常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器的製造方法
2023-12-11 07:08:27
常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器，包括一根或二根以上電極，所述的電極由一根內壁塗裝有導電薄膜的絕緣內管，插入另一根絕緣外管內，外管內壁與內管的外壁間距離不大於5mm，外管上部有勻氣室，勻氣室可置於水下或露出水面，交流電源輸出的一極接地端插入液體中，另一極接入內管導電層，兩極間電位差不低於1KV，頻率在1KHz～50KHz之間。本實用新型能持續穩定地產生滿足工業化要求的低溫等離子體，直接分解水體中的有機物等有毒有害物質並處理使之達標，不需添加任何化學品，處理後不會產生有毒有害的副產物。電極可直接置於被處理的水體中，不佔地，能耗低、前期投資成本和運行成本低，具有高效、節能、環保之優點。
【專利說明】常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器。
【背景技術】
[0002]與液體相關的低溫等離子體產生方法有三種:一是在氣相放電的空間提供液點；二是在氣液界面放電；三是在液體中放電。
[0003]目前用於工業化生產的低溫等離子體均不是在水體中產生的，而現有的水體中的低溫等離子體發生器無法長時間、連續不斷地產生大量、穩定的低溫等離子體，產生水體低溫等離子體所需要的特殊超高壓電源的製作難度和造價也阻礙了水體低溫等離子體的商品化生產。
[0004]專利號:200880007335.9提供了一種低溫等離子體發生器。以提高臭氧產生效率和生產率為目的，開發了一種能夠容易地形成放電極且更實用的低溫等離子體發生器，將該低溫等離子體發生器例如作為臭氧殺菌裝置的臭氧產生源加以利用。該發明的低溫等離子體發生器是使成對的電極元件對置的低溫等離子體發生器，電極元件是，在設置於絕緣體(12)的內部的空間中封入有導電膏，使該導電膏與上述空間的至少內表面密接，將上述導電膏的連續的部分作為放電極。
[0005]申請號:201410276919.3公開了一種低溫等離子體發生器協同顆粒物取樣裝置及取樣方法，涉及汽車有害排放氣體淨化處理【技術領域】，該裝置包括總進氣管，支架A，等離子體發生器，進氣管，顆粒物取樣裝置A，顆粒物取樣裝置B，排氣管，支架B，總排氣管，底座。本發明結合顆粒物取樣裝置，可以通過開啟閥門A獲得低溫等離子體處理前顆粒物樣品，通過開啟閥門B獲得低溫等離子體處理後顆粒物樣品。可用於對低溫等離子體作用前後的顆粒物樣品進行測試分析，以得出低溫等離子體對顆粒物的作用規律。該裝置為揭示低溫等離子體處理顆粒物的作用機理研究提供了便利條件。
[0006]由於現有水體低溫等離子體電源的材料選擇及製造上存在困難，水體低溫等離子體應用只停留在實驗室階段，不能大規模的工業化實踐應用。故根據脈衝電暈法現有的實驗規律和脈衝電源的缺點，有文獻報導稱:設計了一種高頻高壓交直流疊加等離子體電源。該電源採用固態開關代替原有的火花隙開關並採用高頻交直流疊加技術，使脈衝電暈等離子體技術可望推廣到工業化實踐應用階段。電源採用交直流電源疊加的方式，交直流疊加可以產生穩定、範圍寬和有效的流光。交流電壓使放電增強，單脈衝注入能量增大，產生自由基增多，因而氧化降解量增加。直流基壓驅使陽離子和電子離開流光通道，在更大的範圍內發生複合反應，自由基分布更廣，與汙染物等接觸增加，因而處理效果增強。電源交流部分採用串聯負載串聯諧振的工作方式，電源直流部分採用並聯負載串聯諧振的工作方式。在諧振升壓的同時可以實現逆變電路開關管的零電流關斷，減少開關損耗和散熱器的體積。同時串聯電感的應用使電源可以可靠的工作在負載頻繁放電的條件下。通過中型試驗平臺上的實驗表明，該電源工作穩定、能夠產生有效穩定的流光，具有很強的氧化效果，特別是在加入催化劑的條件下，起到顯著的汙水淨化效果。
【發明內容】
[0007]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器。通過變革等離子發生器結構和對不同材料間兼容性的考量，不但實現了低溫等離子體的工業化生產，而且降低造價。
[0008]本實用新型技術問題通過下述技術方案解決:一種常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器，在常壓常溫條件下，等離子體發生器設在水體中，包括一根或二根以上電極，其中，每根電極由一根內壁塗裝有0.01mm以上導電層(或導電體)的絕緣材料製成的內管，插入另一根絕緣材料製成的上下敞口的外管內，外管內壁與內管的外壁間距離不大於5mm形成發電管，在外管的底部與內管間形成出氣口，外管上部有帶進氣口的勻氣室，勻氣室露出水面或置於水下，內管導電層接入交流高電壓電源的一極，交流高電壓的另一極接地端接入水體中，兩級間電壓不低於1KV，頻率在ΙΚΗζ?50KHz之間。本實用新型直接置於水體中，可連續穩定地直接和間接產生包含有羥基自由基、活性粒子和高能物質在內的低溫等離子體，並直接對接觸的水體進行物化處理。
[0009]本實用新型不同於現有技術中的三種低溫等離子體產生方法，而是與三種方法都相關。電極置於水體中，在氣相放電的空間存有大量的被霧化的液滴參與被電離。在電極的出氣口的高溫區域有氣體的劇烈擾動，產生的大量氣泡，形成無數若干氣液界面，在高電壓作用下形成低溫等離子體。液體中放電是以高電壓對液體的絕緣層造成破壞引起放電。因此，實用新型能持續穩定地產生低溫等離子體。
[0010]本實用新型為一種在水體中與氣體、液體中產生低溫等離子體相關的，尤其適用於水的消毒處理、廢水處理或有毒有害氣體及對空氣的淨化處理的水體低溫等離子體發生器。
[0011]在上述方案基礎上，所述的勻氣室連接在外管的上端，為中間擴徑、上下端收縮的鼓形腔室或其它中間大二埠的形狀，在上端有一個以上的進氣口。
[0012]在上述方案基礎上，所述的電極由一根和多根管狀電極組成一組電極。
[0013]在上述方案基礎上，所述的電極為由數根或組電極共用電源，電源的接地端與液體相連。
[0014]本實用新型的優越性在於:能在常溫常壓下簡單方便地持續穩定地產生工業化生產所需要的低溫等離子體。實現了水體中持續穩定產生滿足工業化生產要求的高級氧化齊U，直接分解水體中的有機物等有毒有害物質並處理使之達標，除空氣外可以不添加任何化學藥品等輔助原料，不產生有毒有害副產物，電極直接置於被處理的水體中，不佔地、能耗比優於臭氧發生器，投資成本和運行成本低，具有節能環保之優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1本實用新型結構示意圖；
[0016]圖2由電極組組裝的等離子體發生器示意圖；
[0017]其中:
[0018]1-外管；
[0019]2——內管；21——導電層；
[0020]3——勻氣室；
[0021]41,42——進、出氣口 ；
[0022]5——出氣口 ；
[0023]6、6』 ——電源；
[0024]61、61』——接地端；62、62』——正極(或火線端)；
[0025]7——液體；
[0026]8、8，——容器；
[0027]9——組電極；
[0028]91、92、93、94、95——第一、第二、第三、第四、第五組電極；
[0029]10-導線。
【具體實施方式】
[0030]實施例1
[0031]如圖1本實用新型結構示意圖所示，本實施例提供一種常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器，在常壓常溫條件下，等離子體發生器設在液體7中，液體7被盛放在容器8內，可產生包含有羥基自由基活性、活性粒子和高能物質在內的等離子體並直接對接觸的液體7進行氧化處理，本實施例包括一根電極，該根電極由一根內壁塗裝有0.0lmm以上導電層21 (或導電體)的絕緣材料製成的內管2，插入另一根絕緣材料製成的上下敞口的外管I內，外管內壁與內管的外壁間距離不大於5mm形成獨立的發電管，在外管I的底部與內管2間形成出氣口 5，外管I上部有帶進氣口的勻氣室3，勻氣室3露出水面或置於水下，內管2的導電層21接入交流高電壓電源6的正極62，交流高電壓電源6的另一極接地端61接入液體7中，兩級間電壓不低於1KV，頻率在IKHz?50KHz之間。本實用新型直接置於液體中，可連續穩定地直接和間接產生包含有羥基自由基、活性粒子和高能物質在內的低溫等離子體，並直接對接觸的液體進行物化處理。
[0032]在上述方案基礎上，所述的勻氣室3連接在外管I的上端，為中間擴徑、上下端收縮的鼓形腔室，或其它中間大於二埠的形狀，在上端有二個的進氣口 41、42。
[0033]管內塗裝的導電層21是具有良好導電性能的材料。導電層21的電極裝有具有良好冷卻性能的物質。
[0034]在導電層21和液體7上加高頻交流電壓，外管I和內管2之間的氣體和氣化的液體被電離，並在出氣口 5處形成氣液界面放電，在低溫等離子體的物化作用下，絕緣管周邊的液體的性狀改變。
[0035]實施例2
[0036]如圖2由電極組組裝的等離子體發生器示意圖所示，每根管狀電極為一個發電管，其結構與實施例1的發電管的結構相同；
[0037]所述的電極由多根管狀電極組成多組組電極，並由導線10串聯；第一、第二、第三、第四、第五組電極91、92、93、94、95並聯後接入電源6』的正極62』，電源6的負極或接地端61』接入容器8』內的液體7。
[0038]本實用新型在常溫常壓條件下，低溫等離子體發生裝置的電極部分直接置於液體中，極間電壓KV級以上。
[0039]本實用新型的電極為一根和多個根管狀電極可以組成一組電極和多組。
[0040]所述的電極為由數根或組電極的並聯共用電極。
[0041]本實用新型對液體的冷卻方式包括自身流動冷卻和外加冷卻循環系統進行冷卻。
[0042]本實用新型適用於水淨化、廢水、廢氣處理、空氣淨化、與液體相關的材料改性、合成處理技術。
【權利要求】
1.常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器，在常壓常溫條件下，等離子體發生器設在水體中，包括一根或二根以上電極，其特徵在於:所述的每根電極由一根內壁塗裝有0.0lmm以上導電層的絕緣材料製成的內管，插入另一根絕緣材料製成的上下敞口的外管內，外管內壁與內管的外壁間距離不大於5mm形成發電管，在外管的底部與內管間形成出氣口，外管上部有帶進氣口的勻氣室，勻氣室露出水面或置於水下，內管導電層接入交流高電壓電源的一極，交流高電壓的另一極接地端接入水體中，兩級間電壓不低於1KV，頻率在IKHz ?50KHz 之間。
2.根據權利要求1所述的常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器，其特徵在於:所述的勻氣室連接在外管的上端，為中間擴徑、上下端收縮的鼓形腔室或或其它中間大二埠的形狀，在上端有一個以上的進氣口。
3.根據權利要求1所述的常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器，其特徵在於:所述的電極由一根和多根管狀電極組成一組電極。
4.根據權利要求1或3所述的常壓常溫高頻水體低溫等離子體發生器，其特徵在於:所述的電極為由數根或組電極共用電源，電源的接地端與液體相連。
【文檔編號】H05H1/24GK204206595SQ201420573285
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】趙嶽虎, 施國強, 胡韻, 趙凱 申請人:趙嶽虎, 施國強, 胡韻, 趙凱, 上海愷立貿易有限公司