球型浮仓式化学制氧装置的制作方法

本发明涉及化学制氧领域，尤其是一种利用双氧水制备氧气的化学制氧装置。

背景技术：
在医疗及在日常生活中经常会碰到需要吸氧的情况，有时情况会非常危急，紧急快速的吸氧往往会挽救一条生命或为挽救生命赢得宝贵时间。目前常见的吸氧装置有以下几种：1、高压钢瓶，缺点在于：此类装置相对笨重，压力高，使用时需专门的减压装置，用起来危险性大，也不方便。2、医用氧气袋，缺点在于：占用空间较大，氧气容易泄露，携带不便。3、普通市场销售的小型氧气罐，缺点在于：储氧量小，不能连续供氧，使用效果欠佳。4、市场销售的氧立得等化学制氧机，缺点在于：体积较大，相对笨重，携带不便，并且操作复杂，费时费力，产生氧气量小，碱性的反应产物会导致环境的污染。5、采用分子筛技术的制氧机制氧，以及电化学方法制氧，缺点在于：都必须依赖持续电力供应才能供氧，且体积均较大，费用高，无法随身携带。在对上述常见吸氧装置的研究后，本发明的发明人发现：目前市场上缺乏一种携带及使用方便，体积小巧，无需电力供应，氧气纯度高并且产氧量大，能够持续供氧，可随时开启及关闭，最终产物清洁无污染的便携式制氧装置。

技术实现要素：
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种球型浮仓式化学制氧装置。本发明所采用的技术方案是：采用催化剂催化双氧水分解产生氧气，由镂空球型基座、浮仓、反应仓、柔性输氧管、双氧水存储室、出氧控制阀及双向减压阀等部分组成。其特征在于：浮仓采用密闭的双壳中空结构，并与反应仓合为一体，通过浮力作用使浮仓及反应仓始终位于基座上方，双氧水始终从下方进入反应仓；通过镂空的球型基座及反应仓内壳，使浮仓及反应仓能够全方位转动，双氧水能自由进出反应仓；通过控制双氧水与反应仓内催化剂的接触，来控制氧气的产生；通过控制反应仓的气压，来控制双氧水进出反应仓；通过双向控制阀来维持压强在合理范围，以保证安全。上述技术方案可以看出：与现有技术相比，本发明结构紧凑，体积小巧，方便携带，产氧量大，产气持续稳定，能较长时间连续供氧；操作简单方便，过程可控，可随时开始及停止；氧气纯度高，完全符合医疗用氧标准；最终产物为氧气和水，对环境无污染。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中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发明的一些实施例，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它的附图。图1本发明球型浮仓式化学制氧装置整体示意图图中1、氧气管接口2、旋钮3、过滤及湿化层4、双向减压阀5、双氧水存储室6、催化剂7、反应仓8、镂空球型基座9、基座支架10、出氧控制阀11、盖仓12、柔性输氧管13、浮仓外壳14、浮仓15、浮仓内壳及反应仓外壳16、镂空式反应仓内壳图2、浮仓及反应仓示意图1、浮仓出氧口2、浮仓外壳3、浮仓4、浮仓内壳及反应仓外壳5、催化剂6镂空式反应仓内壳7、镂空球型基座8、浮仓及反应仓下口9、基座支架10、瓶底固定部分11、反应仓出氧口12、反应仓图3镂空球型基座示意图图中1、镂空球型基座球面2、镂空球型基座上口3、镂空支架4、镂空孔洞5、基座支架内孔6、基座支架与球型基座连接部具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。浮仓外壳(附图2结构2)与浮仓内壳(附图2结构4)构成密闭的中空结构形成浮仓(附图2结构3)，产生浮力，通过控制浮仓(附图2结构3)的大小，来控制浮力的大小，保证浮仓(附图2结构3)及反应仓(附图2结构12)(两者采用一体式结构，浮仓内壳与反应仓外壳共用同一结构，以增强牢固性并减小体积)始终位于镂空球型基座(附图2结构7)的上方(浮仓、反应仓及镂空球型基座的关系为，浮仓浮心的位置高于浮仓与反应室的重心的位置，并高于镂空球型基座球心的位置)。镂空式反应仓内壁(附图2结构6)采用镂空球型机构，内径微大于镂空球型基座(附图2结构7)的外径，浮仓及反应仓下口(附图2结构8)内径要小于镂空球型基座(附图2结构7)的外径，以保证浮仓(附图2结构3)及反应仓(附图2结构12)不会脱离镂空球型基座(附图2结构7)，并能自由转动，同时双氧水能自由进出反应仓。反应仓(附图2结构12)内装有催化剂(附图2结构5)，位于反应仓周边及上部，设计成由下至上逐步增加，且为多孔的蜂窝状，便于控制双氧水的催化以及液体及气体的通过。催化剂(附图2结构5)底缘平面高于浮仓及反应仓下口(附图2结构8)平面，其空间做为缓冲空间。镂空球型基座(附图2结构7)球型顶部可部分去除，以节约材料并利于双氧水的进出，球壁厚度可采用由上至下逐步增厚的方式，以增加牢固性，并减轻重量，方便双氧水进出，并利于浮仓及反应仓围绕镂空球型基座全方位转动。柔性输氧管(附图1结构12)要足够柔软，并保持足够通畅性，以保证浮仓(附图2结构3)及反应仓(附图2结构12)能自由转动同时氧气能自由输出。当装置处于关闭状态时，出氧控制阀(附图1结构10)关闭，盖仓(附图1结构11)、柔性输氧管(附图1结构12)、浮仓(附图1结构14)、反应仓(附图1结构7)及镂空球型基座(附图1结构8)的部分形成一个密闭空间，由于气体压强作用，双氧水不能进入反应仓(附图1结构7)，接触不到催化剂(附图1结构6)，也就没有氧气的产生。此时，如果整个装置发生倾斜或倒伏，由于浮力的作用始终竖直向上，在浮力的作用下，浮仓(附图1结构14)及反应仓(附图1结构7)会绕着镂空球型基座(附图1结构8)的球部转动，并保证位置始终在上方，双氧水仍旧不能进入反应仓(附图1结构7)，接触不到催化剂(附图1结构6)，仍无氧气产生。控制好双氧水所占容器的体积，即使将整个装置倒置，仍能保证安全。开启装置时，旋转旋钮(附图1结构2)，打开出氧控制阀(附图1结构10)，反应仓(附图1结构7)内气压降低，双氧水存储室(附图1结构5)内的双氧水在液体压强的作用下，通过镂空球型基座的镂空孔洞(附图3结构4)、基座支架内孔(附图3结构5)及镂空式反应仓内壳(附图2结构6)进入反应仓(附图1结构7)接触催化剂(附图1结构6)，双氧水发生分解反应，产生氧气。刚进入反应仓(附图1结构7)的双氧水浓度高，首先接触的是催化剂(附图1结构6)的下部，此处催化剂量少，能防止起初催化反应过于激烈。随着反应的进行，过氧化氢溶液浓度逐渐降低，氧气产生的压强较低，双氧水液面将逐步上升，与催化剂接触量逐渐增多，催化能力亦逐步增强，产氧量亦增加；如果产生的压强压强较高，则向下压迫液面，使双氧水与催化剂的接触减少，产氧量亦减少，如此反复直至产生的氧气压强与液体压强再次达到平衡，可以保证产氧速度维持稳定。反应产生的氧气向上经由反应仓出氧口(附图2结构11)进入浮仓(附图2结构3)，再由浮仓出氧口(附图2结构1)进入柔性输氧管(附图1结构12)继而进入盖仓(附图1结构11)，经过过滤湿化层(附图1结构3)，去除异味及杂质，并适度湿化，经氧气管接口(附图1结构1)输出。控制出氧控制阀(附图1结构10)开口的大小，就能控制反应仓气压的变化，从而控制双氧水与催化剂的接触，进而控制了整个分解反应的进程。产氧过程中，如果整个装置发生倾斜或倒伏，在浮力的作用下，浮仓(附图1结构14)及反应仓(附图1结构7)会绕着镂空球型基座(附图1结构8)的球部转动，并保证位置始终在上方，双氧水仍旧能从下面进入反应仓(附图1结构7)，产生的氧气仍能正常输出，使产氧反应能安全有序的进行。并且整个装置能在上述开启及关闭状态之间自由转换。随着反应的进行，过氧化氢溶液体积逐渐减少，双向控制阀(附图1结构4)向内开启，外界气体进入双氧水存储室(附图1结构5)，补充过氧化氢溶液因产生化学反应减少的体积；在特殊状况时，装置压力明显升高时，双向控制阀(附图1结构4)向外开启，减少双氧水存储室(附图1结构5)的压强，维持装置处于安全状态。以上对本发明实施例所提供的球型浮仓式化学制氧装置的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。