CN106686873B - 一种可拆卸的非热等离子反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及等离子反应器的技术领域，具体为一种可拆卸的非热等离子反应器，包括正电极和负电极，正电极设置在相邻两块负电极中间部位，正电极和负电极平行设置，负电极是铝板或不锈钢板制成，共计n+1块，还包括可拆卸连接的第一壳体和第二壳体，所述的正电极是由若干条阳极棒设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，共计n组，正电极设在第二壳体上，负电极按等距离平行排列设在第一壳体上，所述的负电极与第一壳体一体成型。本发明结构简单，实用性强。

Description

一种可拆卸的非热等离子反应器

技术领域

本发明涉及等离子反应器技术领域，具体为一种可拆卸的非热等离子反应器。

背景技术

现有的空气消毒净化器用的非热等离子体反应器主要是由正电极、负电极和外壳组成。正电极的结构有金属丝、锯齿状、尖针状或金属带几种。

但是，中国发明专利申请号为200910263798.8指出：构成非热等离子体反应器的放电正电极选用细金属丝所产生等离子体浓度虽然高，但是容易被烧断；为此，放电正电极大多选用不锈钢制成锯齿状或尖针状结构。虽然锯齿状或尖针状不容易被烧断，但是它们处于的尖端放电形成放电流注，在暗室中可以看到正电极与负电极之间有一条Φ0.2mm 左右的紫蓝光细线--这是空气中放电不均匀现象。在紫蓝光线附近等离子体浓度高，空气中的氧气和氮气容易被激活，生成臭氧及氮氧化物等不利因素；而离开紫蓝光线稍远处的等离子体浓度低，空气消毒净化效果就差。同时，中国发明专利申请号为200910263798.8提出：金属带——板结构反应器，包括正电极、负电极和金属制成的外壳，正电极设置在相邻两块负电极中间部位，正电极和负电极顺气流方向设置，负电极的两边固定在外壳上；所述的正电极是由若干条耐氧化的金属带设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，共计n 组，n 为50 以内整数，所述的正电极是高电阻电热合金的镍铬金属带，或者是高电阻电热合金的铁铬铝材料的金属带；金属带宽度是1——2mm，厚度是0.05——0.2mm，虽然解决了上述技术问题，但是，经过研究表明，等离子反应器的正电极选用金属带在工作超过5个月后，第一，因本身厚度较薄容易局部变形弯曲，第二，被腐蚀性气体腐蚀，进而形成局部的锯齿状或尖针状结构，导致臭氧浓度和氮氧化物浓度升高，经过数据检测，已不符合GB/T18883-2002《室内空气质量标准》中关于空气臭氧量≤ 0.16mg/m3 的规定。

等离子体是由大量正、负带电粒子和中性粒子组成的、并表现出集体电场作用的、电荷整体呈准中性的气体云。等离子体对细菌细胞膜构成严重击穿和破坏；再是它能打开气体分子键，生成单原子分子、负氧离子、OH 离子和自由氧原子、H2O2 等自由基，具有极强的活化和氧化能力。它对细菌、病毒具有很强的杀伤力。它还能分解甲醛、苯、氡、氨气、一氧化碳、烟气、TVOC 等高分子有毒有机物，转化成低分子无毒无味的无机物，如炭、水等。内部设置的等离子体反应器含静电场，能吸附小至0.1um 粒径的颗粒物，进一步净化空气，因此，等离子体反应器中的正电极和负电极（铝板）会吸附大量的碳、水、颗粒物，至饱和状态时，它对细菌、病毒具有很强的杀伤力、打开气体分子键的能力将大大降低，甚至形同虚设，必须及时更换正电极和负电极，特别是负电极（即铝板），大量的颗粒物将被吸附在铝板上，更加容易造成臭氧浓度的升高，所有的负电极也是必须定期更换或者定期清洗。

同时，中国发明专利申请号为200910263782.7提出：每根正电极金属支架的上、下两端各设一个绝缘连接柱与外壳相对应的安装孔固定，由绝缘连接柱固定栓把绝缘连接柱紧固在外壳上；所述的负电极的上、下两端是固定在外壳内壁上，并作电连通。虽然，这样一来，若干条镍铬丝或镍铬金属带构成的正电极、阻止微放电导电轨和四根正电极金属支架与等离子体反应器外壳精密联成一体，而且绝缘性能良好。由于负电极的上、下两边也是固定在外壳内，这样整体安装时确保正电极置于相邻两个负电极中间部位，使放电均匀；还使等离子体反应器的整体结构牢固，正电极与负电极之间距离也保证恒定，但是，装配复杂、且更换其中的配件时，需将每根正电极、每块负电极、每根绝缘连接柱和每根阻止微放电导电轨悉数拆卸，后续清理或更换零件相当困难。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种拆装便捷、使用寿命长、结构简单的非热等离子反应器。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种可拆卸的非热等离子反应器，包括正电极和负电极，正电极设置在相邻两块负电极中间部位，正电极和负电极平行设置，负电极是铝板或不锈钢板制成，共计n+1块，还包括可拆卸连接的第一壳体和第二壳体，所述的正电极是由若干条阳极棒设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，共计n组，正电极设在第二壳体上，负电极按等距离平行排列设在第一壳体上，所述的负电极与第一壳体一体成型。

本发明进一步设置为，还包括金属板，所述的阳极棒一端设在金属板上，另一端与第一壳体留有空隙，金属板通过若干块绝缘物固定在第二壳体上。

本发明进一步设置为，所述的铝板或不锈钢板与金属板之间留有空隙。

本发明进一步设置为，所述的第二壳体两内侧设有与第一壳体两端适配的滑槽。

本发明进一步设置为，所述的阳极棒的直径为2-4mm。

本发明进一步设置为，所述的阳极棒的直径为3mm。

本发明进一步设置为，所述的绝缘物为陶瓷。

本发明进一步设置为，阳极棒组成成份及重量百分数如下：

铬：20-23%；

铁：0.02-1.0% ；

钛：0.05-0.15%；

银：0.1-0.2%；

钼：0.01-0.05%；

钇：0.02-0.05%；

铱：0.005-0.02%；

余量为镍。

本发明进一步设置为，阳极棒组成成份及重量百分数如下：

铬：22%；

铁：0.55%；

钛：0.09%；

银：0.16%；

钼：0.04%；

钇：0.03%；

铱：0.012%；

余量为镍。

对比现有技术的不足，本发明提供的技术方案所带来的有益效果：1.正电极是由若干条阳极棒设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，共计n 组，所述的阳极棒一端设在金属板上，另一端与第一壳体留有空隙，金属板通过若干块绝缘物固定在第二壳体上，并作电连通；负电极是铝板或不锈钢板制成，共计n+1块，负电极的一端与第一壳体一体成型，另一端与底板之间留有缝隙，并作电连通，通过绝缘物使金属板和第二壳体绝缘，通过上述设计，更换配件时，只需拆卸4块定位板，将第一壳体沿着滑槽的方向移出，此时，正、负电极完全分离，进而更换阳极棒或者与负电极一体成型的第一壳体，安装时，则反之，方便拆装，降低了工作难度，提高了工作效率。

2. 正电极通过添加钛来增加合金的强度，耐湿氯气腐蚀，添加钼来提高材料的耐高温能力，增加材料的弹性，提高抗腐蚀能力，添加钇来增加导电率提高材料的耐高温与酸性气体的耐腐蚀能力，增加材料的电离能力，进一步提高了抗变形、导电、电离的能力，进而提高了正电极的使用寿命，又因银具有杀菌消毒的特性，并增加导电率，添加钇来增加导电率，增加材料的电离能力，使反应器在短时间内达到工作目的，进而提高了工作效率。

附图说明

图1为传统等离子反应器的结构示意图。

图2为本发明实施例1的结构示意图。

图3为本发明实施例2的结构示意图。

图4为本发明的结构示意图。

图5为第一壳体和第二壳体可拆卸连接的结构示意图。

图6为正电机设在金属板上的结构示意图。

图7为第一壳体与阳极棒一体成型的结构示意图。

图8为第二壳体的结构示意图。

具体实施方式

参照图1-图8对本发明做进一步说明。

如图1所示：传统的非热等离子反应器，每根正电极11金属支架01的上、下两端各设一个绝缘连接柱02与外壳相对应的安装孔固定，由绝缘连接柱固定栓03把绝缘连接柱02紧固在外壳上；所述的负电极12的上、下两端是固定在外壳内壁上，若干条镍铬丝的正电极11的两端是固定在阻止微放电导电轨04上，阻止微放电导电轨04的两端设有圆孔，再对准与正交设置在反应器四周的四根圆螺杆制成的正电极11金属支架01穿孔而过，精密固定，并作电连通，这样一来，若干条镍铬丝或镍铬金属带构成的正电极11、阻止微放电导电轨04和四根正电极11金属支架01与等离子体反应器外壳精密联成一体如需更换负电极12，就需先拆卸挡在负电极12两侧的阻止微放电导电轨04和，而阻止微放电导电轨04是用来固定正电极11的两端的，那么正电极11势必将被卸下，正所谓，牵一发而动全身，而从新装配时，正、负电极12的定位需相当精准，稍有偏差将导致臭氧或者氮氧化物的产生，因此拆装较为不便，工作难度极大，不利于后期需要频繁拆装的维护。

实施例1

如图2、图5、图7、图8所示：一种可拆卸的非热等离子反应器，包括正电极11和负电极12，正电极11设置在相邻两块负电极12中间部位，正电极11和负电极12平行设置，负电极12是铝板或不锈钢板制成，共计n+1块，所述的正电极11是由若干条阳极棒111设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，共计n 组，还包括可拆卸连接的第一壳体1和第二壳体2，正电极11设在第二壳体2上，负电极12按等距离平行排列设在第一壳体1上，所述的负电极12与第一壳体1一体成型。

所述的第二壳体2两内侧设有与第一壳体1两端适配的滑槽001，第二壳体2包括底板21、设在底板21上的两侧板22，两侧板22为绝缘物，滑槽001分别设在两侧板22的内侧，第一壳体1的两端分别卡在滑槽上，两侧板22与第一壳体1分别通过4块定位板14固定。

正电极11是由若干条阳极棒111设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，共计n 组，阳极棒111的一端固定在底板21上，另一端与第一壳体1之间留有缝隙，并作电连通；负电极12是铝板或不锈钢板制成，共计n+1块，负电极12的一端与第一壳体1一体成型，另一端与底板21之间留有缝隙，并作电连通，通过绝缘物使第一壳体1和第二壳体2绝缘，通过上述设计，更换配件时，只需拆卸4块定位板14，将第一壳体1沿着滑槽001的方向移出，此时，正、负电极12完全分离，进而更换阳极棒111或者与负电极12一体成型的第一壳体1，安装时，则反之，方便拆装，降低了工作难度，提高了工作效率。

其中，所述的绝缘物为陶瓷、塑料等。

实施例2

如图3、图4、图5、图6、图7、图8所示：一种可拆卸的非热等离子反应器，包括正电极11和负电极12，正电极11设置在相邻两块负电极12中间部位，正电极11和负电极12平行设置，负电极12是铝板或不锈钢板制成，共计n+1块，所述的正电极11是由若干条阳极棒111设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，共计n 组，还包括可拆卸连接的第一壳体1和第二壳体2，正电极11设在第二壳体2上，负电极12按等距离平行排列设在第一壳体1上，所述的负电极12与第一壳体1一体成型。

所述的第二壳体2两内侧设有与第一壳体1两端适配的滑槽001，第二壳体2包括底板21、设在底板21上的两侧板22，两侧板22为绝缘物或金属板13，又或者第二壳体2一体成型的，滑槽001分别设在两侧板22的内侧，第一壳体1的两端分别卡在滑槽001上，两侧板22与第一壳体1分别通过4块定位板14固定。

正电极11是由若干条阳极棒111设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，共计n 组，所述的阳极棒111一端设在金属板13上，另一端与第一壳体1留有空隙，金属板13通过若干块绝缘物固定在第二壳体2上，并作电连通；负电极12是铝板或不锈钢板制成，共计n+1块，负电极12的一端与第一壳体1一体成型，另一端与底板21之间留有缝隙，并作电连通，通过绝缘物使金属板13和第二壳体2绝缘，通过上述设计，更换配件时，只需拆卸4块定位板14，将第一壳体1沿着滑槽001的方向移出，此时，正、负电极12完全分离，进而更换阳极棒111或者与负电极12一体成型的第一壳体1，安装时，则反之，方便拆装，降低了工作难度，提高了工作效率。

其中，所述的绝缘物为陶瓷、塑料等。

实施例3

本实施例与实施例1基本相同，唯一不同的是，所述的负电极12与第一壳体1可拆卸链接，第一从负电极12中抽出后，因各负电极12与第一壳体1可拆卸链接，还适用于更换单片负电极12（铝板）。

实施例4

本实施例与实施例2基本相同，唯一不同的是，所述的负电极12与第一壳体1可拆卸链接，第一从负电极12中抽出后，因各负电极12与第一壳体1可拆卸链接，还适用于更换单片负电极12（铝板）。

而传统的金属带或者金属丝，因其柔软特性，均需两端固定，导致需要其需要外物支撑，外物限制了负电极12（铝板）的移动，不便拆装，且金属带在工作过程中因其厚度有限，极容易产生局部变形，为了克服上述技术问题，特采用金属棒代替金属带或者金属丝，而阳极棒111只需固定一端即可，方便移动，为证明阳极棒111替代金属带存在优越性，特进行如下实验：

将由金属带充当正电极11的传统等离子反应器、阳极棒111直径为2mm的本发明等离子反应器、阳极棒111直径为3mm的本发明等离子反应器和阳极棒111直径为4mm的本发明等离子反应器分别编号为A、B、C和D，由A、B、C和D连续工作5个月后分别放置在4个10平方米的密闭空间内，并分别人工喷染等量的大肠杆菌，工作一小时后检测数据如下表1：

表1：为连续工作5个月后的A、B、C和D在密闭空间内工作1小时的检测数据

由上表可知，传统由金属带充当正电极11的反应器，在连续工作5个月后，正电极11局部发生较大的变形，进而形成局部呈锯齿状或尖针状，进而导致臭氧留存量超标，已不符合GB/T18883-2002《室内空气质量标准》中关于空气臭氧量≤ 0.16mg/m3 的规定，而阳极棒111直径为2mm的本发明等离子反应器、阳极棒111直径为3mm的本发明等离子反应器和阳极棒111直径为4mm的本发明等离子反应器中的正电机变形程度较小，臭氧留存量不符合GB/T18883-2002《室内空气质量标准》中关于空气臭氧量≤ 0.16mg/m3 的规定，但是，考虑到制作的阳极棒111越粗，成本越高，优选的，阳极棒111的直径为3mm。

为进一步提高阳极棒111的使用寿命，增加抗腐蚀能力，防止正电极11局部变形，阳极棒111组成成份及重量百分数如下：

铬：20-23%；

铁：0.02-1.0% ；

钛：0.05-0.15%；

银：0.1-0.2%；

钼：0.01-0.05%；

钇：0.02-0.05%；

铱：0.005-0.02%；

余量为镍。

实验数据如下：

第一组：阳极棒111组成成份及重量百分数如下：

铬：22%；

铁：0.55%；

钛：0.09%；

银：0.16%；

钼：0.04%；

钇：0.03%；

铱：0.012%；

余量为镍。

第二组：阳极棒111组成成份及重量百分数如下：

铬：20%；

铁：0.02% ；

钛：0.05%；

银：0.1%；

钼：0.01%；

钇：0.02%；

铱：0.005%；

余量为镍。

第三组：阳极棒111组成成份及重量百分数如下：

铬：23%；

铁：1.0%；

钛：0.15%；

银：0.2%；

钼：0.05%；

钇：0.05%；

铱：0.02%；

余量为镍。

将以上三组成分制成相同直径的阳极棒111分别编号为e、f和g，分别由e、f和g制成的反应器E、F和G分别放置在三个10平方米的密闭空间内，并分别人工喷染等量的大肠杆菌，工作10分钟后检测数据如下表2：

表2：为E、F和G在密闭空间内工作10分钟的检测数据

由上表可知：因钛能增加合金的强度，耐湿氯气腐蚀，银具有杀菌消毒的特性，并增加导电率，钼具有提高材料的耐高温能力，增加材料的弹性，提高抗腐蚀能力，钇增加导电率，铱提高材料的耐高温与酸性气体的耐腐蚀能力，增加材料的电离能力，进一步提高了阳极棒111抗变形的能力。

同时，因钇、铱等金属的加入，使得导电率提高，电离能力提高，负离子浓度越高，空气净化效果越好，由上表所示：F组的负离子浓度最高，空气净化效果最好，但是，考虑到钛、钼、银、钇、铱等金属的投入的成本，优选阳极棒111组成成份及重量百分数如下：

铬：22%；

铁：0.55%；

钛：0.09%；

银：0.16%；

钼：0.04%；

钇：0.03%；

铱：0.012%；

余量为镍。

正电极11通过添加钛来增加合金的强度，耐湿氯气腐蚀，添加钼来提高材料的耐高温能力，增加材料的弹性，提高抗腐蚀能力，添加钇来增加导电率提高材料的耐高温与酸性气体的耐腐蚀能力，增加材料的电离能力，进一步提高了抗变形、导电、电离的能力，进而提高了正电极11的使用寿命，又因银具有杀菌消毒的特性，并增加导电率，添加钇来增加导电率，添加铱增加材料的电离能力，使反应器在短时间内达到工作目的，进而提高了工作效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行通常的变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种可拆卸的非热等离子反应器，包括正电极和负电极，正电极设置在相邻两块负电极中间部位，正电极和负电极平行设置，负电极是铝板或不锈钢板制成，共计n+1块，其特征在于：还包括可拆卸连接的第一壳体和第二壳体，所述的正电极是由若干条阳极棒设在同一平面内按等距离平行排列制成一个组件，共计n组，正电极设在第二壳体上，负电极按等距离平行排列设在第一壳体上；

所述的负电极与第一壳体一体成型；

还包括金属板，所述的阳极棒一端设在金属板上，另一端与第一壳体留有空隙，金属板通过若干块绝缘物固定在第二壳体上；

所述的铝板或不锈钢板与金属板之间留有空隙；

所述的第二壳体两内侧设有与第一壳体两端适配的滑槽。

2.根据权利要求1所述的一种可拆卸的非热等离子反应器，其特征在于：所述的阳极棒的直径为2-4mm。

3.根据权利要求2所述的一种可拆卸的非热等离子反应器，其特征在于：所述的阳极棒的直径为3mm。

4.根据权利要求1所述的一种可拆卸的非热等离子反应器，其特征在于：所述的绝缘物为陶瓷。

5.根据权利要求1所述的一种可拆卸的非热等离子反应器，其特征在于：阳极棒组成成份及重量百分数如下：

铬：20-23％；

铁：0.02-1.0％；

钛：0.05-0.15％；

银：0.1-0.2％；

钼：0.01-0.05％；

钇：0.02-0.05％；

铱：0.005-0.02％；

余量为镍。

6.根据权利要求5所述的一种可拆卸的非热等离子反应器，其特征在于：阳极棒组成成份及重量百分数如下：

铬：22％；

铁：0.55％；

钛：0.09％；

银：0.16％；

钼：0.04％；

钇：0.03％；

铱：0.012％；

余量为镍。