專利名稱：固體電解質制氧泵的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于制氧裝置用部件，具體是一種固體電解質制氧泵。
目前國內工業(yè)傳統(tǒng)的制氧方法有三種空分法、化分法和電解水法。
1、空分法即利用空氣中氮氣和氧氣的凝固點不同分離氮氧的方法。優(yōu)點是規(guī)模大，生產(chǎn)效益顯著；缺點是一次性投資過大，設備復雜昂貴，氧氣儲存、運輸都相當不便。
2、化分法即利用一些化學物質(如過氧化物)的化學反應制取氧氣的方法。優(yōu)點是小巧靈便，能耗極?。蝗秉c是產(chǎn)量受限，原材料成本高，且有些反應物和反應產(chǎn)物對人體和環(huán)境有毒害作用。
3、電解水即利用電流電解水為氫氣和氧氣的過程。優(yōu)點是原材料便宜；缺點是設備復雜，反應產(chǎn)物有危險，尤不適合小型和家庭使用。
目前國內的面向家庭或個人吸氧用的制氧機亦有三種化分法、分子篩和電極吸附法。
1、化分法即利用一些化學物質(如過氧化物)的化學反應制取氧氣的方法。優(yōu)點是小巧靈便，能耗極??；缺點是產(chǎn)量受限，原材料成本高，且有些反應物和反應產(chǎn)物對人體和環(huán)境有毒害作用。
2、分子篩即利用分子篩的物理吸附原理，將空氣中的氮氧分離。優(yōu)點是操作簡便，缺點是設備過于嬌嫩，須注意保養(yǎng)清潔，維修成本高，且產(chǎn)氧量較大時成本太高；在1-5L/min時售價已達九千多元。
3、電極吸附即利用電化學方法，使空氣中的氧氣在催化劑和電極作用下提取轉移，又在陽極上得以釋放的過程。優(yōu)點是方便快捷；缺點是需堿液作電解質，運輸、使用都有不便，而由于液體電解質本身的性質又決定著產(chǎn)氧量的受限。)本實用新型的目的在于提供一種結構簡單緊湊，本積小，攜帶方便，使用成本低，無易損件，使用時不需添加、補充藥品，不產(chǎn)生氫氣，使用安全，使用范圍廣抗震性好的全陶瓷固體電解質制氧泵。
本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的即一種固體電解質制氧泵，包括陶瓷泵體，其特征在于泵體為圓柱狀結構，環(huán)泵體的兩端口分別固定安裝氧化鋯固體電解質片，電解質片的外部表面涂覆亞錳酸鍶鑭層空氣陰極，內部涂覆亞錳酸鍶鑭層氧氣陽極，并且氧氣陽極、空氣陰極分別通過與其復合為一體的網(wǎng)絡狀導電帶的引出端與電源的正極、負極相連接，泵體壁上安裝導氧管。
所述固體電解質片與泵體端口之間燒結有密封材料。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比，由于泵體及固體電解質均采用了陶瓷式結構，是通過給固體電解質通電對空氣中的氧氣分子進行處理來制取氧氣，沒有氫氣產(chǎn)生，所以具有以下優(yōu)點1、結構簡單緊湊，體積小，攜帶方便。
2、使用成本低，制氧純度高，使用安全，無易損件，不需添加、補充藥品。
3、抗震性好，能夠廣泛應用于高原缺氧地區(qū)、家庭、密閉的機倉、坦克及其他缺氧的地方。
以下結合附圖進一步詳細描述。


圖1本實用新型實施例結構示意圖。
圖2空氣陰極結構示意圖。
圖3氧氣陽極結構示意圖。
圖中1泵體、2導氧管、3密封材料、4固體電解質片、5空氣陰極、6氧氣陽極、7網(wǎng)絡導電帶、8引線引出端、9網(wǎng)絡導電帶、10引出引層、11亞錳酸鍶鑭涂層在使用前將制氧泵固定安裝到一殼體內，將泵體1上的導氧管2接出，在使用時分別將固體電解質片4的氧氣陽極6及空氣陰極5上復合為一體的網(wǎng)絡狀導電帶5的引線引出端8、引出引層10與電源的正、負極相連并通電，則空氣陰極5及氧氣陽極6上的網(wǎng)絡導電帶7、9得電，這樣空氣中的氧氣就通過一系列電化學反應產(chǎn)生純凈的氧氣，其工作原理為1)空氣中的氧氣分子進入多孔的空氣陰極5中——1/2O2(air)→1/2O2(cathode)；2)空氣陰極5吸附層中的氧分子變?yōu)樵印?/2O2(cathode)→O(cathode)；3)空氣陰極吸附層中的氧原子得到電子——O(cathode)+2e-→O＝(cathode)；4)氧離子在固體電解質4中傳輸——O＝(cathode)→O＝(electrolyte)→O＝(anode)；5)氧離子在氧氣陽極6中失去電子，氧氣被釋放——O＝(anode)—2e-→O(anode)→1/2O2(O2)，收集到的氧氣釋放通過泵體1壁上的導氧管2輸送出去，以供使用，固體電解質片與泵體端口之間燒結有密封材料3，保證了純凈的氧氣不被泄露，因該裝置是通過對空氣中的氧氣進行電化學反應制得純凈氧氣，制得的氧氣中不混摻有氫氣，所以不僅不需要定時補充反應藥品，無污染物產(chǎn)生，并且增加了使用時的安全性，該泵不需其他輔助聯(lián)接體，使體積更小，抗震性得到有效保障，擴大了其應用范圍，固體電解質制氧機技術，與傳統(tǒng)的工業(yè)制氧(空分法、化分法和電解水法)和時興的家用制氧(化分法、分子篩和電極吸附法)相比，固體電解質制氧機產(chǎn)氧量大，效率高，能耗低，體積小，重量輕，使用安全，無污染，便于運輸、存放和使用，在高原地區(qū)、人員較多或空氣流通不便的場所、交通工具中、個人吸氧以及與空調結合使用等領域中都有著突出和無法取代的優(yōu)勢該技術最突出的特點，即其摒棄了傳統(tǒng)制氧所需要的液體電解質(通常是堿液或水)，而直接使用固體作電解質，從而使該種制氧機在重量、使用領域、環(huán)保、運輸?shù)确矫婢哂兄忍斓膬?yōu)勢；更重要的是從原理上講產(chǎn)氧量在很大范圍內不受限制，便于各種場合的使用和做成系列產(chǎn)品它具有以下特點1、先進性1)產(chǎn)氧量大，效率高，能耗低；根據(jù)固體電解質制氧原理及固體電解質的導電機理和特性，決定了其單位時間產(chǎn)氧量的上限較液體電解質有著極大的優(yōu)勢，產(chǎn)氧量在很大的范圍內可隨著電流加以調整，從而在設備不變的情況下就可應用于不同的場合。
2)制氧設備輕巧靈便，便于運輸、存放和使用；由于整個系統(tǒng)中不存在堿液和其他液體，使得該種制氧機較液體電解質制氧機的重量、體積等都大為減小，而且也使運輸、使用等環(huán)節(jié)變的簡便。
3)使用成本低廉，無易損件，不需添加、補充藥品；新型制氧機以陶瓷一體化為設計目的，部件不易老化，損壞；依其原理，亦不需添加催化劑或產(chǎn)氧劑之類的化學藥品，使得使用成本大為降低。
4)使用安全，無污染，屬環(huán)保產(chǎn)品；新型制氧機無酸、堿液體，無有毒性氣體，無污染，對人體、環(huán)境無害。
5)使用領域廣泛；
因為整個系統(tǒng)中不存在液體，使得新型制氧機可應用于汽車、飛機等有顛簸、震動的交通工具上；由于其產(chǎn)氧量大，體積相對較小，故可應用于從個人吸氧到舞廳、影劇院等不同場合；由于其安全、無污染，便于操作，使得老幼皆宜，無后顧之憂；由于其成本低，能耗小，使得新型制氧機很易于被廣大的普通家庭所接受。
2、應用廣泛1)高原地區(qū)。
有許多去高原的人，在很長的一段時期中，總有著很嚴重的高原反應，極大的影響了正常的工作、生活與旅游，甚至是危及生命。即使是對在高原居住很久的人，感冒等平常的小病，也可能是致命的殺手。固體電解質制氧技術，可能成為解決這一問題的最可行的技術方案。因為該技術是全陶瓷材料，無液體，不畏惡劣的氣候與酸堿環(huán)境，產(chǎn)氧量大，將固體電解質制氧機應用到辦公室、臥室、旅館等場合(室用)，應該可以將缺氧的環(huán)境調整到與平原地區(qū)相當?shù)难鯘舛人?-這對于去往高原的人們，甚至是高原居民，對他們的安居樂業(yè)、健康長壽，以及社會的穩(wěn)定與實質上的生活水平的提高，都將有極大的意義。在以風力和水力發(fā)電、電力相對便宜的高原地區(qū)，更易于推廣和使用。
2)人員較多、空氣流通不便的場所。
主要指酒吧、舞廳及會議室、聚會場所等。這些場合，往往是檔次較高，或者很重要的(如重要會議)，但空氣亦常常污濁不堪，如果有大型的固體電解質制氧機，就會給每個人以充沛的精力與敏銳的頭腦。大型的室用固體電解質制氧機，每分鐘產(chǎn)氧可達到50L，這是任何一種便攜型制氧機所根本無法比擬的。固體電解質制氧機的超大產(chǎn)氧量，是其最重要的特點之一。
3)交通工具。
指密閉的車廂、船艙、機艙以及坦克艙等。固體電解質的優(yōu)勢在于全陶瓷化，抗震性能高，整體性好，無液體，不怕顛簸、搖晃；這是任何液體制氧機所無法做到的。在外界環(huán)境有粉塵、雨水等不良條件下仍能正常運作，有著技術本身先天的適應環(huán)境的能力，象分子篩制氧法就無能為力。且可利用交通工具的余熱，充分利用資源。全陶瓷化，是該技術另一重要特點。
4)個人吸氧。
由于固體電解質技術本身的特點，使制氧機在很大范圍內可調，同一型號的制氧機可滿足不同人的需要。又因為固體電解質制氧機的整機陶瓷化，使體積、重量都大為減小，并且，固體電解質制氧機是環(huán)保產(chǎn)品，無任何污染物參與反應，亦無任何污染物生成，對家人的健康無任何不良影響。安全性好，設備小巧，操作方便，是該技術的重要特點。
5)與空調結合使用。
由于空調使用于相對密封的房間，使得空氣流通不便，人們處的久了，就會有惡心、頭疼、全身無力等癥狀，這就是空調病?？照{病對于老人、兒童危害尤大。其產(chǎn)生，最主要的原因是相對缺氧；固體電解質制氧技術可能是解決該問題的最佳選擇。因為固體電解質制氧機體積小，重量輕，產(chǎn)氧量大，整體性好，能很好的與空調結合使用。
6)高污染地區(qū)。
固體電解質的氧離子選擇特征使得產(chǎn)生的氧氣純度相當高(大于99％)，在空氣污染相對嚴重的地區(qū)，使用固體電解質制氧機可以得到純正的氧氣，而不受有毒氣體之害。
本裝置產(chǎn)氧量的多少，可以隨時通過調整加熱腔內的溫度或電流的方式來控制。
權利要求1.一種固體電解質制氧泵，包括陶瓷泵體，其特征在于泵體為圓柱狀結構，環(huán)泵體的兩端口分別固定安裝氧化鋯固體電解質片，電解質片的外部表面涂覆亞錳酸鍶鑭層空氣陰極，內部涂覆亞錳酸鍶鑭層氧氣陽極，并且氧氣陽極、空氣陰極分別通過與其復合為一體的網(wǎng)絡狀導電帶的引出端與電源的正極、負極相連接，泵體壁上安裝導氧管。
2.根據(jù)權利要求1所述的固體電解質制氧泵，其特征在于在固體電解質片與泵體端口之間燒結有密封材料。
專利摘要一種固體電解質制氧泵,包括陶瓷泵體,其特征在于泵體為圓柱狀結構,環(huán)泵體的兩端口分別固定安裝氧化鋯固體電解質片,電解質片的外部表面涂覆亞錳酸鍶鑭層空氣陰極,內部涂覆亞錳酸鍶鑭層氧氣陽極,并且氧氣陽極、空氣陰極分別通過與其復合為一體的網(wǎng)絡狀導電帶的引出端與電源的正極、負極相連接,泵體壁上安裝導氧管,具有結構簡單緊湊,體積小,攜帶方便;制氧純度高,使用安全;抗震性好,應用范圍廣的優(yōu)點。
文檔編號B01D53/00GK2410027SQ00213169
公開日2000年12月13日 申請日期2000年1月17日 優(yōu)先權日2000年1月17日
發(fā)明者毛居華, 李軍, 欒兆義 申請人:山東博山化工機械股份有限公司