等离子体发生装置的制作方法

专利2026-10-10  3


本技术涉及清洁设备,具体涉及一种等离子体发生装置。


背景技术:

1、等离子体活化水(plasma activated water)一般指的是用低温等离子体直接处理等离子体产生的活性粒子间接处理的蒸馏水、生理盐水或者自来水等水溶液。研究发现等离子体活化水中含有h2o2、·oh、no2-和no3-等具有氧化能力的粒子,因而使得等离子体活化水在杀菌消毒,果蔬保鲜等领域具有广阔的应用前景。

2、现有技术中的等离子体发生装置一般采用介质阻挡放电或者是电弧放电的方式生成等离子活化水,产生的等离子活化水的活性粒子的种类相对单一,杀菌效果不理想,此外现有的等离子体发生装置由于一直处在高湿环境下,在长期运行过程中等离子体发生器表面的高电压会在周围材料表面爬电,导致异常打火和烧蚀,会严重影响装置的正常工作。


技术实现思路

1、有鉴于此,本实用新型提供了一种等离子体发生装置,以解决现有技术中的等离子体发生装置产生的等离子活化水中的活性粒子种类单一,杀菌效果不理想的问题。

2、第一方面,本实用新型提供了一种等离子体发生装置,包括:

3、储水结构;

4、放电极,其插设在储水结构内,适于与供电装置的高压端相连,放电极插入到储水结构内的端部上形成有绝缘层;

5、绝缘套,其插设在储水结构内并套设在放电极外,适于通入空气,绝缘套插入到储水结构内的端部形成有曝气孔;

6、地电极,其适于接地。

7、有益效果:

8、本实用新型的等离子体发生装置在使用过程中,绝缘套能够进气,空气充满绝缘套后通过绝缘套底部的曝气孔通入到储水结构的水中,供电装置向放电极提供高压电,升压过程中,放电极与绝缘套之间的环形间隙内的空气能够先被击穿,形成基于介质阻挡放电的空气等离子体,主要包括臭氧和氮氧化物等。臭氧和氮氧化物通入到水中,能够在水中形成hno3和o3等活性粒子。当电压升到目标电压后,放电极通过绝缘层经过曝气孔直接对着储水结构内的待处理液体形成电弧放电,通过电弧放电能够直接在水中生成h2o2和·oh。

9、由于绝缘层能够限制电弧放电电流的增长,以保证供电装置输入的能量不会完全转化成电弧放电,从而使得放电极的主体部分仍然能够维持介质阻挡放电,因此,本实施例的等离子体发生装置能够通过单一供电装置实现在一根放电极上同时存在介质阻挡放电和电弧放电,能够同时生成hno3、o3、h2o2和·oh等活性粒子,本实施例的等离子体发生装置能够实现两种不同的放电模式稳定共存,提高了所制备的等离子体活化水中的活性粒子的种类和浓度,制备的等离子体活化水消毒杀菌效果好。

10、在一种可选的实施方式中,绝缘套的末端与储水结构的底壁之间的距离小于放电极的末端与储水结构的底壁之间的距离。

11、有益效果:

12、当绝缘套被通入空气后,放电极的末端能够不与处于储水结构内的水接触。

13、在一种可选的实施方式中,绝缘套上形成有缩径设置的限位段,限位段与绝缘套同轴设置,放电极穿过限位段,沿放电极的长度方向上,限位段与绝缘层间隔开。

14、有益效果:

15、通过如此设置,放电极能够穿过限位段,并与限位段的内周或接触或间隙配合,限位段与绝缘套同轴设置,因此能够对放电极起到扶正作用,保证放电极与绝缘套整体同轴居中,以避免放电极倾斜造成放电极的底部贴壁。放电极贴壁会导致放电极与绝缘套之间的间隙不均匀,间隙小的部分放电剧烈,间隙大的部分放电微弱甚至不放电。此外,当放电极底部贴壁后,容易造成放电极的底部沿着绝缘套的底壁对曝气孔产生剧烈的电弧放电,导致放电极主体区域的介质阻挡放电无法维持,造成放电从混合放电模式转向单一的电弧放电。

16、因此,本实施例的介质管在中部形成有缩径设置的限位段,能够保证放电极上两种不同放电模式的稳定共存。

17、在一种可选的实施方式中,储水结构上形成有出气口,等离子体发生装置还包括出风装置,出风装置的进气端与绝缘套相连,出风装置的出气端与储水结构的出气口相连。

18、有益效果:

19、通过如此设置,放电极放电过程中产生的活性粒子经由曝气孔融入到水中后,气体在水中上浮,并在出风装置的驱动下再次回到绝缘套内,由此实现了工作气体的内循环,既保证了活性粒子能够经过多次循环溶解,又避免了臭氧等气体的外漏。

20、在一种可选的实施方式中,储水结构上还形成有回流口,等离子体发生装置还包括冷凝回流器,冷凝回流器的进气端与储水结构的出气口相连,冷凝回流器的出气端与出风装置的进气口相连,冷凝回流器的回流端与回流口相连通。

21、有益效果:

22、曝气孔通入到水中的气体在上浮后携带有水汽,冷凝回流器能够对气体进行冷凝,冷凝过程产生的冷凝水能够通过回流口流回到储水结构内,经过冷凝后干燥的气体能够在出风装置的驱动下依次通过冷凝回流器的出气端和出风装置回到绝缘套中,以避免工作气体中含有液态水导致放电断续,影响放电效果,甚至破坏供电装置,提升等离子体发生装置的放电的稳定性,同时保护出风装置。

23、在一种可选的实施方式中,等离子体发生装置还包括绝缘密封件,其适于封堵绝缘套远离曝气孔的一端,放电极插设在绝缘密封件内。

24、在一种可选的实施方式中,绝缘密封件包括:

25、绝缘外壳,其套设在绝缘套外,放电极穿过绝缘外壳;

26、环氧树脂填料,其填充在绝缘外壳内。

27、有益效果:

28、通过如此设置,环氧树脂填料能够将放电极灌封在绝缘外壳内,密封效果好。环氧树脂具有耐热和耐高压的性能,有助于提升等离子体发生装置的稳定性。

29、在一种可选的实施方式中,绝缘套上形成有进气支管,进气支管穿过绝缘密封件并适于通入空气。

30、在一种可选的实施方式中,等离子体发生装置还包括第一绝缘围栏,其设置在储水结构内并连接于储水结构的顶壁的下方,第一绝缘围栏套设在绝缘套外;和/或,

31、地电极穿过储水结构的顶壁插入储水结构内,等离子体发生装置还包括第二绝缘围栏,其设置在储水结构内并连接于储水结构的顶壁的下方,第二绝缘围栏套设在地电极外。

32、有益效果:

33、由于等离子体发生装置一般都是工作在高湿环境下,定义一组放电极和其外周的绝缘套为一组等离子体发生器,在长期运行过程中,等离子发生器表面的高电压会在周围材料表面爬电,导致异常打火和烧蚀,严重影响装置的正常工作。

34、第一绝缘围栏延伸至储水结构内的水中,能够将等离子发生器表面的高电压限制在第一绝缘围栏所围成的空间内,即使出现了爬电,电压也能够沿着第二绝缘围栏结构导入到水中,从而储水结构的盖板异常打火和烧蚀的问题。

35、第二绝缘围栏能够将地电极表面的电压限制在第二绝缘围栏所围成的空间内,即使出现了爬电,电压也能够沿着第二绝缘围栏结构导入到水中,从而储水结构的盖板异常打火和烧蚀的问题。

36、在一种可选的实施方式中,储水结构上形成有进水口,等离子体发生装置还包括:

37、进水水泵,其输入端适于连接水源,输出端与储水结构的进水口相连,适于向储水结构内供水;

38、泄压阀,其形成在储水结构上。

39、有益效果:

40、在使用等离子体发生装置制备等离子体活化水的过程中,进水水泵能够向出水结构内供水,进水过程中,出水结构内部气体通过泄压阀排到外部,保证储水结构内外气压平衡。进水结束后,进水水泵能够关闭,泄压阀闭合,供电装置向放电极施加高压电。

41、在一种可选的实施方式中,储水结构上形成有出水口,等离子体发生装置还包括:

42、出水管,其第一端延伸至储水结构的底部,第二端穿过出水口相连;

43、出水水泵,其输入端与出水管的第二端相连。

44、有益效果:

45、当等离子活化水制备完毕后,出水水泵能够开启,并将制备结束的等离子活化水抽出。

46、在一种可选的实施方式中,等离子体发生装置包括多个放电极,多根放电极相互并联,每根放电极外套设有一个绝缘套。

47、在一种可选的实施方式中,放电极为弹簧状电极。

48、有益效果:

49、因此,本实施例的等离子体发生装置能够借助一个供电装置同时对多个放电极进行稳定的限位和通电,这使得多个放电极能够对储水结构内的空气和水进行充分的电解,由此增加等离子体发生装置生成的等离子体活化水内的活性粒子的浓度,使消毒水具有更好的消毒杀菌效果。

50、在一种可选的实施方式中,储水结构包括水槽和密封连接在水槽上的上盖,放电极和地电极固定设置在上盖上。

51、有益效果:

52、有助于提升等离子体发生装置的装配效率。

53、在一种可选的实施方式中,绝缘套伸入到储水结构内的一端形成有半球面,曝气孔为多个并形成在半球面上。

54、有益效果:

55、一方面可以使放电极介质阻挡放电区域产生的活性粒子通过微孔曝气高效溶解在水中,另一方面放电极底部可以通过微孔对水溶液直接产生电弧放电。


技术特征:

1.一种等离子体发生装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述绝缘套(3)的末端与所述储水结构(1)的底壁之间的距离小于所述放电极(2)的末端与所述储水结构(1)的底壁之间的距离。

3.根据权利要求1所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述绝缘套(3)上形成有缩径设置的限位段(301),所述限位段(301)与所述绝缘套(3)同轴设置,所述放电极(2)穿过所述限位段(301),沿所述放电极(2)的长度方向上,所述限位段(301)与所述绝缘层(202)间隔开。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述储水结构(1)上形成有出气口(101),所述等离子体发生装置还包括出风装置(5),所述出风装置(5)的进气端与所述绝缘套(3)相连,所述出风装置(5)的出气端与所述储水结构(1)的出气口(101)相连。

5.根据权利要求4所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述储水结构上还形成有回流口(102),所述等离子体发生装置还包括冷凝回流器(9),所述冷凝回流器(9)的进气端与所述储水结构的出气口(101)相连,所述冷凝回流器(9)的出气端与所述出风装置(5)的进气口相连,所述冷凝回流器(9)的回流端与所述回流口(102)相连通。

6.根据权利要求1所述的等离子体发生装置,其特征在于,还包括绝缘密封件(6),其适于封堵所述绝缘套(3)远离所述曝气孔(303)的一端,所述放电极(2)插设在所述绝缘密封件(6)内。

7.根据权利要求6所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述绝缘密封件(6)包括:

8.根据权利要求6所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述绝缘套(3)上形成有进气支管(304),所述进气支管(304)穿过所述绝缘密封件(6)并与适于通入空气。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体发生装置,其特征在于,还包括第一绝缘围栏(701),其设置在所述储水结构(1)内并连接于所述储水结构(1)的顶壁的下方,所述第一绝缘围栏(701)环绕设置在所述绝缘套(3)外;和/或,

10.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述储水结构(1)上形成有进水口(103),所述等离子体发生装置还包括:

11.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述储水结构(1)上形成有出水口(104),所述等离子体发生装置还包括:

12.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述等离子体发生装置包括多个放电极,多根所述放电极相互并联,每根所述放电极外套设有一个所述绝缘套(3)。

13.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述放电极(2)为弹簧状电极。

14.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述储水结构(1)包括水槽和密封连接在所述水槽上的上盖(106),所述放电极(2)和所述地电极(4)固定设置在所述上盖(106)上。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的等离子体发生装置,其特征在于,所述绝缘套(3)伸入到所述储水结构(1)内的一端形成有半球面(302),所述曝气孔(303)为多个并形成在所述半球面(302)上。


技术总结
本技术涉及清洁设备技术领域,公开了一种等离子体发生装置,本技术的等离子体发生装置包括:储水结构;放电极,其插设在储水结构内,适于与供电装置的高压端相连,放电极插入到储水结构内的端部上形成有绝缘层;绝缘套,其插设在储水结构内并套设在放电极外,适于通入空气,绝缘套插入到储水结构内的端部形成有曝气孔;本实施例的等离子体发生装置能够通过单一供电装置实现在一根放电极上同时存在介质阻挡放电和电弧放电,能够同时生成HNO<subgt;3</subgt;、O<subgt;3</subgt;、H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;和·OH等活性粒子,能够实现两种不同的放电模式稳定共存,提高了所制备的等离子体活化水中的活性粒子的种类和浓度,制备的等离子体活化水消毒杀菌效果好。

技术研发人员:马明宇,施国志,王铭昭,罗汉兵
受保护的技术使用者:珠海格力电器股份有限公司
技术研发日:20231226
技术公布日:2024/7/25
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