、损坏，电解水装置内部在承受压力的情况下不漏水，可在大于一个大气压下正常工作。也可以采用单向阀实现压力透气膜7的功能。
本发明的含氢水产生装置的工作原理为：
水从顶盖1上的圆筒13进入，通过阴极板2上的通孔浸湿薄膜3使其饱和，薄膜3盛水达到饱和但不会向下透水，使阳极板4接触到薄膜3靠近阳极板4的表面上的水。阴极板2和阳极板4通电后，阴极板2和阳极板4对水进行电解，电解产生的氢气在阴极板2上生成后融进水容器中的水里，阳极板4产生的氧气、氯气等废气进入气槽55内，然后通过底盖排气孔53、压力透气膜7、第二通孔15和顶盖排气孔16排出到空气中。水通过阴极板2上的通孔不断到达薄膜3，阴极板2、阳极板4不断对水进行电解。由于薄膜3是浸透型滤水膜，一面接触水后先使薄膜3的另外一面湿润饱和而不向下透水，调节电流电压使阳极板4对水进行电解，正好消耗掉薄膜3浸透过来的水，因此不需要排除电解后的废水。压力透气膜7保持阴极板2与阳极板4两边压力平衡，在承担高于设定的压强后开始透气，使阳极板4产生的氧气被排出，方便氢气融进水容器中的水里。选择合适的压力透气膜7或单向阀，配合相应的结构，可使电解水内压强达到10MPa。
本发明的含氢水杯，在顶盖1的圆筒13上螺纹连接有水容器，水容器的口朝下，与顶盖1的圆筒13形成密封连接。
Claims (10)
1.一种含氢水产生装置，设有电解水装置，其特征在于：所述电解水装置设有密封的腔体，腔体内设有阴极板(2)、薄膜(3)和阳极板(4)，薄膜(3)经阴极板(2)来的水被浸湿饱和但不向阳极板(4)透水，让阳极板(4)接触到薄膜(3)表面的水，腔***于阴极板(2)一侧与水容器密封连通，腔***于阳极板(4)一侧经压力透气膜(7)或单向阀与排气孔连接。
2.根据权利要求1所述的含氢水产生装置，其特征在于：所述电解水装置自上向下设置有顶盖(1)、阴极板(2)、薄膜(3)、阳极板(4)和底盖(5)；
所述顶盖(1)设有形状为圆形的顶盖板(11)，顶盖板(11)的中央垂直于顶盖板(11)开有第一通孔(12)，顶盖板(11)的上面连接有与第一通孔(12)同轴的圆筒(13)，圆筒(13)内壁制有用来与水容器进行螺纹连接的内螺纹(131)，顶盖板(11)的底面开有与阴极板(2)形状大小相同、正好能将阴极板(2)嵌入顶盖(1)底面内的顶盖扩孔(14)，第一通孔(12)与顶盖扩孔(14)连通，在顶盖(1)的顶盖板(11)上、圆筒(13)一侧开有第二通孔(15)，在顶盖板(11)上面设置有管状的顶盖排气孔(16)，顶盖排气孔(16)设置在第二通孔(15)上，第二通孔(15)与顶盖排气孔(16)连通；
所述底盖(5)为板状，在其上面开有与阳极板(4)形状大小相同、正好能将阳极板(4)嵌入底盖(5)上表面内的底盖凹槽(51)，底盖凹槽(51)的底部向下开有顶面开口小于底盖凹槽(51)的、圆形或方形槽状的气槽(55)，在底盖(5)的板上、底盖凹槽(51)外开有底盖排气孔(53)，底盖排气孔(53)与第二通孔(15)和顶盖排气孔(16)连通，底盖排气孔(53)的侧壁与气槽(55)连通；
阴极板(2)和阳极板(4)均为与电路板的阴极和阳极电连接的钛金板，阴极板(2)和阳极板(4)上均设有一个以上使水可以流到薄膜(3)上的通孔；
薄膜(3)为被紧夹在阴极板(2)与阳极板(4)中间的阳离子交换膜；
顶盖(1)与底盖(5)紧夹住阴极板(2)、薄膜(3)和阳极板(4)形成密封连接。
3.根据权利要求2所述的含氢水产生装置，其特征在于：所述顶盖(1)与底盖(5)之间用密封圈(6)形成密封连接；所述顶盖(1)底面、顶盖扩孔(14)***开有上密封槽(17)，所述底盖(5)上面、底盖凹槽(51)***开有下密封槽(54)，密封圈(6)嵌入在上密封槽(17)与下密封槽(54)之间；阴极板(2)、薄膜(3)和阳极板(4)置于顶盖(1)、底盖(5)和密封圈(6)构成的密闭空间中。
4.根据权利要求2所述的含氢水产生装置，其特征在于：顶盖(1)与底盖(5)之间采用螺栓连接，在所述顶盖板(11)上圆筒(13)外一周均匀分布8个贯通顶盖(1)和底盖(5)的通孔，使用螺栓穿过通孔紧固顶盖(1)和底盖(5)。
5.根据权利要求2所述的含氢水产生装置，其特征在于：所述气槽(55)的底部设有至少三个向上突起、形状为矩形的、将通过薄膜(3)的少量的水导流回阳极板(4)的导流柱(52)，导流柱(52)的顶端与阳极板(4)的下表面接触。
6.根据权利要求2所述的含氢水产生装置，其特征在于：在所述底盖排气孔(53)和第二通孔(15)之间设有压力透气膜(7)或单向阀。
7.根据权利要求5所述的含氢水产生装置，其特征在于：所述压力压力透气膜(7)为在承担高于2公斤的压强后开始透气的压力透气膜。
8.根据权利要求2所述的含氢水产生装置，其特征在于：所述薄膜(3)为杜邦N324型号的阳离子交换膜。
9.一种含氢水杯，设有电解水装置，其特征在于：所述电解水装置设有密封的腔体，腔体内设有阴极板(2)、薄膜(3)和阳极板(4)，薄膜(3)经阴极板(2)来的水被浸湿饱和但不向阳极板(4)透水，让阳极板(4)接触到薄膜(3)表面的水，腔***于阴极板(2)一侧与水容器密封连通，腔***于阳极板(4)一侧经压力透气膜(7)或单向阀与排气孔连接，所述水容器为水杯或水瓶。
10.根据权利要求9所述的含氢水杯，其特征在于：所述电解水装置自上向下设置有顶盖(1)、阴极板(2)、薄膜(3)、阳极板(4)和底盖(5)；
所述顶盖(1)设有形状为圆形的顶盖板(11)，顶盖板(11)的中央垂直于顶盖板(11)开有第一通孔(12)，顶盖板(11)的上面连接有与第一通孔(12)同轴的圆筒(13)，圆筒(13)内壁制有用来与水容器进行螺纹连接的内螺纹(131)，顶盖板(11)的底面开有与阴极板(2)形状大小相同、正好能将阴极板(2)嵌入顶盖(1)底面内的顶盖扩孔(14)，第一通孔(12)与顶盖扩孔(14)连通，在顶盖(1)的顶盖板(11)上、圆筒(13)一侧开有第二通孔(15)，在顶盖板(11)上面设置有管状的顶盖排气孔(16)，顶盖排气孔(16)设置在第二通孔(15)上，第二通孔(15)与顶盖排气孔(16)连通；
所述底盖(5)为板状，在其上面开有与阳极板(4)形状大小相同、正好能将阳极板(4)嵌入底盖(5)上表面内的底盖凹槽(51)，底盖凹槽(51)的底部向下开有顶面开口小于底盖凹槽(51)的、圆形或方形槽状的气槽(55)，在底盖(5)的板上、底盖凹槽(51)外开有底盖排气孔(53)，底盖排气孔(53)与第二通孔(15)和顶盖排气孔(16)连通，底盖排气孔(53)的侧壁与气槽(55)连通；
阴极板(2)和阳极板(4)均为与电路板的阴极和阳极电连接的钛金板，阴极板(2)和阳极板(4)上均设有一个以上使水可以流到薄膜(3)上的通孔；
薄膜(3)为被紧夹在阴极板(2)与阳极板(4)中间的阳离子交换膜；
顶盖(1)与底盖(5)紧夹住阴极板(2)、薄膜(3)和阳极板(4)形成密封连接。
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