专利名称：一种快速产生氧气的装置及方法
技术领域：
本发明涉及一 种产生氧气的装置及方法，具体涉及一种快速产生氧气的装置及方法。
背景技术：
氧气是生命活动的必需气体，当人体得不到充足的氧时，组织的代谢、功能，甚至意识形态结构都可能发生异常变化，引起严重的组织病变甚至死亡，成年人需氧量为 250ml/min，而体内贮存的氧量仅为I. 5L，因此一旦呼吸、心跳停止，数分钟内就可能死于缺氧。缺氧是临床极为常见的病理过程，是很多疾病引起死亡的最重要原因。各类缺氧的治疗，除了消除引起缺氧的原因以外，给病人及时吸氧是抢救生命，维护健康的关键过程。
我国是一个产煤大国，是一个严重依赖煤炭能源的国家，同时也是矿难大国，每年矿井内的重特大事故时有发生，而这些事故中的伤亡人员只有极少数是在事故发生现场第一时间受到伤害而遇难的，绝大多数人员的伤亡是由于被困在井下时，有毒有害气体的侵害或窒息等原因造成的。因此，矿难事故发生时，全力抢救受困工人是当务之急，如何为井下被困人员提供一定量的呼吸氧气而增加等待救援时间，是我国矿山应急救援体系中急需解决的一个重要问题。
近几年，随着青藏铁路的贯通，使人类登上世界屋脊的艰难之路变得方便快捷，于是更多的人有机会登上这美丽的高原旅游观光。然而，由于青藏高原海拔高、空气稀薄，拉萨市空气中的氧含量只相当于北京的63. 3%，所以高原缺氧超过了大多数刚从低海拔地区来的游客机体自身调节的限度，会引起一系列的不适，约60%-100%的人均会发生急性缺氧反应或者疾病，其症状常见的有头痛、头昏、心慌、气短、食欲不振、恶心呕吐、腹胀、胸闷、 胸痛、疲乏无力、面部轻度浮肿、口唇干裂、鼻衄等。严重时会血压增高，心跳加快，甚至出现昏迷状态。短暂的缺氧不会对人体造成危害，适应一段时间，或者离开缺氧环境，人体机能即恢复正常。但是，持续的、严重程度的缺氧会造成疾病，甚至危及生命。因为氧是维持人体生命的重要物质，严重缺氧5分钟即可造成脑死亡。所以，一旦出现高原反应时，及时安全有效地吸氧是非常重要的。当出现轻微缺氧反应时，吸氧可以缓解和消除症状。严重高原反应时，及时的吸氧能减轻反应症状，更能为送医就诊赢取一定时间。
随着现在生活水平的不断提高，人们对生活质量的要求也就越来越高了，氧疗和氧保健是利用补给氧气改善人体的生理、生化内环境，促进代谢过程的良性循环，以达到治疗疾病、缓解症状、促进康复和预防病变、增进健康的目的。供氧器在配合治疗和预防呼吸道疾病、心血管疾病、脑血管疾病、高原病及高山反应、老年性疾病、孕妇及新生儿等方面有积极作用，对以上疾病人群和学生、工作紧张的白领、体育运动者等人群有良好的治疗与保健作用。简易供氧装置可以供给人脑所需用要的氧气，提高注意力、思考力、记忆力，补充人体所需的氧气，增进消化功能及新陈代谢。
总的说来，简易供氧设备不仅可以为井下被困人员提供一定量的呼吸氧气，缓解高原反应症状，还可以在日常生活中预防和减缓各种疾病的发生。所以，设计研发一种简易的氧气装置，十分必要。
现有的的固体氧气发生器结构比较复杂，所需试剂较多，技术性很强，而且成本高，所以很难普遍推广使用。当矿难发生时，矿用救生舱氧气发生器舱内氧气的含量是有限的，一旦救援过程比较缓慢，仍然会对工人的生命安全造成巨大的威胁。目前的自动氧气发生器中过氧化氢极易发生分解，需避光，不易控制，且对人体具有一定的危害性，所以不是很理想的选择。发明内容
本发明为解决现有固体氧气发生器结构复杂，所需试剂多、成本高，自动氧气发生器中过氧化氢易发生分解，不易控制，且对人体有危害的问题，进而提出一种快速产生氧气的装置及方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是本发明包括容器、出氧管、引发管、分子筛和制氧反应物，制氧反应物放置在容器内，分子筛设置在容器的开口处，分子筛与容器形成反应腔体，引发管的下端插入制氧反应物中，引发管的上端穿过分子筛外露在反应腔体外，出氧管的下端穿过分子筛插装在反应腔体内，且出氧管的下端位于制氧反应物的上方，制氧反应物由超氧化钠、明矾和二氧化硅组成。
本发明所述快速产生氧气的方法为
步骤一、将制氧反应物放在容器内，用分子筛将容器的开口处密封，将引发管的下端插入制氧反应物中，将出氧管的下端穿过分子筛插装在反应腔体内；
步骤二、打开入气单向阀和出气单向阀，通过引发管向制氧反应物中滴入一滴水滴，水滴与超氧化钠反应产生氧气和热量，水滴与超氧化钠反应产生的热量使明矾发生分解反应产生水，明矾分解产生的水与超氧化钠继续反应持续产生氧气；
步骤三、制氧反应物发生化学反应产生的氧气经由出氧管最终供人呼吸。
本发明的有益效果是本发明通过加热、吹气或一滴水均能迅速引发反应产生足够氧气，无需通电，供氧时间和供氧流量可根据需要进行调整，也不需要加大量水进行反应，可用于矿难救助、医疗急救、火灾自救、高原救护、医疗保健等。本发明质量轻、体积小、 方便携带；本发明制作成本低、使用方便，不耗电，不需要大量的水。
图I是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式
一结合图I说明本实施方式，本实施方式所述一种快速产生氧气的装置包括容器I、出氧管2、引发管3、分子筛4和制氧反应物5，制氧反应物5放置在容器 I内，分子筛4设置在容器I的开口处，分子筛4与容器I形成反应腔体6，引发管3的下端插入制氧反应物5中，引发管3的上端穿过分子筛4外露在反应腔体6外，出氧管2的下端穿过分子筛4插装在反应腔体6内，且出氧管2的下端位于制氧反应物5的上方，制氧反应物5由超氧化钠、明矾和二氧化硅组成。
分子筛4可滤除杂质气体，使所产生的氧气清新纯净。
本实施方式中每克制氧反应物5能产生150ml_170ml氧气，反应时间为30s_40s。
本实施方式中二氧化硅用于调节反应速度，增加通透性，并具有一定隔热作用，使产氧物质在释放氧气前后均处常压和非高温状态；明矾在加热状态下反应生成水，以供和超氧化钠反应生成氧气；超氧化钠用于提供活性氧，超氧化钠是固体化合物中活性氧含量较高的物质，活性氧含量达43. 6%，且在65°C以下长期稳定。
具体实施方式
二 结合图I说明本实施方式，本实施方式所述一种快速产生氧气的装置的引发管3上设有入气单向阀8，出氧管2上设有出气单向阀9。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图I说明本实施方式，本实施方式所述一种快速产生氧气的装置的容器I的外侧壁上套装有隔热套10。
本实施方式中隔热套10防止了化学反应产生的热量烫伤吸氧人员。
其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四结合图I说明本实施方式，本实施方式所述一种快速产生氧气的装置的容器I的底部设有加热区7。
需要供氧的人员可通过打火机或火柴等引火器具通过加热区7引发制氧反应物5发生反应产生氧气。
其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
五结合图I说明本实施方式，本实施方式所述一种快速产生氧气的装置的出氧管2下端设有氧气收集口 11，氧气收集口 11的横截面是由上至下渐扩的梯形。
本实施方式中氧气收集口 11可使氧气迅速集结并通过出氧管2输出。
其它组成及连接关系与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
六结合图I说明本实施方式，本实施方式所述一种快速产生氧气的装置的制氧反应物5按质量份额比由6. 5份超氧化钠、2. 5份明矾、O. 8-1. 2份二氧化硅组成。其它组成及连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
七结合图I说明本实施方式，本实施方式所述一种利用具体实施方式
一所述装置产生氧气的方法的具体步骤如下
步骤一、将制氧反应物5放在容器I内，用分子筛4将容器I的开口处密封，将引发管3的下端插入制氧反应物5中，将出氧管2的下端穿过分子筛4插装在反应腔体6内；
步骤二、打开入气单向阀8和出气单向阀9，通过引发管3向制氧反应物5中滴入一滴水滴，水滴与超氧化钠反应产生氧气和热量，水滴与超氧化钠反应产生的热量使明矾发生分解反应产生水，明矾分解产生的水与超氧化钠继续反应持续产生氧气；
步骤三、制氧反应物5发生化学反应产生的氧气经由出氧管2最终供人呼吸。
本实施方式中超氧化钠的化学式为Na2O2,明矾的化学式为KAl (SO4)2 · 12H20，水的化学式为H2O,水与超氧化钠反应生成氧气的化学式为2Na202+2H20 — 4Na0H+02丨，明矾预热分解的化学反应式为KA1 (SO4)2 · 12H20 — KAl (SO4) 2+12H20。
具体实施方式
八结合图I说明本实施方式，本实施方式所述一种快速产生氧气的方法的步骤二中通过引发管3向反应腔体6内吹入二氧化碳，二氧化碳与超氧化钠反应生成氧气并释放热量，释放的热量使明矾分解产生水，产生的水与超氧化钠继续反应持续生成氧气。
本实施方式中二氧化碳的化学式为CO2，二氧化碳与超氧化钠反应生成氧气的化学反应式为2Na202+2C02 — 2Na2C03+02 。
其它组成及连接关系与具体实施方式
七相同。
具体实施方式
九结合图I说明本实施方式，本实施方式所述一种快速产生氧气的方法的步骤二中通过容器I底部的加热区7加热制氧反应物5，制氧反应物5的明矾吸收热量 产生水，水与超氧化钠反应持续产生氧气。其它组成及连接关系与具体实施方式
七相同。
权利要求
1.一种快速产生氧气的装置，其特征在于所述一种快速产生氧气的装置包括容器 (I)、出氧管(2)、引发管(3)、分子筛(4)和制氧反应物(5)，制氧反应物(5)放置在容器(I) 内，分子筛(4)设置在容器(I)的开口处，分子筛(4)与容器(I)形成反应腔体￠)，引发管(3)的下端插入制氧反应物(5)中，引发管(3)的上端穿过分子筛(4)外露在反应腔体(6) 外，出氧管(2)的下端穿过分子筛(4)插装在反应腔体(6)内，且出氧管(2)的下端位于制氧反应物(5)的上方，制氧反应物(5)由超氧化钠、明矾和二氧化硅组成。
2.根据权利要求I所述一种快速产生氧气的装置，其特征在于引发管(3)上设有入气单向阀(8)，出氧管(2)上设有出气单向阀(9)。
3.根据权利要求I所述一种快速产生氧气的装置，其特征在于容器(I)的外侧壁上套装有隔热套(10)。
4.根据权利要求I所述一种快速产生氧气的装置，其特征在于容器(I)的底部设有加热区⑵。
5.根据权利要求I或2所述一种快速产生氧气的装置，其特征在于出氧管(2)下端设有氧气收集口(11)，氧气收集口(11)的横截面是由上至下渐扩的梯形。
6.根据权利要求I所述一种快速产生氧气的装置，其特征在于制氧反应物(5)按质量份额比由6. 5份超氧化钠、2. 5份明矾、O. 8-1. 2份二氧化硅组成。
7.一种利用权利要求I所述装置快速产生氧气的方法，其特征在于所述一种快速产生氧气的方法的具体步骤如下步骤一、将制氧反应物(5)放在容器(I)内，用分子筛(4)将容器(I)的开口处密封， 将引发管(3)的下端插入制氧反应物(5)中，将出氧管(2)的下端穿过分子筛(4)插装在反应腔体(6)内；步骤二、打开入气单向阀(8)和出气单向阀(9)，通过引发管(3)向制氧反应物(5)中滴入一滴水滴，水滴与超氧化钠反应产生氧气和热量，水滴与超氧化钠反应产生的热量使明矾发生分解反应产生水，明矾分解产生的水与超氧化钠继续反应持续产生氧气；步骤三、制氧反应物(5)发生化学反应产生的氧气经由出氧管(2)最终供人呼吸。
8.根据权利要求7所述一种快速产生氧气的方法，其特征在于步骤二中通过引发管(3)向反应腔体(6)内吹入二氧化碳，二氧化碳与超氧化钠反应生成氧气并释放热量，释放的热量使明矾分解产生水，产生的水与超氧化钠继续反应持续生成氧气。
9.根据权利要求7所述一种快速产生氧气的方法，其特征在于步骤二中通过容器(I) 底部的加热区(7)加热制氧反应物(5)，制氧反应物(5)的明矾吸收热量产生水，水与超氧化钠反应持续产生氧气。
全文摘要
一种快速产生氧气的装置及方法，它涉及一种产生氧气的装置及方法，具体涉及一种快速产生氧气的装置及方法。本发明为了解决现有固体氧气发生器结构复杂，所需试剂多、成本高，自动氧气发生器中过氧化氢易发生分解，不易控制，且对人体有危害的问题。本发明包括容器、出氧管、引发管、分子筛和制氧反应物，制氧反应物放置在容器内，分子筛设置在容器的开口处，分子筛与容器形成反应腔体，引发管的下端插入制氧反应物中，引发管的上端穿过分子筛外露在反应腔体外，出氧管的下端穿过分子筛插装在反应腔体内，且出氧管的下端位于制氧反应物的上方，制氧反应物由超氧化钠、明矾和二氧化硅组成。本发明用于制氧。
文档编号C01B13/02GK102976273SQ20121053311
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月11日 优先权日2012年12月11日
发明者郝素娥, 李云娇, 孔繁黎, 李佳龙, 商庆燕 申请人:哈尔滨工业大学