CN106115627B - 一种机柜式板式臭氧发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机柜式板式臭氧发生器，包括：弱电控制机柜、强电控制机柜、高频电源箱机柜及臭氧放电室机柜；所述强电控制机柜分别与所述弱电控制机柜、高频电源箱机柜连接，所述臭氧放电室机柜分别与所述弱电控制机柜、高频电源箱机柜连接。实现了安全稳定的产生臭氧气体，具备安全性高；稳定性、可靠性好；运行成本低，能耗少；臭氧产量高；臭氧产量不衰减；体积小（占地空间仅为传统设备的70%）、操作简便、易维护；方便运输、安装等优点。

Description

一种机柜式板式臭氧发生器

技术领域

本发明涉及高级氧化装置的应用领域，尤其涉及一种机柜式板式臭氧发生器。

背景技术

随着对环境治理的重视，高级氧化技术在污水治理，烟气脱硫脱硝中都有良好的效果，尤其在污水和自来水的处理大量用到了高级氧化技术。而目前高级氧化技术最多的是用在污水和自来水处理中，水处理工艺需要进行三级处理，一级处理是物理处理，也就是采用沉淀、吸附、过滤等方法对难溶物进行处理。二级处理是生化处理，利用生物的好氧特性和厌氧特性对污水进行处理。但是这样处理的污水还是达不到排放标准，所以要对污水进行三级深度处理，三级处理的方法有高级氧化技术、反渗透法、膜处理等。而高级氧化是现在应用最多的方法，臭氧净化污水又是高级氧化中被广泛使用的方法。

臭氧作为一种高级氧化气体是一种很强的杀菌剂，分解会成氧气，无二次污染，是绿色的理想气体。

随着国家对环境治理的重视，臭氧的氧化作为高级氧化技术中的一种，具有效果好，易制备的优点，而被大量的用于污水的三级处理中。此外，臭氧对于漂白、脱色、脱硫脱硝也是能达到十分理想的效果，所以需要大量的臭氧来满足市场的需要。臭氧是一种化学性质极不稳定的高级氧化气体，在常温下，15-30分钟就会完全分解，所以不能长期储存。

目前国内外市场上总的来分有两种类型的臭氧发生器，即板式和管式。管式臭氧发生器已经历经了很长的历史，是以前臭氧发生器产品中被广泛使用的，但随着技术的进步和市场的需要，板式臭氧发生器有了更好的应用前景，板式臭氧发生器显得更加成熟和稳定。

现有技术中的板式臭氧发生器，安全性和稳定性存在一定的问题，同时，臭氧产量不稳定，成本较高，操作和安装较复杂，亟需要一种新的简单易用、安全稳定的臭氧发生装置。

发明内容

本发明实施例期望提供一种机柜式板式臭氧发生器，能够解决现有技术中的板式臭氧发生器存在的安全性和稳定性不足的问题，同时，臭氧产量稳定，操作简单易用。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

一种机柜式板式臭氧发生器，包括：弱电控制机柜、强电控制机柜、高频电源箱机柜及臭氧放电室机柜；所述强电控制机柜分别与所述弱电控制机柜、高频电源箱机柜连接，所述臭氧放电室机柜分别与所述弱电控制机柜、高频电源箱机柜连接；

所述强电控制机柜接入电源，通过控制电路分别接到弱电控制机柜和高频电源箱机柜，高频电源箱机柜通过整流、变频、升压之后送到所述臭氧放电室机柜；所述弱电控制机柜通过传感器获取高频电源箱机柜和臭氧放电室机柜的监控和处理数据，实时显示。

还包括：

与所述臭氧放电室机柜连接的气路管道；

所述气路管道进气是高纯度的氧气，经过所述臭氧放电室机柜，生成臭氧通往投加装置。

还包括：

与所述臭氧放电室机柜连接的冷却水管道；

所述冷却水管道中，低温水从冷却水进水管道进入所述臭氧放电室机柜，与所述臭氧放电室机柜中的高温气体进行热交换，热交换后的高温冷却水从冷却水出水管道流出。

所述冷却水管道或气路管道的材质为304不锈钢材质，且表面喷塑处理。

所述高频电源箱机柜包括：

用于提供高频电流的高频电源和所述高频电流升压的变压器；所述高频电源能够产生8000—10000Hz的频率高频电流；所述变压器能够提供3000—4000V电压。

所述弱电控制机柜包括：

用于对水温、水压、流量，氧气压力，臭氧浓度、压力，电流、电压实时监控并故障报警的反馈系统。

所述弱电控制机柜包括：

用于显示所述反馈系统监控的水温、水压、流量，氧气压力，臭氧浓度、压力，电流、电压信息的显示屏。

本发明实施例所提供的机柜式板式臭氧发生器，利用模块化的设计，通过弱电控制机柜、强电控制机柜、高频电源箱机柜及臭氧放电室机柜的分别设置和根据需要组合，实现了安全稳定的产生臭氧气体，具备安全性高；稳定性、可靠性好；运行成本低，能耗少；臭氧产量高；臭氧产量不衰减；体积小（占地空间仅为传统设备的70%）、操作简便、易维护；方便运输、安装等优点。

附图说明

图1为本发明实施例提供的机柜式板式臭氧发生器结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的控制原理图；

图3为本发明一个实施例提供的工作过程示意图；

图4为高频电源箱和PLC的主电路图；

图5为本发明一个实施例提供的管路结构图。

图中：1、弱电控制机柜；2、显示屏；3、强电控制机柜；4、高频电源箱机柜；5、臭氧放电室机柜；6、PLC；7、高频电源箱；8、冷却水进水管路；9、冷却水出水管路；10、气路管道。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例和技术方案，下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的机柜式板式臭氧发生器结构示意图，其中，包括弱电控制机柜1、强电控制机柜3、高频电源箱机柜4及臭氧放电室机柜5；所述强电控制机柜3分别与所述弱电控制机柜1、高频电源箱机柜4连接，所述臭氧放电室机柜5分别与所述弱电控制机柜1、高频电源箱机柜4连接；

所述强电控制机柜3接入电源，通过控制电路分别接到弱电控制机柜1和高频电源箱机柜4，高频电源箱机柜4通过整流、变频、升压之后将所属电流送到所述臭氧放电室机柜5；所述弱电控制机柜1通过传感器获取高频电源箱机柜4和臭氧放电室机柜5的监控和处理数据，实时显示。

进一步的，上述的弱电控制机柜1上设置有显示屏2，连接反馈系统。反馈系统用于对水温、水压、流量，氧气压力，臭氧浓度、压力，电流、电压实时监控并故障报警。报警信息通过显示屏2进行显示。

与所述臭氧放电室机柜5连接有气路管道10；

所述气路管道10进气是高纯度的氧气，经过所述臭氧放电室机柜5，生成臭氧通往投加装置。

与所述臭氧放电室机柜5连接的冷却水管道8、9；

所述冷却水管道8、9中，低温冷却水从冷却水进水管道8进入所述臭氧放电室机柜5，与所述臭氧放电室机柜5中的高温气体进行热交换，热交换后的高温水从冷却水出水管道9流出。

所述冷却水管道和气路管道的材质为304不锈钢材质，可防止臭氧对管路的氧化，且表面喷塑处理。颜色为RAL7035。

所述高频电源箱机柜4包括：用于提供高频电流的高频电源和所述高频电流升压的变压器；所述高频电源能够产生8000—10000Hz的频率高频电流；所述变压器能够提供3000—4000V电压。

图2为本发明的一个实施例的控制原理图，其中，PLC控制器控制着高频电源箱，并进行信号的传输与控制。PLC控制器通过传感器进行数据的采集和处理。PLC控制器控制水温、水压、流量，氧气压力，臭氧浓度、压力，电流、电压等，并进而供给臭氧发生器。同时，所有的信息显示和操作均通过触摸屏（显示屏）进行显示和控制。高频电源箱将高频电流经过变压器提供高频高压的电力给臭氧发生器。

具体来说，将臭氧发生器的主控空开拨到开位置，然后再将15个单元空开打到开的位置，臭氧发生器已经供电。再打开5个控制空开，弱电控制机柜1、水泵、空调等已经供电。这时候氧气通过气路管道10进入臭氧发生器在放电间隙中的高压高频条件下生成臭氧从臭氧出口（管道后面）输出。同时冷却水从冷却水进水管道8进入，给臭氧发生器冷却之后从冷却水出水管道9出去和外循环水进行能量交换。这样就实现了装置的整个工作工程。

图3为本发明的一个实施例的工作原理图，其中，控制系统通过高频电源和变压器提供高频高压的电力给臭氧发生器，同时提供冷却系统。气源通过过滤器之后，氧气进入臭氧发生器，在高压电流放电下，产生臭氧，并输出。

具体来说，本发明实施例的控制过程是：将交流380V电接到强电控制机柜3里，强电控制机柜3通过电气元件断路器、接触器、热继电器等实现保护，通过强电控制机柜3的控制电路分别接到弱电控制柜1和高频电源箱机柜4，高频电源箱机柜4通过整流、变频、升压之后接到变压器,变压器升压到3000-4000V之后送到臭氧发生器机柜5。同时弱电控制机柜1把线接到高频电源箱机柜5和各种传感器上监控和处理数据，将实时数据输出到触摸屏3上，如果出现故障就会报警，方便工作人员及时处理。这样就实现了自动化控制及运行。

图4为本发明的一个实施例中高频电源箱和PLC的主电路图。应该说明，本发明高频电源箱和PLC模块的实现方式是多样的，此处仅作为示例性说明给出一种实现方式，本发明并不限定具体的高频电源箱和PLC的实现方式。

图5为本发明的一个实施例中具体管路结构示意图，其中可见冷却水进水管路8、冷却水出水管路9、气路管道10的具体位置。

本发明实施例提供一种能使臭氧现制现用并大量产生的装置，机柜式板式臭氧发生器在PLC的控制下，需要对水温、水压、流量，氧气压力，臭氧浓度、压力，变频器的电流、电压等实时监控并故障报警，PLC与触摸屏（显示屏）组态，实时将报警信号显示在触摸屏上，方便现场人员及时解决。强电控制机柜通过断路器、接触器、中间继电器、热继电器等电气元件的控制和保护作用，可使装置安全稳定的运行。高频电源箱其实质是变频器，通过整流桥、IGBT、驱动板、CPU的协同作用，再经过前面所涉及的变压器来实现高频高压的输出，为臭氧的制备提供动力输出。

臭氧放电室是利用介质放电法，使氧气在高压高频的气隙里面反应生成臭氧，并用水来实现臭氧发生器的冷却，防止生成的臭氧因温度太高而分解，另外模块化的设计可以根据要求来组装，不同臭氧产量可通过模块化集成方式实现。

本发明涉及的管路包括水管路和气管路，并在管路中安装温度、压力和流量传感器，与PLC实现实时监控和信号传输。管路设计合理节省空间、灵活易动方便拆卸，在不同空间中可灵活运用。

进一步来说，本发明实施例采用了机柜式设计，包括弱电控制机柜、强电控制机柜、高频电源箱机柜及臭氧放电室机柜，柜体采用前后开门设计，根据不同的柜子设计不同的结构，分为一体化空间和上、中、下三层空间的设计，空间搭配上设计合理；本设计综合了机械、结构、电气等学科的配合；控制系统与触摸屏组态，实现信号传输并实时监控。全系统的高度结合实现自动化，通过合理的安装排序，使全系统安全高效稳定的运行。通过反馈系统可清晰了解实时数据，安全快捷，同时全系统设置报警装置，系统出现故障时，可及时了解并切尽快解决，避免造成更大损失。采用国内外高精尖技术，可连续工作，臭氧发生浓度高，能耗低，安全稳定。本系统控制和检测过程集成化程度高、使得控制电路、高频电源、臭氧发生器在不同的机柜里，互不影响、协调统一的工作。包括高频电源：给放电室提供高频；臭氧放电室：使通入的氧气在高压高频气隙反应生成臭氧；变压器：将通入的电压经过变压器升压接入臭氧发生器；气路：进气是高纯度的氧气，经过放电室，生成臭氧从出气管通往投加装置；水路：一定温度的水从进水管路进入放电室带走放电室的温度，从出水管路流出。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种机柜式板式臭氧发生器，其特征在于，包括：

弱电控制机柜、强电控制机柜、高频电源箱机柜及臭氧放电室机柜；所述强电控制机柜分别与所述弱电控制机柜、高频电源箱机柜连接，所述臭氧放电室机柜分别与所述弱电控制机柜、高频电源箱机柜连接；

所述强电控制机柜接入电源，通过控制电路分别接到弱电控制机柜和高频电源箱机柜，高频电源箱机柜通过整流、变频、升压之后送到所述臭氧放电室机柜；所述弱电控制机柜通过传感器获取高频电源箱机柜和臭氧放电室机柜的监控和处理数据，实时显示；所述弱电控制机柜包括：用于对水温、水压、流量，氧气压力，臭氧浓度、压力，电流、电压实时监控并故障报警的反馈系统；

还包括与所述臭氧放电室机柜连接的冷却水管道，所述冷却水管道中，低温水从冷却水进水管道进入所述臭氧放电室机柜，与所述臭氧放电室机柜中的高温气体进行热交换，热交换后的高温冷却水从冷却水出水管道流出，所述臭氧放电室机柜内的冷却水进水管道位于所述臭氧放电室机柜内上方，所述臭氧放电室机柜内的冷却水出水管道位于所述臭氧放电室机柜内下方，所述臭氧放电室及柜内的冷却水进水管道和冷却水出水管道之间分布若干支管。

2.根据权利要求1所述的机柜式板式臭氧发生器，其特征在于，还包括：

与所述臭氧放电室机柜连接的气路管道；

所述气路管道进气是高纯度的氧气，经过所述臭氧放电室机柜，生成臭氧通往投加装置。

3.如权利要求1和2任一所述的机柜式板式臭氧发生器，其特征在于，所述冷却水管道或气路管道的材质为304不锈钢材质，且表面喷塑处理。

4.根据权利要求1所述的机柜式板式臭氧发生器，其特征在于，所述高频电源箱机柜包括：

用于提供高频电流的高频电源和所述高频电流升压的变压器；所述高频电源能够产生8000—10000Hz的频率高频电流；所述变压器能够提供3000—4000V电压。

5.根据权利要求1所述的机柜式板式臭氧发生器，其特征在于，所述弱电控制机柜包括：

用于显示所述反馈系统监控的水温、水压、流量，氧气压力，臭氧浓度、压力，电流、电压信息的显示屏。

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