具有定时制氢功能的氢呼吸机的制作方法

本发明涉及保健、医疗器械领域，具体而言，涉及具有定时制氢功能的氢呼吸机。

背景技术：

人体进行新陈代谢时，例如每一次呼吸，都需要氧气，过程中会产生自由基，并分解成水与二氧化碳，排出体外。但随着年龄增加，自由基无法自动分解，转而攻击细胞，造成细胞损伤与老化，组织器官功能衰退，机体进入衰老状态，出现长痘、皱纹、色斑等一系列肌肤问题，这就是人体氧化反应——氧化是肌肤衰老的最大威胁。

富氢水，顾名思义就是富含氢气的水。英文是hydrogenrichwater，日文是“水素水”。作为一种选择性抗氧化物质，氢气对很多疾病具有治疗作用，具有十分广泛的应用前景。

目前出现了一些氢呼吸机。例如一种呼吸机包括：呼吸机本体、甲醇制氢系统、氢气发电系统，甲醇制氢系统、氢气发电系统、呼吸机本体依次连接；呼吸机本体包括气源、空氧混合器、主机、湿化器、外部管道；甲醇制氢系统利用甲醇水蒸气重整制备氢气，氢气通过镀有钯银合金的膜分离装置获得高纯度的氢气，获取的氢气通过氢气发电系统发电，发出的电能供呼吸机本体工作。

以上现有技术中，氢呼吸机中的制氢是采用甲醇制氢，由于甲醇容易挥发，导致制备的氢气中难免会混入有甲醇气体，导致氢气纯度不高。而且现有的氢呼吸机不具有定时功能，智能化程度低。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了具有定时制氢功能的氢呼吸机。具体地，其技术方案如下：

一种具有定时制氢功能的氢呼吸机，包括用于储水的储水箱、用于产生氢气的氢气发生装置和供电装置，所述氢气发生装置包括电解室，所述电解室内设有阴极片、阳极片和设置于所述阴极片和所述阳极片之间的透水隔气膜，所述阴极片、所述阳极片围成一电解区，所述透水隔气膜用于将所述电解区分隔成氢产生区和氧产生区，所述储水箱连通所述氧产生区，所述氢产生区用于富集氢气并通过输出管路排出所述氢呼吸机，所述供电装置用于给所述阳极片和/或所述阴极片供电；

还包括定时控制模块，用于控制所述氢气发生装置定时开启和关闭。

作为对技术方案的改进，所述定时控制模块包括：

定时设置单元，用于输入需要设定预设的开启时间和/或关闭时间；

定时控制器，用于计时，并在时间达到所述开启时间时发出开启指令，达到所述关闭时间时发出关闭指令；

执行单元，用于根据所述开启指令接通所述供电装置、所述阳极片和所述阴极片之间的电路，以及根据所述关闭指令断开所述供电装置、所述阳极片和所述阴极片之间的电路。

作为对技术方案的改进，所述定时设置单元包括无线终端，所述定时控制模块还包括无线通信模块，所述无线通信模块用于将所述无线终端发出的所述开启时间和/或所述关闭时间传输给所述定时控制器。

作为对技术方案的改进，所述氢呼吸机还包括支架，所述储水箱、恒流供电装置和氢气发生装置均安装于所述支架。

作为对技术方案的改进，所述氢产生区通过背压阀连通出氢口。

作为对技术方案的改进，所述氢呼吸机还包括循环泵，所述循环泵连通储水箱和电解室。

作为对技术方案的改进，所述氢呼吸机还包括用于容置支架的外壳，所述外壳设有用于观察储水箱的水位的观察窗。

作为对技术方案的改进，所述定时设置单元包括设置在所述外壳的外表面的设置面板，所述设置面板与所述定时控制器电性连接。

作为对技术方案的改进，所述支架还设有排风扇。

作为对技术方案的改进，所述外壳设有排风口。

本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明提供的定时制氢功能的氢呼吸机，储水箱所提供的水进入电解室被电解，阴极片产生的氢气富集在氢产生区，阳极片产生的氧气富集在氧产生区，透水隔气膜阻隔了氢气向氧产生区的扩散以及阻隔了氧气向氢产生区的扩散，由此达到了氢气和氧气的分离，使得制备的氢气被纯化，保证了较好的纯度；

(2)本发明提供的具有定时制氢功能的氢呼吸机的具有定时控制模块，可以在外壳的面板或者无线终端上设置预设的开启时间和/或关闭时间，使氢呼吸机能够定时开启和关闭，智能化程度高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的氢呼吸机的模块示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的氢呼吸机(省略外壳)的立体结构图；

图3示出了本发明实施例所提供的氢气发生装置的爆炸结构图；

图4示出了本发明实施例所提供的电解室的立体结构图；

图5示出了本发明实施例所提供的外壳的一视角的立体结构图；

图6示出了本发明实施例所提供的外壳的另一视角的立体结构图。

主要元件符号说明：

20—氢气发生装置；21—电解室；22—阴极片；23—透水隔气膜；24—阳极片；25—阴极安装盖；26—阳极安装盖；27—进水口；28—出水口；30—储水箱；40—供电装置；50—排风扇；60—循环泵；70—支架；80—外壳；81—观察窗；82—盖孔；83—排风口；84—出氢口；85—设置面板；90—脚轮；901—电源正极线；902—信号线；903—电源负极线；904—弹簧；905—霍尔元件；906—磁铁；907—波纹气囊；908—外壳；909—进气口；910—底座；911—压力调节螺丝；100—氢呼吸机；110—定时控制模块。

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本发明的各种实施例。本发明可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本发明的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本发明理解为涵盖落入本发明的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本发明的各种实施例中，表述“或”或“a或/和b中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“a或b”或“a或/和b中的至少一个”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。

在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本发明中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。

实施例

请参阅图1、图2、图3和图4。本发明实施例的定时制氢功能的氢呼吸机100(以下简称“氢呼吸机100”)，包括用以储水的储水箱30、用以产生氢气的氢气发生装置20和供电装置40，氢气发生装置20包括电解室21，电解室21内设有阴极片22、阳极片24和设置于阴极片22和阳极片24之间的透水隔气膜23，阴极片22、阳极片24围成一电解区，透水隔气膜23用以将电解区分隔成氢产生区和氧产生区，储水箱30连通氧产生区，氢产生区用以富集氢气以排出。供电装置40包括电源、供电线路等，用于给阴极片22和阳极片24供电。

上述实施例中，储水箱30所提供的水进入电解室被电解，阴极片22产生的氢气富集在氢产生区，阳极片24产生的氧气富集在氧产生区，透水隔气膜23阻隔了氢气向氧产生区的扩散以及阻隔了氧气向氢产生区的扩散，由此达到了氢气和氧气的分离，使得制备的氢气被纯化，保证了较好的纯度。

需要说明的是，氢产生区和氧产生区之间通过透水隔气膜23密封，实现了只能允许水能在氢产生区和氧产生区之间自由流动，电解所产生的以气泡形式存在的氧气、氢气被阻隔在各自产生的区域。氢产生区即为电解室21与电解室21的一侧壁所围成。氧产生区即为电解室21与电解室21的另一侧壁所围成。

前述“氢产生区用以富集氢气以排出”，可以理解的是，该排出的方式可通过在电解室21的位于氢产生区的侧壁设置出氢管。出氢管除了将产生的氢气排出外，水蒸汽也会混合在氢气中。为了避免电解室21内的水由出氢管流出，可以在出氢管设置隔水阀(或称阻水阀)，即只能允许氢产生区内逸出的氢气通过隔水阀而阻止水通过。隔水阀可以采用现有的形式，如中国专利cn102602584a所述的透气隔水阀，该透气隔水阀包括固定于包装容器的外壁上的阀盖和设于阀盖与外壁之间设有密封垫，阀盖上设有第一气孔，密封垫上设有与第一气孔向连通的第二气孔，第二气孔通过外壁上的第三气孔与包装容器的内腔相连，第一气孔和第二气孔之间设有透气膜。透气膜包括基础材质层和采用防水透气膜材料制成的透气膜层。透气膜层为涂胶层。透气膜层靠第二气孔一侧布置，基础材质层靠第一气孔一侧布置。透气膜与阀盖粘连成为一体。阀盖的主体为圆柱状，靠近箱体的一侧设有凸出并用于安装固定的安装柱，密封垫、透气膜均套设于安装柱上。

值得说明的是，在不设置类似隔水阀的实施方式中，在电解室21内可以设置一隔绝部，用以将电解室21内空腔分隔成容水部和出氢部，容水部位于出氢部的下方。电解室21的进水口27和出水口28均直接连通容水部，氢出水管直接连通出氢部，这样就可以保证电解室21内的水位不会高于出氢部，从而防止电解室21内水和氢气一并排出。

为了对氢产生区产生的氢气加压，可在氢产生区可通过背压阀(图中未示出)连通出氢口84。背压阀可选择调节压力为0.2mpa。背压阀的名词来源于backpressurevalve。它代表的意思是说由于阀的功能而形成一定的压力，压力一般可以调节。流体从背压阀进口进入，被膜片阻挡，于是流体对膜片产生向上的压力。当压力足够大时，弹簧被压缩，流体顶起膜片形成通道，从背压阀出口流出；若流体压力不够，就会形成憋压，使进口压力上升直到达到额定压力，顶起膜片形成通路。背压阀的额定压力可调节，一般通过调节弹簧上端的顶杆，从而调节弹簧的长度来实现。

上述电解室21的结构可以采用一切能够容置阴极片22、阳极片24和透水隔气膜23并且能容纳水的一切密封结构体的形式。电解室21可以为圆柱形，采用金属材质，较为适宜地是不锈钢材质。电解室21可设有进水口27和出水口28，该进水口27直接通向氧产生区并且用以将储水箱30的水通入电解室21内，出水口28直接通向氧产生区并且用以将电解室21内的水流回储水箱30，在电解室21内的水流回储水箱30的过程中，会将氧产生区所富集产生的氧气排出到通入储水箱30内。

电解室21可以竖直设置，此处，竖直设置是指阴极片22、阳极片24和透水隔气膜23三者均竖直设置。进水口27可位于电解室21的下部，出口口位于电解室21的上部，这样，由储水箱30的水从电解室21的下部进入到氧产生区，并从电解室21的上部流回到储水箱30，从而在电解室21内产生一从下部到上部流向的水流，这样更好地能将电解室21内电解产生的热量通过该水流带走，实现对电解室21的更好散热。

上述透水隔气膜23是指具有透水隔气功能的膜。需要注意的是，此处隔气是指隔离以气泡形式存在的气体，而非以分子状态存在。电解水所产生的氢气的机理是，水中的氢离子在阴极片22上得到电子而发生还原反应产生气相，由于气相与水相之间的界面差，所以生产的氢气以氢气泡分散在水中。以阴极的电流密度为2～6ma/cm²、电解在常压下和电解水为中性为例，所产生的氢气泡的尺寸呈高斯随机分布在～微米范围内。阳极片24产生的氧气也以气泡的形式存在，以阳极电流密度为2～6ma/cm2并且电解在常压下为例，所产生的气泡分布在～100微米范围内。因此，透水隔气膜23的实现形式可以是具有截留尺寸小于氢气泡和氧气泡大小的任何形式的膜，即具有截留尺寸(或称为滤孔)在10微米以下。

具体而言，作为其中一种实施方式，透水隔气膜23可以为截留尺寸(或称为滤孔)在10微米以下的滤膜。例如，微滤膜。微滤膜是指滤孔径在0.1～1微米之间的过滤膜。微滤膜可以使用无机膜和有机高分子膜。无机膜可以为陶瓷膜和金属膜。有机高分子膜可以为天然高分子膜和合成高分子膜，例如聚偏氟乙烯(pvdf)、聚砜(psf)、聚丙烯腈(pan)、聚氯乙烯(pvc)、聚丙烯(pp)等。根据膜的形式又分为平板膜、管式膜、卷式膜和中空纤维膜；根据制膜原理，高分子膜的制备方法分为溶出法(干-湿法)、拉伸成孔法、相转化法、热致相法，浸涂法、辐照法、表面化学改性法、核径迹法、动力形成法等，无机膜的制备方法主要有溶胶—凝胶法、烧结法、化学沉淀法等。溶剂理解的是，此处采用的是具有绝缘性的微滤膜，较佳是有机高分子微滤膜。当然，滤膜还可以使用超滤膜等。

作为另外的实施方式，透水隔气膜23为自增湿膜。自增湿膜是能允许液体水透过而其它介质无法通过的膜。自增湿膜可使用亲水物质(例如二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝粒子掺杂修饰的nafion膜)。

阴极片22、透水隔气膜23和阳极片24三者可以不抵接，也可以是三者以抵接的方式，例如阴极片22、透水隔气膜23和阳极片24依次叠加设置。

这里，“叠加设置”可以理解的是指多个具有层结构的物件(例如薄膜等)采用一者贴合于另一者表面的堆叠方式。以a、b、c、d依次叠加设置为例，是指a的一个表面设置b、b的表面设置c、c的表面设置d，即按照某一方向(例如从上至下)，a、b、c、d依次排列。

阴极片22和阳极片24可以钛片或于其表面镀铂金。为了增强阴极片22和阳极片24的活性，可以在表面涂覆一些氧化物，如中国专利cn1045678a所述层涂层包含钛氧化物、铱氧化物和钌氧化物等。

阳极片24和阴极片22可设置多孔，例如可设置蜂窝结构，以保证与水接触的充分性。

除此也可以采用可拆卸方式，以方便对阴极片22、透水隔气膜23和阳极片24的更换。可拆卸的方式，可以是紧固件、滑接件、卡接件。此处，紧固件可列举出法兰件、螺接件等。

至于底座和上盖的形式，可以采用圆形盖和方形盖等。

阴极片22、透水隔气膜23和阳极片24可以直接容置于电解室21中。当然还可通过设置安装件将三者叠加设置。具体地，电解室21还包括用以安装阳极片24并且设置于电解区外的阳极安装盖26。阳极片24可以设置在阳极安装盖26的表面。至于安装的方式可以通过紧固件。阳极安装盖26的主表面面积可大于阳极片24。

电解室21还包括用以安装阴极片22并且设置于电解区外的阴极安装盖25。阴极片22可以设置在阴极安装盖25的表面。至于安装的方式可以通过紧固件。阴极安装盖25的主表面面积可大于阴极片22。

阴极安装盖25和阳极安装盖26通可以盖合以容置阴极片22、透水隔气膜23和阳极片24。至于盖合的方式可以相同于底座和上盖，于此不再详述。

阴极安装盖25和阴极之间可以设置垫片。阳极安装盖26和阳极之间可以设置垫片。阴极安装盖25和上盖之间可以设置垫片。这些垫片的数量可以为一个或多个。垫片可以为圈状等。

上述储水箱30可以圆柱形的箱体，顶部设有用以加水的箱口，箱口设有盖合箱口的水箱盖。储水箱30的底部设有出水管，该出水管连通氧产生区。储水箱30的顶部设有回水管，该回水管连通氧分离区的出水口28。

为了实现对储水箱30的空气的排放以避免空气通过水进入到电解室21，可设置三通阀，该三通阀的一口连通氧产生区的进水口27，又一个口连通储水箱30的出水管，三通阀的另一个口用以在排出储水箱30内空气。

储水箱30内的水可以高水位的条件下自动进入到氢气发生装置20内。当然在储水箱30距离氢气发生装置20较远时，可设置循环泵60，该循环泵60连通储水箱30和电解室21，这样可保证电解室21内的水位不过低。

可以设置支架70，用以安装储水箱30、供电装置40和氢气发生装置20。支架70可以为本领域一切公知的形式，例如其可以由四根竖粱、四个支撑面所构成，每个支撑面可以由四根连接二端均连接于竖粱所围成。四个支撑面从上到下平行设置。位于最上方的支撑面用以支撑外壳80的上部(后续即将述及)。第二上方的支撑面用以安装储水箱30，第三上方的支撑面用以氢气发生装置20，最下方的支撑面用以安装供电装置40。

此处，供电装置40可以为24v电源、12v电源、或其它类型的电源。供电装置40可以包括电路板和电源等。电源用以为氢气发生装置20供电。电路板实现电源和氢气发生装置20的电连接，电路板可设有用以实现将电源的输入电流进行恒流的恒流电路，以及用以实现将电源的输入电压进行恒压的恒压电路。恒流电路和恒压电路采用公知的技术。

上述循环泵60也可以设置在支架70上。

为了便于移动，可在支架70设有脚轮90。较好地，该脚轮90可采用万向轮。较好地，还可采用带有刹车功能的万向轮。

请参阅图5和图6。在支架70的外部还可设置外壳80。外壳80可为圆筒状塑料壳。外壳80可以设有用以观察储水箱30的水位的观察窗81，这样可以较为方便地观察储水箱30的水位。

外壳80还可以设置盖合储水箱30的水箱盖的盖孔82，这样可以在外壳80上方便地外露出水箱盖，从而方便地为储水箱30加入水。

支架70还设有还排风扇50，以便于对包括氢气发生装置进行散热。排风扇50的供电可由供电装置40来完成。

对应地，可在外壳80设有排风口83。该排风口83可安装在靠近排风扇50的位置。

在本实施例中，如图1所示，氢呼吸机100还包括还包括定时控制模块110，用于控制氢气发生装置20定时开启或关闭。

优选地，定时控制模块110包括：

定时设置单元，用于输入需要设定预设的开启时间和/或关闭时间；

定时控制器，包括计时器、主板、cpu等器件，用于计时，并在时间达到开启时间时发出开启指令，达到关闭时间时发出关闭指令；

执行单元，包括继电器、电磁开关等结构，用于根据开启指令接通供电装置40、阳极片24和阴极片22之间的电路，以及根据关闭指令断开供电装置40、阳极片24和阴极片22之间的电路。

作为一种优选的定时设置单元，本实施例中的定时设置单元包括无线终端，例如手机、遥控器等。当无线终端为手机时，可在手机上安装app软件，该app软件中具有设定开启时间和/或关闭时间的界面，当用户输入开启时间和/或关闭时间后，手机通过gsm/gprs/wifi/红外线/蓝牙等通信模块发送用户设定的开启时间和/或关闭时间。

当定时设置单元包括无线终端时，定时控制模块110还包括无线通信模块，无线通信模块用于将无线终端发出的开启时间和/或关闭时间传输给定时控制器。无线通信模块的类型为gsm/gprs/wifi/红外线/蓝牙等，且与手机上的通信模块的类型相同。

作为另一种优选的定时设置单元，定时设置单元包括设置在外壳80的外表面的设置面板85，设置面板85与定时控制器电性连接。设置面板85的类型为机械式的设置面板85或者触控式的设置面板85，用户在设置面板85上输入开启时间和/或关闭时间后，设置面板85的输出电路将开启时间和/或关闭时间以电信号的方式传输给定时控制器。

可选地，氢呼吸机100还包括显示器，用于显示氢流量、氢气压力、实时时间，以及用户设定的开启时间、关闭时间等。作为一种优选的显示器，本实施例中的显示器为lcd液晶显示器。进一步地，在lcd液晶显示器中选择tft屏，例如ipslcd屏。tft(thinfilmtransistor)是指薄膜晶体管，即每个液晶像素点都是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来驱动，从而可以做到高速度、高亮度、高对比度显示屏幕信息。tft屏的每个像素点都是由集成在自身上的tft来控制，是有源像素点。因此，不但速度可以极大提高，而且对比度和亮度也大大提高了，同时分辨率也达到了很高水平。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施场景，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。