小分子富氫水的制備方法及設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種小分子富氫水的制備方法及其制備設(shè)備，氫氣與飲用水進(jìn)行初步均衡混合后形成初級(jí)氣水混合液；進(jìn)入離心泵中完成二次混合，使二次混合后的氣水混合液通過高精度電自動(dòng)沖洗過濾器及蓮蓬式控制器噴口，使氣水混合液形成高速有序線性運(yùn)動(dòng),并互相碰撞完成第三次混合，三次混合后的氣水混合液從小分子水制備器中流過，得到小分子水，將小分子水輸送到反沖激氣泡釋放器通過反沖激氣泡釋放器制造出氣泡直徑200納米至4微米的微納米氣泡，形成含微納米氫氣的氣泡液，將微納米氫氣氣泡液送入貯存容器底部,把微納米氣泡中的氫氣溶解到小分子水中制備出小分子富氫水，本發(fā)明的小分子富氫水制備技術(shù)將為人類提供全新高度的健康生活。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于飲用水的制備領(lǐng)域，具體涉及一種小分子富氫水的制備方法及設(shè)備。 小分子富氫水的制備方法及設(shè)備

【背景技術(shù)】
[0002] 富氫水由于其保健功能而被人們廣泛應(yīng)用，但現(xiàn)有的富氫飲用水制備方法普遍效 率低，常規(guī)氣泡的粒徑在l-8mm以上，上升速度為450mm--1200mm/s，氣泡在上升過程中 僅有少量的氣體溶解在水中，最終75%以上的氣泡浮上水面破裂后還原到大氣中。人為制 造的氣泡無論采用何種方法均需消耗能量或如化學(xué)物質(zhì)，因此用常規(guī)氣泡曝氣的方法制 備富氫水的效率是很低的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種制備效率高的小分子富氫水的制備 方法及設(shè)備。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種小分子富氫水的制備方法，包括以下步驟：
[0005] 1. 1、由氫氣與飲用水按質(zhì)量比3-8%進(jìn)行初步均衡混合后形成初級(jí)氣水混合液；
[0006] 1. 2、使初級(jí)氣水混合液進(jìn)入離心泵中，形成0· 35-0. 65MPa壓力的二次氣水混合 液；
[0007] 1.3、使二次氣水混合后的氣水混合液通過高精度電自動(dòng)沖洗過濾器及蓮蓬式控 制器噴口，使氣水混合液形成高速有序線性運(yùn)動(dòng)，并互相碰撞完成第三次混合；
[0008] 1.4、使三次混合后的氣水混合液從小分子水制備器中流過，垂直切割磁力線，使 水分子束破碎到〇. 5 - 1. 5納米，得到小分子水；
[0009] 1.5、將小分子水輸送到反沖激氣泡釋放器通過反沖激氣泡釋放器制造出氣泡直 徑200納米至4微米的微納米氣泡，形成含微納米氫氣的氣泡液；
[0010] 1. 6、將微納米氫氣氣泡液送入貯存容器底部，把微納米氣泡中的氫氣溶解到小 分子水中制備出小分子富氫水；
[0011] 由氧氣與飲用水按質(zhì)量比3-8%進(jìn)行初步均衡混合后形成初級(jí)氧氣與水混合液， 則本方法制備出來的是小分子富氧水。
[0012] 本發(fā)明采用的一種小分子富氫水的制備設(shè)備，包括飲用水容器（1)、氫氣罐（15) 和氣水混合均衡器（5)，飲用水容器（1)出口與氣水混合均衡器（5)相連，氫氣罐（15)通過 氫氣減壓閥（14)與氣水混合均衡器（5)相連；
[0013] 氣水混合均衡器（5)出口與離心泵（6)相連，離心泵（6)出口通過高精度電自動(dòng) 沖洗過濾器（7)進(jìn)入蓮蓬式控制器（8)與高密度氣水混合罐（9)入口相連，高密度氣水混 合罐（9)出口設(shè)有小分子水輸送管（11)，小分子水輸送管（11)四周設(shè)置有小分子水制備囂 (10)；
[0014] 小分子水輸送管（11)出口與貯存容器（13)相連，小分子富氫水不銹鋼貯存容器 (13)下部入口內(nèi)設(shè)有反沖激氣泡釋放器（12)。
[0015] 所述的氣水混合均衡器（5)，有一穩(wěn)壓筒（22)，在穩(wěn)壓筒（22)上方是穩(wěn)壓筒上蓋 (26)，穩(wěn)壓筒上蓋（26)與穩(wěn)壓筒（22)用連接法蘭連接并密封，在穩(wěn)壓筒（22)的右下方設(shè) 有進(jìn)水口（18)，進(jìn)水口（19)伸入穩(wěn)壓筒（22)的中心部位向上90度連通裝料管（23)，在裝 料管（23)的上下端有多孔網(wǎng)板（25)，裝料管（23)內(nèi)裝有多孔陶瓷料（24)，在進(jìn)水口（18) 的上部開通一管道與穩(wěn)壓筒（22)外設(shè)有的負(fù)壓自吸氣裝置（20)連接，在負(fù)壓自吸氣裝置 (20)的右端連通有高壓水入口（19)，在負(fù)壓自吸氣裝置（20)的上方有氣體入口（21)，在 穩(wěn)壓筒（22)內(nèi)有氣水混合液（27)，在穩(wěn)壓筒（22)的左下方設(shè)有氣水混合液出口（28)。
[0016] 所述高精度電自動(dòng)沖洗過濾器（7)包括下蓋（29)、過濾器筒體（30)、過濾桶（31)、 筒型毛刷（32)、過濾器進(jìn)口（35)、聯(lián)軸套筒（37)、電動(dòng)機(jī)（38)、減速器（39)、上蓋進(jìn)水段 (41)和出水口（44)，在過濾器筒體（30)的兩端有連接法蘭（43)、底部連接下蓋（29)、上部 連接上蓋進(jìn)水段（41)、內(nèi)部裝有過濾桶（31)和筒型毛刷（32)，筒型毛刷（32)的上下端分 別插入上蓋進(jìn)水段（41)和下蓋（29)的凹槽內(nèi)，用密封膠圈（36)密封，筒型毛刷（32)的 毛刷外徑大于過濾桶（31)的內(nèi)徑3至5毫米，自定位筒形毛刷（32)在過濾桶（31)的內(nèi) 徑內(nèi)并形成刷洗按壓力，在上蓋進(jìn)水段（41)的上部裝有電動(dòng)機(jī)（38)和減速器（39)，電動(dòng) 機(jī)（38)和減速器（39)通過聯(lián)軸套筒（37)和萬向聯(lián)軸節(jié)軸銷（34)把旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞給筒型 毛刷（32)。
[0017] 所述減速器（39)與筒型毛刷（32)是通過萬向聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)的。
[0018] 所述過濾器筒體（30)的過濾器進(jìn)口（35)處設(shè)置有進(jìn)口壓力傳感器（40)。
[0019] 所述過濾桶（31)的目數(shù)通過更換可提高過濾精度或提高過濾流量。
[0020] 所述過濾器筒體（30)的出水口（44)處設(shè)置有出口壓力傳感器（45)。
[0021] 所述過濾器筒體（30)底部與下蓋（29)、上部與上蓋進(jìn)水段（41)均用密封膠圈 (36)密封，用螺栓螺母緊固。
[0022] 所述的高密度氣水混合罐（9)，包括直立設(shè)置的封閉筒體（46)，封閉筒體（46)的 下部設(shè)置有混合液出水口（48)，在所述封閉筒體（46)的上部設(shè)置有伸入其內(nèi)部輸送壓力 水的進(jìn)水管（53)和輸送壓力氣體的進(jìn)氣管（50);所述進(jìn)水管（53)的出水端固定連接出口 向上的蓮蓬式控制器噴口（51)，所述進(jìn)氣管（50)的出氣端連通進(jìn)水管（53);于所述封閉筒 體（46)內(nèi)、蓮蓬式控制器噴口（51)的上方設(shè)置有弧面形的罩體（52)，所述蓮蓬式控制器噴 口（51)噴出的水撞擊罩體（52)后下落至封閉筒體（46)中。
[0023] 所述罩體（52)與蓮蓬式控制器噴口（51)相對(duì)的面為粗糙表面。
[0024] 所述罩體（52)為半球形。
[0025] 所述罩體（52)由陶瓷制成。
[0026] 所述封閉筒體（46)上設(shè)置有液位計(jì)（49)。
[0027] 所述反沖激氣泡釋放器（12)，包括管體（54)、設(shè)置于管體（54)內(nèi)與管體（54)密 封配合的導(dǎo)流錐（55)以及與導(dǎo)流錐（55)固定連接的反向?qū)Я麇F（57)，所述導(dǎo)流錐（55)具 有加速口（56)，所述反向?qū)Я麇F（57)具有一激發(fā)腔（59)，所述激發(fā)腔（59)的下部為V形， 上部平滑收縮過渡形成一橫截面積較小的開口，該開口的橫截面積大于導(dǎo)流錐（55)的加 速口（56);所述反向?qū)Я麇F（57)的開口處沿管體（54)徑向向外延伸形成一具有第一鋸齒 狀凸起的導(dǎo)流面，所述導(dǎo)流錐（55)上與導(dǎo)流面相對(duì)的端面上設(shè)置有第二鋸齒狀凸起，所述 第一鋸齒狀凸起和第二鋸齒狀凸起構(gòu)成鋸齒形剪切通道（58)。
[0028] 所述第一鋸齒狀凸起與第二鋸齒狀凸起交錯(cuò)設(shè)置。
[0029] 所述管體（54)與導(dǎo)流錐（55)的配合面用滾壓形式緊固。
[0030] 所述管體（54)與導(dǎo)流錐（55)的配合面之間設(shè)置有0型密封圈。
[0031] 所述反向?qū)Я麇F（57)通過連接臂與導(dǎo)流錐（55)固定連接。
[0032] 本發(fā)明僅使用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，完成：提高液體壓力、吸氣、送氣、三次壓縮、四次提速、 四次攪拌、一次過濾、強(qiáng)磁場(chǎng)制備小分子團(tuán)水、富氫水制備等十七項(xiàng)工作，制成簡(jiǎn)約的機(jī)電 一體機(jī)，本發(fā)明采用高速運(yùn)動(dòng)的水柱通過近距離的固定孔環(huán)，促使兩者之間的氣體產(chǎn)生負(fù) 壓，使用壓差原理把氣體吸入并送進(jìn)一個(gè)負(fù)壓容器中，在該容器中把氣體與水進(jìn)行均衡混 合而形成均衡的氣水混合液，為泵不易產(chǎn)生氣蝕奠定基礎(chǔ)，本發(fā)明的小分子富氫水制備技 術(shù)將為人類提供全新高度的健康生活。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033] 圖1是本發(fā)明的制備方法工藝流程方框圖；
[0034] 圖2是本發(fā)明的制備設(shè)備示意圖；
[0035] 圖3是本發(fā)明的氣水混合均衡器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036] 圖4是本發(fā)明的高精度電自動(dòng)沖洗過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037] 圖5是本發(fā)明的高密度氣水混合罐的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038] 圖6是本發(fā)明的反沖激氣泡釋放器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039] 圖中：1、飲用水容器，2、潔凈水輸送管，3、氫氣輸送管，4、潔凈水流量計(jì)，5、氣水混 合均衡器，6、不銹鋼離心泵，7、高精度電自動(dòng)沖洗過濾器，8、蓮蓬式控制器，9、高密度氣水 混合罐，10、小分子水制備器，11、小分子水輸送管，，12、反沖激氣泡釋放器，13、貯存容器， 14、氫氣減壓閥，15、食品級(jí)帶壓氫氣灌，16、氫氣流量計(jì)，17、至裝灌機(jī)或用戶小分子富氫水 輸送管，18、進(jìn)水口，19、高壓水入口，20、負(fù)壓自吸氣裝置，21、氣體入口，22,穩(wěn)壓筒，23、 裝料管，24、多孔陶瓷料，25、多孔網(wǎng)板，連接法蘭，26、穩(wěn)壓筒上蓋，27、氣水混合液，28、氣 水混合液出口，29、下蓋，30、過濾器筒體，31、過濾桶，32、筒型毛刷，33、過水排孔，34、萬向 聯(lián)軸節(jié)軸銷，35、過濾器進(jìn)口，36、密封膠圈，37、聯(lián)軸套筒，38、電動(dòng)機(jī)，39、減速器，40、進(jìn) 口壓力傳感器，41、上蓋進(jìn)水段，42、螺栓螺母，43、連接法蘭，44、出水口，45、出口壓力傳感 器，46、筒體，47、混合液成品，48、混合液出水口，49、液位計(jì)，50、進(jìn)氣管，51、蓮蓬式控制器 噴口，52、罩體，53、進(jìn)水管，54、管體、55、導(dǎo)流錐，56、加速口，57、反向?qū)Я麇F，58、鋸齒形剪 切通道，59、激發(fā)腔。

【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖1-2及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明所述的小分子富氫水的制備系統(tǒng)按 工藝流程進(jìn)一步說明：
[0041] 先從不銹鋼飲用水容器（1)中抽取合格的飲用水，進(jìn)入系統(tǒng)中的氣水混合均衡器 (5)中。
[0042] 同時(shí)食品級(jí)帶壓氫氣灌（15)中的高壓氫氣經(jīng)過氫氣減壓閥（14)，再經(jīng)過氫氣流 量計(jì)（16)把合格的食品級(jí)氫氣送入系統(tǒng)中的氣水混合均衡器（5)中。
[0043] 飲用水與氫氣在氣水混合均衡器（5)中，由于氣的質(zhì)量小于液體、氣的磨擦系數(shù) 也小于液體，因此在多孔陶瓷料中氣的運(yùn)動(dòng)速度快于液體，這一物理差別促使氣與液在進(jìn) 入多孔陶瓷中的初期運(yùn)動(dòng)會(huì)形成互相磨擦、搓揉運(yùn)動(dòng)并溶合生成初級(jí)均衡混合液。
[0044] 均衡混合后的氣水混合液進(jìn)入不銹鋼離心泵（6)中。使氣水混合液在高速旋轉(zhuǎn)的 泵葉輪中產(chǎn)生離心力，再由漸開線式泵體收集轉(zhuǎn)化為壓力，壓力從負(fù)壓逐漸提高到制備系 統(tǒng)所需的〇· 35-0. 65MPa的壓力。并完成二次混合。
[0045] 帶有壓力能的氣水混合液通過高精度電自動(dòng)沖洗過濾器（7)過濾后，從頂部輸送 進(jìn)入蓮蓬式控制器（8)中，使氣水混合液形成高速有序線性向上交叉運(yùn)動(dòng)，并互相碰撞完 成第三次混合。在高密度氣水混合罐（9)的筒體（46)內(nèi)貯存。
[0046] 在高密度氣水混合罐（9)出口，小分子水輸送管（11)外設(shè)置有小分子水制備器 (10)，氣水混合液從小分子水制備器（10)中高速?gòu)膹?qiáng)磁場(chǎng)中垂直切割磁力線，使水分子束 破碎到0.5-1. 5納米，得到小分子水，且為負(fù)電位，弱堿性。同時(shí)具有殺菌、滅藻、除毒，可 直接生飲。小分子水制備器（10)選擇現(xiàn)有的金科沃特高磁化自來水器或紫光吉美的津源 高磁化小分子水器。
[0047] 經(jīng)過三次混合和制成小分子水的氣水混合液，由小分子水輸送管（11)輸送進(jìn)入 裝置在小分子富氫水不銹鋼貯存容器（13)的底部的反沖激氣泡釋放器（12)中，氣水混合 液在反沖激氣泡釋放器（12)中的初速達(dá)到35-45米/秒，逐漸提高至60-75米/秒，當(dāng) 進(jìn)入到釋放器的環(huán)狀剪切窄縫中時(shí)流速達(dá)到120-150米/秒，形成高速動(dòng)能，并且混合液 在環(huán)形剪切窄縫中受到剪切，到達(dá)出口部位時(shí)空間突然擴(kuò)大，窄縫出口噴出時(shí)的高速動(dòng)能 被突然釋放，產(chǎn)生爆炸的效果，從而制造出氣泡直徑200納米至4微米的微納米氣泡，形 成含微納米氫氣的氣泡液。
[0048] 當(dāng)裝在小分子富氫水不銹鋼貯存容器（13)底部的反沖激氣泡釋放器（12)中產(chǎn)生 出微納米氫氣的氣泡液后，微納米氫氣的氣泡液便在貯存容器中把微納米氣泡中的氫氣溶 解到小分子水中，制備出小分子富氫水。
[0049] 最后，至裝灌機(jī)或用戶小分子富氫水輸送管。
[0050] 當(dāng)氫氣微納米氣泡形成并釋放在水體中時(shí)，微納米氣泡不再受簡(jiǎn)單的浮力支配， 氣液界面變得粘稠，使微納米氣泡的上升和移動(dòng)如同在漿糊中緩慢，其上升速度是毫米級(jí) 氣泡的1/100-1/200。由于微納米氣泡自身具有高內(nèi)壓、高表面能、高界面活性等特性， 約90%的微納米氣泡在上升過程中覆滅，會(huì)在納米氣泡周圍極微小空間范圍產(chǎn)生1900- 5200K的高溫和大于50Mpa的局部高壓，在分子級(jí)層面產(chǎn)生的高溫和高壓對(duì)于氫氣分子的 溶解性將成倍提高，與大多數(shù)氣體不同的是，氫氣的溶解度隨溫度增加而增大，并且溶解度 與壓力成正比。根據(jù)氣體擴(kuò)散定律，氣體在液體中的擴(kuò)散速度和該氣體相對(duì)分子質(zhì)量的平 方根成反比，氫氣在液體和人體組織中的擴(kuò)散速度是氮?dú)獾?. 74倍，氦氣的1. 41倍。
[0051] 本發(fā)明的小分子富氫水制備技術(shù)創(chuàng)造發(fā)明了近年來先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)和小分 子富氫水制備技術(shù)的完美結(jié)合產(chǎn)品，將為人類提供全新高度的健康生活。
[0052] 在本系統(tǒng)中：
[0053] 1、小分子水（Η20)η的分子值，η值為3-6,其運(yùn)動(dòng)速度快，具有極強(qiáng)的滲透力、擴(kuò)散 力、溶解力、代謝力，更容易通過細(xì)胞內(nèi)外水的交換，清除自由基、有害酸性代謝物和各種廢 物，促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育，保持細(xì)胞的生命活力。小分子束<2〈lnm，且為負(fù)電位，弱堿性，其 半幅寬度<90赫茲， 170核磁共振（NMR)半高度比普通水降低一半以上，其波動(dòng)率為299000 高斯/秒，波動(dòng)率與肌體細(xì)胞相近。其制備方法包括：利用氣水混合流體快速穿過永磁強(qiáng)磁 場(chǎng)，使流體垂直切割磁力線，得到小分子團(tuán)水。
[0054] 2、富氫水
[0055] 2-1、比熱大，傳熱性能好，由于氫氣在相同的壓力條件下導(dǎo)熱率是空氣的7倍，氮 氣的13. 6倍，氦氣的2. 72倍，因此富氫水的導(dǎo)熱率是所有氣體溶液中最大的，即在相同條 件下傳音速度大于不含氫氣的水。
[0056] 2-2、擴(kuò)散速度快，根據(jù)氣體擴(kuò)散定律，氣體在液體中的擴(kuò)散速度和該氣體相對(duì)分 子質(zhì)量的平方根成反比。氫氣是分子質(zhì)量最小的元素，氫在液體和人體組織中擴(kuò)散速度為 氮?dú)獾?. 74倍，氦氣的1. 41倍，因此富氫水的擴(kuò)散速度比不含氫氣的水能夠更快地滲入人 體組織，進(jìn)入細(xì)胞離子通道；
[0057] 2-3、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，空氣的傳音速度是331米/秒，氦氣的傳音速度是972米/秒， 氫氣的傳音速度是1286米/秒，因此富氫水在相同條件下傳音速度大于不含氫氣的水。
[0058] 3、在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下氫溶解濃度> 2. 5ppm以上。
[0059] 4、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，溶解氧濃度< 2. Oppm以下。
[0060] 5、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氧化還原電位0RP值為-500--800mv之間。
[0061] 6、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，其高穩(wěn)定性表現(xiàn)在保存方式僅需比較成熟的鋁制易拉罐包裝或內(nèi) 襯鋁箔的利樂枕包裝，可在常溫常壓下長(zhǎng)期保存等特點(diǎn)，在產(chǎn)品的標(biāo)注質(zhì)保期內(nèi)氧化還原 電位0RP值上升幅度< 5%。
[0062] 7、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下需要獲得規(guī)?；木哂懈呋钚?、高滲透性、高溶解度、高穩(wěn)定性、高 還原性的"小分子富氫水"。其應(yīng)用范圍不論是作為一種健康飲料還是其他生物、工業(yè)用途 均能滿足。
[0063] 8、本發(fā)明技術(shù)方案所述的小分子富氫水的制造方法，采用電能、機(jī)械能、磁力能轉(zhuǎn) 化為氣和水的壓力、剪切力，從而實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，誘導(dǎo)氣液雙相相互融合、能量傳動(dòng)并逐 級(jí)提升，最終實(shí)現(xiàn)分子層面的物理學(xué)改變，帶來如下預(yù)料不到的技術(shù)效果：
[0064] 8-1、氫氣罐中的氫氣減壓后進(jìn)入氣水均衡器，同時(shí)高位容器中的水在自然壓力 下自流進(jìn)入混合均衡器，在均衡器內(nèi)使氣水均衡混合，克服泵產(chǎn)生氣蝕的難題；
[0065] 8-2、氣水混合均衡器中的氣水混合液在負(fù)壓下進(jìn)入離心泵，由于液體和氣體在 葉輪中作高速旋轉(zhuǎn)，氣與水被強(qiáng)有力地進(jìn)行二次攪拌混合；
[0066] 8-3、氣水混合液被帶壓送入氣水混合罐的內(nèi)置噴咀中，形成高速線狀水并相互 交錯(cuò)、碰撞、強(qiáng)制液體和氣體進(jìn)行三次混合；
[0067] 8-4、在釋放器的激發(fā)腔中氣與水得到第四次高速攪拌激發(fā)出更高密度的氣水混 合液，再進(jìn)入釋放器的環(huán)狀剪切窄縫中，在窄縫中的流速達(dá)到120-150米/秒形成高速動(dòng) 能，形成第五次高速攪拌；
[0068] 8-5、高速動(dòng)能到達(dá)窄縫出口部位時(shí)空間突然擴(kuò)大，能量被突然釋放產(chǎn)生爆炸，創(chuàng) 造出氣泡直徑200納米至4微米的微納米氫氣微納米氣泡，使用微納米氣泡曝氣，在水中 把84-90%的氫氣氣體溶入水中，達(dá)到往水中高效率曝氣把氫氣溶入水中的目的；
[0069] 8-6、由于氫氣納米氣泡在水中上升速度極慢4_12mm/秒，因此上升過程中 84-90%的氫氣微納米氣泡溶解于水中，由于微納米氣泡的潰滅式溶解，同時(shí)伴有高溫和高 壓的產(chǎn)生，因此在氫氣微納米氣泡溶解于水這一過程中溶解氧被驅(qū)趕并最終以氣態(tài)方式散 逸，氧溶解度DO值持續(xù)減低，從水體與氫氣混流形成微納米氣泡至乳白色氣泡消失整個(gè)過 程約10分鐘，氫溶解度由0上升至2. 5ppm以上，氧溶解度由5-7ppm迅速下降至2. 5ppm以 下，氧化還原電位（0RP值）由+500mv至+700mv之間迅速下降至_500mv至_800mv之間；
[0070] 8-7、氣水混合液從強(qiáng)磁場(chǎng)中以60至65米/秒的流速快速、垂直穿過切割磁力線， 使水分子束被破碎到0.5 -1.5納米，獲得小分子水。由于小分子水具有超強(qiáng)的活性和溶 解性，對(duì)于已經(jīng)成微納米態(tài)的氫氣分子具有更強(qiáng)的包容性，在分子層面形成非常穩(wěn)定的互 溶性和相互滲透性。制造富氫水的效率是常規(guī)曝氣方法的幾百倍以上。有突出的節(jié)能環(huán)保 性和高效性，此發(fā)明實(shí)現(xiàn)了以下突破：
[0071 ] 眾所周知，人體是由細(xì)胞所組成的，人的疾病最終都可以歸結(jié)為細(xì)胞受損，人的衰 老也是由于細(xì)胞老化或壞死所造成的；造成細(xì)胞病態(tài)或者老化的主要元兇就是過剩的"氧 自由基"。
[0072] 氧自由基是怎么產(chǎn)生的呢？氧氣通過人的呼吸進(jìn)入到體內(nèi)，由血液中的紅血球運(yùn) 輸?shù)礁鱾€(gè)細(xì)胞中。其中有2%會(huì)成為燃燒殘留物，就是"活性氧"。因?yàn)槭称诽砑觿?、含氯?的飲料水等原因，腸內(nèi)微生物菌群失調(diào)，引起腸胃內(nèi)異常發(fā)酵，此時(shí)，活性氧會(huì)大量產(chǎn)生。
[0073] 氫氣是一種無色，無味，無毒，和無嗅的氣體。氫氣的獨(dú)特性質(zhì)，決定了氫氣在生物 上具有許多優(yōu)點(diǎn)。一個(gè)比較明顯的特點(diǎn)就是強(qiáng)大的穿透性，可以非常容易地進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的 任何部位。這奠定了氫氣可以用于治療疾病的一個(gè)重要特征。
[0074] 氫的主要功效為：抗氧化，選擇性地中和羥基自由基，亞硝酸陰離子等。"氫離子 與活性氧結(jié)合還原成水"排出體外。簡(jiǎn)單地說"富氫水"就是一種讓水中有強(qiáng)還原力的含氫 的水，通過其選擇性抗氧化還原力"清除體內(nèi)過剩的活性氧"是一種高效、自然地功能性飲 用水。
[0075] 富氫水的安全性：人體大腸內(nèi)細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生氫氣，說明氫氣屬于內(nèi)源性氣體，是人 體細(xì)胞的正常環(huán)境。因此氫氣具有安全的前提。但是氫很難溶解于水，如果按照摩爾濃度 計(jì)算，20°C時(shí)水溶解101. 325kPa純氫氣的濃度為0. 92mmoI/L。
[0076] 如何提升氫氣水的濃度及穩(wěn)定性，才是氫氣醫(yī)學(xué)應(yīng)用上的科研難題。本發(fā)明提出 的"微納米氣液混合技術(shù)"攻克了氫氣難溶于水的科學(xué)瓶頸和工業(yè)化規(guī)模性生產(chǎn)的難題。
[0077] 采用物理的方法制備小分子水并讓小分子水均勻包裹氫分子，氫氣在形成微納米 級(jí)氫氣氣泡情況下與小分子水在分子級(jí)狀態(tài)下達(dá)成非常穩(wěn)定結(jié)合態(tài)，這樣制備的小分子富 氫水具有氫氣濃度高，穩(wěn)定性能好等特點(diǎn)。
[0078] 負(fù)壓的產(chǎn)生及自吸氣與氣水混合均衡器的作用：當(dāng)高速運(yùn)動(dòng)的物體通過近距離 的固定物體時(shí)，兩者之間的空氣壓力將產(chǎn)生負(fù)壓，負(fù)壓自吸氣裝置充分使用這一物理現(xiàn) 象，把氣體吸入并送入一個(gè)負(fù)壓容器，在該容器中氣體與水進(jìn)行均衡混合而設(shè)計(jì)成為氣水 混合均衡器，混合均衡的液體為防止泵產(chǎn)生氣蝕奠定了良好的基礎(chǔ)。
[0079] 常規(guī)離心泵的氣蝕現(xiàn)象：當(dāng)液體中有氣體混入常規(guī)的離心泵進(jìn)口時(shí)，常規(guī)泵必然 出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象，氣蝕現(xiàn)象會(huì)破壞常規(guī)離心泵的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致泵形不成離心力或壓 力，是一般用戶常見的難題。
[0080] 抗氣蝕不銹鋼離心泵：采用一定比例的氣與液并充分混合，用設(shè)置低于常規(guī)泵的 流速進(jìn)入葉輪入口，保持泵葉輪入口負(fù)壓的穩(wěn)定性，從而保持泵葉輪吸入液體的穩(wěn)定性， 克服氣蝕現(xiàn)象，葉輪選用耐氣蝕不銹鋼材質(zhì)。
[0081] 泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)保持不斷產(chǎn)生離心力，泵葉輪中的流速由慢均勻變快，促使氣水 混合液的壓力由負(fù)壓在泵葉輪中逐漸提高到系統(tǒng)所需的壓力。
[0082] 由于泵葉輪的高速旋轉(zhuǎn)，液體在離心力的作用下，向外撞擊在泵體上設(shè)置的螺旋 體漸開線上，在流速與壓力快速變化的過程中，氣與水被進(jìn)一步攪拌混合。
[0083] 蓄能管：當(dāng)被二次混合的氣水混合液以低速進(jìn)入蓄能管時(shí)，在蓄能管中以壓力的 形式積蓄能量，在本系統(tǒng)中蓄能管不但積蓄能量并有緩沖作用，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
[0084] 高密度氣水混合罐：當(dāng)積蓄的壓力水從蓄能管的端部再?gòu)纳徟钍娇刂破鞯膰娍?噴出時(shí)能量被釋放，液體以25至35米/秒的流速?zèng)_擊到罐內(nèi)壁，形成小粒徑的水珠，小 粒徑的水珠與水柱相比小粒徑的水珠與氣體接觸的比表面積擴(kuò)大了幾千倍，因此第三次 混合后取得高密度的氣水混合液；
[0085] 微納米氣泡釋放器：當(dāng)被三次混合的氣水混合液以低速進(jìn)入二次蓄能管時(shí)，此能 量和壓力從蓄能管進(jìn)入微納米氣泡釋放器，在釋放器內(nèi)氣水混合液以35至45米/秒的流 速?zèng)_入激發(fā)腔內(nèi)；
[0086] 在窄小的激發(fā)腔內(nèi)混合液受到V形壁的阻擋形成混流體，在高速高壓的混流體中 氫氣與水得到第四次高速攪拌激發(fā)出更高密度的氣水混合液，因?yàn)楦咚俑邏汉突炝鳟a(chǎn)生 強(qiáng)磨擦作用，在激發(fā)腔內(nèi)的混合液溫度增高，第一次溫度升高，氣體產(chǎn)生彭脹現(xiàn)象，由于氣 體的急速彭脹促進(jìn)內(nèi)壓進(jìn)一步提高。
[0087] 當(dāng)?shù)谒拇胃咚俑邏簲嚢璧母呙芏鹊臍馑旌弦盒纬珊?，便以高速高壓的形式?以60至75米/秒的流速?zèng)_入微納米氣泡釋放器的環(huán)狀剪切窄縫中，在窄縫中的流速達(dá)到 120?150米/秒，形成高速動(dòng)能；
[0088] 高速動(dòng)能到達(dá)出口部位時(shí)空間突然擴(kuò)大，窄縫噴口噴出時(shí)的能量被突然釋放，為 二次釋放產(chǎn)生爆炸效果并釋放熱量，即第二次溫度升高，從而創(chuàng)造出氣泡直徑200納米至 4微米的微納米氣泡。
[0089] 微納米氣泡釋放器工作原理：流體動(dòng)能定律的應(yīng)用，氣泡是經(jīng)過水對(duì)目標(biāo)氣體切 割作用產(chǎn)生的，切割后產(chǎn)生水氣混合液體，氣泡伴隨著切割水溶液在微納米氣泡釋放器中 加速運(yùn)動(dòng)，由于加速系統(tǒng)的特點(diǎn)是"進(jìn)水總量與噴射出水總量相等"，而進(jìn)水口管徑的截面 積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于出水口徑的截面積，所以出水口的水溶液流速將大幅度提高；
[0090] 流體動(dòng)能定律計(jì)算公式如下：
[0091] = L2S2
[0092] U為進(jìn)水口水溶液流速，Si為進(jìn)水口截面積
[0093] L2為出水口水溶液流速，S2為出水口截面積
[0094] Si = π 為進(jìn)水 口直徑
[0095] S2 = π d22/4d2 為出水 口直徑
[0096] 則出水口水溶液流速L2計(jì)算式如下：
[0097] L2 =
[0098] 如微納米氣泡釋放器中加速系統(tǒng)的進(jìn)水口直徑屯=G1/2"，
[0099] 微納米氣泡釋放器中加速系統(tǒng)的出水口直徑d2 = G1/16"
[0100] 則L2 = 64Q，粒子動(dòng)能E = l/2mL22,出口速度提高了 64倍，粒子動(dòng)能將增加4096 倍，能級(jí)產(chǎn)生了躍遷，這種躍遷能級(jí)足以打破任何化學(xué)鍵連接，第一級(jí)破氫鍵，使大分子向 小分子轉(zhuǎn)變。
[0101] 一般進(jìn)水口流速u的選定范圍為4一 10米/秒，最高為20米/秒，因此出水口流 速1^2的增速范圍為256- 640米/秒，最高出水口流速可以達(dá)到1280米/秒。
[0102] 當(dāng)氣泡流速達(dá)到256米/秒以上后，氣泡就具有了非常高的動(dòng)能，這種動(dòng)能足以在 有效傳輸距離，一般有效傳輸距離為〇. 5-0. 8米，當(dāng)氣泡流速達(dá)到640米/秒甚至更高時(shí)， 氣泡被壓縮得更小，氣泡擁有的動(dòng)能將倍增，在水中的有效傳輸距離將提高到3米以上，進(jìn) 一步提高了氣泡對(duì)水的作用。
[0103] 微納米氣泡與幾種典型物體運(yùn)動(dòng)速度的參考值：
[0104]

【權(quán)利要求】
1. 一種小分子富氫水的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1. 1、氫氣與飲用水按質(zhì)量比3-8%通過氣水混合均衡器進(jìn)行初步均衡混合后形成初級(jí) 氣水混合液； 1. 2、使初級(jí)氣水混合液進(jìn)入離心泵中二次混合，形成0. 35-0. 65MPa壓力的氣水混合 液； 1. 3、使二次混合后的氣水混合液通過高精度電自動(dòng)沖洗過濾器及蓮蓬式控制器噴口， 使二次氣水混合液形成高速有序線性運(yùn)動(dòng)，并互相碰撞得到第三次氣水混合液； 1.4、 使第三次混合后的氣水混合液從小分子水制備器中流過，垂直切割磁力線，將水 分子束破碎到〇. 5 - 1. 5納米，得到小分子水； 1.5、 將小分子水輸送到反沖激氣泡釋放器，通過反沖激氣泡釋放器制造出氣泡直徑 200納米至4微米的微納米氣泡，形成含微納米氫氣的氣泡液； 1. 6、將微納米氫氣的氣泡液送入貯存容器底部，把微納米氣泡中的氫氣溶解到小分 子水中制備出小分子富氫水。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小分子富氫水的制備方法，其特征在于，由氧氣與飲用 水按質(zhì)量比3-8%進(jìn)行初步均衡混合后形成初級(jí)氧氣與水混合液，則本方法制備出來的是 小分子富氧水。
3. -種小分子富氫水的制備設(shè)備，其特征在于，包括飲用水容器（1)、氫氣罐（15)和氣 水混合均衡器（5)，飲用水容器（1)出口與氣水混合均衡器（5)相連，氫氣罐（15)通過氫氣 減壓閥（14)與氣水混合均衡器（5)相連；氣水混合均衡器（5)出口與離心泵（6)相連，離心 泵（6)出口通過高精度電自動(dòng)沖洗過濾器（7)進(jìn)入蓮蓬式控制器（8)與高密度氣水混合罐 (9)入口相連，高密度氣水混合罐（9)出口設(shè)有小分子水輸送管（11 )，小分子水輸送管（11) 四周設(shè)置有小分子水制備器（10);小分子水輸送管（11)出口與貯存容器（13)相連，小分子 富氫水不銹鋼貯存容器（13)下部入口內(nèi)設(shè)有反沖激氣泡釋放器（12)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小分子富氫水的制備方法，其特征在于，所述的氣水混 合均衡器（5)，有一穩(wěn)壓筒（22)，在穩(wěn)壓筒（22)上方是穩(wěn)壓筒上蓋（26)，穩(wěn)壓筒上蓋（26) 與穩(wěn)壓筒（5)用連接法蘭連接并密封，在穩(wěn)壓筒（22)的右下方設(shè)有進(jìn)水口（18)，進(jìn)水口 (18)伸入穩(wěn)壓筒（22)的中心部位向上90度連通裝料管（23)，在裝料管（23)的上下端有 多孔網(wǎng)板（25)，裝料管（23)內(nèi)裝有多孔陶瓷料（24)，在進(jìn)水口（18)的上部開通一管道與 穩(wěn)壓筒（22)外設(shè)有的負(fù)壓自吸氣裝置（20)連接，在負(fù)壓自吸氣裝置（20)的右端連通有高 壓水入口（19)，在負(fù)壓自吸氣裝置（20)的上方有氣體入口（21)，在穩(wěn)壓筒（22)內(nèi)有氣水 混合液（27)，在穩(wěn)壓筒（22)的左下方設(shè)有氣水混合液出口（28)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小分子富氫水的制備方法，其特征在于，所述高精度電 自動(dòng)沖洗過濾器（7 )包括下蓋（29 )、過濾器筒體（30)、過濾桶（31)、筒型毛刷（32 )、過濾器 進(jìn)口（35)、聯(lián)軸套筒（37)、電動(dòng)機(jī)（38)、減速器（39)、上蓋進(jìn)水段（41)和出水口（44)，在過 濾器筒體（30)的兩端有連接法蘭（43)、底部連接下蓋（29)、上部連接上蓋進(jìn)水段（41)、內(nèi) 部裝有過濾桶（31)和筒型毛刷（32 )，筒型毛刷（32 )的上下端分別插入上蓋進(jìn)水段（41)和 下蓋（29)的凹槽內(nèi)，用密封膠圈（36)密封，筒型毛刷（32)的毛刷外徑大于過濾桶（31)的 內(nèi)徑3至5毫米，自定位筒形毛刷（32)在過濾桶（31)的內(nèi)徑內(nèi)并形成刷洗按壓力，在上蓋 進(jìn)水段（41)的上部裝有電動(dòng)機(jī)（38)和減速囂（39)，電動(dòng)機(jī)（38)和減速囂（39)通過聯(lián)軸 套筒（37)和萬向聯(lián)軸節(jié)軸銷（34)把旋轉(zhuǎn)扭矩傳遞給筒型毛刷（32);過濾器筒體（30)的過 濾器進(jìn)口（35)處設(shè)置有進(jìn)口壓力傳感器（40)，過濾器筒體（30)的出水口（44)處設(shè)置有出 口壓力傳感器（45)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小分子富氫水的制備方法，其特征在于，所述的高密度 氣水混合罐（9)，包括直立設(shè)置的封閉筒體（46)，封閉筒體（46)的下部設(shè)置有混合液出水 口（48)，在所述封閉筒體（46)的上部設(shè)置有伸入其內(nèi)部輸送壓力水的進(jìn)水管（53)和輸送 壓力氣體的進(jìn)氣管（50);所述進(jìn)水管（53)的出水端固定連接出口向上的蓮蓬式控制器噴口 (51)，所述進(jìn)氣管（50)的出氣端連通進(jìn)水管（53);于所述封閉筒體（46)內(nèi)、蓮蓬式控制器 噴口（51)的上方設(shè)置有弧面形的罩體（52)，所述蓮蓬式控制器噴口（51)噴出的水撞擊罩 體（52)后下落至封閉筒體（46)中，封閉筒體（46)上設(shè)置有液位計(jì)（49)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小分子富氫水的制備方法，其特征在于，所述反沖激氣 泡釋放器（12)，包括管體（54)、設(shè)置于管體（54)內(nèi)與管體（54)密封配合的導(dǎo)流錐（55)以 及與導(dǎo)流錐（55)固定連接的反向?qū)Я麇F（57)，所述導(dǎo)流錐（55)具有加速口（ 56)，所述反向 導(dǎo)流錐（57)具有一激發(fā)腔（59)，所述激發(fā)腔（59)的下部為V形，上部平滑收縮過渡形成一 橫截面積較小的開口，該開口的橫截面積大于導(dǎo)流錐（55)的加速口（56);所述反向?qū)Я麇F (57)的開口處沿管體（54)徑向向外延伸形成一具有第一鋸齒狀凸起的導(dǎo)流面，所述導(dǎo)流錐 (55)上與導(dǎo)流面相對(duì)的端面上設(shè)置有第二鋸齒狀凸起，所述第一鋸齒狀凸起和第二鋸齒狀 凸起構(gòu)成鋸齒形剪切通道（58)，所述第一鋸齒狀凸起與第二鋸齒狀凸起交錯(cuò)設(shè)置。
【文檔編號(hào)】C02F9/12GK104058544SQ201410335775
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月15日
【發(fā)明者】劉牧, 管煥欽 申請(qǐng)人:昆明水嘯科技有限公司