[实用新型]基于螺旋叶片搅拌桨的小分子簇水制备装置

说明书

本实用新型提供了一种基于螺旋叶片搅拌桨的小分子簇水制备装置，包括气源、反应罐、储罐、膜过滤设备和驱动设备，反应罐的圆筒罐体中设有螺旋叶片搅拌桨，驱动设备通过压缩空气驱动螺旋叶片搅拌桨沿圆筒罐体的轴线转动。本实用新型通过采用大长径比的圆筒罐体配合长度与圆筒罐体基本相当的螺旋叶片搅拌桨进行搅拌，结合罐体内水循环有效提高了水气混合效率，同时采用高压空气驱动搅拌，利用螺旋叶片搅拌桨的搅拌使水流在不依靠泵的情况实现循环，免去电机和泵的使用，提高了生产过程的安全性，解决了现有小分子簇水的制备装置难以实现氢气与水的高效率混合，而依靠电机驱动搅拌装置带来的安全隐患问题。

技术领域

本实用新型涉及农业及医疗保健等行业的小分子簇水生产设备，涉及基于螺旋叶片搅拌桨的小分子簇水制备装置。

背景技术

水在自然条件下是以分子簇的形式存在的，在4～200℃范围内，水分子的配位数在4～4.9 之间变化，表明大多数水是以五环水和六环水的形式存在的。水分子簇的尺寸大小与其物理性质有着直接的关系，分子簇小的水具有活性大、渗透力强、溶解度高、能量大、与细胞亲和性好等特性，改变水分子簇的大小可使水在生物体中的作用发生改变。水分子团簇结构由氢键相连，氢键为极性键，通过外加磁场、电场、超声波和远红外等手段可使氢键断裂影响团簇结构的重排机理，实现团簇结构的改变。

小分子簇水即富氢水，在医疗保健、农业以及工业中都有着重要的应用价值。在医疗保健领域，小分子簇水可用于脑干缺血帕金森病、乙肝、褥疮、皮肤病、血透以及腹透、肿瘤放疗副作用、糖尿病和代谢综合征、间质性膀胱炎以及类风湿关节炎等的辅助治疗。在农业领域，小分子簇水可缓解镉胁迫对水稻的抑制，采用小分子簇水处理可增强采后番茄果实的灰霉病抗性，采用小分子簇水浸种可增强黄瓜幼苗的耐冷性，小分子簇水还可缓解植物的抗盐胁迫、重金属胁迫、百草枯胁迫作用，同时对植物激素具有调节作用，可提高植物对环境胁迫的响应能力。本课题组的前期研究发现，采用小分子簇水处理烟叶后，可明显提升其抽吸品质。

现有小分子簇水的制备方法主要有两种。第一种是采用氢水棒(又称水素水棒)，基于镁与水反应产生小分子簇水。将氢水棒置于饮水机的装水容器中，在氢水棒的周围会产生氢气泡，进而得到小分子簇水，在密闭容器中的效果更好。该方法虽然方便，但成本高，不适合大规模生产应用，还会造成小分子簇水中镁离子超标的问题。第二种是通过电解水等方式获得纯净的氢气，将氢气泵入水中来制备小分子簇水。该方法操作简单，但氢气在水中的溶解性很差，导致氢气与水的混合效率十分低下，氢气的利用率也非常低。

CN109012352A公开了一种富氢水生产用一体化设备，利用增压的方式将氢气溶解在水中来制备富氢水，不仅氢气与水的混合效率有限，而且设备的结构复杂，设置了多个增压泵和多级增压罐，采用加压的方式进行生产，对反应容器的耐压能力具有相对较高的要求，不利于设备成本和工艺控制成本的降低。同时，该装置采用电机带动搅拌桨转动实现水与氢气的混合，一方面常规的搅拌桨难以将氢气与水高效率地充分混合，另一方面，由于氢气易燃易爆，该装置利用电机驱动搅拌桨进行工作，电机的使用造成了一定的安全隐患。此外，本课题组的前期研究发现，以自来水为水源制备富氢水，在制备过程中会析出不溶性杂质，不但影响富氢水的使用性能，而且长时间生产会造成反应器结垢，但现有技术均未关注到该问题并对其提出适当的解决办法。

基于上述技术现状，若能对现有小分子簇水的制备装置进行改进，提高氢气与水的混合效率，免去电机的使用，对于提高小分子簇水的制备效率和生产过程的安全性，同时又能保障小分子簇水的品质，促进小分子簇水在医疗、保健、农业以及工业中的推广应用具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于螺旋叶片搅拌桨的小分子簇水制备装置，以解决现有小分子簇水的制备装置难以实现氢气与水的高效率混合，而依靠电机驱动搅拌装置带来的安全隐患问题，提高小分子簇水制备过程的气液混合效率和生产效率，进一步提高生产过程安全性，同时保障小分子簇水的品质。