CN204168591U - 一种空气大气压低温等离子体产生装置 - Google Patents
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Abstract
一种空气大气压低温等离子体产生装置，包括高压电极、上高压电极定位套、高压电极拉紧弹簧、上三通、下三通、介质管、金属管、下高压电极定位套、高压电极固定块，其中，上高压电极定位套、上三通、介质管、下三通、下高压电极定位套依次连接，高压电极拉紧弹簧置于上高压电极定位套内，金属管套在介质管的外部，高压电极固定块位于下三通与下高压电极定位套的连接处，高压电极位于介质管的轴心位置，高压电极上端为细丝，通过上高压电极定位套中轴心处与细丝等径的小孔，连接高压电极拉紧弹簧，高压电极下端为棒材，嵌入高压电极固定块，高压电极通过第一导线与电源的高压端相连，金属管通过第二导线与电源的另一极相连，并接地。
Description
技术领域
本实用新型属于大气等离子体放电领域，特别涉及一种空气大气压低温等离子体产生装置。
背景技术
低温等离子体具有活性基团浓度高，反应速度快、温度低等优点，在很多方面有着广泛的应用前景。特别是大气压下工作的低温等离子体，摆脱对真空的依赖，在环境保护方面应用广泛。电晕放电和介质阻挡放电是在大气压下产生低温等离子体的两种常用方法。电晕放电利用物体表面尖锐处场强大，容易击穿大气，因而容易产生放电，但放电区域小且功率密度不高；介质阻挡放电(DBD)是将固体绝缘介质插入放电空间抑制了电弧击穿,从而在气隙间形成的稳定放电，由于空气难以电离，在空气中进行介质阻挡放电(DBD)就比较困难，需要比较高的电压。介质阻挡放电通常表现为时空随机分布的丝状放电形式，电压越高，丝状放电越明显，放电均匀性越差。此外，电极结构的改变可以使介质阻挡放电的特性发生变化。目前主要有平行板和同轴式介质阻挡放电(DBD)装置，虽然结构形式有很多变形，如CN202288940U、CN10238764A、CN103298234A等，并且已经有很多实际应用。但在很多情况下，为了避开空气难以电离的缺点，主要使用惰性气体或惰性气体与其他气体混合放电。本发明利用空气电晕放电相对容易的特点，用电晕放电产生大量电子诱导DBD放电，使放电更加容易、放电更加均匀，并且能够提高空气大气等离子体放电效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、易装配、能够在空气大气压下产生低温等离子体的装置。
本实用新型的技术方案如下：
空气大气压低温等离子体产生装置，包括高压电极、上高压电极定位套、高压电极拉紧弹簧、上三通、下三通、介质管、金属管、下高压电极定位套、高压电极固定块，其中，上高压电极定位套、上三通、介质管、下三通、下高压电极定位套依次连接，高压电极拉紧弹簧置于上高压电极定位套内，金属管套在介质管的外部，高压电极固定块位于下三通与下高压电极定位套的连接处，高压电极位于介质管的轴心位置，高压电极上端为细丝，通过上高压电极定位套轴心处与细丝等径的小孔，连接高压电极拉紧弹簧，高压电极下端为棒材，嵌入高压电极固定块，高压电极通过第一导线与电源的高压端相连，金属管通过第二导线与电源的另一极相连，并接地。
所述的空气大气压低温等离子体产生装置，其中，所述高压电极由直径≤0.15毫米的细丝和直径≤10毫米的棒材交替连接而成，高压电极位于金属管内的部分的棒材部分和细丝部分的长度比为10~5：1。
所述的空气大气压低温等离子体产生装置，其中，所述介质管的内径比高压电极的棒材部分的直径大2~10毫米。
所述的空气大气压低温等离子体产生装置，其中，所述第一导线为外部套有耐高压绝缘橡胶的铜导线。
所述的空气大气压低温等离子体产生装置，其中，所述电源为中频或脉冲高压电源，频率为5~20KHz。
此外，为了处理大流量气体，可以将上述多套等离子体装置进气口并联，使大流量气体能够通过装置进行处理。
有益效果
第一，本实用新型中高压电极的细丝部分在低压时产生电晕放电，高压时转换成电晕介质阻挡放电，高压电极的棒材部分产生介质阻挡放电。
第二，本实用新型利用空气电晕放电容易激发的特点，将电晕放电与介质阻挡放电组合起来，利用电晕放电产生大量电子降低介质阻挡放电击穿电压，克服现有空气大气等离子发生装置受空气难以激发的不利影响、能够产生比较强的等离子体，并且放电均匀性得到改善, 能够提高空气大气等离子体放电效率，有利于待处理气体充分反应。
第三，本实用新型结构简单、易于装配。
附图说明
图1是本实用新型结构的剖面示意图；
其中： 1为高压电极、2为上高压电极定位套、3为高压电极拉紧弹簧、4为上三通、5为下三通、6为介质管、7为金属管、8为下高压电极定位套、9为高压电极固定块、10为第一导线、11为电源、12为第二导线、13为进气口、14为出气口。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，一种空气大气压低温等离子体产生装置，包括高压电极1、上高压电极定位套2、高压电极拉紧弹簧3、上三通4、下三通5、介质管6、金属管7、下高压电极定位套8、高压电极固定块9，其中，上高压电极定位套2、上三通4、介质管6、下三通5、下高压电极定位套8依次连接，高压电极拉紧弹簧3置于上高压电极定位套2内，金属管7套在介质管6的外，高压电极固定块9位于下三通5与下高压电极定位套8的连接处，高压电极1位于介质管6的轴心位置，高压电极1上端为细丝，通过上高压电极定位套2中轴心处与细丝等径的小孔，连接高压电极拉紧弹簧3，高压电极1下端为棒材，通过焊接或螺纹嵌入高压电极固定块9，高压电极1通过第一导线10与电源11的高压端相连，金属管7通过第二导线12与电源11的另一极相连，并接地；其中，高压电极1中的细丝和棒材部分通过氩弧焊连接（焊接时注意两者轴心相同），通过调整高压电极上端细丝与高压电极拉紧弹簧3的连接位置，将高压电极1拉紧绷直并位于介质管6的轴心位置。用第一导线10将高压电极1上端细丝与电源11的高压端相连；金属管7通过第二导线12与电源11的另一级相连，并接地；上三通4的进气口13导入待处理气体，处理后的气体通过下三通5的出口14出气口。
其中，所述高压电极1的材质为不锈钢，由直径≤0.15毫米的细丝和直径≤10毫米的棒材交替连接而成，高压电极1位于金属管7内的部分的棒材部分和细丝部分的长度比为10~5：1；介质管6的内径比高压电极1的棒材部分的直径大4毫米；高压电极固定块9的材质为镍铬合金；第一导线10的材质为铜，且外部套有耐高压绝缘橡胶；第二导线12的材质为铜，所述上高压电极定位套2、下高压电极定位套8的材质为聚四氟乙烯，所述上三通4、下三通5、介质管6的材质为聚四氟乙烯，所述金属管7的材质为不锈钢，所述电源11为中频高压电源，频率5~20KHz可调。
本实施例空气大气压低温等离子体产生装置，具体参数为：高压电极1细丝部分直径0.1毫米，棒材部分直径10毫米，石英玻璃介质管6内径16毫米、外径24毫米，长度24厘米，套在石英管外的铜金属管7内径20毫米，外径24毫米，长度24厘米，在铜金属管7长度24厘米范围内，从下到上，棒材、细丝长度分别为5厘米棒和1厘米细丝交替出现4次；上三通4、下三通5、上高压电极定位套2、下高压电极定位套8均由聚四氟乙烯加工，工作气体为压缩空气通过两路流量计后，一路直接通入混气室，另外一路通过鼓泡法携带2-氯乙基乙基硫醚进入混气室，通过控制两路流量计的流量就可以控制2-氯乙基乙基硫醚的浓度，混合后的气体通过上三通4的进气口13导入装置。电源11为CTP-2000K中频高压电源,试验开始时只通纯空气，高压加到14KV时管内出现亮光，说明电晕放电开始，升到17KV时亮度明显增加，说明介质阻挡放电开始，此时开始通入2-氯乙基乙基硫醚混合气进行洗消实验研究，当总流量为1.5升/分，2-氯乙基乙基硫醚入口浓度低于180mg·m-3时，通过装置后，检测不到2-氯乙基乙基硫醚。
此外，为了处理大流量气体，可以将上述多套等离子体装置进气口并联，使大流量气体能够通过装置进行处理。
实施例2
本实施例与实施例1结构相同，区别在于：
其中，所述高压电极1的材质为镍铬合金，由直径0.15毫米的细丝和直径8毫米的棒材交替连接而成，高压电极1位于金属管7内的部分的棒材部分和细丝部分的长度比为6：1，棒材部分和细丝部分的长度分别为6cm、1cm，介质管6的内径比高压电极2的棒材部分的直径大10毫米；高压电极固定块9的材质为不锈钢或镍铬合金；第一导线10的材质为铜，且外部套有耐高压绝缘橡胶；第二导线12的材质为铜，所述上高压电极定位套2、下高压电极定位套8的材质为聚四氟乙烯，所述上三通4、下三通5、介质管6的材质为石英玻璃，所述金属管7的材质为铜，所述电源11为脉冲高压电源，中心频率10KHz。
实施例3
本实施例与实施例1结构相同，区别在于：
其中，所述高压电极1的材质为镍铬合金，由直径0.12毫米的细丝和直径6毫米的棒材交替连接而成，高压电极1位于金属管7内的部分的棒材部分和细丝部分的长度比为7：1，棒材部分和细丝部分的长度分别为7cm、1cm，高压电极固定块9的材质为不锈钢；第一导线10的材质为铜，且外部套有耐高压绝缘橡胶；第二导线12的材质为铜，所述上高压电极定位套2、下高压电极定位套8的材质为聚四氟乙烯，所述上三通4、下三通5、介质管6的材质为陶瓷，所述金属管7的材质为铝，所述电源11为中频高压电源，频率5-20KHz可调。
此外，为了处理大流量气体，可以将上述多套等离子体装置进气口并联，使大流量气体能够通过装置进行处理。
Claims (5)
1.一种空气大气压低温等离子体产生装置，其特征在于：包括高压电极（1）、上高压电极定位套（2）、高压电极拉紧弹簧（3）、上三通（4）、下三通（5）、介质管（6）、金属管（7）、下高压电极定位套（8）、高压电极固定块（9），其中，上高压电极定位套（2）、上三通（4）、介质管（6）、下三通（5）、下高压电极定位套（8）依次连接，高压电极拉紧弹簧（3）置于上高压电极定位套（2）内，金属管（7）套在介质管（6）的外部，高压电极固定块（9）位于下三通（5）与下高压电极定位套（8）的连接处，高压电极（1）位于介质管（6）的轴心位置，高压电极（1）上端为细丝，通过上高压电极定位套（2）轴心处与细丝等径的小孔，连接高压电极拉紧弹簧（3），高压电极（1）下端为棒材，嵌入高压电极固定块（9），高压电极（1）通过第一导线（10）与电源（11）的高压端相连，金属管（7）通过第二导线（12）与电源（11）的另一极相连，并接地。
2.根据权利要求1所述的空气大气压低温等离子体产生装置，其特征在于，所述高压电极（1）由直径≤0.15毫米的细丝和直径≤10毫米的棒材交替连接而成，高压电极（1）位于金属管（7）内的部分的棒材部分和细丝部分的长度比为10~5：1。
3.根据权利要求1或2所述的空气大气压低温等离子体产生装置，其特征在于，所述介质管（6）的内径比高压电极（1）的棒材部分的直径大2~10毫米。
4.根据权利要求1或2所述的空气大气压低温等离子体产生装置，其特征在于，所述第一导线（10）为外部套有耐高压绝缘橡胶的铜导线。
5.根据权利要求1所述的空气大气压低温等离子体产生装置，其特征在于，所述电源（11）为中频或脉冲高压电源，频率为5~20KHz。
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