CN116036438B - 一种氧氢一体机的氢气精确计量控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及氢氧一体机技术领域，公开了一种氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，所述方法涉及氧氢一体机；所述氧氢一体机包括制氢单元以及制氧单元和/或空气压缩单元；所述制氢单元包括多个制氢模块；制氧单元和/或空气压缩单元和氧氢一体机的出口之间设有流量调节阀；所述方法具体为：选择制氢模块启动的数量，控制流量调节阀的开度，实现氧氢一体机的出口所需氢气浓度的调节。本发明通过制氢单元以及制氧单元和/或空气压缩单元之间的互相配合，可以根据制氢单元的制氢量调节第一流量调节阀和/或第二流量调节阀的气体流量来准确控制氧氢一体机输出的氢气浓度，具有极高的稳定性、精确性和灵活性。

Description

一种氧氢一体机的氢气精确计量控制方法

技术领域

本发明涉及氢氧一体机技术领域，具体涉及一种氧氢一体机的氢气精确计量控制方法。

背景技术

近年来，随着消费水平的提高，消费者对健康的追求和保健产品的消费需求也逐渐提高，而基于科技的发展，具有保健和辅助治疗作用的氢氧一体机应势而生并且迅速发展，成为一种比较热门的保健产品。

氢气具有选择性氧化的特点，对于部分疾病的治疗还可以起到一定的帮助作用，长期适量吸入氢气对人体是有一定益处；氢气在选择性抗氧化基础上，氢气还对各类疾病过程中的氧化损伤，炎症反应、细胞凋亡和血管异常增生等具有治疗作用；氢气对中枢神经系统疾病有治疗作用，氢气生物学效应发现以来，氢气对以脑血管疾病为代表和以阿尔茨海默病为代表的中枢神经系统疾功能紊乱都具有明显的保护作用；氢气对脑血管病有治疗作用，呼吸氢气对新生儿窒息引起的缺血缺氧性脑损伤具有理想的治疗作用，发现氢气对缺血缺氧性脑损伤后神经细胞凋亡酶活性有抑制作用，凋亡酶活性下降导致神经细胞凋亡减少，使神经细胞坏死减少，从而减轻了脑损伤，保护了成年后的脑功能。

但是氢气的吸入浓度过量或吸入的时间过长很容易导致患者出现头晕目眩、四肢无力甚至昏迷的情况，严重时还可能出现缺氧性窒息等。

中国专利202121386539.7公开了一种氧氢一体机，包括机壳体，在机壳体内设置有分子筛制氧模组、电解制氢模组，在机壳体其中一侧设置有氧氢接口，分子筛制氧模组、电解制氢模组分别通过一氧气调压阀和氢气调压阀使得氧气、氢气输出时具有相同的气压，在氧气调压阀和氢气调压阀的输出端分别设置一氧气限流孔以及氢气限流孔，氧气、氢气经氧气限流孔、氢气限流孔后与氧氢接口连通；氧气限流孔与氢气限流孔之间的截面积之比大于24:1。

上述专利的氧氢一体机通过设置限流孔和限定存储容积来控制氧气和氢气混合的比例，从而提高氧氢一体机的安全性，是值得借鉴的一个设置方式；

但是上述专利由于通过限流孔的限定使得氧气和氢气的混合比例固定，不能根据消费者的身体状态和保健需求调整氢气在混合气体中的浓度，因此其适用广泛性是有待提升的，限流孔的设置虽然带来了一定的安全性，也对氢气的浓度作出了比较固定的限制，如果需要增加或者降低氢气占混合气体中的浓度，则需要停机更换限流孔尺寸从而改变氢气的流量和浓度。

因此需要设计一种氢气浓度精确可调的控制方法，使得氧氢一体机具有更高的安全性和灵活性。

中国专利202110537976.2提供了一种氢气浓度控制方法及系统，包括氢气浓度检测控制和时间判定控制，其中，氢气浓度检测控制包括以下内容：检测冷藏室内的氢气浓度，当浓度值超过预设值时，控制制氢设备停止运行；时间判定控制包括以下内容：当制氢设备的工作时间大于预设时间值时，控制制氢设备停止工作。

上述专利通过检测氢气浓度并停止制氢设备和限制制氢设备工作时间的方式来控制氢气的输出量，虽然具备了安全性，但是通过关闭制氢设备来控制氢气的输出量运用与氧气一体机时会产生一些问题：

1、由于关闭制氢设备导致氢气输出量不稳定，导致输出至使用者吸入的混合气体中氢气的浓度波动较大，使用效果不佳；

2、关闭制氢设备后氢气不能持续有效输出，导致输出的氧气浓度会逐渐增大，使用者有可能会产生醉氧的现象，降低了一定的安全性。

因此需要一种适用于氧氢一体机的氢气精确控制方法，以提高氧氢一体机的功效。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，以解决现有技术不能灵活控制混合气体中氢气的浓度，并且氢气输出浓度不稳定的问题；该控制方法用于氧氢一体机时可以精确控制混合气体中氢气的浓度，避免使用者吸入过浓的氢气产生安全隐患，并且可以根据使用者的状况灵活调整氢气浓度，输出稳定，提高氧氢一体机的使用效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，所述方法涉及氧氢一体机；所述氧氢一体机包括制氢单元以及制氧单元和/或空气压缩单元；所述制氢单元包括多个制氢模块；制氧单元和/或空气压缩单元和氧氢一体机的出口之间设有流量调节阀；所述方法具体为：

选择制氢模块启动的数量，控制流量调节阀的开度，实现氧氢一体机的出口所需氢气浓度的调节。

优选的，所述制氢单元包括但不限于2个、3个、4个制氢模块，制氢模块的多少可以根据氢氧一体机的输气流量需要设置。

优选的，所述氢氧一体机包括制氧单元和空气压缩单元；所述制氧单元和空气压缩单元分别通过第一流量调节阀和第二流量调节阀连接至氧氢一体机的出口；

所述氢气浓度按照以下公式1进行计算和调节：

X％＝A*N*100％/(V1+V2+A*N*3/2)..................................式1；

其中A为一个制氢模块在满负荷时的制氢量；N为制氢模块的启动数量；V1为第一流量调节阀处氧气的流量；V2为第二流量调节阀处空气的流量；X％为体积百分数。

进一步的，氧氢一体机的出口的氧气浓度按照以下公式进行计算和调节：

Y％＝(V1+V2*21％+A*N/2)*100％/(V1+V2+A*N*3/2)..................................式2。

优选的，所述X控制在2-4之间。

优选的，所述Y控制在21-41之间。

优选的，所述V1为0-3000ml/min。

优选的，所述V2为0-30000ml/min。

作为另一优选的，所述V2为7500-30000ml/min。

优选的，所述A为60-600ml/min。

优选的，所述制氧单元的出口设有第一管道，所述第一管道上设有所述第一流量调节阀，所述空气压缩单元的出口设有第二管道，所述第二管道上设有所述第二流量调节阀，所述制氢模块的出口设有第三管道；所述第一管道、第二管道、第三管道连接至氧氢一体机的出口。

优选的，所述制氧单元包括依次连接的采气过滤器、压缩机和分子筛，所述分子筛为多个，所述分子筛的输入端与压缩机的输出端连接，所述分子筛的氧气输出端与所属第一管道连接；所述空气压缩单元包括空气泵，所述空气泵的输出端与所述第二管道连接；所述制氢模块为电解槽。

有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种适用于氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，通过制氢单元以及制氧单元和/或空气压缩单元之间的互相配合，可以根据制氢单元的制氢量调节第一流量调节阀和/或第二流量调节阀的气体流量来准确控制氧氢一体机输出的氢气浓度，具有极高的稳定性、精确性和灵活性。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。

为了详细说明本发明的技术内容，以下结合实施方式作进一步说明。

实施例1

一种氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，所述方法涉及氧氢一体机；所述氧氢一体机包括制氢单元以及制氧单元和空气压缩单元；所述制氢单元包括3个制氢模块；制氧单元和空气压缩单元与氧氢一体机的出口之间设有流量调节阀；所述方法具体为：

选择制氢模块启动的数量，控制流量调节阀的开度，实现氧氢一体机的出口所需氢气浓度的调节。

在本实施例中，氧氢一体机的制氢量可以根据开启的制氢模块的个数得到，然后根据输出混合气体中需要的氢气浓度可以调节制氧单元和空气压缩单元对应的流量调节阀来调节氧气和空气的输出流量，从而控制输出的混合气体中氢气的浓度。

优选的，所述氢氧一体机包括制氧单元和空气压缩单元；所述制氧单元和空气压缩单元分别通过第一流量调节阀和第二流量调节阀连接至氧氢一体机的出口；

所述氢气浓度按照以下公式1进行计算和调节：

X％＝A*N*100％/(V1+V2+A*N*3/2)..................................式1；

其中A为一个制氢模块在满负荷时的制氢量；N为制氢模块的启动数量；V1为第一流量调节阀处氧气的流量；V2为第二流量调节阀处空气的流量；X％为体积百分数。

在本实施例中，氢气的浓度是可以通过以上公式计算得到的，由此可以通过调节V1和V2的大小来调节X％，有效根据需求控制氢气的浓度；并且可以调节N的数量来调节氢气的输出量，避免使用者吸入氢气过多产生头晕目眩、四肢无力甚至昏迷的情况。

优选地，所述X控制在2-4之间，其优势在于，该范围的氢气浓度效果会更高，并且不会因为氢气浓度过高产生爆炸或燃烧等安全隐患。

在本实施例中，氧氢一体机的出口的氧气浓度按照以下公式进行计算和调节：

Y％＝(V1+V2*21％+A*N/2)*100％/(V1+V2+A*N*3/2)..................................式2。

在本实施例中，还可以通过调节V1和V2的大小比例来调节氧气的浓度，从而实现足够的氧气供给，达到提高使用者的血氧浓度等保健效果。

优选地，所述Y控制在21-41之间，其目的在于，保持合适的氧气浓度，有助于提高保健效果，氧气浓度过大就会变成制氧机，通常用于缺氧病人的使用。

优选地，所述V1为0-3000ml/min。

优选地，所述V2为7500-30000ml/min。

优选地，所述A为60-600ml/min。

在实际应用中，A的制氢量可以通过电解槽的选用或者电流的大小来控制，选用合适的A、V1和V2的制气范围可以使得氢气和氧气的浓度调节更加便捷；在本发明的应用中，应包括但不限于上述的V1、V2和A的选用范围。

在本实施例中，所述制氧单元的出口设有第一管道，所述第一管道上设有所述第一流量调节阀，所述空气压缩单元的出口设有第二管道，所述第二管道上设有所述第二流量调节阀，所述制氢模块的出口设有第三管道；所述第一管道、第二管道、第三管道连接至氧氢一体机的出口。

本发明的氧氢一体机可以提供多种供气模式：一、根据需要启动一定数量的制氢模块和制氧单元输出氢气和氧气提供富氧氢气混合的供气模式；二、启动制氢模块和空气压缩单元提供较高氢气浓度的空气供气模式；三、启动制氧模块1和空气输出模块提供富氧的空气供气模式；四、启动制氧单元提供纯氧供气模式；使用者可根据身体需要选择对应的供气模式，多种供气模式满足保健、提高血氧浓度等需求；其中富氧氢气混合的供气模式和较高氢气浓度的空气供气模式中，还可以根据人体对氢气的浓度需求启动一组或者两组甚至三组制氢模块来控制制氢量，由于每组制氢模块的制氢量和制氧量是可计算的，因此氢气的输出流量是可以根据启动的制氢模块确定的，在此基础上，再根据需要调整第一流量调节阀和第二流量调节阀输出的气体流量就可以调整混合气体中氢气和氧气的浓度，实现了氢气和氧气浓度的精确可调，有效提高氧氢一体机的抗衰老功效。

优选的，所述制氧单元包括依次连接的采气过滤器、压缩机和分子筛，所述分子筛为多个，所述分子筛的输入端与压缩机的输出端连接，所述分子筛的氧气输出端与所属第一管道连接；所述空气压缩单元包括空气泵，所述空气泵的输出端与所述第二管道连接；所述制氢模块为电解槽。

在实际应用中，采气过滤器采集外界的空气并输送至压缩机进行压缩，再经由压缩机输出至分子筛筛分制备出纯氧气体；

由于部分人群的血氧略低，因此要补充氧气，但是纯氧供气模式又容易使这部分人群产生醉氧现象，因此需要通过空气泵输出空气和制氧单元制备的氧气进行混合，供给富氧的空气，既有效供给了足够的氧气供使用者呼吸，还避免高浓度氧气带来的醉氧现象。

基于采气过滤器、压缩机和分子筛均属于现有技术，此处不再过多表述，本实施例所述的采气过滤器、压缩机和分子筛均可根据抽气量和效率等需求在市面上购买组装。

实施例2

一种氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，所述方法涉及氧氢一体机；所述氧氢一体机包括制氢单元以及制氧单元；所述制氢单元包括2个制氢模块；制氧单元和氧氢一体机的出口之间设有流量调节阀；所述方法具体为：

选择制氢模块启动的数量，控制流量调节阀的开度，实现氧氢一体机的出口所需氢气浓度的调节。

在本实施例中，氧氢一体机的制氢量可以根据开启的制氢模块的个数得到，然后根据输出混合气体中需要的氢气浓度可以调节制氧单元的流量调节阀来调节氧气的输出流量，从而控制输出的混合气体中氢气的浓度。

优选的，所述制氧单元通过第一流量调节阀连接至氧氢一体机的出口；

所述氢气浓度按照以下公式1进行计算和调节：

X％＝A*N*100％/(V1+A*N*3/2)..................................式1；

其中A为一个制氢模块在满负荷时的制氢量；N为制氢模块的启动数量；V1为第一流量调节阀处氧气的流量；X％为体积百分数。

在本实施例中，氢气的浓度是可以通过以上公式计算得到的，由此可以通过调节V1的大小来调节X％，有效根据需求控制氢气的浓度；并且可以调节N的数量来调节氢气的输出量，避免使用者吸入氢气过多产生头晕目眩、四肢无力甚至昏迷的情况。

优选的，所述X控制在2-4之间，其优势在于，该范围的氢气浓度效果会更高，并且不会因为氢气浓度过高产生爆炸或燃烧等安全隐患。

在本实施例中，氧氢一体机的出口的氧气浓度按照以下公式进行计算和调节：

Y％＝(V1+A*N/2)*100％/(V1+A*N*3/2)..............................式2。

优选的，所述V1为0-3000ml/min。

优选的，所述A为60-600ml/min。

在实际应用中，A的制氢量可以通过电解槽的大小或者电流的大小来控制，选用合适的A、V1的制气范围可以使得氢气和氧气的浓度调节更加便捷；在本发明的应用中，应包括但不限于上述的V1和A的选用范围。

本实施例中采用的制氢单元和制氧单元均与实施例1相同，此处不再过多表述。

实施例3

一种氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，所述方法涉及氧氢一体机；所述氧氢一体机包括制氢单元以及空气压缩单元；所述制氢单元包括2个制氢模块；空气压缩单元和氧氢一体机的出口之间设有流量调节阀；所述方法具体为：

选择制氢模块启动的数量，控制流量调节阀的开度，实现氧氢一体机的出口所需氢气浓度的调节。

在本实施例中，氧氢一体机的制氢量可以根据开启的制氢模块的个数得到，然后根据输出混合气体中需要的氢气浓度可以调节制氧单元的流量调节阀来调节空气的输出流量，从而控制输出的混合气体中氢气的浓度。

优选地，所述空气压缩单元通过第二流量调节阀连接至氧氢一体机的出口；

所述氢气浓度按照以下公式1进行计算和调节：

X％＝A*N*100％/(V2+A*N*3/2)..................................式1；

其中A为一个制氢模块在满负荷时的制氢量；N为制氢模块的启动数量；V2为第二流量调节阀处空气的流量；X％为体积百分数。

优选地，所述X控制在2-4之间，其优势在于，该范围的氢气浓度效果会更高，并且不会因为氢气浓度过高产生爆炸或燃烧等安全隐患。

优选地，所述V2为0-30000ml/min。

优选地，所述A为60-600ml/min。

在实际应用中，A的制氢量可以通过电解槽的大小或者电流的大小来控制，选用合适的A、V2的制气范围可以使得氢气和氧气的浓度调节更加便捷；在本发明的应用中，应包括但不限于上述的V2和A的选用范围。

本实施例中采用的制氢单元和空气压缩单元均与实施例1相同，此处不再过多表述。

本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合选择的实施方式。所附的权利要求不应受说明本发明的实施方式所限制。在权利要求中所用的一些数值范围包括在其之内的子范围，这些范围中的变化也应为所附的权利要求覆盖。

Claims (9)

1.一种氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，其特征在于，所述方法涉及氧氢一体机；所述氧氢一体机包括制氢单元以及制氧单元和空气压缩单元；所述制氢单元包括多个制氢模块；制氧单元和空气压缩单元和氧氢一体机的出口之间设有流量调节阀；所述方法具体为：

选择制氢模块启动的数量，控制流量调节阀的开度，实现氧氢一体机的出口所需氢气浓度的调节；所述制氧单元和空气压缩单元分别通过第一流量调节阀和第二流量调节阀连接至氧氢一体机的出口；

所述氢气浓度按照以下公式1进行计算和调节：

X%=A*N*100%/（V1+V2+A*N*3/2）公式1；

其中A为一个制氢模块在满负荷时的制氢量；N为制氢模块的启动数量；V1为第一流量调节阀处氧气的流量；V2为第二流量调节阀处空气的流量；X%为体积百分数。

2.根据权利要求1所述的氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，其特征在于，氧氢一体机的出口的氧气浓度按照以下公式进行计算和调节：

Y%=（V1+V2*21%+A*N/2）*100%/（V1+V2+A*N*3/2）公式2。

3.根据权利要求1所述的氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，其特征在于，所述X控制在2-4之间。

4.根据权利要求2所述的氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，其特征在于，所述Y控制在21-41之间。

5.根据权利要求1所述的氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，其特征在于，所述V1为0-3000ml/min，所述V2为0-30000ml/min。

6.根据权利要求2所述的氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，其特征在于，所述V2为7500-30000ml/min。

7.根据权利要求1或2所述的氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，其特征在于，所述A为60-600ml/min。

8.根据权利要求1所述的氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，其特征在于，所述制氧单元的出口设有第一管道，所述第一管道上设有所述第一流量调节阀，所述空气压缩单元的出口设有第二管道，所述第二管道上设有所述第二流量调节阀，所述制氢模块的出口设有第三管道；所述第一管道、第二管道、第三管道连接至氧氢一体机的出口。

9.根据权利要求8所述的氧氢一体机的氢气精确计量控制方法，其特征在于，所述制氧单元包括依次连接的采气过滤器、压缩机和分子筛，所述分子筛为多个，所述分子筛的输入端与压缩机的输出端连接，所述分子筛的氧气输出端与所属第一管道连接；所述空气压缩单元包括空气泵，所述空气泵的输出端与所述第二管道连接；所述制氢模块为电解槽。