氢氧分离膜组件的制作方法

本发明涉及的富氢水的制作设备技术领域，具体而言，涉及氢氧分离膜组件及富氢水杯。

背景技术：

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。

近年来，国内市场上富氢水、水素水产品渐多，富氢水、水素水的杯具也有所见，其中采用电解制氢的技术占有相当比例，包括相关的专利技术的涌现。在这些电解制氢杯具及其专利技术中，常见有水平布置的电极结构，如中国专利:申请号201510366113.8、申请号201510126957.5、201520051049.x等；也有上下布置的电极结构，如中国专利:申请号201520786526.7等。这两种布置的电极结构其产品经实验或实用，仍发现其不足现象。

现有技术中，富氢水杯通常无法所制成的氢气和氧气均分散在水中，无法实现氢气和氧气的分离，如中国专利cn106115866a公开可一种分气流的富氢水杯及其使用方法。该富氢水杯该水杯包括杯身、与杯身顶部可拆卸式连接的盖体、与杯身底部密封固定连接的底座、安装在杯身内的电解装置，底座内安装有供电模块、pcb板；pcb板上设置有控制电路；底座的顶部设置有加热环及温度传感器；盖体包括储水仓、设置在储水仓底部的滤芯、与储水仓顶部可拆卸式连接的瓶盖；瓶盖顶部设置有一泄气阀；电解装置包括一与底座底部连接的电极座、安装在电极座顶部的集气罩及从上至下安装在电极座上的阴极板、第一隔离板、离子膜、第二隔离板、阳极片；阳极片下方的电极座上开设有通气孔；供电模块、温度传感器、加热环、阴极板、阳极片分别与控制电路连接。然而，含有氧气的水被饮用后对加速人体机体的老化，对人体产生一定的潜在危害。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种氢氧分离膜组件，该氢氧分离膜组件在制氢时能实现氢气和氧气的分离。

一种氢氧分离膜组件，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阳极片之间的透水隔气膜，所述阴极片、阳极片围成一电解区，所述透水隔气膜用以将所述电解区分隔成氢产生区和氧产生区。

进一步地，所述透水隔气膜为自增湿膜或微滤膜。

进一步地，所述阴极片为钛片。

进一步地，所述阳极片为钛片。

进一步地，所述电解室包括底座和上盖，所述底座和上盖盖合以形成一容置所述阴极片、透水隔气膜和阳极片的容置腔。

进一步地，所述电解室还包括用以安装阳极片并且设置于所述电解区外的阳极安装盖。

进一步地，所述电解室还包括用以安装阴极片并且设置于所述电解区外的阴极安装盖。

进一步地，所述阴极安装盖和阳极安装盖通盖合以容置阴极片、透水隔气膜和阳极片。

进一步地，所述阳极片和阴极片开设有蜂窝孔

本发明的氢氧分离膜组件，在制氢时，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。

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，应当理解地是，以下附图仅示出了本发明的成型装置的某些实施例，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氧分离膜组件的组装示意图。

图2示出了本发明实施例所提供的氢氧分离膜组件的爆炸示意图。

主要元件符号说明：

100—氢氧分离膜组件；20—阴极片；30—透水隔气膜；40—阳极片；

50—底座；60—上盖；70—阴极安装盖；80—阳极安装盖。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对成型装置进行更全面的描述。附图中给出了成型装置的首选实施例。但是，成型装置可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对成型装置的公开内容更加透彻全面。

在本公开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公开的各种实施例。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)具有与本公开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，除非在本公开的各种实施例中被清楚地限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

在本公开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，在不脱离本公开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：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。

此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。

请参阅图1和图2。本发明实施例的氢氧分离膜组件100，包括电解室，所述电解室内设有阴极片20、阳极片40和设置于所述阴极片20和阳极片40之间的透水隔气膜30，所述阴极片20、阳极片40围成一电解区，所述透水隔气膜30用以将所述电解区分隔成氢产生区和氧产生区。

上述实施例中，在制氢时，阴极片20产生的氢气富集在氢产生区，阳极片40产生的氧气富集在氧产生区，透水隔气膜30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。

术语“电解区”是指具有电流通过的区域。术语“电解室”是指实施电解的物件。阴极片20、阳极片40和透水隔气膜30被放置于电解室内。

上述透水隔气膜30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20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20～80微米范围内。阳极片40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40～100微米范围内。因此，透水隔气膜30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30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30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20、透水隔气膜30和阳极片40三者可以不抵接，也可以是三者以抵接的方式，例如阴极片20、透水隔气膜30和阳极片40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20和阳极片40可以钛片。为了增强阴极片20和阳极片40的活性，可以在表面涂覆一些氧化物，如中国专利cn104562078a所述，具体为：涂层至少包含底层涂层和表层涂层，所述底层涂层包含钛氧化物、铱氧化物和钌氧化物，所述表层涂层包含铱氧化物、钌氧化物、钛氧化物、以及钯、铂中的一种或两种元素的金属或氧化物。底层涂层中钌、铱和钛的摩尔百分比为：钌：铱：钛＝30～50％：10～25％：30～45％；表层涂层中钌、铱、钛和钯的摩尔百分比为：钌：铱：钛：钯＝30～50％：10～25％：30～45％：2.5～20％。底层涂层中钌、铱和钛的摩尔百分比为：钌：铱：钛＝30～50％：10～25％：30～45％；表层涂层中钌、铱、钛和铂的摩尔百分比为：钌：铱：钛：铂＝30～50％：10～25％：30～45％：2.5～20％。底层涂层中钌、铱和钛的摩尔百分比为：钌：铱：钛＝30～50％：10～25％：30～45％；表层涂层中钌、铱、钛、钯和铂的摩尔百分比为：钌：铱：钛：钯：铂＝30～50％：10～25％：30～45％：2.5～20％：2.5～20％。底层涂层中还包括锆氧化物，底层涂层中钌、铱、钛和锆的摩尔百分比为：钌：铱：钛：锆＝30～50％：10～25％：30～45％：2～10％；表层涂层中钌、铱、钛和钯的摩尔百分比为：钌：铱：钛：钯＝30～50％：10～25％：30～45％：2.5～20％。底层涂层中还包括锆氧化物，底层涂层中钌：铱：钛和锆的摩尔比百分为：钌：铱：钛：锆＝30～50％：10～25％：30～45％：2～10％；表层涂层中钌、铱、钛和铂的摩尔百分比为，钌：铱：钛：铂＝30～50％：10～25％：30～45％：2.5～20％。底层涂层中还包括锆氧化物，底层涂层中钌：铱：钛和锆的摩尔百分比为钌：铱：钛：锆＝30～50％：10～25％：30～45％：2～10％；表层涂层中钌、铱、钛、钯和铂的摩尔百分比为，钌：铱：钛：钯：铂＝30～50％：10～25％：30～45％：2.5～20％：2.5～20％。底层涂层的厚度为5～15微米，表层涂层的厚度为1～5微米。

阳极片40和阴极片20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。

上述电解室可以采用任何具有一容置空间的物件。例如，电解室可包括底座50和上盖60，底座50和上盖60盖合以形成一容置阴极片20、透水隔气膜30和阳极片40的容置腔。底座50和上盖60盖合的方式可以是通过一体化连接或不可拆卸的方式连接。

除此也可以采用可拆卸方式，以方便对阴极片20、透水隔气膜30和阳极片40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。

可举出上述卡接件的一种实施结构，具体为：卡接件包括设置于第一安装件的卡扣和设置于第二安装件的卡孔，该卡扣与卡孔相配合。卡扣包括设置于第一安装件的连接部以及位于连接部一端的弹性的卡扣部，卡孔周围环绕有弹性的卡持部。卡扣部为一球体，卡扣为中空结构，形成有自连接部延伸至卡扣部的育孔，从而允许该第一卡扣件受到挤压时发生弹性形变。卡扣可与第一安装件一体成型。卡持部形成有多个缺口，缺口将卡持部分隔成相互独立的卡持，从而使卡持部在受到外力作用时产生弹性形变。卡扣孔的直径小于卡扣部的球径。卡扣部插入卡孔时，卡持块受到卡扣部的推力发生弹性变形向外扩张，使卡扣部穿过卡扣孔。卡扣部穿过卡孔，卡持块及卡扣部均恢复原状，卡扣部被卡持块阻挡于卡孔外以将第一安装件与第二安装件固定。卡持部端部形成有倒角，以便拆卸第一壳体与第二安装件时使卡扣部在外力作用下易于回至卡孔内。

上述卡接件还可列举第二种实施结构(图中未示出)。具体为：卡接件可包括卡舌和卡扣。卡舌包括第一卡槽、第二卡槽和位于第一卡槽和第二卡槽之间的钩形的钩体，该第一卡槽、第二卡槽、钩槽均为弹性的结构的槽。卡扣包括第一插条、第二插条和位于第一插条、第二插条之间的钩槽。该第一卡槽、第二卡槽、钩槽均为弹性的槽。该第一卡槽、第二卡槽、钩槽均为弹性的槽。当要实现卡舌同卡扣的卡紧时，该第一插条插入第一卡槽内，第二插条插入第二卡槽内，钩体插入钩槽，第一卡槽、第二卡槽、钩槽的弹性保证第一插条、第二插条和钩体的紧密接触而达到了卡紧效果。

上述卡接件还可列举第三种实施结构(图中未示出)。具体为：卡接件可包括卡座和卡舌，该卡座和卡舌相配合。于此，卡座和卡舌的形状不做特别的限定，其结构的实施方式有很多。其中第一种实施方式为应用于背包带的卡扣。具体为，卡座包括一卡槽。卡舌可为e字型，也就是说，该结构的卡舌包括第一插条、第三插条，和位于第一插条、第三插条之间的第二插条，第一插条和第三插条为弹性结构，在外力作用下二者可向第二插条靠拢，撤销外力后，二者回复到原来的位置。第二插条可为弹性结构，也可为非弹性。与插舌结构对应地，卡槽的前部要宽于后部。此处，“前”指沿插舌进入方向。卡槽前部的宽度要略小于插舌的宽度，卡槽的后部宽度要明显地小于插舌的宽度，如此可使得卡舌插入卡槽的过程中，当进入至卡槽的前部时，第一插条和第三插条被压缩向第二插条靠拢，当进入至卡槽的后部时，由于卡槽的厚度为开放体，第一插条和第三插条自动向外弹开以从卡座内外露出。卡槽的当要实现卡舌和卡座的卡扣时，将卡舌插入卡槽中，这时，第一插条和第三插条外露于卡座；当要实现卡舌和卡座的拆卸时，只需捏合第一插条和第三插条以使得卡舌拔出于卡槽。

滑接件可包括设置在滑舌和与该滑舌配合以供滑舌滑动的滑轨。滑轨的形式可列举出二种，第一种是两条平行的凸条，凸条之间形成供滑舌卡入的滑动腔。为了使得滑舌更好地卡入滑动腔内，滑动腔为“凸”字形，于此对应地，滑舌也为该“凸”字形。滑轨的第二种形式为开设在底座50内部的滑孔。同理地，为了使得滑舌更好地卡入滑孔内，滑孔为“凸”字形，于此对应地，滑舌也为该“凸”字形。滑舌和滑轨中至少一者可为弹性结构。即，滑舌为可发生弹性形变的材质制成，诸如以丁腈橡胶、三元乙丙橡胶等为代表的高弹性模量的橡胶材质，滑轨为刚性的金属材质。或者地，滑轨为可发生弹性形变的材质制成，滑舌为刚性的金属材质。或者地，二者均为可发生弹性形变的材质制成。

磁吸力扣件。此处顾名思义地磁吸力扣件是指通过磁力的吸引来促使上盖60和底座50磁吸力扣件的一种实施结构为，其包括设置于上盖60的第一磁铁和设置于底座50的第二磁铁。第一磁铁和第二磁铁可分别以粘接的形式在上盖60和底座50上设置。在该种实施结构中，第一磁铁和第二磁铁之间的吸引力会将上盖60贴合在底座50上，当然在一磁铁和第二磁铁之间的距离在磁力作用的有效范围内。

磁吸力扣件的又一种实施结构为，其包括设置于上盖60的一磁铁和设置于底座50的铁件(例如铁片或铁块)。当然，铁件和磁铁的设置位置可互换，也就是说，磁铁可设置在底座50上，铁件可设置在上盖60上。

磁吸力扣件的又一种实施结构为，其包括设置于上盖60的一磁铁和设置于底座50的电磁件。电磁件指通过电流可产生磁效应的装置。电磁件还可按照公用的结构实现磁性变化(即n极和s极)来产生对磁铁的吸力和排力，以产生驱动上盖60与底座50的连接。

至于底座50和上盖60的形式，可以采用圆形盖和方形盖等。

阴极片20、透水隔气膜30和阳极片40可以直接容置于电解室中。当然还可通过设置安装件将三者叠加设置。具体地，电解室还包括用以安装阳极片40并且设置于电解区外的阳极安装盖80。阳极片40可以设置在阳极安装盖80的表面。至于安装的方式可以通过紧固件。阳极安装盖80的主表面面积可大于阳极片40。

电解室还包括用以安装阴极片20并且设置于所述电解区外的阴极安装盖70。阴极片20可以设置在阴极安装盖70的表面。至于安装的方式可以通过紧固件。阴极安装盖70的主表面面积可大于阴极片20。

阴极安装盖70和阳极安装盖80通可以盖合以容置阴极片20、透水隔气膜30和阳极片40。至于盖合的方式可以相同于底座50和上盖60，于此不再详述。

阴极安装盖70和阴极之间可以设置垫片。阳极安装盖80和阳极之间可以设置垫片。阴极安装盖70和上盖60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。

上述未述及之处，适用于现有技术。

尽管以上较多使用了表示结构的术语，例如“透水隔气膜”、“氢产生区”、“氧产生区”等，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。