本發(fā)明涉及高氧水制備系統(tǒng)。

背景技術：

高氧水是水和臭氧混合以后的一種液體。

公開號為cn102173498a的專利公開了一種制備高氧水的裝置。

cn2830421公開了一種電解臭氧發(fā)生裝置，它包括純水箱、電解式臭氧發(fā)生器、反滲透膜處理裝置、離子交換樹脂處理裝置。

通過反滲透膜處理裝置、反滲透膜處理裝置對原水進行處理得到純水，純水進入純水箱之后進入、電解式臭氧發(fā)生器進行電解。

純水在電解式臭氧發(fā)生器電解時產(chǎn)生熱量，純水的溫度會升高，溫度過高會影響臭氧的產(chǎn)生；因此現(xiàn)有的通過將電解式臭氧發(fā)生器的純水從其陰極排出，并持續(xù)補充純水的方式進行持續(xù)供水及保持純水溫度的穩(wěn)定；但是這種方式會導致水資源的浪費，從陰極排出的水沒有的得到有效利用。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高氧水制備系統(tǒng),提升水的利用率。

本發(fā)明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：一種高氧水制備系統(tǒng)，包括低壓電解臭氧發(fā)生器、射流器、水箱，所述低壓電解臭氧發(fā)生器的臭氧出口與射流器的進口連通，所述水箱通過進水管與射流器的進口連通，所述射流器的出口通過射流管道與水箱連通，所述射流管道和進水管上至少設置一環(huán)流泵；所述水箱上設置有高氧水出口管道，所述高氧水出口管道設置有控制閥,所述低壓電解臭氧發(fā)生器包括給水泵、純水機、陽極水室、設置有氫氣出口的陰極水室、純水箱、電解發(fā)生器、電源；所述給水泵的出口與純水機的進口連通，所述純水機的出口與陽極水室的進口連通；所述電源的正極、負極分別連接電解發(fā)生器的陽極和陰極，所述陽極水室通過陽極出水管道與電解發(fā)生器連通；所述陰極水室通過排水導氣管與電解發(fā)生器的氫氣發(fā)生腔連通；所述電解發(fā)生器的臭氧發(fā)生腔開設一臭氧出口；所述陰極水室通過一溢流管道與純水箱的進水口連接，所述純水箱內(nèi)的出水口通過循環(huán)管道與陽極水室連接，所述循環(huán)管道上設置有循環(huán)泵，所述純水箱內(nèi)設置有冷卻系統(tǒng)。

低壓電解臭氧發(fā)生器中純水從陽極水室進入，通過陽極出水管道進入電解發(fā)生器依次經(jīng)過臭氧發(fā)生腔、電解質(zhì)膜、氫氣發(fā)生腔通過排水導氣管流入陰極水室；之后從陰極水室的溢流口溢出，通過溢流管道流入純水箱內(nèi)，在純水箱內(nèi)冷卻后重新流入陽極水室，提升水的利用率。上述低壓電解臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧進入射流器、水箱內(nèi)的水進入射流器，通過射流器混合后進入水箱，并通過環(huán)流泵進行循環(huán)，需要取用時，打開控制閥。

進一步的，所述陽極水室和陰極水室通過導流管連通，所述導流管連通陽極水室和陰極水室的底部。

由于有電解質(zhì)膜的阻礙，純水從臭氧發(fā)生腔穿過電解質(zhì)膜進入氫氣發(fā)生腔的速度較慢；如此開始進純水時，一方面純水從陽極水室、陽極出水管道直接進入臭氧發(fā)生腔；另一方面純水從陽極水室經(jīng)過導流管、陰極水室、排水導氣管進入氫氣發(fā)生腔；純水進入電解發(fā)生器的速度更快。

進一步的，所述導流管上設置一自陽極水室向陰極水室單向?qū)ǖ膯蜗蜷y。

電解過程中熱量基本從氫氣發(fā)生腔經(jīng)過陰極水室被帶走，單向閥的設置基本避免了純水進入陰極水室后回流至陽極水室的可能，從而減少熱量回傳率。

進一步的，還包括用于控制給水泵啟停的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：

上液位傳感器，設于純水箱中，并于純水箱中的純水達到上限時輸出上液位信號；

下液位傳感器，設于純水箱中且位于上液位傳感器的下方，并于純水箱中的純水達到下限時輸出下液位信號；

第一繼電器，其常開觸點串接在給水泵的供電回路上；

第二繼電器，其常開觸點串接在第一繼電器線圈的供電回路上，其線圈上耦接有單向可控硅，該單向可控硅的受控端耦接于下液位傳感器并響應于下液位信號控制第二繼電器的線圈得電以使得給水泵啟動；

第三繼電器，其常閉觸點串接在第二繼電器線圈的供電回路上，其線圈耦接于上液位傳感器并響應于上液位信號控制其常閉觸點斷開以使得給水泵關閉。

當水位低于預定值的時候，給水泵持續(xù)工作，當水位高于預定值后，給水泵停止工作。

進一步的，陰極水室的氫氣出口連接有氫氣處理系統(tǒng)，所述氫氣處理系統(tǒng)包括空氣進入管道、連接在空氣進入管道一端的處理室、位于處理室內(nèi)的催化層，所述氫氣出口與空氣進入管道連通；所述處理室頂部設置一排氣口，所述處理室底部設置一排水口。

通過將氫氣和空氣混合，大部分氫氣和空氣中的氧氣在催化層作用下發(fā)生氧化作用生產(chǎn)水，剩余的氫氣和空氣從排氣口排出，此時氫氣≤4mg/m³，符合國家標準。

進一步的，所述排水口與純水機的進水口連接。

如此氫氣氧化生成水回流至純水機，形成再循環(huán)。

進一步的，所述催化層包括氧化鋁載體、粘附在氧化鋁載體上的催化顆粒，所述催化顆粒至少含有鉑或鈀其中一種成分。

正常情況下，氫氣與氧氣發(fā)生反應所需溫度在500℃以上，此時氫氣分子由于在高溫條件下增加了分子間發(fā)生自由碰撞的幾率，呈現(xiàn)出高能量狀態(tài)，從而能夠與氧氣發(fā)生氧化反應。但在催化層存在條件下，氫氧復合反應的活化能降低，使得氫氣分子在較低的能量狀態(tài)下也能夠與與氧氣發(fā)生復合反應。

進一步的，所述催化顆粒包括由鈀制成的內(nèi)核和包裹在內(nèi)核外由鉑制成的外殼。

將催化顆粒制成上述的球殼結(jié)構(gòu)，其對氫氣氧化反應的催化活性。

進一步的，氧化鋁載體的體積與催化顆粒的總體積之比為80-120:1。

催化顆?；罨酥車栊缘难趸X，而被活化的氧化鋁體積遠遠大于催化顆粒的體積，催化顆粒和被活化的氧化鋁同時催化這一反應(氫氣的氧化反應)，提升催化效率。

進一步的，所述冷卻系統(tǒng)包括位于純水箱內(nèi)的蛇形管、與蛇形管進口和出口連通的冷卻液箱、設置在蛇形管上的動力泵。

蛇形管與純水的接觸面積大，增加熱交換面積，純水箱內(nèi)的純水散熱更快。

綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：1)本發(fā)明通過對氫氣的氧化、以及對氫氣發(fā)生腔流出的純水進行冷卻再利用處理，節(jié)約能源；2)改進催化層的結(jié)構(gòu)提升氫氣在不燃燒情況下的氧化效率。

附圖說明

圖1是實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實施例1中低壓電解臭氧發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實施例2中氫氣處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是實施例1中冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是實施例1中控制系統(tǒng)的電路圖。

附圖標記：1、給水泵；11、陽極出水管道；12、排水導氣管；13、溢流管道；14、導流管；15、單向閥；16、氫氣出口；2、電解發(fā)生器；21、臭氧出口；3、循環(huán)泵；31、循環(huán)管道；41、空氣進入管道；42、處理室；43、催化層；431、氧化鋁載體；432、通氣孔；433、催化顆粒；44、排氣口；45、排水口；46、風機；51、蛇形管；52、冷卻液箱；53、動力泵；6、射流器；61、射流管道；7、水箱；71、高氧水出口管道；72、控制閥；73、進水管；8、環(huán)流泵。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。

本具體實施例僅僅是對本發(fā)明的解釋，其并不是對本發(fā)明的限制，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對本實施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護。

實施例1：一種高氧水制備系統(tǒng)，如圖1，包括低壓電解臭氧發(fā)生器、射流器6、水箱7，所述低壓電解臭氧發(fā)生器的臭氧出口21與射流器6的進口連通，水箱7通過進水管73與射流器6的進口連通，所述射流器6的出口通過射流管道61與水箱7連通，進水管73上至少設置一環(huán)流泵8；所述水箱7上設置有高氧水出口管道71，所述高氧水出口管道71設置有控制閥72。

如圖2，低壓電解臭氧發(fā)生器包括給水泵1、純水機、陽極水室、電解發(fā)生器2、設置有氫氣出口16的陰極水室、純水箱、給電解發(fā)生器2供電的電源、用于冷卻純水箱內(nèi)純水的冷卻系統(tǒng)、用于控制給水泵1啟停的控制系統(tǒng)。

如圖2，給水泵1的出口與純水機的進口連通，純水機的出口與陽極水室的進口連通；陽極水室通過陽極出水管道11與電解發(fā)生器2連通；電源的正極、負極分別連接電解發(fā)生器2的陽極和陰極；陰極水室通過排水導氣管12與電解發(fā)生器2的氫氣發(fā)生腔連通；陰極水室通過一溢流管道13與純水箱的進水口連接，純水箱內(nèi)的出水口通過循環(huán)管道31與陽極水室連接，循環(huán)管道31上設置有循環(huán)泵3。陽極水室和陰極水室通過導流管14連通，所述導流管14連通陽極水室和陰極水室的底部，導流管14上設置一自陽極水室向陰極水室單向?qū)ǖ膯蜗蜷y15。

如圖2，陰極水室上方開始一氫氣出口16，電解發(fā)生器2的臭氧發(fā)生腔開設一臭氧出口21。

如圖4，冷卻系統(tǒng)包括位于純水箱內(nèi)的蛇形管51、與蛇形管51進口和出口連通的冷卻液箱52、設置在蛇形管51上的動力泵53。

如圖5，控制系統(tǒng)包括：包括純水箱、上液位傳感器、下液位傳感器、第一繼電器k1、第二繼電器k2和第三繼電器k3。

上液位傳感器，設于純水箱中，并于純水箱中的純水達到上限時輸出上液位信號；下液位傳感器，設于純水箱中且位于上液位傳感器的下方，并于純水箱中的純水達到下限時輸出下液位信號。

第一繼電器k1的常開觸點k1-1串接在給水泵1的供電回路上，第一繼電器k1的線圈串接在市電上取電。值得說明的是，第一繼電器k1采用交流繼電器。

其中，在市電上耦接有降壓變壓器，降壓變壓器的一次側(cè)連接在市電上，降壓變壓器的二次側(cè)連接有整流橋ur，降壓變壓器用于將220v的交流電轉(zhuǎn)換為12v的交流電，通過整流橋ur提供12v的直流電，在整流橋ur的輸出端上連接有濾波電容c1，第二繼電器k2的線圈連接在整流橋ur的兩端，第二繼電器k2的常開觸點k2-1串接在第一繼電器k1線圈的供電回路上，其中，第二繼電器k2的線圈上耦接有可控硅vt，可控硅vt采用單向可控硅，該可控硅vt的受控端耦接于下液位傳感器13，并響應于下液位信號控制第二繼電器k2的線圈得電，第二繼電器k2的常開觸點k2-1閉合，控制第一繼電器k1的線圈得電，從而第一繼電器k1的常開觸點k1-1閉合，給水泵1得電啟動。

值得說明的是，第二繼電器k2的另一個常開觸點k2-2串接在提示燈h1的供電回路上，在第二繼電器k2的線圈得電時，其另一個常開觸點k2-2閉合以使得提示燈h1發(fā)光。

第三繼電器k3的常閉觸點k3-1串接在第二繼電器k2線圈的供電回路上，第三繼電器k3的線圈并聯(lián)連接在第二繼電器k2的線圈上，其中，第三繼電器k3的線圈耦接于上液位傳感器12并響應于上液位信號控制其常閉觸點k3-1斷開，第二繼電器k2的線圈失電，第二繼電器k2的常開觸點k2-1斷開，使得第一繼電器k1的線圈失電，從而第一繼電器k1的常開觸點k1-1斷開，以使得給水泵1失電停止運行。

工作過程：低壓電解臭氧發(fā)生器中，給水泵1啟動，原水通過純水機變成純水；純水一方面經(jīng)過陽極水室、陽極出水管道11、電解發(fā)生器2、排水導氣管12進入陰極水室；另一方面純水經(jīng)過導流管14、陰極水室進入電解發(fā)生器2；通過兩路進水給電解發(fā)生器2供水，當陰極水室水位升高，純水通過溢流管道13進入純水箱，在純水箱經(jīng)過冷卻后，通過循環(huán)泵3將純水導入陽極水室，循環(huán)泵3每隔一定時間開啟一次，保證純水在純水箱內(nèi)有足夠的時間冷卻；當純水箱水位過高時，控制給水泵1停止工作；由于電解一直消耗純水，當純水箱水位過低時，控制給水泵1工作。

上述低壓電解臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧進入射流器61、水箱7內(nèi)的水進入射流器61，通過射流器61混合后進入水箱7，并通過環(huán)流泵8進行循環(huán)，需要取用時，打開控制閥72。

實施例2：一種高氧水制備系統(tǒng)，與實施例1的區(qū)別在于，陰極水室的氫氣出口16連接有氫氣處理系統(tǒng)。如圖3，氫氣處理系統(tǒng)包括空氣進入管道41、連接在空氣進入管道41一端的處理室42、位于處理室42內(nèi)的催化層43，所述氫氣出口16與空氣進入管道41連通；處理室42頂部設置一排氣口44，所述處理室42底部設置一排水口45，排水口45與純水機的進水口連接；在氫氣出口16和排氣口44處各設置一個風機46。。催化層43包括氧化鋁載體431，其呈一長方體狀，氧化鋁載體431上開設通氣孔432，催化顆粒433粘附在通氣孔432內(nèi)壁上；催化顆粒433包括由鈀制成的內(nèi)核和包裹在內(nèi)核外由鉑制成的外殼，氧化鋁載體431的體積與催化顆粒433的總體積之比為80:1。

實施例3；一種高氧水制備系統(tǒng)，與實施例2的區(qū)別在于：氧化鋁載體431的體積與催化顆粒433的總體積之比為100:1。

實施例4；一種高氧水制備系統(tǒng)，與實施例2的區(qū)別在于：氧化鋁載體431的體積與催化顆粒433的總體積之比為118:1。

實施例5：一種高氧水制備系統(tǒng)，與實施例2的區(qū)別在于：氧化鋁載體431的體積與催化顆粒433的總體積之比為73:1。

實施例6：一種高氧水制備系統(tǒng)，與實施例2的區(qū)別在于：氧化鋁載體431的體積與催化顆粒433的總體積之比為60:1。

實施例7：一種高氧水制備系統(tǒng)，與實施例2的區(qū)別在于：氧化鋁載體431的體積與催化顆粒433的總體積之比為45:1。

實施例8：一種高氧水制備系統(tǒng)，與實施例2的區(qū)別在于：氧化鋁載體431的體積與催化顆粒433的總體積之比為130:1。

實施例9：一種高氧水制備系統(tǒng)，與實施例2的區(qū)別在于：氧化鋁載體431的體積與催化顆粒433的總體積之比為145:1。

實施例10：一種高氧水制備系統(tǒng)，與實施例2的區(qū)別在于：催化顆粒433由鈀和鉑均勻混合后制成球狀顆粒。

實施例11：一種高氧水制備系統(tǒng)，與實施例2的區(qū)別在于：催化顆粒433包括由鉑制成的內(nèi)核和包裹在內(nèi)核外由鈀制成的外殼。

從上述表格看出，實施例2的催化效果最佳。