一种氢气制备装置及制备方法与流程

本发明涉及家用氢气制备领域，尤其涉及一种氢气制备装置及制备方法。

背景技术：

1、氢气具有极强的自由扩散能力，具有十分明显的生物学效应：如抗氧化、抑制炎症反应等。

2、专利cn215083858u公开了一种家用制氢机，主要包括水箱、氢氧发生组件(电解槽)，水箱内的水流入氢氧发生组件内，通过氢氧发生组件将水电解产生氢气，氢气经过气液分离后排出供用户使用。该装置水箱内的水通过重力自然流入到氢氧发生组件内，当机器在初次使用或排空水再次使用时，加水后，由于管路与电解槽内含有空气会存在水无法流入电解槽内，出现电解槽干烧问题，此时只有晃动水箱才能使水顺利流入电解槽，若电解槽长时间干烧则会导致设备损坏。

技术实现思路

1、本发明提出了一种氢气制备装置。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种氢气制备装置，包括电解槽，所述电解槽包括阴极室和阳极室，所述阴极室和阳极室之间设置有离子膜，所述阳极室设置有氧气排出管二，所述阴极室设置有氢气排出管二，所述氢气排出管二与冷却器的进口一通过管路相连接，所述冷却器的出口一与过滤器通过管路相连接，所述过滤器与气水分离器一通过管路相连接，所述气水分离器一的出气端与氢气排出管一相连接，所述氧气排出管二与气水分离器二通过管路相连接，所述气水分离器二的出气端与供水箱通过管路相连接，所述气水分离器二的出水端与备用水箱通过管路相连接，所述供水箱与电解槽的阳极室通过管路相连接，所述备用水箱与供水箱通过管路相连接，所述供水箱上设置有氧气排出管一。

4、进一步的，所述备用水箱与电解槽的阳极室通过管路相连接。

5、进一步的，所述供水箱包括筒体，所述筒体顶部固定有顶盖，所述筒体底部固定有底盖，所述筒体内装有升降组件，所述升降组件将筒体分隔为气体区和液体区，所述升降组件包括活动件，所述活动件的外径等于筒体的内径，所述活动件中固定有限位件，所述限位件两端均伸出活动件，所述顶盖上装有气压阀，所述筒体的气体区中设置有进气管三，进气管三通过管路与气水分离器二相连接，所述底盖上设置有补水管和出水管三，所述补水管通过管路与备用水箱相连接，所述出水管三通过管路与电解槽的阳极室相连接。

6、进一步的，所述限位件包括轴体一，所述轴体一的一端设置有轴体二，所述轴体一的另一端依次设置有轴体三、轴体四、轴体五、轴体六、轴体七，所述轴体二的外径大于轴体一的外径，所述轴体四的外径小于轴体一的外径，所述轴体三的外径小于轴体四的外径，所述轴体五的外径小于轴体四的外径，所述轴体六的外径大于轴体五的外径，所述轴体七的外径小于轴体六的外径。

7、进一步的，所述轴体一上套装有活动件，所述活动件的上端面与轴体二之间设置有压板一，所述轴体三中装有圆环板，所述轴体四中装有轴套，所述轴套将圆环板包裹其中，所述圆环板与活动件之间设置有压板二，所述轴套与压板二相接触，所述轴体五中装有弹性卡圈。

8、进一步的，所述圆环板的厚度等于轴体三的长度，所述弹性卡圈的厚度等于轴体五的长度。

9、进一步的，所述活动件包括本体一，所述本体一为圆柱状，且圆柱状的中心设置有中心通孔，所述本体一通过中心通孔套装在轴体一上，所述本体一的中心通孔内壁设置有环形槽一，所述环形槽一中装有密封圈一，所述本体一的外壁设置有环形槽二，所述环形槽二中装有密封圈二，所述本体一的外壁的上下两个夹角处设置有安装环槽一和安装环槽二，每个安装环槽二中装有一个xy密封圈，位于上部的安装环槽一中装有压板一，位于下部的安装环槽一中装有压板二，所述压板一、压板二均与xy密封圈相接触。

10、进一步的，所述轴体二的长度大于进气管三到顶盖的距离。

11、进一步的，所述轴体七的外径大于补水管到出水管三之间的最小距离。

12、进一步的，所述氢气制备装置与控制箱电性连接。

13、进一步的，所述备用水箱包括箱体，所述箱体内部装有螺旋冷却管，所述螺旋冷却管的一端与进水管二相连接，所述螺旋冷却管的另一端与出水管二相连接，所述进水管二、出水管二均伸出箱体，所述箱体上部设置有进水管一，所述箱体下部设置有出水管一，所述进水管一、出水管二均与箱体内部相连通，所述进水管二与冷却器的出口二通过管路相连接，所述出水管二与冷却器的进口二通过管路相连接。

14、进一步的，所述过滤器包括过滤器一和过滤器二，所述过滤器一的进气端与冷却器的出口一通过管路相连接，所述过滤器一的出气端与过滤器二的进气端相连接，所述过滤器二的出气端与气水分离器通过管路相连接。

15、有益之处：本发明通过改变水箱和备用水箱的结构，保证了电解槽中始终有水，防止了电解槽的干烧。

技术特征：

1.一种氢气制备装置，其特征在于：包包括电解槽(3)，所述电解槽(3)包括阴极室和阳极室，所述阴极室和阳极室之间设置有离子膜，所述阳极室设置有氧气排出管二，所述阴极室设置有氢气排出管二，所述氢气排出管二与冷却器(4)的进口一通过管路相连接，所述冷却器(4)的出口一与过滤器通过管路相连接，所述过滤器与气水分离器一(7)通过管路相连接，所述气水分离器一(7)的出气端与氢气排出管一(10)相连接，所述氧气排出管二与气水分离器二(8)通过管路相连接，所述气水分离器二(8)的出气端与供水箱(2)通过管路相连接，所述气水分离器二(8)的出水端与备用水箱(1)通过管路相连接，所述供水箱(2)与电解槽(3)的阳极室通过管路相连接，所述备用水箱(1)与供水箱(2)通过管路相连接，所述供水箱(2)上设置有氧气排出管一(11)。

2.根据权利要求1所述的一种氢气制备装置，其特征在于：所述备用水箱(1)与电解槽(3)的阳极室通过管路相连接。

3.根据权利要求1所述的一种氢气制备装置，其特征在于：所述供水箱(2)包括筒体(201)，所述筒体(201)顶部固定有顶盖(202)，所述筒体(201)底部固定有底盖(203)，所述筒体(201)内装有升降组件，所述升降组件将筒体(201)分隔为气体区和液体区，所述升降组件包括活动件(207)，所述活动件(207)的外径等于筒体(201)的内径，所述活动件(207)中固定有限位件(206)，所述限位件(206)两端均伸出活动件(207)，所述顶盖(202)上装有气压阀(204)，所述筒体(201)的气体区中设置有进气管三(205)，进气管三(205)通过管路与气水分离器二(8)相连接，所述底盖(203)上设置有补水管(216)和出水管三(217)，所述补水管(216)通过管路与备用水箱(1)相连接，所述出水管三(217)通过管路与电解槽(3)的阳极室相连接。

4.根据权利要求1所述的一种氢气制备装置，其特征在于：所述限位件(206)包括轴体一(20601)，所述轴体一(20601)的一端设置有轴体二(20602)，所述轴体一(20601)的另一端依次设置有轴体三(20603)、轴体四(20604)、轴体五(20605)、轴体六(20606)、轴体七(20607)，所述轴体二(20602)的外径大于轴体一(20601)的外径，所述轴体四(20604)的外径小于轴体一(20601)的外径，所述轴体三(20603)的外径小于轴体四(20604)的外径，所述轴体五(20605)的外径小于轴体四(20604)的外径，所述轴体六(20606)的外径大于轴体五(20605)的外径，所述轴体七(20607)的外径小于轴体六(20606)的外径。

5.根据权利要求1所述的一种氢气制备装置，其特征在于：所述轴体一(20601)上套装有活动件(207)，所述活动件(207)的上端面与轴体二(20602)之间设置有压板一(208)，所述轴体三(20603)中装有圆环板(213)，所述轴体四(20604)中装有轴套(214)，所述轴套(214)将圆环板(213)包裹其中，所述圆环板(213)与活动件(207)之间设置有压板二(212)，所述轴套(214)与压板二(212)相接触，所述轴体五(20605)中装有弹性卡圈(215)。

6.根据权利要求1所述的一种氢气制备装置，其特征在于：所述圆环板(213)的厚度等于轴体三(20603)的长度，所述弹性卡圈(215)的厚度等于轴体五(20605)的长度。

7.根据权利要求1所述的一种氢气制备装置，其特征在于：所述活动件(207)包括本体一(20701)，所述本体一(20701)为圆柱状，且圆柱状的中心设置有中心通孔，所述本体一(20701)通过中心通孔套装在轴体一(20601)上，所述本体一(20701)的中心通孔内壁设置有环形槽一(20702)，所述环形槽一(20702)中装有密封圈一(209)，所述本体一(20701)的外壁设置有环形槽二(20703)，所述环形槽二(20703)中装有密封圈二(210)，所述本体一(20701)的外壁的上下两个夹角处设置有安装环槽一(20704)和安装环槽二(20705)，每个安装环槽二(20705)中装有一个xy密封圈(211)，位于上部的安装环槽一(20704)中装有压板一(208)，位于下部的安装环槽一(20704)中装有压板二(212)，所述压板一(208)、压板二(212)均与xy密封圈(211)相接触。

8.根据权利要求1所述的一种氢气制备装置，其特征在于：所述备用水箱(1)包括箱体(101)，所述箱体(101)内部装有螺旋冷却管(106)，所述螺旋冷却管(106)的一端与进水管二(104)相连接，所述螺旋冷却管(106)的另一端与出水管二(105)相连接，所述进水管二(104)、出水管二(105)均伸出箱体(101)，所述箱体(101)上部设置有进水管一(102)，所述箱体(101)下部设置有出水管一(103)，所述进水管一(102)、出水管二(105)均与箱体(101)内部相连通，所述进水管二(104)与冷却器(4)的出口二通过管路相连接，所述出水管二(105)与冷却器(4)的进口二通过管路相连接。

9.一种氢气制备方法，其特征在于：在电解槽(3)的阳极室中通电后，水在阳极分解:2h2o＝4h-+2o-2分解成的富氧离子(o-2)，随即在阳极放出电子,形成(o2)，氧气从阳极室排出，携带部分水进入水槽。氢质子以水合离子(h-+h20)的形式在电场力的作用下通过spe离子膜到达阴极吸收电子形成氢气(h2)，从阴极室排出进入获得高纯度氢气。

10.根据权利要求9所述的一种氢气制备方法，其特征在于：供水箱(2)给电解槽(3)供水时，供水箱(2)内的水位下降时，升降组件在筒体(201)中下移，液体区空间减小，气体区空间增大，此时气体区出气孔关闭，气体区压强会增大，当活塞板下降至最低点，到达最低点时，如果再不注水，液体区的水是无法给电解槽(3)供水的，不管是否注水，气压阀(204)都会打开，此时气体压强增加至阈值，气压阀(204)打开，液体区进水口也打开，给水箱注水，此时活塞板上移，液体区空间增大，气体区空间减小，水体推着活塞板继续上移，移动到最顶端后停止，此时气压阀(204)可能持续排气，当气体区压力减小到阈值时关闭。

技术总结本发明属于家用氢气制备领域，尤其涉及一种氢气制备装置及制备方法，阴极室和阳极室之间设置有离子膜，阳极室设置有氧气排出管二，阴极室设置有氢气排出管二，氢气排出管二与冷却器的进口一通过管路相连接，冷却器的出口一与过滤器通过管路相连接，过滤器与气水分离器一通过管路相连接，气水分离器一的出气端与氢气排出管一相连接，氧气排出管二与气水分离器二通过管路相连接，气水分离器二的出气端与供水箱通过管路相连接，气水分离器二的出水端与备用水箱通过管路相连接，供水箱与电解槽的阳极室通过管路相连接，备用水箱与供水箱通过管路相连接。本发明通过改变水箱和备用水箱的结构，保证了电解槽中始终有水，防止了电解槽的干烧。技术研发人员：郭泳军,洪立鹏,张羽,陈涛,纪童童,杜顺利,魏修国,赵国桥受保护的技术使用者：山东小鸭集团小家电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29