不需要任何化学品及药物杀灭脚气真菌的电器组合装置的制作方法

文档序号:16337803发布日期:2018-12-19 06:42阅读:806来源:国知局
不需要任何化学品及药物杀灭脚气真菌的电器组合装置的制作方法

本发明的基本工作原理是:通过电解装置使水分子(h2o)电离产生具有强烈氧化杀菌作用的羟基自由基(-oh)等活性氧成分,其设备和工作原理均属于电化学范畴;

二.背景技术

通过电解装置产生具有较强氧化性的绿色环保杀菌剂在业内已经得到广泛的认同和应用。

臭氧是氧气的同素异形体,分子式o3、氧化电位2.07v,是一种强氧化剂,臭氧水溶液的氧化杀菌作用尤其强烈而迅速。电解法是产生臭氧的重要方法之一,适量的臭氧是一种安全、廉价、高效的杀菌消毒剂;

含有微量氯化钠的水在直流电的作用下电解产生的酸性氧化电位水既ph2.7以下,氧化电位1.1v以上的强酸性电解水和ph5-6.5的微酸性电解水也是一种常用的消毒杀菌剂;

单一的臭氧和酸性氧化电位水虽然在医疗领域有着广泛的应用,但尚未发现有理想杀菌效果的治疗脚气(包括真菌感染的人体其他部位如手癣、体癣)的设备。初步分析,主要原因可能是脚部感染的真菌杀灭难度较大。提高臭氧、次氯酸浓度和延长杀菌时间可以改善杀菌效果,但同时也会产生一定的副作用,带来环境、安全方面的一系列问题;

羟基又称氢氧基、是由氢和氧组成的一价原子团(-oh),也被称为羟基自由基,是一种重要的活性氧。由于缺少一个电子,羟基自由基具有极强的扑捉电子的能力,其氧化电位为2.8v,是自然界中仅有的略逊于氟(2.87v)的强氧化剂。羟基自由基可以迅速杀灭一切细菌、真菌,对人体无害且不产生任何二次污染,集绿色环保、高效安全、方便廉价于一体;

电解氧化法是用水(h2o)产生羟基自由基、臭氧等活性氧的方法之一,人们对羟基的认识和应用均晚于臭氧和酸性氧化电位水。科学界和企业界对羟基自由基的研究、应用方向基本集中在环保工程处理废水方面,该项技术由于存在能源消耗、阳极材料等一系列问题,目前尚未得到普遍的应用,也未发现用于人体医疗,特别是杀灭脚气真菌方面有推广和实用价值的研究和应用;

脚气是人体脚部因真菌感染而致病的俗称。有统计资料显示,成年人不同程度的真菌感染率的百分数高达两位数以上。脚气不仅直接影响患者的身心健康,久治不愈的脚部真菌感染还会传染到手及身体其他部位,形成手癣和体癣甚至引发更为严重的并发症。除了感染率高之外,易复发也是脚气的重要特点,用“野火烧不尽、春风吹又生”来形容脚气真菌的顽固性恰如其分。市面上廉价的药物只能暂时解决“奇痒”的表面问题,充其量是暂时抑菌,但无法彻底杀灭病菌,涂抹激素类的外用药更是“饮鸩止渴”。目前传统的根治方法是药物治疗,一人次全疗程的费用超千元是一般的水平,但疗效却参差不齐,其真实成分也不得而知。脚气真菌的传染性极强,家庭成员往往交叉感染。反复发作、经常用药,病菌还会逐渐产生抗药性。不仅高昂的药费是一笔不小的开支,人体还要面临“是药三分毒”的潜在风险,尤其是孕妇、乳母及幼儿以及对药物敏感者更要谨慎对待。治疗脚气的专利研究数量不少,但多为药物杀菌,经多方检索,尚未发现以设备,特别是以羟基自由基杀菌的电气设备的案例;

羟基自由基应用于医疗,特别是用于脚气杀菌设备的诸多问题中,专业跨界应用尚未形成热点,较少有人关注和研究是主要因素。除此之外,还有其他四个方面的具体原因:

(一)脚部皮肤的形状比较复杂:既有相对平坦的脚前掌、不规则半圆形的脚后跟、又有拱形的脚掌心、弧形凸起的脚背、还有宽窄、高度不一的脚趾缝、弯曲圆柱体的脚趾等等。在通风透气不佳、温度、湿度都相对较高的环境下,真菌极易快速繁殖。复杂形状的脚任何部位均可能发生真菌感染;

(二)羟基自由基虽然具有极强而迅速的杀灭真菌的能力,但其寿命很短,特别是在水溶液中的寿命更为短暂,而水又是产生羟基自由基必不可少的基础条件。羟基自由基产生并集聚在阳极附近的一个极小的范围内,如果不采取特殊措施,羟基自由基不等到达皮肤患处便早已得到电子而失去氧化活性;

(三)虽然产生羟基自由基的办法很多,但受人体安全和耐受程度等因素的限制,只有电解氧化法的可行性最高。电解反应中的直流电和阴、阳两极是必要条件,羟基自由基产生于阳极且寿命极短,将感染的皮肤置于两极之间是解决问题的基本途径。但随之而来的问题是脚部或其他肢体的几何尺寸与自来水的电导率、安全电压、羟基自由基产生的强度之间的一系列技术参数用常规、传统的办法很难兼顾;

(四)据多方检索,未发现有参考、借鉴价值的的文献和论文,也未发现相关的介绍或产品。目前市面上现有的脚气治疗设备,或许还应该包括其他方面的医疗设备没有一款实际上是利用羟基自由基杀菌。只要受感染的皮肤置于羟基自由基集聚区范围之外,转瞬即逝的羟基自由基就根本不可能作用于人体皮肤上感染的病菌,浸泡式无法有效地利用羟基自由基;

杀菌能力最为强大、最为绿色环保而且安全、廉价的羟基自由基在医疗领域中没有受到应有的重视实在是一个重大的缺憾。本发明期望通过以羟基自由基等活性氧杀灭以脚气真菌为代表的皮肤感染病菌的措施和实践,举一反三、抛砖引玉,开拓一条全新的途径,使羟基自由基在医疗领域里发挥应有的作用,造福民众;

以大众的价格、绿色环保的原料和安全方便的电气设备彻底杀灭皮肤感染的病菌,将是这一领域具有革命性意义的创新;

三.

技术实现要素:

(一)发现或归纳总结羟基自由基产生及形成的范围、强度的规律和特点是解决问题的基础。经过大量的检索、分析及实验、观测,总结羟基自由基形成的范围和强度有如下特点和规律:

(1)在直流电和自来水中的金属离子的作用下,水分子被电解成离子状态并重新组合成多种物质,羟基自由基是其中的一个重要产物。羟基自由基产生于阳极,一般情况下其寿命极为短暂。但是如果有针对性地采取一些措施,阳极产生羟基自由基的数量大于外部边缘因不断地得到电子而失去活性的自由基数量,或者阳极周围处于较高正电位的环境,阳极附近就会在瞬间形成一定范围的羟基自由基密度很大的区域,在这个区域内的羟基自由基前仆后继,始终保持一定强度和范围,本发明将其称为羟基自由基集聚区;

(2)水分子是由两个氢和一个氧原子组成,因而在电解过程中,呈负电位的氢是正电位氧的两倍。阴极产生的带有负离子的电子是羟基自由基等活性氧的“抢夺”对象。羟基自由基得到电子后便达到稳定状态而失去活性。氢气等负离子是抵减甚至抵消(淬灭)羟基自由基集聚区的范围及强度的重要因素,在某些条件下甚至是决定性的因素;

为了顺应民间的习惯叫法并叙述方便,本发明将电解反应中阴极产生的氢气、氢离子及其他带有负电位的分子、离子等物质统称为阴离子,将阳极产生的氧气、臭氧、羟基自由基及其他带有正电位的分子、离子统称为阳离子。这种称谓与电化学严谨的概念可能有所不符;

(3)在电压、水溶液电导率、极板面积等主要技术参数完全相同的情况下,羟基自由基产生后形成的集聚区域范围的大小及强度与两极所处的位置密切相关:

①阴、阳极距离适中或大于适中距离时(两极平行,有效电解部位面积相同并且完全相对,阴离子对活性氧的淬灭作用不明显时两极的最小间距本文称为适中距离):阴、阳两极极板都与水平面平行,阴极在阳极上方时,阳极附近羟基自由基集聚区范围及强度最大。阴极在阳极下方时,阳极附近羟基自由基集聚区范围及强度最小。阴、阳极平行且与水平面垂直时,阳极附近的羟基自由基的范围及强度介于两极水平平行时阴极在阳极上方和阴极在阳极下方之间。以上规律系实测结论,其机理尚未得到权威的认证。本发明认为部分原因可以用电化学方法产生“芬顿试剂法”的原理解释:除了电源和阴、阳极板之外,芬顿氧化提高羟基自由基产生效率的基本条件有两个:一是在阴极通入氧气进而产生过氧化氢(h2o2)。当阳极在阴极下方时,大量的氧气迅速向上漂浮到阴极,正好满足了这一条件;芬顿氧化的另一条件是“铁离子”,自来水中含有的铁离子数量极微,甚至在污水处理中可以忽略不计,但在皮肤杀菌中这些铁离子却可以发挥重要作用。另外,电解时从含有铁成分的极板中游离出的铁离子也有可能成为一个重要的来源。同样原理,阴极在阳极两侧,阳极产生的氧到达阴极的数量明显小于阴极在阳极上方时的数量、阴极在阳极下方时氧气达到阴极的数量更少。阴极得到的氧气量直接影响了芬顿试剂的总数量,与羟基自由基的强度和范围呈正相关。另外,上文中提到的阴离子对阳离子的淬灭作用也是一个极其重要的因素,特别是两极距离较近和阴极在阳极下方时,或将起到主要或决定性的作用;

②阴、阳极间距小于适中距离时,电解反应加剧,理论上阳极产生的羟基自由基等活性氧应该增加,但实践中发现杀菌作用却不增反降,其主要原因是阴极产生的阴离子对阳极产生的阳离子的淬灭反应。如果采取措施消除或减弱这种反应,两极间距小于适中距离,即使阴极位于阳极的一侧,阳极附近的羟基自由基强度也可接近或大于两极水平平行且间距适中、阴极在阳极上方的强度;

③除了阴、阳极板的位置之外,皮肤对阴离子的阻碍作用也是一个必须考虑的重要因素;

(4)羟基自由基的强度分布与电荷的性质极为相似:无论阴、阳极相对位置如何,阳极边缘的羟基自由基的范围及强度均大于中间,两个边的交叉处更强。阴极在阳极周边或任何一侧,阳极边缘都有一定范围的羟基自由基集聚区。无论哪一种形式的羟基自由基集聚区,越是靠近阳极边缘,羟基自由基等活性氧数量越多、强度越大,氧化既杀菌能力就越强;

(5)环境对羟基自由基的寿命有极为重要的影响:

①.产生羟基自由基的基础条件(阴、阳电极、直流电、含有金属离子的水溶液)同时也是产生其他活性氧(例如臭氧、双氧水)的条件。在工艺参数合理的情况下,这些活性氧的存在对羟基自由基集聚区的强度、范围有支持保护(或许还有叠加正电位)的作用。在臭氧等活性氧浓度较大的水溶液中,羟基自由基不易得到电子,只能冲出这种环境到更远端去抢夺电子,因而其寿命将得到延长,集聚区的范围和强度也将相应的增大;

②.羟基自由基在空气中的寿命大大长于水溶液中的寿命,有专家介绍,最长可以达到数秒;

(6)电压、电流、水溶液电导率及两极距离与羟基自由基等活性氧的强度及范围有密切关系;

(7)氯对羟基自由基的产生有较强的催化作用:在同样电流密度的情况下,水中即使溶有微量的氯化钠,对阳极附近的羟基自由基等活性氧的强度及范围也会产生极为明显的影响;

(二)主要创新措施(内容)如下:

结合羟基自由基集聚区范围的特点、规律及脚各部位(兼顾人体其他部位)皮肤形状的特点,设计不同的电解槽,创造条件使羟基自由基集聚区的范围覆盖感染病菌的皮肤。由于脚部皮肤的形状最具代表性和广泛性,除极特殊情况之外,只要能够适应脚部皮肤的杀菌需要,人体的其他部位的皮肤基本都能对号入座,所以本发明在表述中多以脚部皮肤为例。

1.人体的皮肤、皮下脂肪、肌肉及其他器官组织均有一定的弹性,稍加外力按压,附近的皮肤便会有一定幅度的变形凸起。将凸起的皮肤置于阴、阳极之间并与阴、阳极之间最短的(垂直)连线相切,在不阻碍离子运动的情况下,感染病菌的皮肤与产生羟基自由基的阳极紧密接触,可以在吻合程度不是很精确的情况下使杀菌的效果可以达到较好水平。如果极板接触皮肤的力度控制得当,并且吻合程度也比较高,即使皮肤没有明显的凸起,紧贴皮肤的阳极板边缘上产生的羟基自由基也能直接攻击皮肤上的病菌,此时杀菌效果最佳;

(1)与脚部皮肤(局部)形状基本吻合的异形电极板是实现以上目的的重要措施,异型电极主要应用于第二组电解槽,其中有基本型、标准型、简易型和多种形式的开放式电极;

(2)多个圆形和圆环形电极也是利用皮肤弹性,使受到圆形的电极边缘轻微压迫凸起变形的皮肤置于阴、阳极之间并与阴、阳极之间最短连线相切的措施,实现感染病菌的皮肤与产生羟基自由基的阳极紧密接触的目的。本项措施实施于第三组电解槽;

2.水的分子结构决定了电解过程中,阴极产生的带有负电位的离子两倍于阳极产生带有正电位的离子。氢气及溶有负离子的水溶液所产生的负电位,在瞬时间可低于-2000mv,如果不采取措施任其自由运动,不仅直接淬灭羟基自由基等活性氧,还可使整个水溶液的电位呈负值。此时电解槽的杀菌范围只限于最靠近阳极的较小区域内,杀菌效果将大打折扣。为了解决这个问题,本发明采取了四个措施:

(1)阴极板采用冲孔或网状平板、圆筒以利于阴极产生的氢气等负离子及附近呈较低负电位的水流动排走,与阳极相对的方向面积较小的各种截面的环状阴极也是使氢气等负离子更容易向上排走的措施。本项创新实施于第二、三、四、五、六、七组电解槽;

(2)设计密封罩式阴极:阴极的极板为冲孔板或网状平板,阴阳极板相对(或靠近)并发生较强电解反应的一面或部位我们称之为电解工作面,两极不相对的平面称为非工作面。在阴极非工作面上安装一个密封罩,该罩有一个凸起的边框与阴极非工作面的边缘紧密接触并粘合密封,密封罩的中间部分与阴极非工作面之间有一定的空间,该空间通过导管与水泵相连。水泵运转时,将密封罩内的水吸出,使罩内的水压低于外界,阴极的工作面产生的氢气等负离子连同附近呈较低电位的水通过阴极板上的小圆孔或网孔吸入罩内并通过水管、水泵排向远端。本项创新实施于第四、六组电解槽;

(3)设计盒式阴极:为了增加活性氧的产量,需要增加阴、阳极板的数量。在多板(三板以上)多槽(两槽以上)的情况下,两块阳极板中间的阴极采用盒式阴极。盒式阴极由阴极盒与导管、水泵组成。阴极盒为长方形的六面体,其中下方的一面(或侧面)通过导管与水泵相连,与阳极相对的两块阴极板为冲孔板或平网板,盒体的其他三个面(两个侧面和一个顶面)的边与两块阴极板的边粘合密封。水泵运转时,阴极盒内的水被陆续吸出,盒内的水压将略低于外界。阴极与阳极相对的一面(阴极工作面)产生的氢气及其他负离子连同附近呈较低电位的水便通过阴极板上的小圆孔或网孔被吸入盒体内并通过水管、水泵排向远端。本项创新实施于第五组电解槽;

实际应用中,根据需要密封罩式阴极与盒式阴极可以同时使用:最外侧的阴极为密封罩式阴极,中间的阴极为盒式阴极。对于水溶液而言,氢气属于难溶气体,这些负电位的水溶液排离电极附近后,氢气很快逸出,电位迅速升高,对阳极正电位的负面影响将大大减弱;

密封罩式阴极和盒式阴极的水泵运转时,在阴极产生的负离子被吸到密封罩和阴极盒的同时,阳极产生的氧气也会有一小部分被吸到阴极(可以通过调整水泵排水量控制氧气到达阴极的数量)。如前所述,阴极得到氧气是产生芬顿试剂的重要条件之一,对增加羟基自由基强度、扩大羟基自由基集聚区范围非常有利;

(4)阴阳两极之间加装一张可以阻挡气体但不影响离子通过的薄膜,可以对阳离子不被淬灭起到一定的保护作用,如果与密封罩式阴极相配合可以将阴离子对阳离子的淬灭影响降至最低程度,主要应用于阳极在阳极下方,且两极平行水平放置的电解槽;

该项应用于第六组电解槽和第七组电解槽中的第一个电解槽;

3.设计开放式异形电极:

在一般的电解氧化应用中,提高羟基自由基等活性氧的产生效率及总量是设计者追求的主要目标,但在本发明的异形电极杀灭皮肤病菌的过程中,效率及总量无关大局:因为真正起到杀菌作用的只是阳极板边缘与皮肤直接接触或距皮肤最近的一条曲线(既阳极有效电解区域)所产生的羟基自由基等活性氧,阳极其他部位的电解反应只能起到辅助作用甚至没有作用。阴极产生的阴离子在杀菌过程中的作用虽然是不折不扣负面因素,但阴离子又是电解反应的必然产物,无可避免。采取更多的措施,将阴离子的负面影响降至最低程度,是本发明所追求的一个重要目标;

在其他技术参数相同的情况下,阴、阳极板处于平行、水平位置,阴极在阳极的上方时羟基自由基的强度最大。如前所述:该结论的前提条件是阴、阳极板的距离不能低于适中距离。如果两极间距过小,有利于达到目的的电解反应虽然增强,阳极产生的活性氧数量也相应的增加,但氧化杀菌作用却不增反降。其原因便是阴极产生的负离子来不及向上移动便直接与距离很近的阳极产生的带有很高正电位的羟基自由基等活性氧相遇。即使两极平行并与水平垂直,其间距也不能小于两个小气泡的直径。由于分子结构的关系,阴极产生的阴离子的数量必然大于阳极产生的阳离子,电解强度和两极之间的淬灭反应在许多情况下是主要矛盾。

为了解决以上矛盾,除了密封罩式阴极、盒式阴极、网(孔)筒式阴极、两极之间加装滤膜之外,本发明还创新设计了开放式阴极(也称开放式电极),其基本特征(条件)主要有两个:

阴极产生的带有负电位的阴离子从生成至移动前的瞬间遇到阳极有效电解区域产生的带有正电位的阳离子的机会很少或基本没有;

阴离子生成后的运动方向(与水平面垂直向上)没有任何阻碍,也没有遇到阳离子的机会;

传统工艺设置的阴、阳极板的相对位置基本为平面平行且完全相对,一般是与水平面平行和与水平面垂直两种状态:

阴阳两极平行相对且与水平面平行,阴极在阳极的上方,间距小于适中距离时不能满足条件阴极在阳极的下方时,无论间距如何,都不能满足条件

两极位置平行相对且与水平方向垂直时,可以部分满足条件这里之所以强调部分满足是因为传统的极板一般都是面积较大的平面,阴离子上升时的运动轨迹并非是一条直线,曲线运动的阴离子即便产生时没遇到阳离子,但直至脱离电解区域的上升过程中遇到阳离子的机会很多,实测发现只有最顶端的一个极小的区域才能满足条件的要求;

无论采取哪种方式,传统配置的阴阳两极位置,两极间距与自来水电导率、有效电解强度之间的矛盾都很难解决。摈弃传统的电极配置方式,另辟蹊径,设计开放式电极是解决电解强度和阳离子被淬灭矛盾的有效措施。

电解反应中阴离子生成的方向是面向阳极,其运动方向是与水平方向垂直的上方,结合实践结果,开放式电极可以理解为:在标准工作状态下(阳极电解工作面向上并与水平面平行),阳极有效电解工作面处于阴极电解工作面的侧下方,既阴极电解工作面位于阳极有效电解工作面的侧上方,可最大限度的满足开放式阴极的所有条件;

由于阴离子的运动方向是向上,生成过程中的运动趋势也是向上,阳极位于阴极侧下方加大了相距的距离,所以阴阳离子相遇的机会最低。由此可以将开放式电极更全面地概括为:两极的电解工作面不是传统的平行相对关系,阴极的电解工作面在阳极有效电解工作面的侧上方,两个面的夹角不小于90度,(既阴极电解工作面的上方及垂直的前方没有阳极)同时阴极的一个边尽量靠近阳极的电解工作面。这种结构可以在阴、阳两极间距极小,局部电极反应极为剧烈的情况下,阴极产生的负离子不受阻碍,迅速地排离电解区域而使阴离子淬灭阳离子的机会达到最低程度,故而称其为开放式。其本质是阴离子开放式,简称开放式阴极或开放式电极。

另外由于距离阴极最近的阳极不直接接触皮肤,不属于有效电解部位。该部分阳极的电解反应最为剧烈,产生的阳离子向上移动可以直接起到淬灭部分阴离子的作用,不仅客观上起到“舍己堵抢眼”的作用,同时也为阴极提供了氧气,成为芬顿试剂的重要条件;

开放式电极的结构有多种形式:

(1)标准型开放式电极:形状相同的阴、阳极板水平平行放置,阴极板在阴极板的上方,阳极板的尺寸略大于阴极板,两极各边的曲线平行,阴、阳极板的中间夹一张绝缘薄片。绝缘片的形状与阴极板形状相同,尺寸也大致相同。阳极板、绝缘薄片、阴极板的平面紧密接触并紧固其相对位置。由于阴、阳极板相对的平面的中间隔着绝缘片,离子通道被阻断,该区域不能发生电解反应(这也是开放式电极运行功率大幅度降低的主要原因)。阴极与阳极发生离子交换最多的部位(既电解工作面)仅是阴极的边部与附近阳极板的一小部分平面。在水溶液电导率和电压不变的情况下,两极的电解工作面互相垂直,虽然整体的电解反应减弱,但由于两极最近的距离可以缩小到毫米以内,局部电解反应加剧,即使相距稍远一些的阳极部位(与皮肤直接接触的部位,也是有效电解部位),其局部区域羟基自由基等活性氧也不小于甚至大于两极平面平行相对且距离适中时的强度;

(2)简易型开放式电极:将标准型开放式电极不同的异形边根据需要分别制成若干个独立的开放式异形电解槽以适应某些需要。此时,两个异形极板则无所谓尺寸大小,只有前后之分,阳极板在阴极电解工作面的前方(靠近皮肤的一端为前方),边缘曲线平行;

(3)曲线开放式电极:当平板式电极的宽度缩小到一定程度,可以将其近似的看成是一条曲线。曲线开放式电极与平板开放式电极的区别主要体现在曲线与皮肤吻合的方式在许多情况下可以有所不同。根据吻合方式的不同,两极的相对位置也可以有一定的调整。曲线开放式电极在应用中更加灵活,只要阴阳两极的位置在工作状态时不是处于很明显的上下关系(以肉眼观测,阴阳两极的连线不与水平垂直),阴离子都可以迅速地向上移动而使其对阳离子的淬灭机会最小;

(4)点式开放电极:曲线开放式的特例;

(5)符合开放式电极两个基本条件的其他形式电极,例如某些工作状态下的叉指型电极等;

开放式电极准确的定义应该是开放式阴极,这种结构对阴离子直接向上移动的阻力最小、移动速度最快,阴离子与阳离子相遇的机会也最低,因而作用于病菌的羟基自由基等活性氧的氧化电位可以得到最大限度的保留。另外,阴极曲线边所在的平面(既边部的电解工作面)与阴极底面之间应该有一个小于90度的夹角β(如图18-图21中线段ce与线段cf的夹角),此时,阴极的有效电解工作面变成了一条曲线,其主要目的是为皮肤与阴极的电解工作面(线)之间留有更宽裕的通道以防止操作时因皮肤弹性差异和用力不当使局部皮肤变形过大而导致阴离子移动受阻,同时也延长了皮肤与阴极之间的距离,这也是缓解皮肤承受的电流刺激的措施之一;

根据实践应用需求,开放式异形电极还可以设计多种结构:除了曲线式电极、改进的叉指型电极及杀灭小而深部位皮肤感染的病菌的两点式电极之外,还可以设计出随着微创器械进入人体组织内部的其他形状的电极等;

4.开放式异形电极加装防电流刺激皮肤装置:

第二组电解槽在杀菌实践过程中,发现在有些地区,人体脚部皮肤娇嫩的部位如脚趾缝和因瘙痒抓挠过的皮肤对电流刺激十分敏感,有时会产生令人难以平静忍受的刺激感。但这种现象在有些地区却不太严重。经详细分析,发现这种情况与水的硬度有直接关系:刺激感严重地区的自来水一般是以河流、湖泊、水库等地表水为主要水源,电导率较低。刺激感较小的地区一般是以地下水为主要水源,电导率较高。各地区自来水的tds(电导率)最小的低于100ηs/cm3,而高的地区甚至超过1000ηs/cm3,相差十分悬殊。

第二组电解槽异形电极的重要特征是异形阳极与皮肤直接接触。图18为开放式电极电解槽在正常工作时的放大截面侧视图:其中皮肤61、阴极58、阳极59、绝缘片60、绝缘片的上方与阴极的接触点c、绝缘片下方与阳极的接触点d、皮肤与阳极接触点a,皮肤距阴极最近的点b;

电解工作时,电流从a点出发到达最近的c点有两条主要路径:路径(a-b-c)和路径(a-c),虽然路径的绝对距离大于路径但由于同等距离湿润皮肤的电阻小于硬度较低的自来水的电阻,而且a-b之间的距离很短、直角边bc的长度小于斜边ac,使路径的总电阻小于路径导致阳极至阴极至少同时存在着两条互相并联的主电路,其中至少有一条通过皮肤ab段的电路,通过皮肤的电流超过一定限度就会使人体产生很明显的刺激感。水的硬度越低,电阻就越大,路径与路径的电阻差距也越大。路径(1)的电流也会相应的增大,人体皮肤的刺激感就会愈加强烈。

添加电解质(例如食盐)调节自来水电导率的方法解决皮肤刺激问题固然简单,但作为以推广普及为目标的民用产品,同时也会带来一些新的矛盾:主要是电解质(例如食盐)需要根据当地自来水的电导率加以调整,数量不易精确掌握。另外还需要在电源增加限流装置,使问题更加复杂化;

针对以上分析采取如下措施:在不影响阴离子排放的前提下,在阳极边缘加装一个截面为直角三角形的三角体:如图19所示,新加装的三角体的截面在图中的标识为三角体66(截面的侧视图为三角形abd),其中bd线段所组成的平面(图18-图21各侧视图中的直线实际是一个平面)作为改装后的新的阳极电解工作面,新的阳极电解工作面的高度(既ab线段的长度)与绝缘板的厚度相同或略高于这个厚度,使皮肤直接接触阳极后最靠近阴极的部位由a点上移至b点,皮肤至阴极的距离与阳极到阴极的距离(bc)相同。由于皮肤“触电”处没有形成电位差,所以不会通过皮肤再形成一条电流通道。虽然离子运动也存在“舍近求远”的现象,但毕竟不能形成主流,因而缓解或消除了皮肤强烈的刺激感;

图19-图21中的ce线为改装后阴极的一个边(实际是一个平面)改装后,阴极的有效电解工作面可以是一条线(c点的俯视图为线),但该线条的粗细可根据需要灵活调整;

图20为开放式电极防电流刺激皮肤的装置的另外一种形式:将阳极与皮肤接触的端面ag与电解工作面所在的平面ah的夹角由直角改为锐角α,杀菌时阳极平面(ag)与皮肤有一定的倾斜(如图20-21所示,皮肤61与ah的夹角为略大于角α的锐角)。此时皮肤61上任何一点至阴极的距离都不大于皮肤与阳极的接触点a至阴极c的距离,既ac是电阻最小的电路。这种结构制造简单,可有效缓解电流对皮肤的刺激。对操作上的要求是阳极对皮肤的压力要适当,尤其不能用力过大以防止局部皮肤凸起变形靠近阴极,必要时可用手将局部皮肤绷紧;

图21为图19和图20所示的两种防电流刺激皮肤措施同时实施的结构。实践中,图19、图20、图21所示的三种结构可根据情况分别或同时采用。为了说明问题,有关各图均局部放大且各部分比例不完全相称;

图18-图21的各点在侧视图中为一个点,在俯视图及实体中是一条线,侧视图中的各条线在俯视图及实体中是一个面;

开放式电极在提高有效电解强度的基础上,不仅解决了由于两极间距过近产生的有效电解区域正负离子互相干扰的矛盾,由此还带来了以下几个很突出的特点:

第一.由于两极距离很小,仅靠表面张力所留下的极少量的水既可完成足够强度的电解反应。杀菌时皮肤既可以浸泡水中,也可以裸露在外面,只需用滴管、喷瓶、湿毛巾甚至湿纸巾带来的少量水沾到皮肤上并间断补充既可完成表面皮肤的杀菌过程。另外,还可以设计专用的供水装置或将电极制成类似管道式、渠道式、或其他方式输送、保留微量的水分,以适应某些特定的需要;

第二.由于脱离了完全浸泡在水中的环境,为延长羟基自由基的寿命提供了很好的客观条件;

第三.最靠近阴极的阳极部位远离皮肤,不属于有效杀菌部位。该区域所产生的氧气近距离上升到阴极,除了淬灭部分阴离子,对有效杀菌区域的阳离子起到辅助保护作用之外,芬顿试剂效应会也强于其他形式的电极配置,对提高羟基自由基产生效率大有帮助;

第四.电解强度和皮肤的杀菌部位可以通过皮肤沾水的程度和面积调节,羟基自由基对皮肤的作用可以相对精准的选择;

第五.开放式电极的运行功率可以比浸泡在水中的方式降低九成以上。小功率的电器可以用电池作为工作电源,不仅安全措施可以简化,也为便携式创造了条件;

第六.开放式电极结构简单、批量制造的成本相对较低,易于推广普及;

第七.异形开放式电极为杀灭人体其他部位的病菌及破坏、清除无用或有害细胞组织开辟了一条或许是具有颠覆性意义的医疗新途径;

开放式异形电极和加装的防电流刺激装置实施于第二组电解槽;

5.创造条件,使羟基自由基在某些特定环境下延长寿命:

(1)充分利用空气中羟基自由基寿命相对较长的特性:具体措施是阳极板连同阴极及吸气排水装置(既密封罩式阴极、盒式阴极)可以同时升降。水面、受感染的皮肤最底端与电极的顶面基本处于同一平面,或略低于电极顶面,使羟基自由基集聚区的范围扩展到阳极边缘上方的一部分空间中,空气中的羟基自由基寿命较长,杀菌作用可大大增强。另外该措施也可使感染病菌的皮肤与产生羟基自由基的阳极顶端始终紧密接触。本项措施主要实施于第四、五组电解槽,第七组电解槽中的第二个(立式)电解槽也可酌情采用;

(2)如前所述,产生羟基自由基的基础条件(阴、阳极、直流电、含有金属离子的水溶液)同时也是产生其他活性氧(例如臭氧、双氧水)的条件,可充分利用。具体措施是长方形极板立式放置,在电解区域内,自下而上,阳极附近活性氧的浓度越来越大,至极板顶部时达到最高水平,这种环境十分有利于延长羟基自由基的寿命进而扩大其集聚区的范围,增加强度;

本项措施实施于第四、五组电解槽及七组电解槽中的第二个电解槽;

6.脚趾缝是真菌感染的高发部位,脚趾高度、自来水导电率范围与理想的阴、阳极板距离等技术参数之间的矛盾十分突出。在脚趾缝隙中加装由导电粒子组成的立体电极并在其附近安装垂直阴极板是解决该矛盾的有效措施。本项措施实施于第一组电解槽;

7.脚气真菌的传染性极强,特别是同一只脚的不同部位更是容易同时感染,脚底板和脚趾缝由于在鞋内所处的环境相似,是同时感染的高发区。将针对性不同的两个电解槽结合为一个复式电解槽,可以有效的提高杀菌效率。本项措施实施于第七组电解槽;

另外,微电解、氯(食盐电离分解)催化以及用电化学方法产生芬顿试剂等也可作为辅助措施,对本发明装置的杀菌功能可以起到锦上添花的作用;

四.附图说明:

本装置各部分的具体尺寸基本没有创新要素,为了使视图清晰简明,各附图均为示意图或轮廓(结构)示意图,未按实际尺寸绘制,一些与创新无关的附属配件,如支架、紧固件、导线、壳体等也予以省略;

(一)图1为第一至第七各组电解槽及电源的外形轮廓示意图(细线方框范围内)

细线方框1为第一组电解槽、2为第二组电解槽:其中2-1为基本型、2-2为开放式阴极的标准型、3-7分别为第三、第四、第五、第六、第七组电解槽、8为直流电源及控制插头;

第三组电解槽为俯视图,其他各组电解槽均为侧视图;

(二)图2-图3为第一组电解槽示意图:

图2为第一组电解槽结构侧视图:其中:水平位置的平板阴极13、与阴极平行的平板阳极12、可以改变形状并且位置不固定的立体阳极9,数量0-4处、可以平行移动并与水平位置的阴极板垂直的平板阴极10,数量0-5块、移动阴极轴11;

图3为第一组电解槽俯视图,标识同图2相同;

(三)图4-图14为第二组电解槽各种不同形式的示意图和分析示意图。

(1)图4-图6为第二组电解槽基本型的示意图,异形边以最常用的小弧度内凹弧形、小弧度外凸弧形、不规则抛物线形(变化曲率的曲线)和较大弧度内凹弧线形为例:

图4为第二组电解槽基本型的阴极俯视图,其中异形平面阴极14;

图5为第二组电解槽基本型的侧视图,其中异形平面阴极14、异形平面阳极15;

图6为第二组电解槽基本型阳极的俯视图,其中异形平面阳极15;

(2)图7-图14为第二组电解槽的几种简易型:

①图7、图9和图10为网状阴极电解槽的示意图:

图7为网状阴极俯视图:网状阴极54,其中阴极的有效电解部位为边部,图中以较粗的线条表示,中间的交织网仅起支撑作用;

图9为网状阴极电解槽的侧视示意图,其中网状阴极54、阳极板55;

图10为网状阴极电解槽的阳极板俯视图:阳极板55;

②图8、图9、图10为冲孔板阴极电解槽的示意图:

图8为冲孔板阴极俯视图(冲孔部分仅绘制了局部图,其他部分也同样是均匀分布圆孔的冲孔板):冲孔板阴极54;

图9为冲孔板阴极电解槽的侧视示意图:其中冲孔板阴极54、阳极板55;

图10为冲孔板阴极电解槽的阳极板俯视图:阴极板55;

③图11-图14为第二组电解槽的另外一种简易型,以环形阴极为例:

图11为环形阴极电解槽的阴极俯视图:环型阴极54;

图12为图11所示的环形阴极四种不同的截面(图11中a-a截面)示意图;

图13为环形阴极电解槽的侧视图,阴极54、阳极55;

图14为环形阴极电解槽阳极俯视图:阳极板55;

(3)图15-图21为第二组电解槽相关情况分析图和几种创新改进型的侧视结构局部放大示意图:

图15为第二组电解槽开放式阴极标准型(以外凸边为例)的基本结构侧视图和电解槽在工作时与皮肤的位置关系的侧视图:其中阴极板58、阳极板59、绝缘板60、局部皮肤61;

图16为图15所示的开放式电极的俯视图:皮肤61、阳极曲线边64、阴极最靠近阳极的曲线边63、阴极距离阳极最远的曲线边62;

图17为开放式电极的几种形式的视图举例,实际应用中可以开阔思路,举一反三,如:图17-1为曲线式的侧视图、图17-2针式的侧视图、17-3为两极间距较大的叉指型电极的俯视图、图17-4为图17-3所示的叉指型电极a-a截面的侧视图,其中阴极58、阳极59;

说明:图18-图21为开放式电极在标准工作状态下的侧视图(俯视图略)。各个侧视图的点在俯视图及实体中是一条线、侧视图中的线在俯视图和实体中是一个面。为了更清晰的说明问题,各部件未按比例绘制并局部放大;

图18为开放式电极电流刺激皮肤原因的分析图:其中皮肤61、阴极58、阳极59、绝缘片60、绝缘片与阴极有效电解工作面(线)的结合点c、绝缘片与阳极电解工作面的结合点(线)d、皮肤与阳极电解工作面的接触点(线)a、皮肤距阴极最近的点(线)b、阴极电解工作面ce与阴极底面cf的夹角β为小于90度的锐角;

图19为防电流刺激皮肤第一种装置及工作状态的侧视图:其中,阳极边缘加装的截面为直角三角形的三角体66(截面为三角形abd),bd线段所表示的平面为改装后新的阳极电解工作面,三角体的高度既ab线段的长度等于或略大于绝缘片的厚度cd,a为加装防电流刺激装置前皮肤与阳极的接触点(线),其他标识与图18相同;

图20为防电流刺激皮肤第二种装置及工作状态的侧视图:其中:阳极板平面ah与端面ag的夹角α为小于90度的锐角。电解工作时,阳极平面ah与皮肤61的夹角为略大于α的锐角,其他标识与图19相同;

图21为图19与图20所示的两种防电流刺激装置同时采用的综合型,三图标识相同;

(四)图22-图25为第三组电解槽局部视图:

图22为第三组电解槽俯视图的放大局部截图,其中:主体形状为圆柱体的阳极16、阴极圆孔边缘及阴极板均用17标示,圆孔数量与圆柱体阳极数量相同。本图中的阴极为连成一体的冲孔板,也可用互相连接的圆环,;

图23为第三组电解槽侧视图的局部截图(a-a)剖面图,标识同图22相同;

图24为第三组电解槽阴、阳极配置互换后的网孔筒式阴极示意图的侧视图,其中的阴、极的形状与图22-图23对调:17为阴极,16为阳极,62为导管,对调后的俯视图省略;

图25为网筒式阴极的立体轮廓示意图,标识同图24相同;

(五)图26-图33为第四组电解槽视图及主要零部件图:

图26为第四组电解槽主要结构示意图(侧视图,以3板2槽为例):由阴极板18、阴极密封罩21、吸水管20、水泵及出水管23组成的密封罩式阴极,阳极板19、控制阴、阳电极及吸水装置的升降装置22,电极及排水管升降幅度(距离)l;

图27为图26所示的第四组电解槽的部分零件侧视图:密封罩21、密封罩边框23,其他标识同图26相同;

图28为图27所示的阴极密封罩的俯视图:标识同图27相同;

图29为图26所示的第四组电解槽的部分零件侧视图:阴极板18,阴极板上的圆孔22;

图30为图29所示的第四组电解槽阴极板18的俯视图,标识同图29相同;

图31为图26所示的第四组电解槽的部分零件(阳极板)的侧视图,标识同图26相同;

图32为图31所示的阳极板19的俯视图;标识同图31相同;

图33为图26所示的第四组电解槽的阳极板、密封罩式阴极(细线方框内)及部分水管的俯视图(其他零部件省略)标识同图26相同;

(六)图34-图39为第五组电解槽结构示意图及主要零部件示意图:

图34为第五组盒式阴极电解槽结构侧视图:由阴极板26(两块)、盒式阴极侧面板31(2块)、阴极盒顶面板32、阴极盒底面24等六个平板组成的盒体称为阴极盒。阴极盒、导管29、水泵30组成盒式阴极,阴极板上的圆孔27,其他主要零部件为:阳极25(两块)、升降装置28;

图35为图34所示的第五组电解槽结构示意图中盒式阴极的阴极盒(细虚线方框内)及平板阳极的俯视图,其他零件略,标识同图34相同,;

图36为图34所示的第五组电解槽部分零件(阴极盒)的侧视图,标识同图34相同;

图37为图34所示的第五组电解槽部分零件(阳极板)的侧视图,标识同图34相同;

图38为图37所示的阳极板25的俯视图,标识同图37相同;

图39为盒式阴极阴极盒的立体示意图:标识同图34、图35相同;

(七)图40-图47为第六组电解槽结构示意图及主要零件图(阴、阳极板均以平面冲孔板为例)

图40为第六组电解槽整体结构侧视图:其中均匀分布小圆孔的平面阳极板38、阳极板上的圆孔33、平面阴极板39、阴极板小圆孔34、阴极板密封罩35、吸水排水管36、水泵37;

图41为图40的阳极、密封罩式阴极(部分吸水管及水泵略)侧视图,标识同图40相同;

图42为图40所示的第六组电解槽中的阳极板38的俯视图,其中阳极板上的圆孔33;

图43为图42所示的阳极板38的侧视图,两图标识相同;

图44为图40所示的第六组电解槽中阴极板39的俯视图,两图标识相同;

图45为图44所示的阴极板39的侧视图,两图标识相同;

图46为图40所示的阴极密封罩35的c-c方向俯视图,两图标识相同;

图47为图46所示的阴极密封罩35的侧视图,两图标识相同;

(八)图48-图49为盒式阴极和密封罩式阴极(混合式阴极)同时安装的结构示意图:图48中的细线方框40范围内为密封罩式阴极(部分导管及水泵略)、细线方框41范围内为盒式阴极的主要部件-阴极盒,阳极板42、升降装置43、盒式阴极部分零部件略;

图49为图48的局部俯视图:显示阳极和两种阴极(密封罩式阴极和盒式阴极)的位置关系,部分部件省略,两图标识相同;

(九)图50-图52为第七组电解槽结构和立体轮廓示意图:

图50为侧视图:水平位置电解槽(既第一个电解槽)的网状阳极板49、与阳极板尺寸、形状相同并且与阳极板平行的阴极板50,过滤膜53;侧视图中垂直电解槽(既第二个电解槽),垂直电解槽的阴、阳极板均为长方形,形状、尺寸完全相同,在侧视图中立式阴极板51、立式阳板板52重合;

图51为图50的俯视图,其中水平平行的电解槽阳极板49、阴极板50重合,中间的过滤膜56被阴极极板遮挡未能显示;两图标识相同;

图52为第七组电解槽立体轮廓示意图,主要是直观地显示两个电解槽的相对位置,标识与图50、51相同;

五.具体实施方式:

发明内容中对具体实施的许多环节已作了详细的介绍,本部分作了适当的简略。

(一)第一组电解槽的电极为混合型立体三维电极:第一组电解槽的电极除了常规的两块平行的阴、阳平板电极之外,还有位于平行的阴、阳极之间,由可以根据脚趾缝形状而改变形状的导电电粒子组成的立体阳极以及与水平位置的阴极板相垂直的平板阴极。这里采用三维电极并不是以增加比表面积、提高羟基自由基产生效率为主要目的。与废水处理中污水源源不断的产生不同,皮肤上感染的真菌数量有限,杀菌过程时间较短,病菌的繁殖速度肯定远远小于羟基自由基产生的速度,所以效率并不是主要矛盾。当然效率的提高更有助于实现杀菌的目标。在阴极位于阳极上方的情况下,靠近阳极的区域有相对较大的羟基自由基集聚区,而且越是靠近阳极,羟基自由基数量越多。脚趾进入后,脚趾缝隙及脚趾边缘区域阳极与阴极之间的离子通道畅通,集聚区的羟基自由基可以在短时间内杀灭该区域大部分的真菌。靠近脚趾背面的部分皮肤由于距离阳极较远,羟基自由基的作用较弱。增加凸起的立体三维阳极,将阳极粒子塞入脚趾缝间,形成了一个新的阳极区,将原来远离水平位置阳极的皮肤也纳入羟基自由基覆盖的区域,另外加装的垂直阴极板位于立体阳极的附近并与脚趾方向相同,更是进一步缩短了阴、阳两极的距离;

立体阳极数量可以根据需要增加或减少或不使用。本装置杀菌时间短,杀菌过程中无需较多的人工操作程序。脚趾缝隙密不透风、温湿度也相对较高,比脚的其他部位更适宜真菌生长繁殖,是真菌感染最多的部位,本组电解槽特别适用于医疗机构高效率杀菌杀菌方式:脚趾部分伸入阴、阳两极的空间。经数次杀菌过程,如脚趾主观感觉瘙痒未减轻,或细菌培养后显微镜仍可观测到真菌菌丝、孢子存在,则启用立体阳极和垂直阴极;

(二)第二组电解槽:第二组电解槽为全能型。基本型的电极由阴、阳两块平行的异形极板组成,阴、阳两块异形极板的边缘形状可以是:略呈内凹弧形,略呈外凸弧形,直线、或弧度较大的圆弧、曲率不同的连续曲线等等。阴阳两极的形状相同,尺寸相同或略有差异。两极板之间的距离可调,除开放式电极之外,其他类型的电极距离不能低于适中距离;

异型极板各边的用途:外凸型用于弓形脚掌心的皮肤感染,内凹型用于脚掌前部、脚背,直线型的一边用于平足脚脚掌或身体其他较为平坦的感染部位,弧度较大的一边用于脚后跟,抛物线形极板对应脚趾缝或其他极小面积的局部皮肤。杀菌时阳极的一边紧贴皮肤,阳极板边缘产生的羟基自由基等活性氧可以在产生的瞬间不加选择的夺走所遇到的一切有机物的电子,完成杀菌过程。然后做上下或横向缓慢移动并通过变换脚的姿势使异形阳极板的边缘始终紧贴皮肤;

第二组电解槽的核心要点是阴、阳极板异形边的形状,中间部分无关紧要。阴极采用网状或冲孔板及各种截面的环状十分必要,对阳极没有这些要求。在有些图中(包括其他各组电解槽的附图)阴、阳两极重合只是为了绘图或标识方便,并不是表示两极必须完全相同。

第二组电解槽方便灵活,可以杀灭脚部乃至身体可以浸泡在水中的任何部位的病菌感染,开放式电极还可以脱离水浸泡的环境,使杀菌范围进一步扩大并且不受条件限制;

该组电解槽结构简单、携带方便、特别是杀菌定位相对精准,可以只针对感染的局部皮肤产生作用。不足之处是手动操作,对于有些发生糜烂部位的皮肤不能耐受电极触碰产生的刺激,可用改进型既开放式阴极加装(加工)防电流刺激装置,也可先用其他电解槽进行预处理。本组电解槽特别适用于个人及家庭使用;

另外,由于阳极的贵金属氧化物涂层的机械强度很低,受到摩擦等外力后涂层面极易脱落,并且一处受损会波及周边,造成更大面积的损坏。为了降低制造成本,形状复杂的异形阳极由两块或多块极板组成时,活动型的阳极板不宜频繁拆卸和转动。必须转动时要将紧固件彻底松开,使二者完全脱离接触后再移动位置,切忌稍加松动便用力旋转;

为了提高效率,也可将内凹与外凸型极板结合在同一个边,加大极板与脚掌之间的吻合的长度,甚至按整个脚的底部(或脚背部)形状制作较长的异型极板,这也是缩短手工操作时间,提高杀菌效率的一种有效措施;另一种思路是将多边形极板一分为二、一分为三……等等进行流水作业。阴极板也可以采用如图4、图7、图8、图11、图12、以及图17-1、-2、-3、-4等所示的阴阳极同时改变的多种形式以适应不同的需求;

开放式异形电极电解槽及开放式异形电极加装防电流刺激装置的具体实施办法在发明内容的第(二)部分第3、4节中已有详细介绍,不再赘述;

(四)第三组电解槽:

第三组电解槽的阴、阳极有两种不同的配置。第一种配置是:阴极为一张均匀分布若干圆孔的冲孔板或用导体连接在一起的若干圆环,阳极为圆柱体。阳极固定在阴极冲孔板圆孔或圆环的中心,两极边缘的距离根据工艺要求确定。在充分考虑阳极耐电解腐蚀的前提下,阴、阳极可以互换,既第二种电极配置是:阴极用圆柱体材料,阳极用冲孔板或圆环,阴极位于阳极圆孔的中心。在不加装阴离子排离等辅助装置的情况下,羟基自由基的产生的规律和杀菌机理完全相同,效果也比较接近。本组电解槽运行时,阳极的周边可以形成多个圆形的羟基自由基集聚区,尤其以阳极的边缘地带更强。由于皮肤有一定的弹性,脚底掌面包括脚趾底面与阴、阳极边缘的连线相切,真菌可以被阳极边缘羟基自由基集聚区杀灭。由于阳极边缘羟基自由基集聚区被阴极区分割成多个区域,杀菌过程中需要多次横向、纵向移动脚的位置;

阴、阳极的两种配置各有特点:阳极为圆柱体的优点是阴阳两极的取材都比较方便,因而制造成本较低。两极材料互换后阴极的圆柱体可以制成中空的网状,每个阴极的下方都通过导管与水泵相连,起到类似箱式阴极的作用,杀菌效果优于阳极为圆柱体的电极配置,但阴、阳两极的制造成本都比较高;

本组电解槽还有一个特殊的使用方式:由于圆孔形的阴极(或阳极)有一定的厚度,阴、阳极之间的间隙可以储存少量的水,如果不将电解槽整体浸泡在水中,即可形成多个独立的小型电解槽。此时的杀菌作用可以只针对面积很小的局部皮肤,但要不断地的补充水溶液。第三组电解槽也可以归纳为异型电极的大范畴,由于圆形本身是一种常见的形状,其功能也有独到之处,所以另外组成一组独立的电解槽;

(五)第四组电解槽

该组电解槽阴、阳极的基本配置方式是立式平行。双面涂层的阳极板的两侧分别立有一块网状或均匀分布圆孔的阴极板,既通常所说的三板两槽(一块阳极+两块阴极);

第四组电解槽具体实施有三个要点

1.设计并采用密封罩式阴极:

2.阳极板及密封罩式阴极由一个简单的升降装置控制,阴、阳极可同步做小幅度的升降运动以调节阳极板顶部的边缘与脚趾感染皮肤的距离。升降装置由不锈钢螺丝、螺母组成,手动操作;

3.密封罩式阴极的水泵排水量的调节、控制对该组电解槽杀菌效果有很大的影响;

第四组电解槽的主要作用和功能:

①脚趾缝部位温度和湿度均高于脚的其他部位,因而是真菌感染的高发区。脚趾缝间的皮肤十分娇嫩,一旦感染极易糜烂,在电场中即使轻轻触碰也可能产生强烈的刺激感。用第四组电解槽杀菌时皮肤可与电极脱离接触,这种杀菌方式可大大减轻不良刺激并减少手工操作;

②杀菌部位可以仅限于很小的局部(例如单只脚的脚趾缝),这也是本装置与其他可能存在的类似产品的重要区别;

③在杀灭脚气真菌的同时,也可用于家庭其他方面的杀菌消毒,例如:袜子、服装、床上用品的消毒及洗浴时对皮肤的杀菌消毒等;

④脚气治愈后,第四组电解槽经彻底清洗(由于本身是杀菌器械,只需简单清除有机物附着即可,彻底清洗主要是解决人们的心理问题)还可以转变职能,发挥其食品杀菌、降解瓜果蔬菜农药残留、对肉类抗生素、瘦肉精残留也有一定的降解功能;

⑤第四组电解槽排水管排出的水氢气含量应该大大超过市面上流行的“富氢杯”含氢量,氢气对人体的医疗保健作用已得到科学界广泛的认同并逐渐从科研走向临床应用;

(六)第五组电解槽:

第五组电解槽的电极配置特点是两块阳极板中间的阴极为盒式阴极。其他装置同第四组电解槽相同,其运行方式和基本功能也与第四组电解槽相似;

实践中,为了增加活性氧的数量,增加电极面积是常规的手段。但是以患病皮肤杀菌为主要功能的装置,单块极板面积过大不仅会浪费效率,还会使完好的皮肤无端的遭受自由基的攻击。合考虑,多板多槽是最佳选择。在这种情况下第四组电解槽的密封罩式阴极和第五组电解槽的盒式阴极同时采用可发挥最大的效率。具体措施是最外侧的两块阴极用密封罩式阴极,中间的阴极用盒式阴极。盒式阴极数量可有多个,密封罩式阴极只用最外侧的两个。

图48-49为密封罩式阴极和盒式阴极同时应用的结构示意图;

另外,对这两种特殊的阴极装置排水量的控制十分重要,过大或过小均达不到理想的效果;

(七)第六组电解槽:

本组电解槽的配置特点是密封罩式阴极与阳极平行水平放置。阴、阳极板均为形状尺寸完全相同的网状平板或均匀分布小圆孔的冲孔板,阳极板在阴极板的上方,密封罩式阴极位于阳极板的下方,运转方式同第四组电解槽相同。对中间的薄膜没有特殊要求,由于不需要过滤细菌及大分子物质,滤孔可以选择大一些的。可用净水工程常用的滤膜,也可用其他过滤膜。本组电解槽除了可以高效率杀灭脚掌及临近部位感染的真菌之外还具备第四、五组电解槽的大部分功能;

由于本组电解槽的阴阳极板均为形状尺寸相同的平网或冲孔板,二极的实际有效电解工作部位要准确对应,否则电解效率既杀菌效果将大打折扣;

(八)第七组电解槽:

第七组电解槽的结构可以理解为第四(或第五)组电解槽与第六组电解槽结合体的简易型。之所以称之为简易型,是因为省略了吸水排气和升降装置。因为运转时两个电解槽的离子运动方向一个是上下、另一个是左右,其功能特点也各有侧重,也可以将其称为复式电解槽;

与水平面垂直的电解槽(既第二个电解槽)长度方向的一边与水平电解槽(既第一个电解槽)宽度方向的一边的距离在两个电解槽的电解反应不互相干扰的前提下应尽量靠近,两个电解槽之间可以用绝缘体隔离。除了电解槽为复式之外,水平电极的电解槽加装滤膜十分必要,垂直电解槽的滤膜根据情况可以安装或省略;

第七组电解槽的功能兼有第四(第五)、第六组电解槽的基本功能。单就某一部分比较,第七组电解槽的两个电解槽的效率分别逊于第四、五组和第六组。但综合比较,本组电解槽的功能还是有其独到的特点,主要是对脚趾缝和脚底板这两个感染高发部位可同时杀菌。根据实际情况,垂直位置的电解槽可以只设一个,但能够平行移动以对不同脚趾进行杀菌。也可以多设置几个,以适应医疗机构对多个脚趾缝同时杀菌的需要。第七组电解槽的两个电解槽的电路独立控制,既可同时运行,也可单独运行其中的某一个;本电解槽制造成本较低,用途广泛,有利于推广普及;

(九)其他几项说明:

开放式电极两极之间的相对位置调整到位后固定不变。由于小型家电位移方便,工作时整体的位置是一个相对的概念,标准的平板开放式特指在标准的工作状态下电解工作面的位置:既阳极工作面水平向上、阴极工作面与水平面垂直时,从皮肤侧面所观察到的情况。只要阳极的电解工作面不是处于水平向下的状态,阴极所产生的氢气等阴离子都处于不受阻碍、向上自由排放的状态。另外,操作时要注意皮肤与阴极之间要保持一定的距离;

关于人体皮肤的概念:除了通常所熟知的包在人体肌肉、骨骼外面皮肤之外,口腔、耳鼻、眼睑、生殖器、排泄器官表面的组织也可称为皮肤。再进一步,呼吸道、胃肠道等也属于更广泛的皮肤范畴。更进一步,还可以设计出针对直接与外界相通的人体器官皮肤乃至体内器官表层杀菌的电解槽,甚至可以设计从表层开始,逐步清除对人体有害细胞组织的电解槽。从这个意义上讲,本发明的所指的“皮肤”应该包括一切电极所直接或间接能达到的部位。例如肌肉组织受到创伤,伤口深处的表层以及与医疗中的微创手术相结合,电极进入人体器官内部实施电解氧化达到杀菌和破坏有害细胞组织的目的等等都可纳入本发明的皮肤范畴;

关于阴阳极板材料:采用电解工程常规的材料即可。与生产性电解设备不同,本装置的各组电解槽均有间歇性的运行特点,因而对极板材料和电源等辅助零部件的要求并不是很高,但第二组电解槽异形阳极板由于直接与皮肤接触,贵金属氧化物的涂层厚度不宜过薄;

安全性:1.开放式电极电解槽可采用电池作为工作电源,既方便也更加安全可靠。其他电解槽均采用36v以下安全电压的直流电源并加装防漏电和限流装置;2.理论分析,羟基自由基等活性氧对皮肤均有一定的氧化作用。一方面人体皮肤有较强的抗氧化能力,短时间的氧化攻击不会造成实质性的伤害。再则,自由基攻击的对象是人体的表皮,表皮的更新周期是28天,即使没有外界因素,表皮也会周期性地自然脱落;

功能说明:虽然各组电解槽对于不同部位的皮肤感染有较强的针对性,但也有一定的相互替代性;第四、五组电解槽功能完全相同,在实际应用中可以组合应用。但为了降低制造成本以利于推广普及,或者为了发挥其局部杀菌的特点,家庭型单独使用以第五组为首选;第三、六组电解槽具备第四组电解槽第③、④、⑤项功能;

第七组电解槽具备第四组电解槽的第①、②、③、④、⑤项功能,同时具备第六组电解槽对脚掌部位的杀菌功能。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1