CN102343307B - 一种荷电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了颗粒荷电技术领域中的一种荷电装置。本发明装置包括上盖、放电针、内套筒、极板、第一电极固定片、第二电极固定片、第一O型密封圈、第二O型密封圈、绝缘外壳、下盖和导线。本装置通过电晕放电使颗粒荷电，采用极板的侧向进气减少了颗粒在极板壁面的沉积，提高了颗粒的荷电效率，减少了颗粒损失。

Description

一种荷电装置

技术领域

本发明属于颗粒荷电技术领域，尤其涉及一种荷电装置。

背景技术

微米、亚微米颗粒具有很多独特的物理、化学和生物学性质。它们广泛地应用于材料合成、生物技术、半导体制造、纳米复合材料和陶瓷、医药生产、仪器制造与污染控制技术。在这些领域里，常遇到颗粒先进行荷电、再进入其他工艺环节的情况，颗粒荷电技术是一种基础而又十分重要的技术。颗粒荷电技术中一般存在两种荷电机理：扩散荷电与场致荷电。对于直径1微米以下的颗粒主要荷电机理为扩散荷电，而对于直径1微米以上的颗粒主要荷电机理为场致荷电。由于颗粒直接处于电场作用下，颗粒荷电后会在电场力的作用下或者通过扩散运动向放电极与接地极沉积，进而恶化了放电效果，这样的荷电装置颗粒荷电效率低，颗粒损失高。

发明内容

针对上述背景技术中提到现有荷电装置荷电效率低、颗粒损失高等不足，本发明提出了一种荷电装置。

本发明的技术方案是，一种荷电装置，其特征是该装置包括上盖、放电针、内套筒、极板、第一电极固定片、第二电极固定片、第一O型密封圈、第二O型密封圈、绝缘外壳、下盖和导线；

所述上盖和下盖分别固定在绝缘外壳上；内套筒和上盖固定，并置于绝缘外壳内，且内套筒的外径小于绝缘外壳的内径；第一电极固定片和第二电极固定片分别固定在内套筒的上部和下部；极板固定在内套筒和下盖之间；第一O型密封圈将极板和内套筒密封；第二O型密封圈将极板和下盖密封；放电针通过第一电极固定片和第二电极固定片定位在由上盖、内套筒和极板组成的空间内；上盖和下盖上分别有与放电针对应的气孔；导线和放电针连接，并通过上盖上对应于放电针的气孔引出；由内套筒和绝缘外壳组成的环隙在上盖的对应位置有若干气孔；

所述极板接地；

所述放电针为钨针。

所述绝缘外壳为树脂。

所述极板为多孔金属。

本装置通过电晕放电使颗粒荷电，采用极板的侧向进气减少了颗粒在极板壁面的沉积，提高了颗粒的荷电效率，减少了颗粒损失。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为多孔金属内壁湍流示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

本发明装置利用电晕放电产生电晕电场，在放电针的周围形成大量的空气离子，可以使含尘气流中的高浓度颗粒在电场中充分荷电。从上盖引入的侧向气流通过极板吹向电场，有效抑制了颗粒向极板的运动，显著减少了颗粒在极板上的沉积，提高了荷电效率，减少了颗粒损失。

本发明装置如图1所示，包括上盖、放电针、内套筒、极板、第一电极固定片、第二电极固定片、第一O型密封圈、第二O型密封圈、绝缘外壳、下盖和导线；

所述上盖和下盖分别固定在绝缘外壳上；内套筒和上盖固定，并置于绝缘外壳内，且内套筒的外径小于绝缘外壳的内径；第一电极固定片和第二电极固定片分别固定在内套筒的上部和下部；极板固定在内套筒和下盖之间；第一O型密封圈将极板和内套筒密封；第二O型密封圈将极板和下盖密封；放电针通过第一电极固定片和第二电极固定片定位在由上盖、内套筒和极板组成的空间内；上盖和下盖上分别有与放电针对应的气孔；导线和放电针连接，并通过上盖上对应于放电针的气孔引出；由内套筒和绝缘外壳组成的环隙在上盖的对应位置有若干气孔；极板接地；

并且，由内套筒和绝缘外壳组成的环隙有连续侧向进气和间歇性侧向进气两种进气方式；绝缘外壳为树脂。

本发明装置的使用步骤为：

1.通过导线使放电针连接负高压；

2.从上盖的放电针对应孔导入含尘气流，同时，从上盖的对应环隙的孔导入侧向气流；

3.含尘气流中的颗粒荷电后，从下盖的孔流出。

本发明的放电针采用钨针作为负高压放电极，在放电针附近产生高空气离子浓度的区域，使高浓度的颗粒在电场中饱和荷电。

本发明的极板采用多孔金属作为正极接地，一方面利用多孔金属的导体特性，与钨针形成不均匀电场，颗粒在此电场中荷电；另一方面利用多孔金属的结构特性，从外部引入气流通过极板侧向进气，可以有效抑制颗粒在电场作用下或者通过扩散向极板运动和沉积，也可以反吹已沉积在极板上的颗粒，同时极板可以过滤颗粒，防止颗粒向外逸出。该侧向进气气流可选择为连续性进气，也可以选择为间歇性进气。

1.当选择连续进气方式时，该侧向进气气流方向与荷电颗粒向极板运动的方向相反，可有效抑制颗粒向极板的运动，减少颗粒在极板上的沉积量，提高荷电效率，减少颗粒损失。

2.当选择间歇性进气方式时，在不通入侧向气流的时刻，多孔金属材料在充当极板的同时有拦截颗粒、防止颗粒向外逃逸的作用，在通入侧向气流的时刻，由于极板内壁不规则的结构，空气在内壁表面形成湍流旋涡(如图2所示)，加上气流的反吹作用，可以促使已沉积在极板上的颗粒脱落，更新极板表面，改善放电条件，提高荷电效率。

本发明中侧向气流是通过极板与绝缘外壳之间的环隙向极板内侧吹入，气流流量可调节，因极板材料结构均匀，侧向进气气流在极板上的分布均匀，有利于整个极板的防细颗粒沉积。

本发明通过更换内套筒，可以安装不同长度的极板。放电针的相对位置也可以调节。前者可以实现颗粒在电晕电场中不同停留时间，后者可以实现不同电场的分布。两者的配合可以实现不同浓度和粒径的颗粒在本发明装置中达到饱和荷电。

下面结合附图，对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，含尘颗粒浓度为5克/每立方米，平均粒径1.64微米。钨针放电电压为-10千伏，关闭侧向进气口，测量荷电颗粒的穿透率为33％，颗粒平均荷电量为2.85×10^-16库。打开侧向进气口，调节含尘气流流量与侧向进气流量为1∶1，以保证含尘颗粒浓度仍为5克/每立方米。钨针放电电压为-10千伏，测到得荷电颗粒穿透率为82％，颗粒平均荷电量为3.27×10^-16库。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种荷电装置，其特征是该装置包括上盖（1）、放电针（2）、内套筒（3）、极板（4）、第一电极固定片（5）、第二电极固定片（6）、第一O型密封圈（7）、第二O型密封圈（8）、绝缘外壳（9）、下盖（10）和导线（11）；

所述上盖（1）和下盖（10）分别固定在绝缘外壳（9）上；内套筒（3）和上盖（1）固定，并置于绝缘外壳（9）内，且内套筒（3）的外径小于绝缘外壳（9）的内径；第一电极固定片（5）和第二电极固定片（6）分别固定在内套筒（3）的上部和下部；极板（4）固定在内套筒（3）和下盖（10）之间；第一O型密封圈（7）将极板（4）和内套筒（3）密封；第二O型密封圈（8）将极板（4）和下盖（10）密封；放电针（2）通过第一电极固定片（5）和第二电极固定片（6）定位在由上盖（1）、内套筒（3）和极板（4）组成的空间内；上盖（1）和下盖（10）上分别有与放电针（2）对应的气孔；导线（11）和放电针（2）连接，并通过上盖（1）上对应于放电针（2）的气孔引出；由内套筒（3）和绝缘外壳（9）组成的环隙在上盖（1）的对应位置有若干气孔；

所述极板（4）接地。

2.根据权利要求1所述的一种荷电装置，其特征是所述放电针（2）为钨针。

3.根据权利要求1所述的一种荷电装置，其特征是所述绝缘外壳（9）为树脂。

4.根据权利要求1所述的一种荷电装置，其特征是所述极板（4）为多孔金属。

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