本发明涉及制氢领域，具体而言，涉及安全吸氢机。
背景技术：
氧气是需氧生物维持生命不可或缺少的物质。氧气之所以重要和不可缺少，是因为氧气是人体内唯一的电子最终接受体，没有氧气，细胞就不能持续进行物质和能量代谢，就不能从营养物质中获得供机体一切生命活动所需要的能量。但是，当人体长期呼吸氧气，积存在体内的氧气会产生一定的毒性，氧气的毒性是由于身体内产生了过多的活性氧。
要了解活性氧，首先要了解自由基。所谓自由基，是指那些拥有不成对电子的化学基团，可以是离子、分子、也可以是原子。众所周知，原子是一切元素的基本单元，分子是由原子组成的，组成分子的原子是由原子核和核外电子组成，而电子的数量和分布是有规律的，其中一个重要的规律就是成对趋势。如果电子不成对，则容易接受或失去一个电子的物质。接受电子是被还原，失去电子是被氧化，因此自由基是具有比较强的氧化性或还原性的物质。活性氧是指那些含氧的具有比较强的氧化或还原性质的自由基和非自由基的衍生物，体内最常见活性氧是超氧阴离子、过氧化氢和一氧化氮。可以这样理解，活性氧是需氧生物如人体内具有强烈反应活性的含氧基团。
采用强还原物质(如维生素类)来清除活性氧治疗疾病是不全面的，因为强还原剂会不加选择的清除那些含量高、活性弱、对机体有利的活性氧，而不可能针对性地清除含量少活性强对机体有害的活性氧。大量生物学研究表明，氢气具有选择性中和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。
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、老年性痴呆、帕金森病、抑郁症、脊髓损伤、皮肤过敏、2型糖尿病、急性胰腺炎、器官移植损伤、小肠缺血、系统炎症反应、放射损伤、视网膜损伤和耳聋等。
随着人们生活水平的提升，人们对于健康养生的生活方式的追求也日益流行，家用吸氢机也渐渐进入人们视野。
尽管氢气对人体具有积极的治疗价值，但现有的吸氢机都是原有的工业用氢气发生器代用的，产生的氢气和氧气直接散出，氢气浓度很高，遇明火或电火有燃爆的危险，非专业人员不能擅自操作，这对于吸氢机的家用化、民用化造成了极大的阻碍。
同时，现有的吸氢机往往采用铂金膜电极以使得吸氢机具有较高的电解效率，铂金是一种贵金属，铂金膜电极的成本至少在600-800元，使得吸氢机的造价较高，仅适合在实验、公共医疗或者不考虑成本的场景下应用。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供是一种对人体健康有益、安全性高、成本低、氢气生成效率高的吸氢机。
本发明提供如下技术方案：
安全吸氢机，包括电解槽、水箱、气泵和出气管道，所述电解槽上设有进水口和出气口，所述进水口与所述水箱连通，所述出气口与所述出气管道连通，所述气泵设于所述出气管道上，所述气泵与所述出气口之间的所述出气管道上设有单向阀，所述单向阀的流通方向为由所述出气口至所述气泵；
所述电解槽产生的氢气的流量固定，所述电解槽包括堆叠设置的多个槽体；
所述气泵泵入到所述出气管道中的气体流量可调，所述电解槽和所述气泵的气体在所述出气管道中混合后逸出，逸出的气体中氢气的含量为2％-4％。
作为对上述的安全吸氢机的进一步可选的方案，所述水箱中设有气液分离器，所述出气口与所述水箱连通，所述水箱与所述出气管道连通。
作为对上述的安全吸氢机的进一步可选的方案，所述水箱与所述出气口之间设有导通方向为由出气口到水箱的单向阀，所述水箱与所述气泵之间设有导通方向为由水箱到所述气泵的单向阀。
作为对上述的安全吸氢机的进一步可选的方案，所述吸氢机还包括分子筛，所述分子筛设于所述连通管道上，所述电解槽电解出的气体与所述气泵泵入的气体混合流经所述分子筛后逸出；
逸出的气体包括氢气和氧气。
作为对上述的安全吸氢机的进一步可选的方案，所述出气管道上设有与所述气泵电性连接的流量传感器，所述流量传感器用于感测所述电解槽电解出的气体与所述气泵泵入的气体混合后的流量，所述气泵根据所述流量传感器感测的流量的变化控制泵气量。
作为对上述的安全吸氢机的进一步可选的方案，所述电解槽包括电解槽本体，所述电解槽本体上设有所述进水口和所述出气口；
所述电解槽本体包括阳极片、阴极片、金属片以及中隔环，所述阳极片、所述阴极片和多片所述金属片堆叠设置，所述阳极片与所述金属片之间、所述阴极片与所述金属片之间以及所述金属片之间夹设有所述中隔环并形成所述槽体；
每一所述槽体连通且与所述进水口、所述出气口连通。
作为对上述的安全吸氢机的进一步可选的方案，所述阳极片比所述阴极片的数量少一个，且所述阳极片与所述阴极片交叉堆叠，相邻的所述阳极片与所述阴极片之间夹设的所述金属片的数量相等。
作为对上述的安全吸氢机的进一步可选的方案，堆叠的所述阳极片、所述阴极片和所述金属片上设有轴线重合的进水通孔和出气通孔，所述进水通孔与所述进水口连通，所述出气通孔与所述出气口连通；
所述槽体通过所述进水通孔、所述出气通孔连通。
作为对上述的安全吸氢机的进一步可选的方案，所述阳极片、所述阴极片和所述金属片为钛合金片；
所述中隔环为密封弹性垫片。
作为对上述的安全吸氢机的进一步可选的方案，所述电解槽还包括两个夹板，所述两个夹板将所述电解槽本体夹设于其中且所述夹板与所述电解槽本体之间设有中隔环；
所述两个夹板之间通过螺栓螺母组件锁紧并将所述电解槽本体固定于其中；
所述阳极片上设有阳极引脚，所述阴极片上设有阴极引脚，一个所述螺栓接电源正极并与所述阳极引脚电性连接，另一个所述螺栓接电源负极并与所述阴极引脚电性连接。
本发明的实施例至少具有如下优点：
吸氢机的电解槽包括多个堆叠的槽体，每一槽体的两面可以电解的阴阳极，因而每一个槽体可以作为一个独立电解槽，使得电解槽在小体积下可以具有较大的氢气生成量。2％-4％浓度的氢气对于人体是科学健康的，且是一种安全的浓度，不存在燃烧或爆炸的危险。同时采用可程式化的气泵泵入空气对氢气的浓度进行调整，浓度调节简单方便，是一种对人体健康有益、安全性高、成本低、氢气生成效率高的吸氢机。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
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1提供的电解槽的轴测图；
图2示出了本发明实施例1提供的电解槽的左视图；
图3示出了本发明实施例1提供的电解槽的轴测图；
图4示出了本发明实施例1提供的电解槽的剖面结构示意图a-a；
图5示出了本发明实施例1提供的电解槽的剖面结构示意图b-b；
图6示出了本发明实施例1提供的电解槽的剖面结构示意图c-c；
图7示出了本发明实施例2提供的吸氢机的结构示意图。
图标：1-吸氢机；10-电解槽；11-电解槽本体；110-槽体；111-进水口；112-出气口；113-阳极片；114-阴极片；115-金属片；116-密封环；117-进水通孔；118-出气通孔；119-连通孔；12-夹板；20-水箱；30-气泵；40-出气管道；50-单向阀；60-分子筛。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对安全吸氢机进行更全面的描述。附图中给出了安全吸氢机的优选实施例。但是，安全吸氢机可以通过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安全吸氢机的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在安全吸氢机的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请一并参阅图1至图3，本实施例提供一种吸氢用电解槽10。电解槽10包括电解槽本体11，电解槽本体11上设有进水口111和出气口112。电解槽本体11包括阳极片113、阴极片114、金属片115以及密封环116。阳极片113、阴极片114和多片金属片115堆叠设置，阳极片113与金属片115之间、阴极片114与金属片115之间以及金属片115之间夹设有密封环116并形成槽体110。每一槽体110连通且与进水口111、出气口112连通。
电解槽10通电对水进行电解，从而产生氢气。其中，电解槽本体11为氢气的发生部件。阳极片113和阴极片114为接在同一电源的正负极上的两个导电片，导电片接正极成为阳极片113，导电片接负极成为阴极片114。金属片115用于导电，密封环116用于将阳极片113、阴极片114和金属片115之间分隔开来，使得各片之间形成间隙，并形成密封的槽体110。本实施例中，密封环116为圆环，槽体110为圆形槽，槽体110的厚度与密封环116的厚度相等，槽体110的直径与密封环116的内径相等。
阳极片113、金属片115和密封环116围合成槽体110，该槽体110的阳极片113为阳极、金属片115为阴极。两片金属片115与密封环116围合成槽体110，该槽体110的一个金属片115为阳极、另一金属片115为阴极。金属片115、阴极片114和密封环116围合成槽体110，该槽体110的阴极片114为阴极、金属片115为阴极。每一槽体110作为一个电解槽10单体，具有独立的电解水的能力。
上述，本吸氢用电解槽10采用多槽体110堆叠的设计，增大了单位体积内的电极表面积，可以提高电解槽10的电解效率，提高单位体积内的氢气产生量，无需采用具有催化效果膜电极来提高电解效率。
本实施例中，阳极片113、阴极片114和金属片115为钛合金片。钛合金是以钛为基础加入其他元素组成的合金。钛合金的密度一般在4.51g/cm3左右，仅为钢的60％，且钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。在中等温度下仍能保持所要求的强度，可在450～500℃的温度下长期工作这两类钛合金在150℃～500℃范围内仍有很高的比强度，且具有优异耐蚀性。
可以理解，阳极片113、阴极片114和金属片115都是电极片，不同在于阳极片113直接与电源的正极相接，阴极片114直接与电源的负极相接，金属片115通过流动于电解槽本体11中的水的导电作用上电成为电极片。
密封环116为密封弹性垫片，可以为橡胶垫片，如密封圈常用的氟橡胶、丁腈橡胶。密封环116在受到电极片的挤压时，发生弹性变形，伴随产生了一个弹性回复力，弹性回复力使得密封环116将电极片之间的间隙填充并胀紧，从而起到对电极片密封的效果。
若阳极片113、阴极片114和金属片115的厚度足够的话，可以在阳极片113、阴极片114和金属片115上分别设置环形凹槽，用于嵌入密封环116，对密封环116进行定位，从而使得电解槽本体11在组装时，部件之间的定位更精准，组装效果更好，组装后密封环116的窜动小。同时，密封环116与电极片之间的接触面积更大，密封效果进一步提升。
本实施例中，阳极片113比阴极片114的数量少一个，且阳极片113与阴极片114交叉设置，相邻的阳极片113与阴极片114之间夹设的金属片115的数量相等。电解水时氢气在阴极产生，增大阴极面积，能够提升电解效率，提升氢气在单位时间内的产量。
本实施例中，电解槽本体11包括两个阴极片114和一个阳极片113，阳极片113居中设置，两个阴极片114设于电解槽本体11的两端面上，同时阳极片113和阴极片114之间夹设有多块金属片115。进水口111设于一个阴极片114上，出气口112设于另一个阴极片114上。
如图4和图5所示，堆叠的阳极片113、阴极片114和金属片115上设有轴线重合的进水通孔117和轴线重合的出气通孔118，进水通孔117与进水口111连通，出气通孔118与出气口112连通。槽体110通过进水通孔117、出气通孔118连通。
上述，每一阳极片113、阴极片114、金属片115上分别设有两个孔，一个进水通孔117，一个出气通孔118。电解槽本体11上的阳极片113、阴极片114和金属片115在堆叠后，每一片上的进水通孔117和进水通孔117对齐，每一片上的出气通孔118和出气通孔118对齐。
阳极片113、阴极片114和金属片115上的进水通孔117的孔径相等。堆叠的阳极片113、阴极片114和金属片115上的出气通孔118的孔径相等。进水通孔117构成了间隔的直孔，自进水口111进入的水的流动更加稳定，出气通孔118构成了间隔的直孔，由出气口112逸出的气体的流动也更加顺畅。
可以理解，进水通孔117和出气通孔118起到的是连通的作用，阳极片113、阴极片114和金属片115上只要设有一个贯穿的孔槽即可实现各个槽体110之间的连通。
请一并参阅图6，阳极片113、阴极片114和金属片115上还设有连通孔119，槽体110通过连通孔119连通，每一片上的连通孔119的轴线对齐，从而增强了各个槽体110之间的连通效果，使得水流和气流的流通更为顺畅。
电解槽10还包括两个夹板12，两个夹板12将电解槽本体11夹设于其中且夹板12与电解槽本体11之间设有密封环116。
电解槽本体11的两端面为阴极片114，夹板12与阴极板之间夹设有密封环116，此处的密封环116一方面起到密封的作用，另一方面起到绝缘的作用，当然可以直接采用绝缘材料制成的夹板12。通过两个夹板12的将电解槽本体11夹紧，两个夹板12之间的间距固定，电解槽本体11的厚度固定，夹板12在固定电解槽本体11的同时将密封环116挤压，使其具有密封的效果。
本实施例中，两个夹板12之间通过螺栓螺母组件锁紧从而将电解槽本体11固定。螺栓穿过两个夹板12，通过螺母锁紧，使得夹板12与电解槽本体11之间形成过盈配合，使得电解槽本体11固定。
阳极片113上设有阳极引脚，阴极片114上设有阴极引脚，一个螺栓接电源正极并与阳极引脚电性连接，另一个螺栓接电源负极并与阴极引脚电性连接。
本实施例中，夹板12为方形板，金属片115为六边形片，密封环116为圆环。螺栓螺母组件设于夹板12的四个角上。阳极片113的主体为六边形，阳极引脚为连接在六边形一个边上的三角形，使得阳极片113具有直角，延伸至螺栓处，并设有容许连接正极的螺栓穿过的通孔。阴极的主体为六边形，阴极引脚为连接在六边形一个边上的三角形，使得阴极片114具有直角，延伸至螺栓处，并设有容许连接负极的螺栓穿过的通孔。
螺栓在固定夹板12之间的间距的同时，还具有导电、接电的效果，部件的集成度更高，通过螺栓的接电可以实现电极板的接电。
一块夹板12上设有进水口111，夹板12上的进水口111为螺纹孔，通过安装管接头与水管连通，从而向电解槽本体11中供水。另一块夹板12上设有出气口112，电解槽本体11中电解出的气体自夹板12上的出气口112逸出。
实施例2
请一并参阅图7，本实施例提供一种安全吸氢机1，包括电解槽10、水箱20、气泵30和出气管道40。电解槽10上设有进水口111和出气口112，进水口111与水箱20连通，出气口112与出气管道40连通，气泵30设于出气管道40上，气泵30与出气口112之间的出气管道40上设有单向阀50，单向阀50的流通方向为由出气口112至气泵30。电解槽10产生的氢气的流量固定，电解槽10包括堆叠设置的多个槽体110。气泵30泵入到出气管道40中的气体流量可调，电解槽10和气泵30的气体在出气管道40中混合后逸出，逸出的气体中氢气的含量为2％-4％。
上述，电解槽10为氢气发生装置，电解槽10在通电时对水进行电解，进而产生氢气和氧气。水箱20是一种储水装置，用于储存并向电解槽10中供水。电解槽10中电解出的气体通过出气口112流向出气管道40。出气管道40上设有气泵30，气泵30是一种空气导入装置，将空气泵30入至出气管到上与电解出的气体进行混合。通过设置单向阀50使得由电解槽10流出的气体可以单向导通，泵入的气体不会倒流至电解槽10中，可以使得泵入至出气管道40中的空气可以与电解槽10电解出的气体混合后逸出。
电解槽10包括多个堆叠的槽体110，每一槽体110的两面可以电解的阴阳极，因而每一个槽体110可以作为一个独立电解槽10，使得电解槽10在小体积下可以具有较大的氢气生成量。
发明人经过研究调查发现，现有的氢医学的研究大多在氢气浓度为2％-4％的基础上进行研究，该浓度的氢气对于人体是科学健康的。且当氢气浓度超过6％时，会有燃烧或爆炸的风险。通过将氢气浓度设置在2％-4％，对氢气的浓度进行限制，保证该吸氢机1的使用安全性。
上述，电解槽10在工作时电解出的氢气的量是固定的，而气泵30是可程控的，通过向气泵30输入不同的电流，从而改变气泵30的转速，进而调整进气量，对氢气的浓度进行调节。
本实施例中的电解槽10与实施例1中的电解槽10相同，在其他的实施例中，还可以选用其他的具有多个槽体110的电解槽10，以通过多槽大面积电极来提升单位体积下的电解槽10的制氢能力。
水箱20中设有气液分离器，出气口112与水箱20连通，水箱20与出气管道40连通。电解出的气体自水中逸出，在逸出时气体中裹挟有一定量的水蒸气，回流入水箱20中，由气液分离器将气体分离出来，保证出气的纯净度，从而能够对吸氢机1逸出的氢气含量进行精准的控制。
水箱20中设有两个与电解槽10连通的连通口，一个与进水口111连通用于向电解槽10供水，另一个与出气口112连通，将电解出的气体导入至气液分离器中进行气液分离。水箱20中还设有与出气管道40连通的连通口，用于将气液分离后的气体导入至出气管道40中。
为了防止气液分离后的气体回流，出气口112与水箱20之间设有单向阀50，该单向阀50的导通方向为由出气口112流向水箱20。为防止电解槽10电解出的气体自进水口111流入到水箱20中，进水口111与水箱20之间设有单向阀50，该单向阀50的导通方向为由水箱20流入到进水口111，既能够保证水由水箱20流入到电解槽10中，又能够保证电解出的气体由出气口112流入到水箱20中的气液分离器中。水箱20与气泵30之间设有导通方向为由水箱20到气泵30的单向阀50，从而使得气液分离后的气体能够流向出气管道40，并能够有效的防止气泵30泵入的气体流向水箱20。
吸氢机1还包括分子筛60，分子筛60设于连通管道上，电解槽10电解出的气体与气泵30泵入的气体混合流经分子筛60后逸出。分子筛60用于将除氢气和氧气以外的气体筛除，使得筛出的混合气体为氢气和氧气的混合气体。
空气中氮气的体积分数约为78％，氧气的体积分数约为21％，稀有气体(氦、氖、氩、氪、氙、氡)的体积分数约为0.934％，二氧化碳的体积分数约为0.04％(2017年最新数据)。
本实施例中，电解槽10的氢气产量为160ml/min，氧气的产量为氢气的一半，80ml/min，若预使得自出气管道40中逸出的气体中氢气的含量为2％-4％，则每分钟出气总量为4000-8000ml，则气泵30每分钟需泵入的气体量为3760/0.21-7760/0.21ml。气泵30的泵气量可以通过调节气泵30的转速进行调整。
分子筛60可以筛除空气中的氮气、稀有气体以及空气中裹挟的杂质，还可以对由出气管道40中逸出的混合气体的水分进行调节，即可以调节出气湿度。同时由水箱20中逸出的气体与气泵30泵入的气体可以在分子筛60中进行充分的混合，从而对出气的氢气的含量进行精准的控制，使得逸出的混合气体中的氢气的分布更加均匀。
出气管道40上还设有单向阀50，自分子筛60筛选后的混合气体流经该单向阀50后逸出，从而能够有效地防止空气由出气管道40上的出口流向分子筛60中，影响逸出的混合气体的氢气含量的控制。
出气管道40上设有与气泵30电性连接的流量传感器，流量传感器用于感测电解槽10电解出的气体与气泵30泵入的气体混合后的流量，气泵30根据流量传感器感测的流量的变化控制泵气量。本实施例中，流量传感器用于感测由分子筛60中流出的气体的流量。
电解槽10电解出的氢气是定量的，通过感测出气量，即可以通过定量的氢气与出气量的比例得出，逸出的气体中的氢气的含量。当出气量偏离合格范围时，调节气泵30的转速，调节进气量进行调节。
当电解槽10电解出的氢气量为160ml/min时，出气量的合格范围应在4000-8000ml/min内，当流量传感器感测到的出气量小于4000ml/min时，提高气泵30的转速，当流量创奇其感测到的出气量大于8000ml/min时，降低气泵30的转速，从而使得出气管道40上逸出的氢气的浓度为2％-4％。
通过在出气管道40上设置流量传感器，对逸出的混合气体中的氢气的浓度进行闭环控制，吸氢机1的安全性更可靠。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。