基于自然水源的氧气制备设备及制备方法与流程

本发明涉及一种制氧装备，具体涉及基于自然水源的氧气制备设备及制备方法。

背景技术：

目前，空气情况极具恶化，严重威胁了人类健康。不仅缺氧的病人需要吸氧，正常人在自然环境下也需要补充一定的氧。如冠心病、肺心病、哮喘、支气管炎和各种心脑血管慢性疾病患者、孕妇、工作学习紧张的脑力劳动者、小学、初中、高中、大学、研究生及其他应试备考人员、高原缺氧地区居民、游客等。适度的提高空气中氧气含量，总结起来主要有如下几点：缓解神经疲劳、放松身心、保持旺盛精力、提高工作效率；改善大脑供氧状况，调节脑神经系统功能，提高记忆力和思维能力，提高学习效率；减少污染和恶劣环境下对身体的危害；在一定程度上可延缓衰老、增强新陈代谢；减轻低氧血症，满足组织代谢的需要；缓解低氧引起的肺动脉高压，减轻红细胞增多症，降低血液黏稠度，减轻右心室负担，延缓肺心病的发生发展；吸氧可以缓解支气管痉挛、减轻呼吸困难，改善通气功能障碍；改善患者体质和大脑功能，提高运动耐力和生命质量；改善慢性阻塞性肺疾病，延长生命；减少住院次数，节约医疗费用；可减少手术后的感染及止吐等。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种基于自然水源的氧气制备设备及制备方法，利用自然水源进行制氧，提高空气中氧气含量。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括固定在室外的水源收集装置，水源收集装置上开口且连接出水管，出水管的下方设置集水瓶，集水瓶的底部连通氧气制备瓶，氧气制备瓶中放置有能够与水反应生成氧气的反应原料。

进一步地，水源收集装置包括通过若干根第一支撑杆固定在室外的收集板，收集板的侧边上固定连接竖直的挡板；集水瓶为漏斗形，集水瓶上套接支撑架，支撑架通过第二支撑杆固定安装在第一支撑杆上。

进一步地，相邻挡板通过夹紧片固定。

进一步地，收集板包括若干个收集板单元，收集板单元分成若干组，一组收集板单元套接在一根转轴上，收集板单元能够绕转轴翻转；转轴通过螺纹连接方式与第一支撑杆一一对应相连；收集板单元的上下两个侧面中，一个设置黑色面板，另一个设置白色面板。

进一步地，收集板倾斜设置，且与水平面之间有10°～15°的夹角，出水管设置在收集板较低的一侧；收集板上安装有加热片。

进一步地，集水瓶的底部设置能够自动开合的挡片。

进一步地，氧气制备瓶瓶口处连接瓶盖，瓶盖上开设有若干蜂窝孔。

进一步地，集水瓶连接导流管，导流管通过瓶盖上的蜂窝孔伸入氧气制备瓶中。

进一步地，氧气制备瓶为锥形，材质为陶瓷。

本发明制备方法的技术方案是：包括以下步骤：

步骤一：先将水源收集装置固定安装在室外，水源收集装置依次通过出水管和集水瓶连通氧气制备瓶，在氧气制备瓶中放置能够与水反应生成氧气的反应原料；

步骤二：水源收集装置收集自然水，收集到的自然水通过出水管和集水瓶进入氧气制备瓶，与反应原料反应生成氧气，完成基于自然水源的氧气制备。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明利用水源收集装置收集自然水源，如露水、雨水或雪水等进行氧气制备，有效利用这些自然水源，节约水源，本发明可以安装建筑室外，或其他需要氧气的地方，以增加空气中氧气含量，同时由于收集的雾水与雨水有限，制备出的氧气量不会很高，不至于造成氧浓度过高而出现氧中毒现象，在合理范围内提升空气中氧气的含量。

进一步地，本发明通过设置第一支撑杆和第二支撑杆，安装拆卸方便。

进一步地，本发明通过在收集板中设置黑色面板，便于吸收热量，融化冰或雪。

进一步地，本发明通过在瓶盖上开设蜂窝孔，便于氧气均匀溢出。

进一步地，本发明导流管通过瓶盖上的蜂窝孔伸入氧气制备瓶中，不用再在瓶身处开口，提高容量。

进一步地，本发明氧气制备瓶为锥形，利于聚集氧气；材质为陶瓷，使用寿命长，防止被腐蚀。

本发明方法操作简单，安装固定方便，能够制备出含量合理的氧气，增加空气中氧气含量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2(a)是收集板单元采用黑色面板的结构示意图；图2(b)是收集板单元采用白色面板的结构示意图；

图3是收集板单元均为白色面板的结构示意图；

图4是收集板单元采用黑色面板和白色面板组合的结构示意图；

图5是氧气制备瓶的结构示意图。

1-第一支撑杆；2-挡板；3-夹紧片；4-电线；5-氧气制备瓶；6-反应液；7-导流管；8-挡片；9-支撑架；10-第二支撑杆；11-墙；12-收集板，13-黑色面板；14-转轴；15-白色面板；16-瓶盖；17-反应原料。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

参见图1，本发明包括固定在室外的水源收集装置，水源收集装置上开口且连接出水管，出水管的下方设置集水瓶，集水瓶的底部设置能够自动开合的挡片8。集水瓶的底部连接导流管7；导流管7连通氧气制备瓶5；氧气制备瓶5中放置有能够与水反应生成氧气的反应原料17。

参见图2(a)、图2(b)、图3和图4，水源收集装置包括收集板12以及若干根固定在室外的第一支撑杆1，每根第一支撑杆1均连接一根转轴14，第一支撑杆1和转轴14之间为螺纹连接，方便拆卸旋转；收集板12由若干个收集板单元组成，每根转轴14上套接若干个收集板单元，收集板单元能够绕转轴14翻转；收集板单元的上下两个侧面中，一个设置黑色面板，另一个设置白色面板。收集板12的侧边上固定连接竖直的挡板2；相邻挡板2通过夹紧片3固定。集水瓶为漏斗形，集水瓶上套接支撑架9，支撑架9通过第二支撑杆10固定安装在第一支撑杆1上。

其中，图2(a)所示为黑色面板的收集板单元，可以吸收光线，增加热度，通过升温来融化雪与冰。如果温度不够可以在上面贴上加热片，通电加热，迅速融化雪与冰。每个收集板单元均可以绕转轴14转动，任意切换上下面。图2(b)所示为正常色面的收集板单元，采用白色面板，适合常温情况下使用，不需要加热，仅仅收集水。

图3展示为两块收集板单元都为正常色的面组合在一起。

如图4所示为两块收集板单元，一个为正常色面，另一个为绕轴转过后黑色一面。可根据温度情况选择黑色面收集板单元的数量。

如图5所示为氧气制备瓶5，瓶子为底部大，上部小的锥形结构。这样的设计有利于聚集氧气。氧气制备瓶的瓶口处连接瓶盖16，瓶盖16不密封，采用蜂窝状瓶盖，导流管7的直径与蜂窝瓶盖的蜂窝相匹配，这样导流管7可以通过瓶盖16上的蜂窝孔伸入氧气制备瓶5中，而不用再在瓶身处开口。由于生成的产物为氧气与氢氧化钠溶液，具有一定的腐蚀性，所以瓶子使用陶瓷，或者别的惰性材质，以免与氢氧化钠溶液产生反应。

本发明主要的工作过程及原理：

本发明设备整体被固定在需要氧气的地方的室外，如固定在室外的墙11上。当自然水源，如雨水或露水等滴落在收集板12上，由于收集板12倾斜设置，与水平面之间的夹角为10°～15°，出水管设置在收集板12较低的一侧，便于水流出；并且在收集板12四周有挡板2，挡板2的作用有两种，第一种：可以保证收集到的水不流在外面，第二种：可以夹紧各个收集板12，使其没有缝隙，并且保持不动。挡板2被夹紧片3夹紧。收集到的水通过引流装置进入锥形的集水瓶，集水瓶下端有挡片8挡住，当水收集到固定值可将挡片8打开，让水通过导流管7流入氧气制备瓶5，通过化学反应制备氧气。收集板12由16块收集板单元组成，可根据制氧量或是当季雨水量来调整收集板单元多少，来改变收集板12的表面积。每个收集板单元可以绕轴转动，需要转动时，从第一支撑杆1上取下转轴14，选择需要的面手动旋转后，再安装到对应的第一支撑杆1上，并利用挡板2和夹紧片3夹紧即可；因为考虑到冬天天气寒冷，需要融化雪，或是收集到的水结冰，需要融化，所以冬天时将下面转过来，收集板单元下面为黑色，可以吸收阳光发热，使雪融化，如果热度不够可以给收集板加加热片，通过电线4给加热片通电加热，加热片的热量传给收集板使雪、冰融化。

如图5所示，瓶底的反应原料17为过氧化物或超氧化物，本发明中采用na2o2，na2o2与水反应生成反应液6，反应液6为氢氧化钠溶液，并生成氧气，如图5中的气泡，氧气从瓶盖16的蜂窝孔溢出。反应的产物氢氧化钠容易可以清洗卫生间等污垢，厨房油垢残留的地方。一举两得。由于氧气制备得来的氢氧化钠溶液容量少，浓度不高，所以危险系数不大。

氧气生成像原理：过氧化钠是钠在氧气或空气中燃烧的产物之一，纯品过氧化钠为白色，但一般见到的过氧化钠呈淡黄色，原因是反应过程中生成了少量超氧化钠(nao2，为淡黄色)。过氧化钠易潮解、有腐蚀性，应密封保存。过氧化钠与水发生化学反应，生成氢氧化钠与氧气，其反应方程式为：na2o2+h2o＝4naoh+o2↑，根据化学反应方程式可计算的到过氧化钠与水的质量比，用量计算：

计算方程式：(156×y)/36＝x，使用交叉相乘数值相等可以算出。前提是必x，y，z，m必须有一个已知量。

本发明可以收集雾水、雨水、雪水或露水等自然水源，不耗费自来水，设备使用两面材料，在冬天应使用深色面板，深色面板吸收太阳光发热，可将面板收集到的雪融化变为水，其它季节随意，并且经由化学方法制造氧气，化学方法可利用过氧化钠与水反应制得氧气。可安装建筑室外，或其他需要氧气的地方，可以增加空气中氧气含量，由于收集的雾水与雨水有限以及本发明设备制造量的限制，制备出的氧气量不会很高，不至于造成氧浓度过高而出现氧中毒现象，只在合理范围内提升空气中氧气的含量。