移动式超饱和高纯氢分子水制备装置及其使用方法与流程

本发明属于氢分子水制备技术领域，涉及一种氢分子水制备设备以及使用方法，具体的说是涉及一种移动式超饱和高纯氢分子水制备装置及其使用方法。

背景技术：

大量生物学研究证据表明，氢气具有选择性中和羟基自由基和亚硝酸阴离子的作用，这是氢气对抗氧化损伤治疗疾病的基础。研究表明，氢气能治疗的疾病类型非常多，例如恶性肿瘤、结肠炎、一氧化碳中毒后脑病、脑缺血、老年痴呆、帕金森。2016年11月30日，日本厚生劳动省“吸氢治疗心脏停跳综合症”纳入“日本先进医疗b类”体系。有学者评论认为，氢气吸入疗法是一种：让心跳复苏后的患者吸入氢气，从而起到保护生命及脑功能，让患者早日康复并回归社会的革新性治疗方法。这是首个关于氢气作为一种药物开展研究的官方认证，将氢气吸入列入医疗项目，开创了氢气医学研究的新纪元。

氢气作为一种疾病治疗的工具，现在已经受到广泛的关注和认可。日本和中国许多大学和医疗机构都相继开展临床研究。其中比较多的是饮用氢水、注射氢水和呼吸氢气。饮用氢水是其中一个很重要的选择。制造氢水的传统方法主要通过电解水的方法，由于电解过程容易产生一定副产物，逐渐被直接溶解氢气的技术取代。另外，也有采用金属镁与水反应制造氢水的办法，目前市面上许多氢棒基本属于这个原理，但是这个过程也会在水中引入较多镁离子，作为保健饮用水长期大量摄入镁离子可能对身体造成不利影响。另外，市场上也有大量易拉罐型氢水售卖，但是氢分子是一种仅次于氦气的最小分子，其扩散和渗透能力极强，对于塑料和金属，氢分子可以比较容易穿过其中的间隙而逃逸，因此这些易拉罐型氢水经过运输和长期保存之后，其氢气浓度会下降的厉害，不能起到良好的医疗保健效果。因此，开发更可靠效果更好的氢水制备设备非常必要。

技术实现要素：

本发明针对以往存在的氢水制备存在副产物，水中引入其它离子，实际饮用的氢分子浓度低，不能简便快捷的实现氢水制备，设备结构复杂庞大，不利于携带等缺点，提供一种移动式超饱和高纯氢分子水制备装置及其使用方法，其目的在于提供一种高效，简便快速、安全、水中溶解氢气浓度更高，结构紧凑的移动式超饱和高纯氢分子水制备设备及其使用方法。

本发明的技术方案是：移动式超饱和高纯氢分子水制备装置，其特征在于：所述制备装置由合金型贮氢罐、半导体制冷座、水杯和氢气细化器组成；

所述合金型贮氢罐由钢瓶、粉末、泡沫铜板和多孔铜管构成，所述泡沫铜板间隔设置在所述钢瓶内部，所述多孔铜管从所述泡沫铜板中间穿过并与泡沫铜板形成固定连接，所述多孔铜管的管壁上设有气孔，所述气孔与泡沫铜板相通，所述粉末置于所述泡沫铜板的间隔处；

所述氢气细化器由气室、不锈钢烧结细化片和支撑体构成，所述不锈钢烧结细化片设置在所述气室的底部；所述氢气细化器设置在所述水杯的底部，所述水杯的上方设有与水杯密封并紧固连接的水杯盖，所述水杯盖上设有泄压器，所述水杯整体设置在所述半导体制冷座中；

所述合金型贮氢罐的出口连接设有针阀，所述针阀与合金型贮氢罐的管路上设有过滤片，所述针阀出口处并联设有压力表和快速接头，所述快速接头的出口通过不锈钢管穿过所述水杯盖后与所述氢气细化器相连，所述不锈钢管的外壁与水杯盖形成密封固定连接。

所述不锈钢管的外壁与水杯盖通过氩弧焊密封连接固定。

所述水杯盖与水杯通过螺纹和硅胶垫配合拧紧密封。

所述粉末为la0.55ce0.45ni4co贮氢合金粉末。

所述泡沫铜板和多孔铜管通过钎焊连接固定，泡沫铜板的孔隙度范围为80%～90%。

所述不锈钢烧结细化片的孔径分布为50～500nm。

移动式超饱和高纯氢分子水制备装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)氢水制备步骤：

(1-1)首先将水杯放入半导体制冷座中；

(1-2)启动半导体制冷座，开始制冷，向水杯中倒入饮用水；

(1-3)将氢气细化器放入水杯的底部，拧紧水杯盖；

(1-4)打开针阀向水杯中充入氢气，通过针阀调整氢气流动速度；

(1-5)待压力表指针稳定指向1mpa左右，关闭针阀，等待20～30分钟；

(1-6)按下泄压器放出水杯内的氢气，关闭半导体制冷座，旋开水杯盖，获得超饱和高纯氢分子水，取出水杯饮用氢水；

(2)合金型贮氢罐的氢气充装步骤：

(2-1)首先观察压力表指针，当指示压力<0.8mpa，准备对合金型贮氢罐进行氢气充装；

(2-2)关闭针阀，将合金型贮氢罐、过滤片、压力表、针阀作为整体从快速接头处拔除；

(2-3)然后将合金型贮氢罐、过滤片、压力表、针阀作为整体与氢源的快速接头相连，其中氢源为市售纯度为99.999%的高纯氢气钢瓶，打开针阀，向合金型贮氢罐中充氢气，观察压力表指针，待压力表指针指向1.5mpa，关闭针阀；

(2-4)将合金型贮氢罐、过滤片、压力表、球阀作为整体从氢源快速接头拔除，然后将合金型贮氢罐、过滤片、压力表、针阀作为整体从移动式超饱和高纯氢分子水制备设备的快速接头处连接。

本发明的有益效果为：本发明提出的移动式超饱和高纯氢分子水制备装置及其使用方法，装置由合金型贮氢罐、半导体制冷座、水杯及氢气细化器等构成，装置结构新颖，通过氢水制备和合金型贮氢罐充氢两大步骤，解决了以往存在的氢水制备存在副产物，水中引入其它离子，实际饮用的氢分子浓度低，不能简便快捷的实现氢水制备，设备结构复杂庞大，不利于携带等缺点，本发明显著减小了设备的体积，大大缩短了氢水制备和饮用之间的距离，操作简易方便，显著提高氢水中高纯氢气的浓度，获得更佳的医疗保健效果。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图。

图2为本发明中合金型贮氢罐内部结构示意图。

图3为本发明中氢气细化器结构示意图。

图4为本发明氢分子水制备流程图。

图5为本发明对合金型贮氢罐进行充氢的流程图。

图中：合金型贮氢罐1、钢瓶1-1、泡沫铜板1-2、粉末1-3、多孔钢管1-4、气孔1-5、过滤片2、针阀3、压力表4、快速接头5、半导体制冷座6、水杯7、水杯盖7-1、泄压器7-2、饮用水8、氢气细化器9、不锈钢烧结细化片9-1、支撑体9-2、气室9-3。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，移动式超饱和高纯氢分子水制备装置，合金型贮氢罐1与过滤片2通过不锈钢管和vcr接头与过滤片2相连，过滤片2通过vcr接头和不锈钢管与针阀3入口相连，针阀3的出口通过不锈钢管分别与压力表4和快速接头5入口相连，快速接头5出口通过不锈钢管与氢气细化器9相连，不锈钢管的外壁同时与水杯盖7-1通过氩弧焊连接，水杯7中装有水8，氢气细化器9放在水杯7的底部，水杯盖7-1与水杯7通过螺纹和硅胶垫配合拧紧和密封，整个水杯7放在半导体制冷座6中，水杯盖7-1上装有泄压器7-2。水杯7，水杯盖7-1，气管，氢气细化器9均采用食品级304不锈钢材料制成，密封用的硅胶垫采用食品级硅胶制成。半导体制冷座6可以使水杯中的水冷却到5℃以下。在低温、高压、充分混合的条件下，可以使高纯氢气快速地超饱和溶解于水中，大大提高其医疗保健效果。

如图2所示，移动式超饱和高纯氢分子水制备装置，合金型贮氢罐1中包含有钢瓶1-1，la0.55ce0.45ni4co粉末1-3，泡沫铜板1-2，多孔铜管1-4。多孔铜管1-4从泡沫铜板1-2的中间穿过，泡沫铜板1-2和多孔铜管1-4按一定的间隔通过钎焊的方式连接，连接位置的中间，多孔铜管1-4一侧开有气孔1-5，泡沫铜板1-2之间的间隔位置填充有la0.55ce0.45ni4co粉末1-3，其中多孔铜管1-4主要实现氢气的输送，泡沫铜板1-2主要实现高效的传热传质，同时起到过滤的效果，防止la0.55ce0.45ni4co粉末1-3窜入多孔铜管1-4造成堵塞。la0.55ce0.45ni4co是高容量贮氢合金，能够保证在室温下安全高效的贮藏大量高纯氢气，具有良好的吸放氢动力学，可以在室温下稳定的维持在1mpa吸放氢平台压。

如图3所示，移动式超饱和高纯氢分子水制备装置，氢气细化器包括气室9-3，不锈钢烧结细化片9-1，支撑体9-2。不锈钢烧结细化片9-1可使高纯氢气细化成纳米级气泡，使高纯氢气和水进行充分混合。其中不锈钢烧结细化片的孔径分布为50～500nm。

如图4所示，移动式超饱和高纯氢分子水制备装置的使用方法，采用该设备制备超饱和高纯氢分子水的流程：首先将水杯7放入半导体制冷座6中，然后启动半导体制冷座6，开始制冷，向水杯7中倒入饮用水8，将氢气细化器9放入水杯7的底部，拧紧水杯盖7-1。打开针阀3向水杯7中充入氢气，在这个过程中通过针阀3调整氢气流动速度。待压力表4指针稳定指向1mpa左右，关闭针阀，等待20～30分钟，按下泄压器7-2放出水杯7内的氢气，关闭半导体制冷座6，旋开水杯盖7-1，获得超饱和高纯氢分子水，取出水杯7饮用氢水。

如图5所示，移动式超饱和高纯氢分子水制备装置的使用方法，合金型贮氢罐1经过长期使用后，其内部贮藏的氢气被用尽，需要对其进行重新充气以便再次使用，其主要流程为：首先观察压力表4指针，当指示压力<0.8mpa，准备对合金型贮氢罐1进行氢气充装，关闭针阀3，将合金型贮氢罐1，过滤片2，压力表4，针阀3作为整体从快速接头5处拔除，然后将合金型贮氢罐1，过滤片2，压力表4，针阀3作为整体与氢源的快速接头相连，其中氢源为市售纯度为99.999%的高纯氢气钢瓶，打开针阀3，向合金型贮氢罐1中充氢气，观察压力表4指针，待压力表4指针指向1.5mpa，关闭针阀3。将合金型贮氢罐1，过滤片2，压力表4，球阀3作为整体从氢源快速接头拔除，然后将合金型贮氢罐1，过滤片2，压力表4，针阀3作为整体从移动式超饱和高纯氢分子水制备设备的快速接头处连接。