CN107638782A - 一种超声等离子体气体处理装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超声等离子体气体处理装置及其处理方法，该装置包括机壳、过滤网回转系统、等离子体系统、超声波发生系统，过滤网回转系统包括回转滤网、第一导向轮、第二导向轮、第三导向轮、第四导向轮、第一回转滤网动力机构和第二回转滤网动力机构，等离子体系统包括等离子体发生器、等离子体反应器，超声波发生系统包括超声波发生器和超声波振子，机壳内的下半部为液体箱体，回转滤网的下部浸没在液体内。首先通过回转滤网对气体进行前置过滤，超声振子对液体的超声激振产生的液体分子逸出液面后与需处理的空气混合，等离子体反应器内对空气与液体分子混合的气体具有更好的放电效果，从而达到更好的气体净化效果。

Description

一种超声等离子体气体处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及一种空气净化装置，具体涉及一种超声等离子体气体处理装置及其处理方法。

背景技术

室内气体污染源由三大类：物理类、化学类和生物类。主要类型有：飘尘、雾霾、甲醛、苯、TVOC、细菌和病毒等。物理性颗粒物对呼吸健康的危害较为直观，且越细小对人体的危害越大。甲醛等气态污染物的释放周期相当长。生物类会产生传染感染现象，极易产生疾病传染。

目前用量较大的空气净化器有静电式和滤网式。静电集尘是利用高压静电吸附的原理去除空气中的颗粒污染物，如灰尘、花粉等。

静电式针对颗粒污染物能够有效吸附，同时还能部分吸附细菌等致病微生物。静电吸附较过滤网方式耗能低，净化成本较低。它的缺点是在工作过程中会产生一定量的臭氧，当臭氧含量超过一定浓度时会产生感观的刺激和对人体的危害。

滤网式空气净化器的核心部件为机内的滤材，通常为增加其与空气的接触面积，用连续折叠构成，形成波浪状。滤网式的优点是滤网对颗粒污染物有超强的微粒捕捉能力、极小的孔径和相对较大的吸附容量让它具有一定的生命力。然而，针对空气中雾霾微颗粒污染物，由于粒径极其微小，欲通过过滤网完全去除雾霾微粒还是相当困难的，此外，滤网材料和结构的限制，它的使用寿命短，在用户侧，需要面临频繁的滤网更换和昂贵的使用成本。在实际使用中，由于用户不能及时更换滤网产生滤尘重返空气中，细菌的繁殖引起更大的危害，也形成了滤网式空气净化器致命的问题。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种超声等离子体气体处理装置及其处理方法，它可实现空气净化的高效和连续的工作。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种超声等离子体气体处理装置，该装置包括机壳、过滤网回转系统、等离子体系统、超声波发生系统，所述过滤网回转系统、等离子体系统、超声波发生系统设置在机壳内；

所述机壳上设有进气口和出气口，所述进气口和出气口设置在机壳相对的两个侧面上，所述出气口端于所述机壳内设有风机组件，所述机壳内的下半部为液体箱体，所述液体箱体内装有液体，所述液体箱体的一端底角设有排液阀，所述液体箱体的侧壁上设有注液口，所述注液口处设有液位指示系统，液位指示系统可通过自动控制系统与注液口相连的水源实现自动补水，工作一段时间后可通过排液阀更换液体水箱内液体；

所述过滤网回转系统包括回转滤网、第一导向轮、第二导向轮、第三导向轮、第四导向轮、第一回转滤网动力机构和第二回转滤网动力机构，两个回转滤网动力机构固定在机壳的顶部内壁上，所述第一回转滤网动力机构和第二回转滤网动力机构分别与第一导向轮和第二导向轮连接，第三导向轮和第四导向轮设置在液体的液面以下，四个导向轮分布成长方形结构，所述回转滤网缠绕于四个导向轮上，所述回转滤网的下部浸没在液体内；通过回转滤网动力机构和导向轮的共同作用，实现回转滤网的回转；

所述等离子体系统包括等离子体发生器、等离子体反应器，所述等离子体反应器设置在回转滤网形成的闭合环内，所述等离子体反应器内设有等离子体反应器极板；所述超声波发生系统包括超声波发生器和超声波振子，所述超声波振子设置在液体箱体底部；所述等离子体发生器和超声波发生器与专用电源电连接。

进一步的，所述风机组件包括电机、风扇和电机机座，所述电机固定在电机机座上，所述风扇设置在电机的转轴上，所述风扇正对出气口。

进一步的，所述机壳的顶部内侧壁与回转滤网之间设有两块竖直的气室分隔板，气室分隔板将未处理的空气与净化后的空气进行分隔。

进一步的，所述机壳底部设有机座。

进一步的，所述第一回转滤网动力机构和第二回转滤网动力机构分别通过固定座固定在机壳的顶部内壁上。

本发明所述的超声等离子体气体处理装置对气体的处理方法，待处理气体通过进气口进入机壳内，气体经回转滤网过滤后进入等离子体反应器，超声波振子激振形成的水雾逸出液体表面与气体混合，等离子体作用于水雾与气体的混合体并对气体进行净化处理，净化后的气体通过出气口排出。

本发明的工作原理为：待处理空气通过进气口进入机壳内，通过回转滤网过滤后进入等离子体反应器；液体在超声波振子的激振下，一是与回转滤网产生相互作用，实现将过滤网上的污物转移到液体中，并在液体箱中积聚，工作一段时间后，通过更换液体实现过滤网的持久清洁；二是超声激振的作用，使部分液体分子蒸发逸出液体表面，与需处理的气体产生混合效果。通过等离子体对需处理的空气及与液体分子混合气体的作用，实现净化效果，净化后的空气通过出气口输出。

利用等离子体方法可有效的降解空气中的有毒有害物质，可靠的杀灭空气中细菌和病毒，特别是对空气中的雾霾、甲醛等污染物具有突出的净化效果。

通过对需要处理的空气进行前置过滤，滤除空气中的粗大颗粒物，如纤维、飘尘等，同样，阻止飞虫等进入等离子体反应器内，使等离子体系统工作稳定可靠。

为了使用的方便性和过滤网的高效持久，本发明的装置可以实现对过滤网高效洁净功能，其方法是：将过滤网形成回转式工作方式，并将过滤网的一部分与液体接触，通过一定的外力对液体进行激振，让过滤网上的异物转移到液体中，工作一定时间后，对液体进行排放，并注入洁净的液体，通过定期的更换液体，保持过滤网的清洁。所述的液体可以有多种类型，或者在液体中加入特定的成份物质，可通过运动的过滤网并在等离子体的作用下，形成蒸发、扩散、对流等效果，可显著改进空气质量，或作为特殊用途，如增加空气香味、用于室内空气的消毒或灭菌等目的。

本发明采用的过滤网洁净方法可以有多种形式：可以通过一定的措施让过滤网产生震动，与液体相互作用，产生洁净效果；通过一定措施让液体产生波动，与过滤网相互作用，产生洁净效果；采用专门机构或部件，如毛刷等接触过滤网，让毛刷与过滤网接触并相对运动，产生洁净效果；通过在液体中加入具有活化效果和清洗效果的物质，产生洁净效果等。本发明示例采用对液体作用超声波，在超声振动的驱使下，浸入在液体中过滤网得到清洁，由于过滤网工作时处于回转状态，实现对整个过滤网的清洁效果。

本发明采用的等离子体区别于常规气体处理用等离子体方法的不同之处：由于液体中的超声振动，会使得部分液体产生气化并逸出液体表面，与需处理的空气进行混合，等离子体作用的气体实际上是需处理的空气与扩散液体分子的混合气体。在空气与扩散液体分子的混合气体的介质中作用等离子体放电，可有效地扩大气液混合环境中的电晕放电、脉冲放电、沿面放电和弧光放电等，较纯空气中的等离子体放电有更好的效果。在超声波的激发微泡中含有脉动高压力的空气、水蒸气，等离子体与其共同作用，对空气中的微小颗粒物、菌类及有毒有害成份呈现特别的活化状态，在微观上发生复杂的物理和化学反应，电子与分子间发生的反应涉及：激发、离解、附着、离解吸附、电离、离解电离、偶合、复合、离脱。在分子与原子间发生的反应涉及：潘宁离解、潘宁电离、电荷转移、离子复合。

本发明的等离子体作用于需处理的空气，在对液体进行超声振动的情况下，合成反应可以发生在三个层面：电子、分子和质子。等离子体状态下，对空气与扩散液体分子的混合气体中的菌类、有毒有害成份呈现特别的活化状态，在微观上发生着复杂的物理和化学反应，部分典型的反应机理如下：

O₂→2O

NO_X→N₂+O₂

SO_X→S+O₂

CO₂→C+O₂

O2(+M)+O→O₃+(+M)

•OH+H₂S→HS+H₂O

O+H₂S→HS+•OH

•OH+NH₃→NH₂+H2O

•OH+CO→CO₂+•H

工作过程中，等离子体放电还可激发出大量的紫外线，会以较强的氧化作用破坏微生物膜的结构，以实现杀菌作用。紫外线对细菌的灭活反应进行的很迅速，与使用杀菌剂比较，等离子体放电能与细菌细胞壁脂类的双键反应， 穿入菌体内部，作用于蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌死亡；等离子体放电的能量可直接作用于细胞内的核物质，如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA，作用过程是首先作用于细胞膜，使膜构成成份受损伤，而导致新陈代谢障碍，继续渗透穿透膜，而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，导致细胞溶解、死亡。

有益效果：本发明公开了一种超声等离子体气体处理装置及其处理方法，与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、等离子体与超声波共同作用，液体分子通过超声能量逸出液体表面，液体分子进入等离子体后分解成离子状，并与需处理的空气进行混合，较单一的等离子体作用于空气，有更好的气体净化效果。

2、回转式过滤网的在超声激振的作用下，将积聚在过滤网上的污物转移到液体中，保持过滤网的持久清洁，使用过程中无需人工清洗和更换，达到免维护的效果。

3、本发明使用的过滤网目的是阻挡气体的纤维、飞虫等物，过滤网孔无需过密，工作时阻力小，过滤网引起的能耗较低。

4、液体箱体内的液体种类可针对性的选择使用，并可根据特殊气体或环境要求，在液体中加入功能性成分，实现常规气体净化以外的功能。

附图说明

图1 为本发明的结构示意图。

图2 为本发明的超声等离子体电气控制示意图。

图中：1、机壳；101、进气口；102、出气口；2、液体箱体；201、排液阀；202、注液口；203、液位指示系统；3、回转滤网；4、第一导向轮；5、第二导向轮；6、第三导向轮；7、第四导向轮；8、第一回转滤网动力机构；9、第二回转滤网动力机构；10、等离子体发生器；11、等离子体反应器；12、等离子体反应器极板；13、超声波发生器；14、超声波振子；15、专用电源；16、电机；17、风扇；18、气室分隔板；19、机座。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

一种超声等离子体气体处理装置，该装置包括机壳1、过滤网回转系统、等离子体系统、超声波发生系统，所述过滤网回转系统、等离子体系统、超声波发生系统设置在机壳1内；

所述机壳1上设有进气口101和出气口102，所述进气口101和出气口102设置在机壳1相对的两个侧面上，所述出气口102端于所述机壳1内设有风机组件，所述机壳1内的下半部为液体箱体2，所述液体箱体2内装有液体，所述液体箱体2的一端底角设有排液阀201，所述液体箱体2的侧壁上设有注液口202，所述注液口202处设有液位指示系统203，液位指示系统203可通过自动控制系统与注液口202相连的水源实现自动补水，工作一段时间后可通过排液阀201更换液体水箱2内液体；

所述过滤网回转系统包括回转滤网3、第一导向轮4、第二导向轮5、第三导向轮6、第四导向轮7、第一回转滤网动力机构8和第二回转滤网动力机构9，两个回转滤网动力机构固定在机壳1的顶部内壁上，所述第一回转滤网动力机构8和第二回转滤网动力机构9分别与第一导向轮4和第二导向轮5连接，第三导向轮6和第四导向轮7设置在液体的液面以下，四个导向轮分布成长方形结构，所述回转滤网3缠绕于四个导向轮上，所述回转滤网3的下部浸没在液体内；通过回转滤网动力机构和导向轮的共同作用，实现回转滤网的回转；

所述等离子体系统包括等离子体发生器10、等离子体反应器11，所述等离子体反应器11设置在回转滤网3形成的闭合环内，所述等离子体反应器11内设有等离子体反应器极板12；所述超声波发生系统包括超声波发生器13和超声波振子14，所述超声波振子14设置在液体箱体2底部；所述等离子体发生器10和超声波发生器13与专用电源15电连接。

进一步的，所述风机组件包括电机16、风扇17和电机机座，所述电机16固定在电机机座上，所述风扇17设置在电机16的转轴上，所述风扇17正对出气口。

进一步的，所述机壳1的顶部内侧壁与回转滤网3之间设有两块竖直的气室分隔板18，气室分隔板18将未处理的空气与净化后的空气进行分隔。

进一步的，所述机壳1底部设有机座19。

进一步的，所述第一回转滤网动力机构8和第二回转滤网动力机构9分别通过固定座固定在机壳的顶部内壁上。

本发明所述的超声等离子体气体处理装置对气体的处理方法，待处理气体通过进气口进入机壳内，气体经回转滤网过滤后进入等离子体反应器，超声波振子激振形成的水雾逸出液体表面与气体混合，等离子体作用于水雾与气体的混合体并对气体进行净化处理，净化后的气体通过出气口排出。

Claims (6)

1.一种超声等离子体气体处理装置，其特征在于，该装置包括机壳、过滤网回转系统、等离子体系统、超声波发生系统，所述过滤网回转系统、等离子体系统、超声波发生系统设置在机壳内；

所述机壳上设有进气口和出气口，所述进气口和出气口设置在机壳相对的两个侧面上，所述出气口端于所述机壳内设有风机组件，所述机壳内的下半部为液体箱体，所述液体箱体内装有液体，所述液体箱体的一端底角设有排液阀，所述液体箱体的侧壁上设有注液口，所述注液口处设有液位指示系统；

所述过滤网回转系统包括回转滤网、第一导向轮、第二导向轮、第三导向轮、第四导向轮、第一回转滤网动力机构和第二回转滤网动力机构，两个回转滤网动力机构固定在机壳的顶部内壁上，所述第一回转滤网动力机构和第二回转滤网动力机构分别与第一导向轮和第二导向轮连接，第三导向轮和第四导向轮设置在液体的液面以下，四个导向轮分布成长方形结构，所述回转滤网缠绕于四个导向轮上，所述回转滤网的下部浸没在液体内；

所述等离子体系统包括等离子体发生器、等离子体反应器，所述等离子体反应器设置在回转滤网形成的闭合环内，所述等离子体反应器内设有等离子体反应器极板；所述超声波发生系统包括超声波发生器和超声波振子，所述超声波振子设置在液体箱体底部；所述等离子体发生器和超声波发生器与专用电源电连接。

2.根据权利要求1所述的一种超声等离子体气体处理装置，其特征在于，所述风机组件包括电机、风扇和电机机座，所述电机固定在电机机座上，所述风扇设置在电机的转轴上，所述风扇正对出气口。

3.根据权利要求1所述的一种超声等离子体气体处理装置，其特征在于，所述机壳的顶部内侧壁与回转滤网之间设有两块竖直的气室分隔板。

4.根据权利要求1所述的一种超声等离子体气体处理装置，其特征在于，所述机壳底部设有机座。

5.根据权利要求1所述的一种超声等离子体气体处理装置，其特征在于，所述第一回转滤网动力机构和第二回转滤网动力机构分别通过固定座固定在机壳的顶部内壁上。

6.权利要求1~5任一项所述的超声等离子体气体处理装置对气体的处理方法，其特征在于，待处理气体通过进气口进入机壳内，气体经回转滤网过滤后进入等离子体反应器，超声波振子激振形成的水雾逸出液体表面与气体混合，等离子体作用于水雾与气体的混合体并对气体进行净化处理，净化后的气体通过出气口排出。