CN104174500A - 新型高效的介电电泳电极结构及其形成的电极单元 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种新型高效的介电电泳电极结构及其形成的电极单元，该新型高效的介电电泳电极结构包括支撑架及缠绕在所述支撑架上的导体束，导体束中的导体外敷绝缘层，导体为柔性带状结构或导线，导体束由阳极导体和阴极导体交替排布形成，在缠绕时阳极导体与阴极导体无交叉，阳极导体与电源正极连接，阴极导体与电源负极连接。本发明的介电电泳电极结构能够产生不均匀电场，利用电泳力能够对小颗粒，特别是可入肺的颗粒物进行有效吸附。

Description

新型高效的介电电泳电极结构及其形成的电极单元
技术领域
本发明属于物质净化、分离技术领域，涉及一种能够净化气体、固体或者液体的装置，具体涉及一种新型高效的介电电泳电极结构及其形成的电极单元。
背景技术
PM2.5是小于2.5微米的颗粒，又称为可入肺颗粒，能够进入人体肺泡甚至血液系统中去，直接导致心血管病等疾病。PM2.5的比表面积较大，通常富集各种重金属元素，如As、Se、Pb、Cr等，以及PAHs、PCDD/Fs、VOCs等有机污染物，这些多为致癌物质和基因毒性诱变物质危害极大。已知的PM2.5健康影响包括增加重病及慢性病患者的死亡率。使呼吸系统及心脏系统疾病恶化，改变肺功能及结构，改变免疫结构等方面。2000年12月份英国专家研究结果还表明，大气中SO2、氮化物和CO等污染物的含量与人类日死亡率并没有紧密的联系，细颗粒物反而是导致人类死亡率上升的主要原因。
为了应对高污染带来的环境问题，国家对污染物排放浓度提出了越来越严格的要求。为了实现更低浓度的排放，企业需要性能更好的除尘设备。目前，针对空气中的粉尘颗粒，除尘设备有很多种，包括机械除尘器、电除尘器、湿式除尘器和过滤式除尘器。但是以上除尘器主要是对空气中较大的粉尘进行处理，对于微小的颗粒物，特别是可吸入的颗粒物，现有的除尘设备除尘效果不佳，使用这样的除尘设备，为社会公众的健康安全埋下了隐患。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种新型高效的介电电泳电极结构及其形成的电极单元，能够对为颗粒物进行分离，在除尘领域，能够对颗粒物，特别是可吸入的颗粒物进行有效滤除。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种新型高效的介电电泳电极结构，其包括支撑架及缠绕在所述支撑架上的导体束，所述导体束中的导体外敷绝缘层，所述导体为柔性带状结构或导线，所述导体束由阳极导体和阴极导体交替排布形成，在缠绕时所述阳极导体与阴极导体无交叉，所述阳极导体与电源正极连接，阴极导体与电源负极连接。
本发明的新型高效的介电电泳电极结构能够产生不均匀电场，利用电泳力能够对小颗粒，特别是可入肺的颗粒物进行有效吸附。
优选地，所述支撑架为柱面结构，其材料为导体。
优选地，所述支撑架为圆筒状结构，其材料为导体。
优选地，所述支撑架为镂空网格结构。
本发明还提供了一种介电电泳电极单元，其包括具有进气口和出气口的壳体，在所述壳体内设置有连接机构，所述连接机构可拆卸地连接M块本发明的介电电泳电极结构，所述M为正整数，所述M块介电电泳电极结构的排布方向与进气方向平行或大致平行，所述介电电泳电极结构之间不相接触，所述M块介电电泳电极结构形成同心的空心筒形，相邻介电电泳电极结构之间为流体流通通道。
本发明介电电泳电极单元在流体流通通道中形成不均匀电场，利用电泳力能够对小颗粒，特别是可入肺的颗粒物进行有效吸附。
优选地，所述连接机构与进气方向垂直，所述连接机构上具有通孔，所述连接机构上设置有同心环状分布的卡槽，每一个环上分布有断续的至少两个卡槽，所述卡槽卡接所述M块介电电泳电极结构的支撑架。
从而使多块介电电泳电极结构牢固安装在壳体内，共同实现净化作用。
优选地，所述壳体上还具有清灰口，所述清灰口所在的平面垂直或大致垂直于DEP净化电极板的出气方向，所述清灰口通过阀门控制关闭与开启。实现积聚灰尘的清除。
优选地，进气口通过螺纹或卡扣与进气通道连接，所述出气口通过螺纹或卡扣与出气通道连接，从而实现与气流通道相连。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明新型高效的介电电泳电极结构的示意图；
图2是本发明一种优选实施方式中M块介电电泳电极结的示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供了一种新型高效的介电电泳电极结构，如图1所示，其包括支撑架1及缠绕在该支撑架1上的导体束2，该导体束2中的导体外敷绝缘层，导体为柔性带状结构或导线，导体束2由阳极导体3和阴极导体4交替排布形成，在缠绕时阳极导体3与阴极导体4无交叉，阳极导体3与电源正极连接，阴极导体4与电源负极连接。
在本实施方式中，支撑架为任何中空且带有入口和出口的结构，优选采用的支撑架为柱面结构，可以采用准线为多边形或者圆形、椭圆形的形状，更加优选地，支撑架为圆筒状结构，其材料为导体。在本发明另外的优选实施方式中，支撑架为镂空网格结构，节省资源且不会削弱电场强度。
在本实施方式中，导体束2中可以为只有一条阳极导体3和一条阴极导体4，也可以由m条阳极导体3和m条阴极导体4，阳极导体3和阴极导体4交替排布。
通过调整输入电压的频率和幅值，本发明的新型高效的介电电泳电极结构能够产生不均匀电场，利用电泳力能够对小颗粒，特别是可入肺的颗粒物进行有效吸附。
本发明还提供了一种介电电泳电极单元，其包括具有进气口和出气口的壳体，在壳体内设置有连接机构，连接机构可拆卸地连接M块本发明的介电电泳电极结构，M为正整数，如图2所示，M块介电电泳电极结构5的排布方向与进气方向平行或大致平行，介电电泳电极结构5之间不相接触，M块介电电泳电极结构5形成同心套接在一起的空心筒形，相邻介电电泳电极结构之间为流体流通通道6。
在本实施方式中，连接机构为支撑架，可拆卸地固定于壳体上，连接机构与进气方向垂直，连接机构上具有通孔，连接机构上设置有同心环状分布的卡槽，每一个环上分布有断续的至少两个卡槽，卡槽卡接M块介电电泳电极结构的支撑架。从而使多块介电电泳电极结构牢固安装在壳体内，共同实现净化作用。
本发明壳体上还具有清灰口，清灰口所在的平面垂直或大致垂直于DEP净化电极板的出气方向，清灰口通过阀门控制关闭与开启。实现积聚灰尘的清除。
在本实施方式中，除尘单元的进气口通过螺纹或卡扣与进气通道连接，其出气口通过螺纹或卡扣与出气通道连接，从而实现与气流通道相连。
本发明介电电泳电极单元在流体流通通道中形成不均匀电场，利用电泳力能够对小颗粒，特别是可入肺的颗粒物进行有效吸附。
在本实施方式中，导线的尺寸以及导线之间间隔的尺寸取决于相应电极结构具体的应用环境和应用目的，捕捉颗粒物的直径与导线的直径以及导线之间间隔的尺寸正相关，当用于捕捉微纳米级颗粒物时，导线的尺寸以及导线之间间隔的尺寸应为微米级至毫米级范围。
需要说明的是，本发明中没有对电源正极和电源负极的电压幅值和频率进行限定，具体可以采用现有技术中介电电泳通常采用的幅值和频率的选择方法进行选择，在此不做过多赘述。
还需要说明的是，本发明的背景技术中虽然只提到了气体除尘，但是本领域技术人员不能理解为这是对本发明的限制，在其他技术领域，例如生物分离领域，液体中的重金属分离技术，以及土壤净化领域，只要采用与本发明相同或明显变形的电极结构，仍在本发明的保护范围之内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种新型高效的介电电泳电极结构，其特征在于，包括支撑架及缠绕在所述支撑架上的导体束，所述导体束中的导体外敷绝缘层，所述导体为柔性带状结构或导线，所述导体束由阳极导体和阴极导体交替排布形成，在缠绕时所述阳极导体与阴极导体无交叉，所述阳极导体与电源正极连接，阴极导体与电源负极连接。
2.如权利要求1所述的新型高效的介电电泳电极结构，其特征在于，所述支撑架为柱面结构，其材料为导体。
3.如权利要求2所述的新型高效的介电电泳电极结构，其特征在于，所述支撑架为圆筒状结构，其材料为导体。
4.如权利要求2或3所述的新型高效的介电电泳电极结构，其特征在于，所述支撑架为镂空网格结构。
5.一种介电电泳电极单元，其特征在于，包括具有进气口和出气口的壳体，在所述壳体内设置有连接机构，所述连接机构可拆卸地连接M块权利要求1所述的介电电泳电极结构，所述M为正整数，所述M块介电电泳电极结构的排布方向与进气方向平行或大致平行，所述DEP介电电泳电极结构之间不相接触，所述M块介电电泳电极结构形成同心套接在一起的空心筒形，相邻介电电泳电极结构之间为流体流通通道。
6.如权利要求5所述的介电电泳电极单元，其特征在于，所述连接机构与进气方向垂直，所述连接机构上具有通孔，所述连接机构上设置有同心环状分布的卡槽，每一个环上分布有断续的至少两个卡槽，所述卡槽卡接所述M块DEP净化电极板的支撑架。
7.如权利要求5所述的介电电泳电极单元，其特征在于，所述壳体上还具有清灰口，所述清灰口所在的平面垂直或大致垂直于DEP净化电极板的出气方向，所述清灰口通过阀门控制关闭与开启。
8.如权利要求5所述的介电电泳电极单元，其特征在于，所述进气口通过螺纹或卡扣与进气通道连接，所述出气口通过螺纹或卡扣与出气通道连接。
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