技术领域
[0001] 本
发明涉及富氢
水杯技术领域，尤其涉及一种电
解吸氢饮氢杯。
背景技术
[0002] 众所周知，人体是由细胞所组成的，人的
疾病最终都可以归结为细胞受损，人的衰老也是由于细胞老化或
坏死所造成的，造成细胞病态或者老化的主要元凶就是过剩的
氧自由基。
[0003] 氧气通过人的呼吸进入到体内，经血液中的红血球运输到各个细胞中，为了让其在各细胞内产生
能量，糖分和脂肪就会燃烧、消耗；此时，氧气也会发生燃烧，其中有2%会变成
活性氧；因为
食品添加剂、含氯气的饮料水等原因，肠内
微生物菌群失调，引起肠胃内异常
发酵，此时，活性氧会大量产生；其他的还有，在激烈运动后、紫外线、吸烟、饮酒、手电磁
辐射、精神压
力大时、
接触到细菌、病毒、大气污染、放射线、透视、抗癌剂、染料等时候，人体内都会产生大量活性氧。
[0004] 氢气是一种无色，无味，无毒，和无嗅的气体；人体大肠内细菌会产生氢气,说明氢气属于内源性气体,是人
体细胞的正常环境，因此氢气具有安全的前提。氢气的独特性质，决定了氢气在生物上具有许多优点，一个比较明显的特点就是强大的穿透性，可以非常容易的进入细胞内如细胞核和线粒体等任何部位。经现在医学证实，氢气在生理上是最好的氧化还原剂；氢气是清除氧自由基最安全最有效的方法，就是利用活性氢与氧自由基发生
氧化还原反应产生水，随尿和汗液排出体外；且可影响到DNA和RNA的基因表达，同时可以修复疾病操作的细胞和细胞膜，排出身体的恶性还原性氧。
[0005] 氢气作为一种
治疗性气体，目前有效的方式有饮用含氢
饮用水和呼吸氢气。近年来，国内外对氢水的饮用和氢气的吸取进行了大量的研究，例如：公开号为CN107151802A的中国发明
专利申请中公开了一种制作饮用氢水和可吸氢气的装置，并具体公开了使用可氢氧分离的电解
电极装置，通过电解水产生高纯度的氢气，把氢气导出作为可吸氢气，或者导入饮用水杯中制作可饮用氢水。该装置产生的氢气中混有空气，纯度不高。
[0006] 在另外一篇公开号为CN106587279A的中国发明专利申请公开了一种直饮富氢水呼吸氢气机，具体公开了其由电极装置、电解装置、盛水容器组成，以离子膜包裹有孔小圆筒壁并在圆筒壁内外设置
阴极、
阳极以组成电解装置，把电极装置安装在电解装置的容器内，形成阴极区和阳极区，阴极区与阳极区的水由于离子膜的功能不能互通，设置在电解装置上面的盛水容器盛水后通过
导管分别进入阴极区、阳极区，电解时阴极区生成的氢气和会聚的阳离子通过导管并经口吸可全部进入人体作为还原剂。该直饮富氢水呼吸氢气机将阴极和阳极竖直设置，使得产生的氢气在水中的
溶解度不高，获得的水中的氢气的含量并不多；其次，该氢气机如果电解装置不盛满水则获得氢气中混有空气，纯度不高，若盛满水的时候，吸氢会发生呛水的情况。
发明内容
[0007] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种电解吸氢饮氢杯，该装置获得的是纯氢，并且结构简单，易于推广应用。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：电解吸氢饮氢杯，包括座体、主体、盖体和吸管；座体、主体和盖体依次连接共同组成一盛水的容器；座体内设置有电解电极，电解电极包括阴极片、阳极片和紧贴在阴极片与阳极片之间的气/水隔离膜，气/水隔离膜卡设在座体内壁上；主体内设置有
滤芯，滤芯包括滤芯
外壳和填充在滤芯外壳内的滤料，滤芯外壳上均匀设置有若干透水孔，滤芯外壳的下端罩住阴极片，滤料由还原性矿物质组成，主体内在滤芯的上方设置有收集纯氢的集氢装置，集氢装置的顶部设置有通孔，吸管穿过主体或者盖体通过通孔与集氢装置连通。
[0009] 其中，所述集氢装置为设置在滤芯外壳内部的集气室，集气室位于填充滤料的滤料室的上方，通孔设置在集气室的顶壁上，集气室顶壁和
侧壁上的透水孔可阻止阴极片侧产生的氢气小气泡的通过。
[0010] 其中，所述集氢装置为设置在主体内在滤芯的上方的集气罩，集气罩的底部外周抵靠在主体的内壁上，通孔设置在集气罩的顶部，集气罩上均匀设置有若干透水孔，透水孔可阻止阴极片侧产生的氢气小气泡的通过。
[0011] 其中，所述集氢装置内设置有防止吸氢时呛水的保护装置。
[0012] 其中，所述保护装置包括限位筒和设置在限位筒内的浮
阀，限位筒固定连接在集氢装置上的通孔的正下方，限位筒的外径大于通孔的孔径，限位筒的上均匀设置有若干小孔，浮阀包括上浮球和下浮球，上浮球和下浮球通过刚性件连接，上浮球和下浮球的直径等于或者略小于限位筒的内径。
[0013] 其中，所述通孔的外周的集氢装置上固定连接有环形的下
磁性件，吸管的底端设置有环形的上磁性件，上磁性件与下磁性件相互吸引将吸管与集氢装置固定连接。
[0014] 其中，所述座体的底部设置有向上凸起的凸部，凸部内具有一连通座体内部和座体外部的下通道，下通道上设置有通过装置自身重力与放置的平面的
支撑力的相互作用下处于打开的状态的下气压
安全阀，座体的底部设置有连通座体内部与座体外部的
废水口，废水口上塞有废水塞。
[0015] 其中，所述下气压安全阀包括带下密封头的下
密封件，下密封件穿过下通道与设置在座体外部的下限位件固定连接，下密封头位于座体中，下密封件上在座体底部与下限位件之间套设有下弹性件。
[0016] 其中，所述电解电极的下方设置有电极槽，电极槽内容纳有液体
吸附物，液体吸附物上吸附有供电解电极初步电解使用的水，阳极片紧贴液体吸附物设置，电极槽的底部设置有排电解废液的开口。
[0017] 其中，所述盖体上设置有使主体内气压始终处于预设值以内的上气压安全阀。
[0018] 本发明具有如下有益效果：1、本发明在电解制氢的过程中即能保证气密性，使得液体不外溢，又能确保装置内部气压可控，从而确保了装置的实用性和
稳定性。
[0019] 2、本发明在制氢原理上采用氢、氧分离体结构设计，可以有效的防止使用者在饮用还原性的液体时，氧化性的液体被隔离而不会对人体造成危害；并且，在使用者需制备强氧化性液体时，还原性液体也能被完全隔离，确保氧化性液体的浓度及有效性。
[0020] 3、本发明采用氢、氧分离体制氢结构设计，阳极位于装置底部，在其表面增加了液体吸附物，能有效的
锁住阳极在电解时所需的水量，并且能实现气、水分离之目的。
[0021] 4、本发明的盖体在顶部自动气压控制过程中采用新型压力控制机制，使设备在泄压过程中气、水分离，从而确保液体在气体泄压过程中不会外溢；在座体底部自动气压控制过程中利用设备自身所受重力，将底部
泄压阀开启，从而保证阳极气体压力与使用环境的
大气压保持一致，并且采用气、水分离设计方案，确保在排气过程中不会导致液体外溢。
[0022] 5、本发明的装置获得的是纯氢，并且结构简单，易于推广应用。
[0023] 6、本发明由于阳极片侧的氧化性物质气体会上串至阴极片侧，会影响氢气的纯度和富氢水的效果，通过设置由还原性物质组成的滤料的滤芯，可有效去除水中的氧化性物质气体，保证氢气的纯度和富氢水的效果。
附图说明
[0024] 图1为本发明的第一种实施方式的整体结构示意图；图2为本发明的第二种实施方式的整体结构示意图；
图3为本发明的座体及滤芯的结构示意图；
图4为本发明的下气压安全阀的结构示意图；
图5为本发明的第二种实施方式的局部结构示意图；
图6为本发明的盖体的结构示意图。
[0025] 附图标记说明：1、座体；10、隔离装置；11、电解腔；111、电极底座；112、电极槽；113、液体吸附物；114、气水管；12、废水废气腔；121、凸部；1211、下通道；13、下气压安全阀；131、下密封件；1311、下密封头；132、下限位件；133、下弹性件；14、废水塞；2、主体；21、滤芯；211、滤芯外壳；
2111、透水孔；212、滤料；213、滤料室；214、集气室；3、盖体；31、上气压安全阀；311、上密封件；3111、上密封头；312、上限位件；313、上弹性件；32、上通道；33、保护座；4、电解电极；41、电极驱动装置；42、阴极片；421、阴极电极柱；43、阳极片；431、阳极电极柱；44、气/水隔离膜；5、吸管；51、上磁性件；6、集氢装置；611、通孔；6111、下磁性件；62、集气罩；7、保护装置；
71、限位筒；711、小孔；72、上浮球；73、下浮球；74、刚性件。
具体实施方式
[0026] 以下结合附图和具体
实施例对本发明做进一步详细说明：参见图1至图6，电解吸氢饮氢杯包括座体1、主体2、盖体3和吸管5；所述座体1、主体2和盖体3依次连接，具体的，所述座体1设置在主体2的下方且座体1上部与主体2的下部通过
螺纹密封连接，所述盖体3设置在主体2上方且盖体3与主体2上部通过螺纹密封连接；所述座体1、主体2和盖体3共同组成一盛水的容器。
[0027] 所述座体1通过设置在座体1内下部的隔离装置10分隔成上部的电解腔11和下部的废水废气腔12，本实施例中，所述隔离装置10为固定密封连接在座体1内壁上的隔离板。当然，隔离装置10可以根据不同功能的需要进行不同的设置，例如为了实现电解腔11和废水废气腔12的容量可变的功能，所述隔离装置10可设置成带有升降装置的隔离板。
[0028] 所述电解腔11内设置有电极底座111、电极槽112和电解电极4，所述电极底座111固定安装在隔离装置10上，电极底座111内设置有电极驱动装置41。所述电极槽112固定安装在电极底座111上，电极槽112内容纳有液体吸附物113，液体吸附物113上吸附有供电解电极4初步电解使用的水。本实施例中，所述液体吸附物113为带有蓄水防臭功能的海绵。电极槽112的底部设置有气水管114，气水管114的上端与电极槽112底部设置的开口连通，气水管114的下端穿过隔离装置10延伸至废水废气腔12中，与废水废气腔12连通，电解电极4阳极产生的废水和废气通过气水管114排入废水废气腔12内。
[0029] 所述电解电极4固定安装在电极槽112上方，电解电极4包括阴极片42、阳极片43和气/水隔离膜44，所述气/水隔离膜44卡设在电极槽112上方的座体1内壁上。所述气/水隔离膜44在非电解状态即不通电时，通过对装置的高度盛水量等的设置，使得装置内部的气/水隔离膜44在阴极片42侧所受的压力等于气/水隔离膜44在阳极片43侧所受的压力，此时气/水隔离膜44两侧所受的压力相等，因此此时气/水隔离膜44具有不过水且不通气的特性；在电解电极4通电电解时，由于阴极片42侧电解产生氢气的量为阳极片43侧电解产生氧化性物质气体的量的两倍，导致装置内部的气/水隔离膜44在阴极片42侧所受的压力大于气/水隔离膜44在阳极片43侧所受的压力，因此此时气/水隔离膜44具有过水不通气的特性；主体2内部阴极片42侧的水透过气/水隔离膜44渗透至液体吸附物113上为后续阳极电解使用；
所述阴极片42设置在气/水隔离膜44的上方且紧贴气/水隔离膜44上表面设置，所述阴极片
42通过阴极电极柱421与电极驱动装置41电连接；所述阳极片43设置在气/水隔离膜44的下方，阳极片43的上表面紧贴气/水隔离膜44下表面设置，阳极片43的下表面紧贴液体吸附物
113设置，所述阳极片43通过阳极电极柱431与电极驱动装置41电连接。
[0030] 当电解电极4不通电非电解时，主体2内的水被气/水隔离膜44隔离在主体2内，不能进入气/水隔离膜44下方的座体1中；当电解电极4通电电解时，主体2内的水透过气/水隔离膜44渗入电极槽112中的液体吸附物113中，阴极片42产生氢气混合在水中形成富氢水，阳极片43产生臭氧、高价氯化合物和氯气等废气以及电解剩余的废水通过气水管114流入废水废气腔12中。
[0031] 所述废水废气腔12内设置有气水分离排出装置，用于将电解电极4的阳极片43产生的废水和废气分离后将废水和废气分别排至座体1外部。本实施例中，所述废水废气腔12底部中部
位置设置有向上凸起的凸部121，所述凸部121内具有一连通废水废气腔12和座体1外部的下通道1211。所述下通道1211上设置有下气压安全阀13，所述下气压安全阀13通过装置自身重力与放置的平面的支撑力的相互作用下被打开，以便时时排出废水废气腔12内的废气。具体的，所述下气压安全阀13包括带下密封头1311的下密封件131，所述下密封件
131穿过下通道1211与设置在座体1外部的下限位件132固定连接，所述下密封头1311位于废水废气腔12中，下密封头1311与凸部121的顶端之间设置有
密封圈。所述下密封件131上在座体1底部与下限位件132之间套设有下弹性件133，具体的，所述下弹性件133为
弹簧。所述废水废气腔12的底部设置有废水口，所述废水口上塞有废水塞14。
[0032] 通过在废水废气腔12中设置向上凸起的带下通道1211的凸部121，当该氢氧分离的电解恒压装置放置在桌面等平面上，利用装置自身的重力即可使得下气压安全阀13处于常开的状态，废气通过下通道1211自然排出，使得座体1内部的气压处于恒定状态，定期拔开废水塞14，即可排出废水。
[0033] 所述主体2内设置有滤芯21，所述滤芯21包括滤芯外壳211和填充在滤芯外壳211内的滤料212。所述滤芯外壳211通过连接件固定安装在主体2的内壁上。所述滤芯外壳211上端封闭下端开放设置，所述滤芯外壳211上均匀设置有若干透水孔2111，这里所述的滤芯外壳211包括外壳的顶壁和侧壁。
[0034] 所述滤芯外壳211的下端形状与电解电极4的阴极片42的形状适配，且滤芯外壳211的底面紧贴阴极片42设置；可替代的，所述滤芯外壳211的下端包裹住阴极片42，上述的设置方式使得电解时阴极片42上产生的氢气均通过滤料212过滤后再扩散到主体2的水中。
所述滤料212由还原性矿物质组成，以便过滤掉电解时由于阳极片43侧的压力大于阴极片
42侧的压力时发生的阳极片43侧产生的且上串到阴极片42侧的氧化性物质气体。
[0035] 所述主体2内在滤芯21的上方设置有收集纯氢的集氢装置6。
[0036] 所述集氢装置6的第一种实现方式为：所述滤芯外壳211内部空间分为下部的滤料室213和上部的集气室214，所述滤料212填充在滤料室213内，所述集气室214用于收集纯氢。所述滤芯外壳211的顶壁的中心位置设置有连通集气室214的通孔611，在通孔611的外周的滤芯外壳211上固定连接有环形的下磁性件6111。所述集气室214顶壁和侧壁上的透水孔2111可阻止阴极片42侧产生的氢气气泡通过，具体的，所述透水孔2111的大小为0.1mm。所述滤芯外壳211内的集气室214即为集氢装置6的第一种实现方式。
[0037] 所述阴极片42侧产生的氢气遇水形成氢气小气泡，由于
浮力的作用上升，由于阴极片42被滤芯外壳211罩住，氢气小气泡一直上升至滤芯外壳211内部，由于透水孔2111的设置阻挡了氢气小气泡的继续上升和向滤芯外壳211外部扩散，氢气小气泡堆积在滤芯外壳211的顶部，将滤芯外壳211内部的水从透水孔2111内挤出，此时，滤芯外壳211内部的顶部积累的是纯净的氢气小气泡，可作为吸纯氢的来源。随着电解过程的持续进行，滤芯外壳211内部积累的氢气小气泡越来越多，滤芯外壳211内部的水位越来越低，当滤芯外壳211内部的水的压强大于滤芯外壳211内部的众多氢气小气泡的压强时，氢气小气泡被压碎，氢气从透水孔2111逸散出滤芯外壳211并扩散到水中，形成富氢水，可作为饮氢的来源。
[0038] 所述集氢装置6的第二种实现方式为：所述主体2内在所述滤芯21的上方设置有弧形的集气罩62，所述集气罩62依靠自身的重力与主体2内的水的浮力的相互作用悬浮在主体2内的滤芯21的上方位置。所述集气罩62的底部外周抵靠在主体2的内壁上，所述集气罩62上均匀设置有若干透水孔2111，所述透水孔2111可阻止阴极片42侧产生的氢气小气泡通过，具体的，所述透水孔2111的大小为
0.1mm。
[0039] 所述集气罩62的顶部中心位置设置有通孔611，所述通孔611的外周的集气罩62上固定连接有环形的下磁性件6111。所述集气罩62即为集氢装置6的第二种实现方式。
[0040] 电解电极4电解在阴极片42侧产生氢气，氢气遇水形成氢气小气泡，经滤芯21过滤后上浮至集气罩62内，将集气罩62内的水通过透水孔2111
挤压出集气罩62内形成纯氢小气泡作为吸纯氢的来源。
[0041] 所述集氢装置6内设置有防止吸纯氢时呛水的保护装置7。
[0042] 所述保护装置7包括限位筒71和设置在限位筒71内的浮阀，所述限位筒71固定连接在集氢装置6的通孔611的正下方，所述限位筒71的外径大于通孔611的孔径，所述限位筒71的上均匀设置有若干小孔711。所述浮阀包括上浮球72和下浮球73，所述上浮球72和下浮球73通过刚性件74连接，所述上浮球72和下浮球73的直径等于或者略小于限位筒71的内径。当集氢装置6中积累有可以供吸氢用的氢气时，限位筒71内浮阀由于水的浮力和气体的压力的相互作用悬浮静止，使得集氢装置6内部积聚的氢气可以通过小孔711进入到限位筒
71，并通过通孔611扩散；当集氢装置6内部的氢气被吸完时，集氢装置6内部的水位上升，浮阀上浮堵住通孔611，防止呛水。
[0043] 所述主体2上部的侧壁上或者盖体3上设置有供吸管5穿过的孔，所述吸管5穿过主体2上部的侧壁或者盖体3伸入主体2内，所述吸管5与主体2或者盖体3之间通过密封圈密封。所述吸管5的底端设置有环形的上磁性件51，上磁性件51与下磁性件6111相互吸引将吸管5与集氢装置6固定连接。
[0044] 优选的，所述吸管5为伸缩管，所述吸管5可随着集氢装置6第二种实施方式中的集气罩62的下沉而延长，保证吸管5与集气罩62的连接。
[0045] 所述盖体3上设置有使主体2内气压始终处于预设值以内的上气压安全阀31。本实施例中，所述盖体3中部设置有连通盖体3外部和盖体3内部的上通道32，所述上气压安全阀31设置在上通道32上，所述上气压安全阀31包括带上密封头3111的上密封件311，所述上密封件311穿过上通道32与设置在盖体3内部的上限位件312固定连接，所述上密封头3111位于盖体3外部，上密封头3111与盖体3之间设置有密封圈。所述上密封件311外在上限位件
312与盖体3之间设置有上弹性件313，具体的，所述上弹性件313为弹簧。优选的，所述盖体3内部在上密封件311的外侧设置有保护座33，所述保护座33包裹上密封件311在盖体3内的部分且固定连接在盖体3上，保护座33的底端设置有若干通气孔。
[0046] 主体2内部的气压超过主体2外部的气压时，上弹性件313被主体2内部的气压向上挤压，密封头1311脱离盖体3上表面，主体2内部的气体排出后，主体2内外气压一致后，弹簧回弹密封件131复位，自动时时保证主体2内部气压安全的同时保证了装置的气密性，防止漏水。
[0047] 上述电解吸氢饮氢杯的使用方法，包括以下步骤：往座体1的电极槽112中加水至电极槽112的顶部下方，液体吸附物113吸附加入的水，将座体1与主体2拧紧；
往主体2内加水至满，将盖体3与主体2拧紧，将该杯放置在平稳处，杯底部的下气压安全阀13由于电解装置自身的重力与放置面的支撑力相互作用下，下气压安全阀13由于下弹性件133受到挤压而打开；
启动电解电极4开始电解水，电解电极4的阴极片42侧生成氢气，氢气遇水形成氢气小气泡，受到水的浮力上升至集氢装置6内部，集氢装置6内部的水收到气体的挤压而排出集氢装置6内部，由于透水孔2111的设置阻止了氢气小气泡的通过，纯净的氢气被收集在集氢装置6内部，将吸管5插入鼻腔内吸取纯氢；
随着集氢装置6内部的氢气的量的逐渐减少，限位筒71内部的浮阀随着水位的上升而上浮，当集氢装置6内部的氢气被吸完时，浮阀堵住集氢装置6的通孔611，防止呛水；
电解电极4的电解持续进行，集氢装置6内部的氢气小气泡集聚得越来越多，当水位下降到水的压强大于气体的压强时，氢气小气泡被挤破，氢气逸出透出透水孔2111扩散到主体内部的水中形成水中，打开盖体直接饮用富氢水；
电解电极4持续电解时，阴极片42侧产生的氢气越来越多，氢气逸散到主体2顶部与盖体3之间的空间内，导致主体2与盖体3内部的气压持续上升，当气压达到盖体3设定的排气气压值时，上气压安全阀31由于上弹性件313挤压上顶打开，气体从上通道32排出；当内部气压降低后，上气压安全阀31在上弹性件313的弹力作用下关闭，停止排气并防止内部水流出；
电解电极4的阳极片43侧利用液体吸附物113事先添加的水进行电解产生氧化性物质气体；
电解电极4电解时，由于阴极片42侧产生的氢气的量大于阳极片43侧氧化性物质气体的量，导致气/水隔离膜44阴极片42侧的压力大于气/水隔离膜44阳极片43侧的压力，主体2内的水从阴极片42侧通过气/水隔离膜44渗透至阳极片43侧，并被液体吸附物113吸附供电解电极4的阳极片43继续电解水时使用；
电解电极4持续电解时，阳极片43侧的氧化性物质气体越来越多，氧化性物质气体和电极槽112内的电解废液通过气水管114排入废液废气腔12中，氧化性物质气体通过下气压安全阀13排出，电解废液蓄积在废液废气腔12的底部，拔开废液塞14排出电解废液。
[0048] 由于氢分子在低压、常温环境下极难溶于液体，并且使用者少有在极短的时间内将氢水液体喝完，所以为保证氢分子在液体的溶解浓度，就必须持续补充因停止电解后所流失的部分氢气分子。为确保液体中的氢浓度，优选的，电解电极4停止制氢后，每隔60s±10s的时间段后再次启动电解电极4制氢10s±5s，对装置中的液体补充氢气。
[0049] 以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明
说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
