專利名稱：固定型非貴金屬氧化物催化分解制氧器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于制取氧氣的裝置，尤其是固定型非貴金屬氧化物催化分解制取氧氣及產(chǎn)氧量可連續(xù)調(diào)節(jié)的裝置。
在本實用新型作出之前，所有微型化學(xué)制氧器或制氧方法都用過氧化物、水和催化劑粉未或片劑一次性加入容器，然后進行催化分解制氧。由于這些制氧器或制氧方法每次制氧時都需要消耗催化劑粉末或片劑，這不但增加了制氧成本，而且反應(yīng)后的廢料引起環(huán)境污染，更為重要的是所用的催化劑粉末難以控制反應(yīng)過程中的速度，致使制氧過程中的出氧量很不穩(wěn)定，即初始和后期析氧量少，中期產(chǎn)氧劇烈，造成開始和后期析氧量不足，難以滿足使用者要求，中期氧量過剩，使多余氧氣無法利用，白白浪費，故在使用過程中即浪費催化劑又很不方便。
中國專利CN2056859u為克服以上制氧器存在的不足，將所用的催化劑粉末與粘結(jié)劑混合在一起，制成條塊狀片劑，然后固定在拉桿式調(diào)節(jié)裝置的吊架上，在制氧過程中將吊架上的片劑經(jīng)拉桿上、下移動，與過氧化物水溶液相接觸，使制氧速度較為穩(wěn)定，但是，這種制氧器所用的催化劑片劑由催化劑粉末與粘結(jié)劑物理混合而成，不但催化劑表面積很小，催化劑用量比上述方法多，且制氧過程催化劑粉末易脫落，片劑壽命很短，常需要更換，這樣不僅催化劑用量增加，加工成本提高，而且使用時每次裝卸片劑也很不方便，同時設(shè)計的拉桿式調(diào)節(jié)裝置拉桿外露，密封不嚴(yán)，使用不便，故難以實施。
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的是提供一種在制氧器內(nèi)部設(shè)置固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)，使之達到壽命長，催化活性高，制氧過程無需每次添加催化劑，制氧速度可連續(xù)調(diào)節(jié)，產(chǎn)氧快速，流量穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，使用安全，無環(huán)境污染的制氧裝置。
固定型非貴金屬氧化物催化分解制氧器由反應(yīng)室、洗氣瓶、罩殼和塑料容器所組成，以過氧化物水溶液為制氧反應(yīng)劑，反應(yīng)室(1)內(nèi)部設(shè)置固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)、反應(yīng)速度控制器(5)、制氧反應(yīng)劑(6)及底腳(7)，非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)設(shè)置上框架(8)、下框架(9)及非貴金屬氧化物催化片(10)，上框架(8)與下框架(9)之間放置非貴金屬氧化物催化片(10)，它們之間用固定螺桿(11)連接，下框架(9)底部裝有轉(zhuǎn)動螺帽(12)，反應(yīng)速度控制器(5)設(shè)置調(diào)節(jié)旋鈕(13)、轉(zhuǎn)動螺桿(14)和O型圈(15)，其中轉(zhuǎn)動螺桿(14)底部為卡圈，中下部為螺紋，非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)通過轉(zhuǎn)動螺帽(12)與轉(zhuǎn)動螺桿(14)連接，轉(zhuǎn)動螺桿(14)下部用底腳(7)固定，洗氣瓶(2)置于塑料容器(16)內(nèi)部，用螺紋連接，罩殼(3)為流線形殼體，位于制氧器頂部，用卡口與塑料容器(16)相連，洗氣瓶(2)上部設(shè)置出氧口(17)、密封墊(18)、瓶蓋(19)，內(nèi)部設(shè)置導(dǎo)氣管(20)和洗氣水(22)，導(dǎo)氣管(20)上端通過導(dǎo)氣孔(21)與反應(yīng)室(1)相通，下端與具有分散小氣孔的固定腳(23)連接。
非貴金屬氧化物催化片(10)由內(nèi)層金屬基體和外層催化層兩部分組成，內(nèi)層金屬基體為不銹鋼材料或鎳材料，最佳選擇為不銹鋼材料，外層催化層為二氧化錳或氧化鈷等非貴金屬氧化物材料，內(nèi)層金屬基體與外層催化層之間用電鍍法或熱浸法制成。
非貴金屬氧化物催化片(10)的幾何形狀為多孔型波紋網(wǎng)或波紋板，也可以用席型網(wǎng)或拉伸網(wǎng)，最佳選擇為波紋網(wǎng)。
制氧反應(yīng)劑(6)由水和過氧物配制而成，過氧化物包括過氧化氫、過碳酸鈉和過硼酸鈉，最佳選擇為過氧化氫，其使用濃度為3～25％。
固定型非貴金屬氧化物催化分解制氧器通過調(diào)節(jié)旋鈕(13)往順時針方向轉(zhuǎn)動，非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)往下降落，與制氧反應(yīng)劑(6)相接觸，發(fā)生催化分解反應(yīng)，析出氧氣，隨著降落位置下移，析氧量逐漸增大，一旦固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)全部浸入制氧反應(yīng)劑(6)中，此時反應(yīng)速度最快，氧量最大，調(diào)節(jié)旋鈕(13)往逆時針方向轉(zhuǎn)動，固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)向上升高，逐漸脫離制氧反應(yīng)劑(6)的液面，使反應(yīng)速度緩慢，一旦固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)完全脫離制氧反應(yīng)劑(6)的液面，催化分解反應(yīng)即刻終止，出氧口(17)無氧氣輸出，反應(yīng)室(1)中產(chǎn)生的氧氣經(jīng)導(dǎo)氣孔(21)進入導(dǎo)氣管(20)，再通過固定腳(28)中的分散氣孔以小氣泡形式排出，與洗氣水(22)接觸，然后從出氧口(17)輸出，達到固定型非貴金屬氧化物催化分解制氧的目的。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其主要優(yōu)點是采用固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)取代了現(xiàn)今微型化學(xué)制氧器中的粉末狀或條塊狀催化劑，使每次需添加的催化劑通過本實用新型一次性裝配在制氧器內(nèi)，且反應(yīng)過程中的產(chǎn)氧量可以根據(jù)實際所需通過固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)的升降，隨時終止或進行制氧反應(yīng)，故本實用新型提供的催化分解制氧器不僅催化劑壽命長、表面積大、催化活性高、反應(yīng)速度快、產(chǎn)氧量大、反應(yīng)后的液體無污染，而且結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、產(chǎn)氧量可連續(xù)調(diào)節(jié)，流量穩(wěn)定、成本低廉、使用安全，徹底避免了目前微型化學(xué)制氧器所存在的一些缺點，故本實用新型可取代其它微型化學(xué)制氧器，廣泛應(yīng)用于家庭、醫(yī)院及邊遠(yuǎn)地區(qū)、高原地區(qū)等用氧氣保健、治療和急救的場所，具有較大的實用價值和社會經(jīng)濟效益。


圖1為固定型非貴金屬氧化物催化分解制氧器結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1——反應(yīng)室，2——洗氣瓶，3——罩殼，4——固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)，5——反應(yīng)速度控制器，6——制氧反應(yīng)劑，7——底腳，15——O型圈，16——塑料容器，17——出氧口，18——密封墊，19——瓶蓋，20——導(dǎo)氣管，21——導(dǎo)氣孔，22——洗氣水，23——固定腳。
圖2為固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)結(jié)構(gòu)示意圖。
其中8——上框架，9——下框架，10——非貴金屬氧化物催化片，11——固定螺桿，12——轉(zhuǎn)動螺帽。
圖3為反應(yīng)速度控制器(5)結(jié)構(gòu)示意圖。
其中13——調(diào)節(jié)旋鈕，14——轉(zhuǎn)動螺桿。
圖1、圖2、圖3是本實用新型的具體實施例。
實施例1在反應(yīng)室(1)內(nèi)加入500毫升水和100毫升30％過氧化氫水溶液，水溫21℃，用濕式氣體流量計測量流速，調(diào)節(jié)析氧速度約300毫升／分，產(chǎn)氧時間31.5分鐘，累計產(chǎn)氧總量9.42升，過氧化氫分解率為95.4％。
實施例2反應(yīng)室(1)內(nèi)加入500毫升水和250毫升30％過氧化氫，其制氧反應(yīng)劑過氧化氫濃度為7.5％，調(diào)節(jié)氧速約600毫升／分，水溫20℃，析氧時間38.8分鐘，累計析氧總量23.8升，過氧化氫分解率為96.5％。
權(quán)利要求1.一種固定型非貴金屬氧化物催化分解制氧器由反應(yīng)室、洗氣瓶、罩殼和塑料容器所組成，以過氧化物為制氧反應(yīng)劑，其特征在于反應(yīng)室(1)內(nèi)部設(shè)置非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)、反應(yīng)速度控制器(5)和制氧反應(yīng)劑(6)，洗氣瓶(2)置于塑料容器(16)內(nèi)部，其間用螺紋連接，罩殼(8)為流線形殼體，位于制氧器頂部，用卡口與塑料容器(16)連接，固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)包括上框架(8)、下框架(9)和非貴金屬氧化物催化片(10)，上框架(8)與下框架(9)之間放置非貴金屬氧化物催化片(10)，用固定螺桿(11)連接，下框架(9)底部配置轉(zhuǎn)動螺帽(12)，反應(yīng)速度控制器(5)設(shè)置調(diào)節(jié)旋鈕(13)、轉(zhuǎn)動螺桿(14)及O型圈(15)，其中轉(zhuǎn)動螺桿(14)底部為卡圈，中下部為螺紋，洗氣瓶(2)上部設(shè)置出氧口(17)、密封墊(18)、瓶蓋(19)，內(nèi)部裝有導(dǎo)氣管(20)，其中導(dǎo)氣管(20)上端用導(dǎo)氣孔(21)與反應(yīng)室(1)相通，下端與具有分散小氣孔的固定腳(23)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的固定型非貴金屬氧化物催化分解制氧器，其特征在于非貴金屬氧化物催化片(10)由內(nèi)層金屬基體和外層催化層兩部分組成，金屬基體可以是不銹鋼或鎳材料，催化層可以是二氧化錳、氧化鈷等非貴金屬氧化物材料，金屬基體和催化層之間用熱浸法或電鍍法制成。
3.如權(quán)利要求1和2所述的固定型非貴金屬氧化物催化分解制氧器，其特征在于非貴金屬氧化物催化片(10)的結(jié)構(gòu)形狀可以是多孔型波紋網(wǎng)或波紋板，也可以是席型網(wǎng)或拉伸網(wǎng)，最佳選擇為波紋網(wǎng)。
4.如權(quán)利要求1所述的固定型非貴金屬氧化物催化分解制氧器，其特征在于所用的制氧反應(yīng)劑(6)用水和過氧化物配制而成，過氧化物包括過氧化氫、過碳酸鈉、過硼酸鈉，最佳選擇是過氧化氫，其濃度范圍為3～25％。
專利摘要本實用新型是一種制取氧氣的裝置，它主要由固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)、反應(yīng)速度控制器(5)及洗氣瓶(2)等構(gòu)成，該裝置以過氧化物為原料，經(jīng)催化分解制取氧氣，其主要優(yōu)點是制氧器內(nèi)部設(shè)置固定型非貴金屬氧化物催化網(wǎng)絡(luò)(4)，這種催化網(wǎng)絡(luò)壽命長，催化活性高，析氧速度快，產(chǎn)氧量可連續(xù)調(diào)節(jié)，流量穩(wěn)定，可制成結(jié)構(gòu)簡單、產(chǎn)氧迅速、成本低廉、操作簡便、使用安全的制氧器，徹底避免了目前微型化學(xué)制氧器所存在的缺點，故本實用新型可取代目前微型化學(xué)制氧器，具有較大的實用價值和社會經(jīng)濟效益。
文檔編號B01J37/00GK2150197SQ9320303
公開日1993年12月22日 申請日期1993年2月8日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月8日
發(fā)明者張卯年, 馬淳安 申請人:張卯年