CN104174503A - 一种新型dep电极结构、形成的电极板和电极阵列 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种新型DEP电极结构、其形成的电极板和电极阵列，该电极结构包括阳极和阴极，第一阳极面与第一阴极面相对设置，第一阳极面上还包括至少一个阳极突出部，阳极突出部由相互垂直或者接近垂直的阳极引出部与阳极扩展部组成，阳极突出部两侧为阳极空隔区；第一阴极面上还包括至少一个阴极突出部，阴极突出部由相互垂直或者接近垂直的阴极引出部与阴极扩展部组成，阴极突出部两侧为阴极空隔区；阳极突出部深入到与其相对的阴极空隔区内且与阴极突出部不相接触，阴极突出部深入到与其相对的阳极空隔区内且与阳极突出部不相接触。本发明通过设置阳极和阴极的结构，提高了粒子在电场中受到的电泳力，对可入肺的颗粒物进行有效滤除。

Description

一种新型DEP电极结构、形成的电极板和电极阵列

技术领域

本发明属于物质净化、分离技术领域，涉及一种能够净化分离气体、固体或者液体的装置，具体涉及一种新型DEP电极结构、及其形成的电极板和电极阵列。

背景技术

随着社会经济的发展，一方面化石能源的消耗及其污染物排放量不断升高，另一方面，为了更舒适健康地生活，人们对环境清洁度要求越来越高。为了应对高污染带来的环境问题，国家对向空气、水和土壤中的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，对于小颗粒，特别是可吸入的颗粒物(粒径直径在0-5um)，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DEP电极结构、及其形成的电极板和电极阵列，能够对颗粒物进行分离，在除尘领域，能够对微颗粒，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DEP电极结构，其包括阳极和阴极，所述阳极具有背对设置的第一阳极面和第二阳极面，所述阴极具有背对设置的第一阴极面和第二阴极面，所述第一阳极面与第一阴极面相对设置，所述第一阳极面上还包括至少一个阳极突出部，所述阳极突出部由相互垂直或者接近垂直的阳极引出部与阳极扩展部组成，阳极扩展部在与阳极引出部垂直方向上的尺寸大于与其相连的阳极引出部在该方向上的尺寸，阳极突出部两侧为阳极空隔区；所述第一阴极面上还包括至少一个阴极突出部，所述阴极突出部由相互垂直或者接近垂直的阴极引出部与阴极扩展部组成，阴极扩展部在与阴极引出部垂直方向上的尺寸大于与其相连的阴极引出部在该方向上的尺寸，阴极突出部两侧为阴极空隔区；所述阳极突出部深入到与其相对的阴极空隔区内且与阴极突出部不相接触，所述阴极突出部深入到与其相对的阳极空隔区内且与阳极突出部不相接触。

本发明的阳极和阴极结构，提高了粒子在电场中受到的电泳力，提高了分离效率，在除尘技术领域，能够对微颗粒，特别是可吸入的颗粒物进行有效滤除。

优选地，所述阳极突出部在阳极第一表面周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布；或者所述阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布。

多种造型为制备提供了多种选择。

优选地，所述阳极突出部在第一阳极面的分布周期与阴极突出部在第一阴极面的分布周期相同。

从而降低结构的复杂度，更易制备。

优选地，所述阳极引出部为长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连后移动形成的几何体；所述阴极引出部为长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连后移动形成的几何体。

优选地，所述阳极导电扩展部为长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连后移动形成的几何体；所述阴极引出部为长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连后移动形成的几何体。

多种造型为制备提供了多种选择。

优选地，所述阳极具有第二阳极面，所述第二阳极面与所述第一阳极面形状相同或不同，所述第二阳极面与所述第一阳极面对称或者不对称。

优选地，所述阴极具有第二阴极面，所述第二阴极面与所述第一阴极面形状相同或不同，所述第二阴极面与所述第一阴极面对称或者不对称。

优选地，所述阳极扩展部沿垂直于阳极引出部的方向的最大尺寸为L1，所述阴极扩展伸部沿垂直于阴极引出部的方向的最大尺寸为L2，所述阳极扩展部与阴极的距离大于0且小于等于10*L3，所述L1为正数，所述L2为正数，所述L3为L1和L2中的较大者，所述L1＝m*L2，所述m为正数。

从而使过滤面积更大，提高过滤效率，扩展使用范围。

本发明还提供了一种电极板，该电极板由本发明所述的新型DEP电极结构形成，电极板包括交错布置的阳极部分和阴极部分，所述阳极部分由本发明所述的阳极周期性分布形成，所述阴极部分由本发明所述的阴极周期性分布形成，所述阳极部分和阴极部分依次设置于绝缘支撑板的一个表面或者上、下两个表面，所述绝缘支撑板为板状，弧面或空心柱面。

优选地，所述阳极部分和阴极部分的尺寸相同。

从而使过滤面积更大，提高分离效率。

本发明还提供了一种电极阵列，所述电极阵列由M组本发明所述的电极板周期性分布形成，所述电极板的阳极部分并联接入电源正极，所述电极板的阴极部分并联接入电源负极，所述M为大于1的正整数。

本发明还提供了一种电极板，包括导体支撑板及在所述导体支撑板的一面或者两面周期性分布的电极，所述电极为本发明所述的阳极或者本发明所述的阴极。本发明还提供了一种电极阵列，所述电极阵列由M块本段落中所述的电极板周期性分布形成，从一侧开始，所述电极阵列中的第奇数块电极板连接电源一极，所述电极阵列中的第偶数块电极板连接电源另一极，所述M为大于1的正整数。

采用电极板结构，增大了有效分离面积，当需要分离物质的量增大时，提高了分离效率。采用电极阵列使过滤面积更大，提高过滤效率，扩展使用范围。

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是本发明电极结构的示意图。

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DEP电极结构，如图1所示，其包括阳极1和阴极2，其中，阳极1具有背对设置的第一阳极面11和第二阳极面12，在本实施方式中，选定参考坐标线的正方向，背对设置是指一个面的法线方向指向坐标线的正方向，另一个面的法线方向指向坐标线的负方向。同样，阴极2具有背对设置的第一阴极面21和第二阴极面22。如图1所示，第一阳极面11与第一阴极面21相对设置。

第一阳极面11上还包括至少一个阳极突出部，该阳极突出部由相互垂直或者接近垂直的阳极引出部13与阳极扩展部14组成，在本实施方式中，接近垂直是由于制备工艺存在误差而导致。阳极扩展部14在与阳极引出部13垂直方向上的尺寸L1大于与其相连的阳极引出部13在该方向上的尺寸P1，阳极突出部两侧为阳极空隔区，当阳极突出部多于两个时，相邻两阳极突出部之间为阳极空隔区。

第一阴极面21上还包括至少一个阴极突出部，该阴极突出部由相互垂直或者接近垂直的阴极引出部23与阴极扩展部24组成，阴极扩展部24在与阴极引出部23垂直方向上的尺寸大于与其相连的阴极引出部23在该方向上的尺寸，阴极突出部两侧为阳极空隔区，当阴极突出部多于两个时，相邻两阴极突出部之间为阴极空隔区。

在本实施方式中，阳极突出部深入到与其相对的阴极空隔区内且与阴极突出部不相接触，阴极突出部深入到与其相对的阳极空隔区内且与阳极突出部不相接触。

本发明的阳极和阴极的结构，提高了粒子在电场中受到的电泳力，能够对可入肺的颗粒物进行有效滤除。

本发明中阳极突出部在阳极第一表面周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布。在本实施方式中，阳极突出部在第一阳极面周期性分布。阴极突出部在第一阴极面周期性分布。在本发明的一个更加优选的实施方式中，阳极突出部在第一阳极面的分布周期与阴极突出部在第一阴极面的分布周期相同。从而降低结构的复杂度，更易制备。

在本实施方式中，阳极引出部13可以为任意造型，具体可以为但不限于长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连形成的面移动形成的几何体。阴极引出部23也可以为任意造型，具体可以为但不限于为长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连形成的面移动形成的几何体。

在本实施方式中，阳极扩展部14可以为任意造型，具体可以为但不限于长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连形成的面移动形成的几何体。阴极扩展部24为长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连形成的面移动形成的几何体。多种造型为制备提供了多种选择。

在本发明中，和/或是指可以采用“和”的方式组合，也可以采用“或”的方式组合，例如“有限条直线段和/或曲线段首尾相连”是指有限条直线段首尾相连，有限条曲线段首尾相连，或者有限条直线段和有限条曲线段首尾相连。

在本实施方式中，阳极具有第二阳极面12，第二阳极面12与第一阳极面11形状相同或不相同，优选采用相同的结构，第二阳极面12与第一阳极面11对称或者不对称，优选采用对称设计。

阴极具有第二阴极面22，第二阴极面22与第一阴极面21形状相同或不相同，优选采用相同的结构，第二阴极面22与第一阴极面21对称或者不对称，优选采用对称设计。

在本实施方式中，阳极扩展部14沿垂直于阳极引出部13的方向的最大尺寸L1，阴极延伸部24沿垂直于阴极引出部23的方向的最大尺寸L2，阳极扩展部14与阴极的距离大于0且小于等于10*L3，其中，L1为正数，L2为正数，L3为L1和L2中的较大者，L1＝m*L2，m为正数，L1和L2为微米至毫米量级。

在本发明的一种优选实施方式中，本发明还提供了一种电极板，该电极板由本发明所述的新型DEP电极结构形成，电极板包括交错布置的阳极部分和阴极部分，即“阳极部分-阴极部分-阳极部分-阴极部分”的布置形式，阳极部分由本发明的阳极周期性分布形成，阴极部分由本发明的阴极周期性分布形成，阳极部分和阴极部分依次设置于绝缘支撑板的一个表面或者上、下两个表面，绝缘支撑板为板状，弧面或空心柱面。

需要说明的是，本实施方式中，绝缘支撑板的一个表面或者上、下两个表面是指绝缘支撑板表面积最大的面处于水平位置时，朝上或朝下的面。

优选地，阳极部分和阴极部分的尺寸相同。从而使过滤面积更大，提高过滤效率。

在该实施方式中，本发明还提供了一种电极阵列，该电极阵列由M组本发明的电极板周期性分布形成，电极板的阳极部分并联接入电源正极，电极板的阴极部分并联接入电源负极，其中，M为大于1的正整数。

在本发明的另一种优选实施方式中，本发明还提供了另一种电极板，其包括导体支撑板及在导体支撑板的一面或者两面周期性分布的电极，电极为权利要求1所述的阳极或者权利要求1所述的阴极。根据本实施方式提供的电极板，本发明还提供了一种电极阵列，该电极阵列由M块本段中描述的电极板周期性分布形成，从一侧开始，电极阵列中的第奇数块电极板连接电源一极，电极阵列中的第偶数块电极板连接电源另一极，其中，M为大于1的正整数，即一块电极板为正极，另一块相邻电极板为负极，正极与负极交错分布。

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 (12)

1.一种新型DEP电极结构，其特征在于，包括阳极和阴极，所述阳极具有背对设置的第一阳极面和第二阳极面，所述阴极具有背对设置的第一阴极面和第二阴极面，所述第一阳极面与第一阴极面相对设置，所述第一阳极面上还包括至少一个阳极突出部，所述阳极突出部由相互垂直或者接近垂直的阳极引出部与阳极扩展部组成，阳极扩展部在与阳极引出部垂直方向上的尺寸大于与其相连的阳极引出部在该方向上的尺寸，阳极突出部两侧为阳极空隔区； 

所述第一阴极面上还包括至少一个阴极突出部，所述阴极突出部由相互垂直或者接近垂直的阴极引出部与阴极扩展部组成，阴极扩展部在与阴极引出部垂直方向上的尺寸大于与其相连的阴极引出部在该方向上的尺寸，阴极突出部两侧为阴极空隔区； 

所述阳极突出部深入到与其相对的阴极空隔区内且与阴极突出部不相接触，所述阴极突出部深入到与其相对的阳极空隔区内且与阳极突出部不相接触。 

2.如权利要求1所述的新型DEP电极结构，其特征在于，所述阳极突出部在阳极第一表面周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布；或者所述阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布而阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面周期性分布；或者阳极突出部在阳极第一表面非周期性分布并且阴极突出部在阴极第一表面非周期性分布。 

3.如权利要求2所述的新型DEP电极结构，其特征在于，所述阳极突出部在第一阳极面的分布周期与阴极突出部在第一阴极面的分布周期相同。 

4.如权利要求1-3之一所述的新型DEP电极结构，其特征在于，所述阳极引出部为长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连后移动形成的几何体；所述阴极引出部为长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连后移动形成的几何体。 

5.如权利要求1-3之一所述的新型DEP电极结构，其特征在于，所述阳极导电扩展部为长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连后移动形成的几何体；所述阴极引出部为长方体，正方体，球体或椭球体，或是由有限条直线段和/或曲线段首尾相连后移动形成的几何体。 

6.如权利要求1-5之一所述的新型DEP电极结构，其特征在于，所述阳极具有第二阳极面，所述第二阳极面与所述第一阳极面形状相同或不同，所述第二阳极面与所述第一阳极面对称或者不对称； 

所述阴极具有第二阴极面，所述第二阴极面与所述第一阴极面形状相同或不同，所述第二阴极面与所述第一阴极面对称或者不对称。 

7.如权利要求1所述的新型DEP电极结构，其特征在于，所述阳极扩展部沿垂直于阳极引出部的方向的最大尺寸为L1，所述阴极扩展部沿垂直于阴极引出部的方向的最大尺寸为L2，所述阳极扩展部与阴极的距离大于0且小于等于10*L3，所述L1为正数，所述L2为正数，所述L3为L1和L2中的较大者，所述L1＝m*L2，所述m为正数。 

8.一种电极板，其特征在于，该电极板由权利要求1所述的新型DEP电极结构形成，电极板包括交错布置的阳极部分和阴极部分，所述阳极部分由权利要求1所述的阳极周期性分布形成，所述阴极部分由权利要求1所述的阴极周期性分布形成，所述阳极部分和阴极部分依次设置于绝缘支撑板的一个表面或者上、下两个表面，所述绝缘支撑板为板状，弧面或空心柱面。 

9.一种电极板，其特征在于，包括导体支撑板及在所述导体支撑板的一面或者两面周期性分布的电极，所述电极为权利要求1所述的阳极或者权利要求1所述的阴极。 

10.如权利要求8或9所述的电极阵列，其特征在于，所述阳极部分和阴极部分的尺寸相同。 

11.一种电极阵列，其特征在于，所述电极阵列由M组权利要求8所述的电极板周期性分布形成，所述电极板的阳极部分并联接入电源正极，所述电极板的阴极部分并联接入电源负极，所述M为大于1的正整数。 

12.一种电极阵列，其特征在于，所述电极阵列由M块权利要求9所述的电极板周期性分布形成，从一侧开始，所述电极阵列中的第奇数块电极板连接电源一极，所述电极阵列中的第偶数块电极板连接电源另一极，所述M为大于1的正整数。