一種防燙、安全、低壓、環(huán)保氫氣機(jī)及氣體制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制取氫氣的充氣設(shè)備，具體涉及一種供玩具氣球、廣告氣球充氣的防燙、安全、低壓、環(huán)保氫氣機(jī)及氣體制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著玩具氣球、廣告飄空球等的使用越來越廣泛，市面上出現(xiàn)了很多制氫充氣的設(shè)備，廣泛使用的主要有:高壓雙桶氫氣機(jī)、高壓單桶氫氣機(jī)和零壓氫氣機(jī)，這些氫氣機(jī)普遍使用鋁或硅鐵粉和水、火堿反應(yīng)產(chǎn)生高溫帶水蒸氣的氫氣，通過處理后應(yīng)用于玩具氣球、廣告飄空球等產(chǎn)品的充氣使用。然而這些設(shè)備在不同程度上也存在一定的缺陷。
[0003]高壓雙桶氫氣機(jī)和高壓單桶氫氣機(jī)的缺點(diǎn)是:使用時產(chǎn)生高溫、高壓，有安全隱患。對零壓氫氣機(jī)而言:首先，零壓氫氣機(jī)工作時反應(yīng)桶內(nèi)堿水和鋁反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，同時產(chǎn)生高溫，反應(yīng)桶無高溫安全措施，使操作人員在使用的過程中存在極大的安全隱患，例如:一種無壓氫氣機(jī)(發(fā)明專利號:CN2014108393210，公告號:CN104555917A)使用該氫氣機(jī)充氣效果良好、機(jī)內(nèi)不產(chǎn)生高壓、但有燙傷操作人員的安全隱患和環(huán)境污染情況，產(chǎn)生氫氣的速度也不易控制。再者，零壓氫氣機(jī)反應(yīng)桶和冷卻水桶直接相連接，制氫反應(yīng)完成后，產(chǎn)生的污水直接流入冷卻水里造成環(huán)境污染。目前，環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，公眾對環(huán)境問題日益關(guān)心，防污、治污，提倡綠色已成為當(dāng)今的主題，發(fā)明一種新型的環(huán)保氫氣機(jī)，在滿足充氣使用的同時，使整個合成過程和生產(chǎn)工藝對環(huán)境友好，消除污染問題，從小事做起實(shí)現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種一種防燙、安全、低壓、環(huán)保氫氣機(jī)及氣體制備方法，本發(fā)明的氫氣機(jī)制備的氫氣的純度高，充氣效果好，同時可以合理收集反應(yīng)殘液反復(fù)利用，大大降低能耗、物耗，使整個制備過程經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)保安全。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目標(biāo)，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種防燙、安全、低壓、環(huán)保氫氣機(jī)，包括:進(jìn)液器、反應(yīng)器、凈化器、氣水混合冷卻器、氣水分離器和排污儲液槽;反應(yīng)器的頂部設(shè)置帶頂蓋的進(jìn)料口，頂蓋與進(jìn)料口之間法蘭連接，反應(yīng)器的底部設(shè)有液體總管，反應(yīng)器頂部設(shè)有氣體總管，液體總管分支形成進(jìn)液管和第一排污管，氣體總管分支形成反應(yīng)器出氣管和壓力連通管，所述的進(jìn)液管向上與設(shè)在反應(yīng)器頂部的進(jìn)液器相連通，進(jìn)液管上設(shè)有進(jìn)液閥，所述的壓力連通管與進(jìn)液器的頂部相連通，壓力連通管上設(shè)有壓力連通閥，進(jìn)液器的頂部還設(shè)有注入反應(yīng)液的注入管；
所述凈化器經(jīng)反應(yīng)器出氣管與反應(yīng)器相連通，所述的反應(yīng)器出氣管從凈化器的底部通入，凈化器的頂部設(shè)有凈化器出氣管，底部設(shè)有第二排污管，自凈化器出氣管上分支形成凈化水進(jìn)水管，凈化器中的凈化水經(jīng)凈化水進(jìn)水管注入凈化器中，凈化器中還設(shè)有液位計，凈化器中的儲水量不大于凈化器總?cè)莘e的0.5倍；
所述的氣水混合冷卻器經(jīng)凈化器出氣管與凈化器相連通，所述的凈化器出氣管上設(shè)有止回閥，止回閥的流向?yàn)?自凈化器向氣水混合冷卻器的方向，氣水混合冷卻器的頂部設(shè)有冷卻水進(jìn)水管，底部設(shè)有氣水混合出水管；
所述的氣水分離器經(jīng)氣水混合出水管與氣水混合冷卻器相連通，氣水分離器的底部還設(shè)有向外排水的排水管，排水管上設(shè)有控制氣水分離器內(nèi)液位高度的浮球閥，氣水混合出水管的入口的高度高于浮球閥閥體高度，氣水分離器的頂部分別設(shè)有充氣管和安全出氣管，安全出氣管的頂部設(shè)有橡膠球；
所述的排污儲液槽經(jīng)第一排污管和第二排污管分別與反應(yīng)器和凈化器相連通，第一排污管和第二排污管上分別設(shè)有排污閥，排污儲液槽頂部設(shè)有空氣管和排污口，排污儲液槽的一側(cè)設(shè)有取液管。
[0006]通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的防燙、安全、低壓、環(huán)保氫氣機(jī)主要由進(jìn)液器、反應(yīng)器、凈化器、氣水混合冷卻器、氣水分離器和排污儲液槽組成，通過進(jìn)液器向反應(yīng)器中注入反應(yīng)液，通過進(jìn)液閥控制反應(yīng)的發(fā)生與停止，通過凈化器對反應(yīng)器制備的含泡沫的氫氣粗品進(jìn)行凈化與初步的冷卻;通過氣水混合冷卻器對純凈的氫氣進(jìn)行進(jìn)一步的冷卻，由于凈化器對氫氣的初步冷卻作用，使汽水混合冷卻器的冷卻效果更好，消耗冷卻水的量幾乎減少了一倍;本技術(shù)方案最終使用氣水分離器使氫氣和冷卻水得到分離，氣水分離器中通過設(shè)置浮球閥控制水位高度，防止水位過高影響充氣效果;本發(fā)明還在氣水分離器上設(shè)有安全出氣管，安全出氣管前端設(shè)有橡皮球，當(dāng)充氣管開放時，壓力表的壓力顯示為OMPa，開始充球時，壓力升高至0.02MPa時，充氣效果良好，氣球充氣效果飽滿，當(dāng)壓力超過0.04MPa的安全壓力時，安全出氣管頂部的橡膠球被沖破，裝置內(nèi)的壓力被釋放，保障了使用者的安全。另外，本裝置中在凈化器與氣水混合冷卻器之間還設(shè)有止回閥，止回閥的單向流通功能可以防止氣水混合冷卻器內(nèi)的冷卻水進(jìn)入凈化器中。
[0007]進(jìn)一步，本發(fā)明所述的反應(yīng)器外周壁上設(shè)有隔熱保溫層，這主要是由于反應(yīng)過程中會產(chǎn)生大量的反應(yīng)熱，使反應(yīng)器外壁升溫，隔熱保溫層的使用一來可以避免使用者燙傷，二來對反應(yīng)器保溫也有利于加快反應(yīng)速度，使反應(yīng)更加充分。
[0008]進(jìn)一步，本發(fā)明所述氣水分離器內(nèi)設(shè)有擋水網(wǎng)板，所述的擋水網(wǎng)板設(shè)在氣水分離器的上部，擋水網(wǎng)板的網(wǎng)孔直徑為3?5mm，這主要是為了防止在氣水分離器中，氫氣流速過快流引起冷卻水飛濺沖入充氣管中，影響充氣管的充氣效果。
[0009]進(jìn)一步，本發(fā)明所述的氣水分離器上還設(shè)有壓力表和溫度計，壓力表和溫度計的應(yīng)用讓使用者可以隨時監(jiān)控充氣的壓力與溫度，如溫度壓力超出操作范圍，可以即時關(guān)閉進(jìn)液閥，結(jié)束反應(yīng)，保障操作人員的安全，讓使用過程更加人性化，更加安全合理。
[0010]進(jìn)一步，本發(fā)明連通進(jìn)液器與反應(yīng)器的壓力連通管上還設(shè)有過濾器，反應(yīng)器下方的第一排污管與排污閥之間設(shè)有防堵過濾網(wǎng)。過濾器的設(shè)置這是為了防止未經(jīng)凈化的氫氣攜帶雜質(zhì)殘渣堵塞壓力連通管，妨礙反應(yīng)的進(jìn)行，使用過濾器后可以定期對過濾器進(jìn)行清潔排查，防堵過濾網(wǎng)的使用同樣是為了避免排污閥的堵塞，便于排查清理，過濾器與防堵網(wǎng)的使用是為了保障整個裝置的正常使用。
[0011]進(jìn)一步，本發(fā)明所述的進(jìn)液器、氣水分離器和排污儲液槽中分別設(shè)有液位計，液位計的使用可以實(shí)時檢測進(jìn)液器、氣水分離器和排污儲液槽中的液位情況，以便于及時處理。
[0012]進(jìn)一步，本發(fā)明注入管上設(shè)有便于反應(yīng)液注入的漏斗，注入管上還設(shè)有注入閥。
[0013]進(jìn)一步，本發(fā)明所述的一種防燙、安全、低壓、環(huán)保氫氣機(jī)，設(shè)在第一排污管上的排污閥與排污儲液槽之間設(shè)有便于閥門清洗的三通管，所述的排污閥按照垂直流向安裝，三通管的兩個垂直連通端分別連通在排污閥的出口端與第一排污管之間，三通管的另外一個連通端經(jīng)可拆卸封頭封閉，與排污閥連接的連通端和帶封頭的連通端在垂直方向的同一直線上。
[0014]上述技術(shù)方案在排污閥與第一排污管之間增加三通件，是由于反應(yīng)器中排出的殘液含有大量的殘渣，長期使用容易引起排污閥堵塞，增加三通件之后，在需要清洗排污閥時，首先向進(jìn)液器中注入清洗液或清水，打開三通管上的封頭，此時打開進(jìn)液閥，進(jìn)液器中的清洗液向下流至排污閥中，由于排污閥處于開啟狀態(tài)，清洗液會流向開啟的排污閥，并通過三通管上與排污閥直線連接的連通端直接流出，從而完成閥門的清洗。
[0015]進(jìn)一步，本發(fā)明所述的浮球閥為直通式浮球閥，所述的直通式浮球閥包括閥體、閥芯和浮球，所述閥體內(nèi)設(shè)有連通腔，閥體上分別設(shè)有進(jìn)水孔、排水孔和閥芯孔，所述的進(jìn)水孔、排水孔和閥芯孔分別與連通腔相連通，其中排水孔和閥芯孔的軸線在同一直線上;所述的閥芯包括閥芯本體，閥芯本體的前端設(shè)有圓錐形的橡膠塞，更優(yōu)地，橡膠塞也可選擇圓柱形的，圓柱形橡膠塞具有較好的密封效果，閥芯本體配合嵌入閥芯孔中，閥芯本體前端的橡膠塞與閥體內(nèi)排水孔的進(jìn)水口相配合閥芯本體的另外一端經(jīng)連接桿設(shè)有浮球，所述閥芯孔和閥芯本體上配合設(shè)有防止閥芯滑脫的限位塊，所述的連接桿上設(shè)有用于保持浮球豎直升降的定位