CN109640502A - 一种液相放电多针-网电极结构 - Google Patents

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宋佰鹏
王生富
张梦瑶
王生杰
温嘉烨
曲全磊
张冠华
康钧
于鑫龙
马旭东
李占林
苟延韬
李渊
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Abstract

本发明公开了一种液相放电多针‑网电极结构，包括高压多针电极、半球形网状低压电极、电极调节部件；电极调节部件与高压多针电极相连，通过电极调节部件可灵活调节高压多针电极位置，半球形网状低压电极通过绝缘支撑件固定在放电反应腔体底部，接地导线通过绝缘外壳、绝缘支撑件与半球形网状低压电极相连接地。本发明可进行液相脉冲放电实验，在液相脉冲放电实验中获得较大的放电有效面积且电极间距灵活可调，便于研究大面积水中放电的物理过程。

Description

一种液相放电多针-网电极结构
技术领域
本发明涉及液电效应研究领域，特别涉及一种液相放电多针-网电极结构。
背景技术
液相脉冲放电过程主要利用直流高压充电，而后利用开关通过高压电缆连接至液相中的放电电极上进行瞬间放电，在电极对的放电间隙形成放电等离子体通道，由于放电时间在微秒级、放电电流高达100A至10000A，可瞬间在液体中的局部区域释放高能冲击波，因此，可生成高密度、高压等离子体。上述放电过程具有如下鲜明的特点：
①由于液相等离子体产生的特性，电极间存在着瞬时的强电场；
②放电通道内完全由稠密的等离子充满，将产生大量的活性自由基和活性物质；
③放电通道内将辐射很强的紫外光；
④瞬时高温加热使得放电通道内的压力急剧升高，等离子体通道以102~103m•s-1的速度向外高速膨胀，形成冲击波。
利用这些放电特性，液相脉冲放电技术应用十分广泛。从1955年前苏联科学家Yutkin开始，就已经开始研究用液电效应产生的脉冲压力波进行机械加工成型。此后逐步拓宽应用范围，例如，高强的冲击波被用于清砂(水电锤效应)及超长管线内的阻塞清除；液相等离子体的高密性和高活性广泛用于材料改性和材料合成制备中。目前液相放电等离子体在消毒、除垢、模拟水中核爆炸、处理污水、金属成型等领域都有较好的应用前景。
经过多年的研究探索，液相脉冲放电的反应器从最初的针-板式逐步发展到板-板式、棒-棒式、线-板/筒式、环筒式式等。目前液相脉冲放电实验大多采用高压脉冲电源，对电极要求较高，需要有效的电极结构以用于产生瞬时的强电场以降低起始放电电压，同时需要较大有效放电面积使得液相脉冲放电现象更为明显。
目前传统的电极结构放电面积较小，电极寿命较短，也存在着固定难以灵活调节的问题，需要设计一种增大放电面积同时起始放电电压较低的电压结构使得液相脉冲放电的效果更为明显，同时也兼顾灵活可调的特性以满足实验的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种液相放电多针-网电极结构，使得在液相脉冲放电实验中获得较大的放电有效面积且灵活可调。
本发明采用下述技术方案：
一种液相放电多针-网电极结构，包括高压电极和低压电极，所述高压电极采用高压多针电极，所述低压电极采用半球形网状低压电极。
进一步地，所述电极装置还包括电极调节部件，所述电极调节部件包括与高压多针电极相连的可伸缩推杆，所述可伸缩推杆用于调节电极间距，便于进行不同电极间距条件下的液相放电反应。
进一步地，所述可伸缩推杆通过位于放电反应腔体上端的玻璃端盖与高压多针电极相连，调节可伸缩推杆即可带动高压多针电极上下移动。
进一步地，所述电极调节部件还包括滑轨，滑轨和可伸缩推杆均位于与玻璃端盖相连的玻璃管内。
进一步地，所述高压多针电极设置在金属板上。
进一步地，所述金属板为圆盘形状，设置在金属板上的高压多针电极中的针电极呈圆形排列。
进一步地，所述高压多针电极拥有9根针，金属板直径为28~30cm，相邻针之间的间距为8~10cm，针尖直径为0.15~0.25mm，针长度为10~12mm。
进一步地，所述半球形网状低压电极通过绝缘支撑件固定在放电反应腔体底部，其通过绝缘支撑件、绝缘外壳与接地导线相连。
进一步地，所述半球形网状低压电极球半径为14~15cm，位于所述半球形网状低压电极上的孔的直径为8~10mm，孔间距为10~12mm。
进一步地，所述可伸缩推杆上标有刻度，通过观察刻度可得知电极间距。
本发明的有益效果在于：改变了传统单针-板电极放电有效面积较小的问题，采用高压多针电极与半球形网状低压电极，增大了放电有效面积，高压多针电极的采用降低了腔体的起始放电电压，提高了能源利用效率；同时，利用电极调节装置可灵活调节电极间距，进行不同电极间距条件下的液相放电实验。
附图说明
图1为本发明中整体结构示意图；
图2为本发明中高压多针电极示意图；
图3为本发明中低压半球形地电极示意图；
图中：1、高压多针电极；2、金属圆盘；3、有机玻璃管；4、伸缩金属推杆；5、半球形网状低压电极； 6、绝缘支撑件；7、有机玻璃端盖；8、有机玻璃壳体；9、高压脉冲电源；10、固定螺孔；11、网孔；12、滑块；13、滑轨。
五、具体实施方式
如图1-图3所示对本发明进行详细说明。
一种液相放电多针-网电极结构，其中高压电极采用高压多针电极1，低压电极采用半球形网状低压电极5，采用高压多针电极能够降低液相放电的起始放电电压，提高能源利用效率。
具体地，所述高压多针电极1可采用9根针的结构，与金属板2相连，金属板2为圆盘形状，高压多针电极1的针电极呈圆形排列。优选地，金属板2的直径为28~30cm，相邻针之间的间距为8~10cm，针尖直径为0.15~0.25mm，针长度为10~12mm。
具体地，所述半球形网状低压电极5上设置有网孔11，半球形网状低压电极5通过固定螺孔10与绝缘支撑件6通过螺丝固定于放电反应腔体的底部，以保证半球形网状低压电极5的稳定性。优选地，半球形网状低压电极5半径为14~15cm，网孔11直径为8~10mm，孔间距为10~12mm。
上述液相放电多针-网电极结构还包括一电极调节部件，利用电极调节部件能够灵活调节电极间距，进行不同电极间距条件下的液相放电反应。
为便于安装电极调节部件，位于反应腔体8上端的玻璃端盖7预留孔位以插入玻璃管3，玻璃管3与玻璃端盖7螺纹连接以防止液相放电实验时发生松动影响电极间距设定。
具体地，电极调节部件包括滑轨13、可伸缩推杆4，滑轨13和可伸缩推杆4均位于玻璃管3内，可伸缩推杆4的一端通过导线连接高压脉冲电源9，另一端通过玻璃端盖7与高压多针电极1相连，可伸缩推杆4在玻璃管3内与滑块12相接通过滑轨13调节长度，从而带动高压多针电极1上下移动，电极可移动距离为200mm，可伸缩推杆4上标有刻度，通过观察刻度可得知电极间距。
优选地，伸缩金属推杆4采用棒状；滑块12和滑轨13均采用金属材质，玻璃管3和玻璃端盖7均采用有机玻璃。

Claims (10)

1.一种液相放电多针-网电极结构，其特征在于：该电极结构包括高压电极和低压电极，所述高压电极采用高压多针电极，所述低压电极采用半球形网状低压电极。
2.根据权利要求1所述的一种液相放电多针-网电极结构，其特征在于：所述电极结构还包括电极调节部件，所述电极调节部件包括与高压多针电极相连的可伸缩推杆，所述可伸缩推杆用于调节电极间距，便于进行不同电极间距条件下的液相放电反应。
3.根据权利要求2所述的一种液相放电多针-网电极结构，其特征在于：所述可伸缩推杆通过位于放电反应腔体上端的玻璃端盖与高压多针电极相连，调节可伸缩推杆即可带动高压多针电极上下移动。
4.根据权利要求3所述的一种液相放电多针-网电极结构，其特征在于：所述电极调节部件还包括滑轨，滑轨和可伸缩推杆均位于与玻璃端盖相连的玻璃管内。
5.根据权利要求4所述的一种液相放电多针-网电极结构，其特征在于：所述高压多针电极设置在金属板上。
6.根据权利要求5所述的一种液相放电多针-网电极结构，其特征在于：所述金属板为圆盘形状，设置在金属板上的高压多针电极中的针电极呈圆形排列。
7.根据权利要求6所述的一种液相放电多针-网电极结构，其特征在于：所述高压多针电极拥有9根针，金属板直径为28~30cm，相邻针之间的间距为8~10cm，针尖直径为0.15~0.25mm，针长度为10~12mm。
8.根据权利要求1或2所述的一种液相放电多针-网电极结构，其特征在于：所述半球形网状低压电极通过绝缘支撑件固定在放电反应腔体底部，其通过绝缘支撑件、绝缘外壳与接地导线相连。
9.根据权利要求1或2或8所述的一种液相放电多针-网电极结构，其特征在于：所述半球形网状低压电极球半径为14~15cm，位于所述半球形网状低压电极上的孔的直径为8~10mm，孔间距为10~12mm。
10.根据权利要求1或2或3所述的一种液相放电多针-网电极结构，其特征在于：所述可伸缩推杆上标有刻度，通过观察刻度可得知电极间距。
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