专利名称：一种自呼吸式电化学制氧系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电化学制造纯氧的技术领域，具体为一种自呼吸式电化学制氧系统。
背景技术：
现有的自呼吸式电化学制氧机，其专利公开号:CN102851681A，申请日:2012年4月I日的专利记载如下:本发明提供了自呼吸式电化学制氧机，其使得当外部氧气输出管堵塞后通过人工及时操作确保纯氧发生组件内部的压力在正常范围，保证纯氧发生组件的正常工作，从而保证制氧机的使用寿命长。其包括外壳体，所述外壳体包括上壳、下壳，其特征在于:所述上壳所形成的空腔内包括电池安装腔、控制器安装腔、电化学组件安装腔，所述电池安装腔内装有电池，所述控制器安装腔内装有控制器，所述电化学组件安装腔内装有自呼吸式电化学纯氧发生组件，所述电化学组件安装腔对应的所述上壳的上壳体开有透气孔，所述控制器安装腔对应的所述上壳的上壳体开有显示屏装配孔，所述电池安装腔的正极、负极分别通过引线连接所述控制器接入端的正级、负极。上述制氧机只提供了一条氧气流路，此外该制氧机的流量也较小。然而，在实际使用中，往往需要制氧系统同时能够提供多条氧气流路；此外，在实际使用过程中，也希望每一条氧气流路的供氧量能够更大。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种自呼吸式电化学制氧系统，该系统同时具有多条氧气流路，并可根据需求增加每一条流路的氧气流量，满足在实际使用中对氧气的需求。一种自呼吸式电化学制氧系统，其技术方案是这样的:其包括纯氧发生组件，其特征在于:其还包括供电系统、控制系统、至少一条纯氧发生流路，每条所述的纯氧发生流路内设置有至少一个所述纯氧发生组件，所述纯氧发生流路组合排列成纯氧发生组件阵列，所述控制系统外接有所述供电系统，所述控制系统内设置有电源开关、温湿度传感器、压力传感器、显示屏，所述压力传感器的数量和所述纯氧发生组件阵列内的纯氧发生流路的条数相同，所述压力传感器连接对应的所述纯氧发生流路的入口，每条所述纯氧发生流路内的所述纯氧发生组件的各个阳极引脚并联连接后通过正极线路连接至所述控制系统输出端的正极，每条所述纯氧发生流路内的所述纯氧发生组件的各个阴极引脚并联连接后通过负极线路连接至所述控制系统输出端的负极，所述供电系统的输出端正极、负极分别通过引线连接所述控制系统接入端的正级、负极。其进一步特征在于:所述供电系统可以采用电池直接供电；也可以是交流/直流转换系统，从电网上取交流电转换成直流电后进行供电；
所述纯氧发生流路的具体数量为I条 1000条，所述压力传感器的具体数量为I个 1000个，所述压力传感器的数量和所述纯氧发生组件阵列内的纯氧发生流路的条数相同；每条所述的纯氧发生流路内包括一个供气纯氧发生组件，当纯氧发生流路内含有一个所述纯氧发生组件时，该所述纯氧发生组件即为供气纯氧发生组件；
纯氧发生流路内含有至少两个所述纯氧发生组件时，其包括一个供气纯氧发生组件、其余均为内部纯氧发生组件，所述内部纯氧发生组件顺次排布于靠近所述控制系统的一侧，位于所述控制系统最远端的所述内部纯氧发生组件连接所述供气纯氧发生组件；
所述供气纯氧发生组件、内部纯氧发生组件的结构均包括多孔气体端板、膜电极组件、氧气端板、内部集气底座，所述膜电极组件包括阳极气体扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层、阴极气体扩散层，膜电极组件和氧气端板通过密封连接，所述多孔气体端板的正中均布有小孔，所述小孔正对着所述阴极气体扩散层，所述阴极气体扩散层连通外部的所述控制系统输出端的负极，所述氧气端板中部开有氧气通孔，所述阳极气体扩散层连通外部所述控制系统输出端的正极，所述膜电极组件与所述氧气端板的连接处外缘面设置有封装槽，粘结剂填装于封装槽内；所述连接后的膜电极组件、氧气端板的整体置于内部集气底座之上，通过在内部集气底座的密封槽内填装粘结剂，使两者封装在一起；所述氧气端板的氧气通孔通向所述内部集气底座的氧气出气孔，氧气出气孔连通尾部引出管；所述多孔气体端板置于所述膜电极的阴极气体扩散层之上，通过在所述多孔气体端板、膜电极、氧气端板和内部集气底座的外部紧密缠绕绝缘带，使多孔气体端板与阴极气体扩散层紧密贴合；
所述多孔气体端板上伸出所述阴极引脚；所述氧气端板上伸出所述阳极引脚；
所述供气纯氧发生组件的内部集气底座的前面是氧气接头，所述氧气出气孔连通所述氧气接头，所述氧气接头连通氧气输出管；
所述内部纯氧发生组件的内部集气底座的前面是前部引出管，所述前部引出管与所述内部纯氧发生组件的内部集气底座上的氧气出气孔连通；
所述供气纯氧发生组件的尾部引出管和与其相邻的内部纯氧发生组件的前部引出管的外缘面套装有密封软管；前一个所述内部纯氧发生组件的尾部引出管以和相邻的后一个所述内部纯氧发生组件的前部引出管的外缘面套装有密封软管；和所述压力传感器相邻的所述内部纯氧发生组件的尾部引出管与所述压力传感器的压力输入端的外缘面套装有密封软管。采用了上述结构后，由于其包括至少一条纯氧发生流路，每条所述的纯氧发生流路内设置有至少一个所述纯氧发生组件，所述纯氧发生流路组合排列成纯氧发生组件阵列，其使得该系统同时具有多条纯氧发生流路，并可根据需求增加每一条纯氧发生流路的纯氧发生组件的数量来增加对应的氧气流量，满足在实际使用中对氧气的需求，其通过供电系统对控制系统进行供电，电源开关对控制系统的工作状态进行控制，温湿度传感器感应环境的温度、湿度，压力传感器检测每条纯氧发生流路的压力，从而确认与之相对应的氧气输出管是否被堵塞，温度、湿度、各氧气输出管的堵塞情况反馈至显示屏，作为监测整个系统是否运转正常的参考数据。
图1是本发明的自呼吸式电化学制氧系统的结构示意 图2是本发明的供气纯氧发生组件的结构示意图；图3是本发明的内部集气底座、氧气端板和膜电极组件的连接关系示意 图4是本发明的膜电极组件的结构示意 图5是本发明的膜电极组件和氧气端板的具体封装实施例一的结构示意 图6是本发明的膜电极组件和氧气端板的具体封装实施例二的结构示意 图7是本发明的用绝缘带将多孔气体端板与膜电极组件、氧气端板和内部集气底座相连接的结构示意 图8是本发明的内部纯氧发生组件的结构示意 图9是本发明的内部集气底座、氧气端板和膜电极组件的连接关系示意 图10是本发明的用绝缘带将多孔气体端板与膜电极组件、氧气端板和内部集气底座相连接的结构示意图。
具体实施例方式见图1，一种自呼吸式电化学制氧系统1，其包括纯氧发生组件，其还包括供电系统2、控制系统3、至少一条纯氧发生流路9，每条的纯氧发生流路9内设置有至少一个纯氧发生组件，纯氧发生流路9组合排列成纯氧发生组件阵列4，控制系统3外接有供电系统2，控制系统3内设置有电源开关5、温湿度传感器6、压力传感器7、显示屏8，压力传感器7的数量和纯氧发生组件阵列4内的纯氧发生流路9的条数相同，压力传感器7连接对应的纯氧发生流路9的入口 ，每条纯氧发生流路9内的纯氧发生组件的各个阳极引脚12并联连接后通过正极线路13连接至控制系统3输出端的正极，每条纯氧发生流路9内的纯氧发生组件的各个阴极引脚14并联连接后通过负极线路15连接至控制系统3输出端的负极，供电系统2的输出端正极、负极分别通过引线连接控制系统3接入端的正级、负极。供电系统2可以采用电池直接供电；也可以是交流/直流转换系统，从电网上取交流电转换成直流电后进行供电。 纯氧发生流路9的具体数量为I条 1000条，压力传感器7的具体数量为I个 1000个，压力传感器7的数量和纯氧发生组件阵列4内的纯氧发生流路9的条数相同。本方案中的纯氧发生组件包括一个供气纯氧发生组件10以及N个内部纯氧发生组件11，(O彡N< 1000，且N为整数)。见图2至图10，供气纯氧发生组10、内部纯氧发生组件11的结构均包括多孔气体端板19，膜电极组件20，氧气端板21，内部集气底座22。膜电极组件20包括阳极气体扩散层23、阳极催化层24、质子交换膜25、阴极催化层26、阴极气体扩散层27，膜电极组件20和氧气端板21通过密封连接。多孔气体端板19的正中均布有小孔28，小孔28正对着阴极气体扩散层27，阴极气体扩散层27连通外部控制系统3输出端的负极，氧气端板21中部开有氧气通孔29，阳极气体扩散层23连通外部控制系统3输出端的正极，膜电极组件20与氧气端板21的连接处外缘面设置有封装槽，粘结剂31填装于封装槽内。多孔气体端板19上伸出阴极引脚14 ;氧气端板21上伸出阳极引脚12。连接后的膜电极组件20、氧气端板21的整体置于内部集气底座之22上，通过在内部集气底座22的密封槽32内填装粘结剂，使两者封装在一起；氧气端板21的氧气通孔29通向内部集气底座22的氧气出气孔33，氧气出气孔33连通尾部引出管16 ;多孔气体端板19置于膜电极组件20的阴极气体扩散层27之上，通过在多孔气体端板19、膜电极组件20、氧气端板21和内部集气底座22的外部紧密缠绕绝缘带38，使多孔气体端板19与阴极气体扩散层27紧密贴合。见图1、图2、图3、图7，供气纯氧发生组件10的内部集气底座22的前面是氧气接头34，氧气出气孔33连通氧气接头34，氧气接头34连通氧气输出管30 ；
见图8、图9、图10，内部纯氧发生组件11的内部集气底座22的前面是前部引出管17，前部引出管17与内部纯氧发生组件11的内部集气底座22上的氧气出气孔33连通。纯氧发生流路9的具体实施例一:每条的纯氧发生流路9内包括一个供气纯氧发生组件10，当纯氧发生流路9内含有一个纯氧发生组件时，该纯氧发生组件即为供气纯氧发生组件10，此时供气纯氧发生组件10的尾部引出管16即为纯氧发生流路9的入口，对应的压力传感器7的压力输入端和供气纯氧发生组件10的尾部引出管16的外缘面套装有密封软管18，供气纯氧发生组件10的氧气接头34连通氧气输出管30。纯氧发生流路9的具体实施例二:纯氧发生流路9内含有两个纯氧发生组件时，其包括一个供气纯氧发生组件10、一个内部纯氧发生组件11，此时内部纯氧发生组件11的尾部引出管16即为纯氧发生流路9的入口，供气纯氧发生组件10的尾部引出管16和内部纯氧发生组件11的前部引出管17的外缘面套装有密封软管18，供气纯氧发生组件10的氧气接头34连通氧气输出管30，内部纯氧发生组件11的尾部引出管16与压力传感器7的压力输入端的外缘面套装有密封软管18。纯氧发生流路9的具体实施例三:纯氧发生流路9内含有至少三个纯氧发生组件时，其包括一个供气纯氧发生组件10、其余均为内部纯氧发生组件11，此时和压力传感器7相邻的内部纯氧发生组件11的尾部引出管16即为纯氧发生流路9的入口，供气纯氧发生组件10的氧气接头34连通氧气输出管30，内部纯氧发生组件11顺次排布于靠近控制系统3的一侧，位于控制系统3最远端的内部纯氧发生组件11连接供气纯氧发生组件10，供气纯氧发生组件10的尾部引出管16和与其相邻的内部纯氧发生组件11的前部引出管17的外缘面套装有密封软管18 ;前一个内部纯氧发生组件11的尾部引出管16以和相邻的后一个内部纯氧发生组件11的前部引出管16的外缘面套装有密封软管18 ;和压力传感器7相邻的内部纯氧发生组件11的尾部引出管16与压力传感器7的压力输入端的外缘面套装有密封软管18。膜电极组件20、氧气端板21的具体封装实施例一，见图5，封装后的膜电极组件20的阳极气体扩散层23、阳极催化层24的外边缘设置有阳极封装槽35。粘结剂31填装于阳极封装槽35内。膜电极组件20、氧气端板21的具体封装实施例二，见图6，封装后的膜电极组件20的阳极气体扩散层23、阳极催化层24的外边缘设置有内阳极封装槽36，氧气端板21贴合阳极气体扩散层23的一侧外缘面 设置有外阳极封装槽37，内阳极封装槽36、外阳极封装槽37相互连通形成整体的阳极封装槽35。粘结剂31填装于阳极封装槽35内。
权利要求
1.一种自呼吸式电化学制氧系统，其包括纯氧发生组件，其特征在于:其还包括供电系统、控制系统、至少一条纯氧发生流路，每条所述的纯氧发生流路内设置有至少一个所述纯氧发生组件，所述纯氧发生流路组合排列成纯氧发生组件阵列，所述控制系统外接有所述供电系统，所述控制系统内设置有电源开关、温湿度传感器、压力传感器、显示屏，所述压力传感器的数量和所述纯氧发生组件阵列内的纯氧发生流路的条数相同，所述压力传感器连接对应的所述纯氧发生流路的入口，每条所述纯氧发生流路内的所述纯氧发生组件的各个阳极引脚并联连接后通过正极线路连接至所述控制系统输出端的正极，每条所述纯氧发生流路内的所述纯氧发生组件的各个阴极引脚并联连接后通过负极线路连接至所述控制系统输出端的负极，所 述供电系统的输出端正极、负极分别通过引线连接所述控制系统接入端的正级、负极。
2.根据权利要求1所述的一种自呼吸式电化学制氧系统，其特征在于:所述供电系统可以采用电池直接供电；也可以是交流/直流转换系统，从电网上取交流电转换成直流电后进行供电。
3.根据权利要求1所述的一种自呼吸式电化学制氧系统，其特征在于:所述纯氧发生流路的具体数量为I条 1000条，所述压力传感器的具体数量为I个 1000个，所述压力传感器的数量和所述纯氧发生组件阵列内的纯氧发生流路的条数相同。
4.根据权利要求1所述的一种自呼吸式电化学制氧系统，其特征在于:每条所述的纯氧发生流路内包括一个供气纯氧发生组件，当纯氧发生流路内含有一个所述纯氧发生组件时，该所述纯氧发生组件即为供气纯氧发生组件。
5.根据权利要求1所述的一种自呼吸式电化学制氧系统，其特征在于:纯氧发生流路内含有至少两个所述纯氧发生组件时，其包括一个供气纯氧发生组件、其余均为内部纯氧发生组件，所述内部纯氧发生组件顺次排布于靠近所述控制系统的一侧，位于所述控制系统最远端的所述内部纯氧发生组件连接所述供气纯氧发生组件。
6.根据权利要求4或5所述的一种自呼吸式电化学制氧系统，其特征在于:所述供气纯氧发生组件、内部纯氧发生组件的结构均包括多孔气体端板、膜电极组件、氧气端板、内部集气底座，所述膜电极组件包括阳极气体扩散层、阳极催化层、质子交换膜、阴极催化层、阴极气体扩散层，膜电极组件和氧气端板通过密封连接，所述多孔气体端板的正中均布有小孔，所述小孔正对着所述阴极气体扩散层，所述阴极气体扩散层连通外部的所述控制系统输出端的负极，所述氧气端板中部开有氧气通孔，所述阳极气体扩散层连通外部所述控制系统输出端的正极，所述膜电极组件与所述氧气端板的连接处外缘面设置有封装槽，粘结剂填装于封装槽内；所述连接后的膜电极组件、氧气端板的整体置于内部集气底座之上，通过在内部集气底座的密封槽内填装粘结剂，使两者封装在一起；所述氧气端板的氧气通孔通向所述内部集气底座的氧气出气孔，氧气出气孔连通尾部引出管；所述多孔气体端板置于所述膜电极的阴极气体扩散层之上，通过在所述多孔气体端板、膜电极、氧气端板和内部集气底座的外部紧密缠绕绝缘带，使多孔气体端板与阴极气体扩散层紧密贴合。
7.根据权利要求6所述的一种自呼吸式电化学制氧系统，其特征在于:所述多孔气体端板上伸出所述阴极引脚；所述氧气端板上伸出所述阳极引脚。
8.根据权利要求6所述的一种自呼吸式电化学制氧系统，其特征在于:所述供气纯氧发生组件的内部集气底座的前面是氧气接头，所述氧气出气孔连通所述氧气接头，所述氧气接头连通氧气输出管。
9.根据权利要求8所述的一种自呼吸式电化学制氧系统，其特征在于:所述内部纯氧发生组件的内部集气底座的前面是前部引出管，所述前部引出管与所述内部纯氧发生组件的内部集气底座上的氧气出气孔连通。
10.根据权利要求9所述的一种自呼吸式电化学制氧系统，其特征在于:所述供气纯氧发生组件的尾部引出管和与其相邻的内部纯氧发生组件的前部引出管的外缘面套装有密封软管；前一个所述内部纯氧发生组件的尾部引出管以和相邻的后一个所述内部纯氧发生组件的前部引出管的外缘面套装有密封软管；和所述压力传感器相邻的所述内部纯氧发生组件的尾部引出管与所述压力传感器的压力输入端的外缘面套装有密封软管。
全文摘要
本发明提供了一种自呼吸式电化学制氧系统，该系统同时具有多条氧气流路，并可根据需求增加每一条流路的氧气流量，满足在实际使用中对氧气的需求。其包括纯氧发生组件，其特征在于其还包括供电系统、控制系统、至少一条纯氧发生流路，每条所述的纯氧发生流路内设置有至少一个所述纯氧发生组件，所述纯氧发生流路组合排列成纯氧发生组件阵列，所述控制系统外接有所述供电系统，所述控制系统内设置有电源开关、温湿度传感器、压力传感器、显示屏，所述压力传感器的数量和所述纯氧发生组件阵列内的纯氧发生流路的条数相同，所述压力传感器连接对应的所述纯氧发生流路的入口。
文档编号C25B1/02GK103173781SQ20131008249
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者胡鸣若, 小笠原亮, 曹广益 申请人:胡鸣若, 小笠原亮, 曹广益