CN111420803A - 一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，属于环境保护领域。包括正离子荷电模块、负离子荷电模块、荷电离子对撞模块、收水管和集水箱；正离子荷电模块产生正离子，使雾滴荷正电；负离子荷电模块产生负离子，使雾滴荷负电；荷电离子对撞模块产生交流电场，使正负荷电雾滴在交流电场作用下对撞凝并，形成大液滴经收水管流入集水箱；收水管入口处设置地电极，使未凝并成大液滴的荷电雾滴，在负直流高压电极作用下向地电极运动，在地电极上形成大液滴经收水管流入集水箱。本发明使正负荷电雾滴在交流电场下振动，提高了其碰撞频率，提高了除雾效率；同时设置高压电场使未凝并的小雾滴形成二次集水，进一步提高了除雾效率。

Description

一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置

技术领域

本发明属于环境保护领域，更具体地，涉及一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置。

背景技术

自然界中的雾是一种非常有效的水资源，如果可以将雾滴凝结成水，就可以实现水的循环利用，有效解决部分多雾少雨地区的干旱问题。

现有的除雾器有标准除雾器、惯性除雾器、MOF、静电除雾器、离心式除雾器、纤维除雾器。其中，标准除雾器是通过收集网来收集雾水的，收集网垂直风向放置，雾气通过惯性碰撞被截留在收集网上，被截留的雾滴与其他雾滴在收集网上凝结生长成液滴；这种除雾器结构简单，但仅靠雾滴的惯性作用碰撞收集网，收集效率较低。惯性除雾器通过改变气流的速度和方向，气流中粒径较大的雾滴由于自身的惯性作用来不及改变运动状态而撞击到器壁上而捕获，惯性除雾气结构简单、处理量大；但这种除雾器只限于去除粒径较大的液滴，粒径较小的液滴则会被气流带出除雾器。MOF除雾器是通过金属有机框架对雾气进行冷凝，这种除雾器体积小、要求湿度低，但必须在太阳能充足的地方才能充分发挥作用。现有的静电除雾器多数是利用直流电晕放电，向空间注入电荷，当含雾气流经过电场区域时，高浓度的带电粒子使液滴荷电，荷电液滴在电场作用下向地电极运动，并在地电极上凝并；这种类型的除雾器只是将液滴荷一种极性的电荷，液滴之间存在一定的排斥作用，不利于液滴凝并。离心式除雾器通过机械旋转结构产生离心力，将雾滴分离出来的除雾器；这种除雾器虽然除雾效率比较高，但其除雾效果不稳定，当雾气量较大时，除雾效率难以保证，设备的维护费用也较高。纤维除雾器的原理是当含雾气流经过除雾器时，内部的纤维床运动，使表面产生表面能梯度，雾滴在纤维仿锤上运动并与其他雾滴凝并成大液滴；这种除雾器结构较复杂，易造成堵塞，没有得到广泛应用。

综上所述，现有的除雾器在除雾效率和应用条件方面均有各自的缺陷。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，其目的在于解决现有除雾器除雾集水效率低和应用存在限制的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，包括：正离子荷电模块、负离子荷电模块、荷电离子对撞模块、收水管和集水箱；荷电离子对撞模块位于正离子荷电模块与负离子荷电模块之间；

正离子荷电模块，用于产生正离子，使雾滴荷正电；

负离子荷电模块，用于产生负离子，使雾滴荷负电；

荷电离子对撞模块，用于产生交流电场，使正负荷电雾滴在交流电场作用下对撞凝并，形成大液滴；所述大液滴经过收水管流入集水箱；

收水管入口处设置地电极，使未凝并成大液滴的荷电雾滴，在负直流高压电极作用下向地电极运动，在地电极上形成大液滴，并经过收水管流入集水箱；其中，负直流高压电极和第一负直流高压电源连接。

进一步地，正离子荷电模块包括正直流高压针电极、正直流高压电源和第一接地针电极；正直流高压针电极和正直流高压电源连接，第一接地针电极通过引出线接地。

进一步地，负离子荷电模块包括负直流高压针电极、第二负直流高压电源和第二接地针电极；负直流高压针电极和第二负直流高压电源连接；第二针电极通过引出线接地。

进一步地，正直流高压针电极、负直流高压针电极、第一针电极和第二针电极结构相同，均由不锈钢针和绝缘子组成；其中，绝缘子为曲折结构。

进一步地，不锈钢针的曲率半径为0.05～0.1mm；绝缘子为尼龙材料。

进一步地，荷电离子对撞模块包括交流电极板和交流电源。

进一步地，交流电极板由双层亚克力板固定，材料为不锈钢。

进一步地，负直流高压电极为线-网电极，由金刚丝绕制在电极框上，金刚丝线径为0.05～0.1mm；地电极为网状电极，材料为表面涂疏水剂的镀锌板金属网。

进一步地，上述装置还包括环形双向气流通道和机械转动机构；

携带雾滴的气流进入环形双向气流通道内分为两个方向，经机械转动机构调整方向后分别向正直流高压针电极和负直流高压针电极流动。

进一步地，环形双向气流通道由亚克力板材料构成。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果。

(1)本发明通过对雾滴进行正负离子荷电，增强了液滴之间的作用力，并设置交流电极，使荷电液滴在交流电场作用下来回振动，提高了液滴的碰撞频率，有效提高了除雾集水效率。

(2)本发明装置设置的负直流高压线网电极之间存在均匀电场，驱动那些没有凝并成大液滴的小粒径液滴向地电极网运动，在地电极网上凝结成大液滴流入集水箱，形成二次集水，使集水效率更高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的正负离子荷电与交流电场结合的对撞除雾集水装置结构示意图；

图2是本发明实施例提供的荷电对撞通道结构示意图；

图3是本发明实施例提供的正负直流高压针电极结构示意图；

图4是本发明实施例提供的交流电极结构示意图；

图5(a)是本发明实施例提供的直流高压线-网电极结构示意图；

图5(b)是本发明实施例提供的地电极结构示意图；

图6是本发明实施例提供的雾气荷电对撞示意图；

图中：1为交流电极板、2为正直流高压针电极、3为负直流高压针电极、4为负直流高压电极、5为环形双向气流通道、6为机械转动机构、7为收水管、8为集水箱、9为正直流高压电源、10为第一负直流高压电源、11为第二负直流高压电源、12为交流电源、13为不锈钢针、14为绝缘子、15为引出线孔、16为亚克力板、17为金刚丝、18为尼龙螺钉、19为网状电极。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本发明实施例提供了一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，包括：正离子荷电模块、负离子荷电模块、荷电离子对撞模块、收水管和集水箱；荷电离子对撞模块位于正离子荷电模块与负离子荷电模块之间；正离子荷电模块，用于产生正离子，使雾滴荷正电；负离子荷电模块，用于产生负离子，使雾滴荷负电；荷电离子对撞模块，用于产生交流电场，使正负荷电雾滴在交流电场作用下对撞凝并，形成大液滴；大液滴经过收水管流入集水箱；收水管入口处设置地电极，使未凝并成大液滴的荷电雾滴，在负直流高压电极作用下向地电极运动，在地电极上形成大液滴，并经过收水管流入集水箱；其中，负直流高压电极和第一负直流高压电源连接。

下面结合附图说明本发明的具体实施方式，如图1所示，正离子荷电模块包括正直流高压针电极2、正直流高压电源9和第一接地针电极；正直流高压针电极2和正直流高压电源9连接，第一接地针电极通过引出线接地。负离子荷电模块包括负直流高压针电极3、第二负直流高压电源11和第二接地针电极；负直流高压针电极3和第二负直流高压电源11连接；第二针电极通过引出线接地。荷电离子对撞模块包括交流电极板1和交流电源12；交流电极板1安装在正直流高压针电极2和负直流高压针电极3中间。本发明实施例中携带雾滴的气流进入环形双向气流通道5内分为两个方向，经机械转动机构6调整方向后分别向正直流高压针电极2和负直流高压针电极3流动，虚线框中为荷电对撞通道；其中，环形双向气流通道5上设置有4个直径为6cm的孔，用于安装正直流高压针电极2和负直流高压针电极3。

具体地，正直流高压针电极2、负直流高压针电极3、第一针电极和第二针电极结构相同，如图3所示，均由不锈钢针13和绝缘子14组成；不锈钢针的曲率半径为0.05～0.1mm，曲率半径越小，电晕放电程度越大，相同电压下向空间中输入的电荷更多，荷电效果更好；绝缘子14采用尼龙材料，设置为曲折结构以增加爬电距离，中心有引出线孔15。

如图4所示，交流电极板由双层亚克力板16固定，材料为不锈钢。

如图5(a)所示，负直流高压电极4为线-网电极，由金刚丝17绕制在电极框上，由尼龙螺钉18固定；金刚丝17线径为0.05～0.1mm；如图5(b)所示，地电极为网状电极19，材料为表面涂疏水剂的镀锌板金属网。

上述装置的除雾集水过程如下：

1)根据生产需要，调整机械转动机构6，调节雾气入口方向，接通高压直流电源9、10、11，交流电源12；

2)如图6所示，携带雾滴的气流从入气口A流入环形双向气流通道5内，气流会随着通道走向，分为两个方向分别流向正直流高压针电极2、负直流高压针电极3；针电极电晕放电，产生大量的正负离子，使雾滴带电；

3)带电雾滴在气流作用下运动至交流电场区域B，交流电极板1产生交流电场，在交流电场的作用下，带电雾滴振动，振动过程中，雾滴碰撞，形成大液滴，大液滴的重力克服悬浮力落入收水管7内，并在集水箱8收集；

4)部分没有凝结成大液滴的小粒径雾滴，在负直流高压电极4产生的电场作用下，向地电极运动，在地电极网上形成大液滴并被收集至集水箱8。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，其特征在于，包括：正离子荷电模块、负离子荷电模块、荷电离子对撞模块、收水管(7)和集水箱(8)；所述荷电离子对撞模块位于正离子荷电模块与负离子荷电模块之间；

所述正离子荷电模块，用于产生正离子，使雾滴荷正电；

所述负离子荷电模块，用于产生负离子，使雾滴荷负电；

所述荷电离子对撞模块，用于产生交流电场，使正负荷电雾滴在交流电场作用下对撞凝并，形成大液滴；所述大液滴经过收水管(7)流入集水箱(8)；

所述收水管入口处设置地电极，使未凝并成大液滴的荷电雾滴，在负直流高压电极(4)作用下向地电极运动，在地电极上形成大液滴，并经过收水管(7)流入集水箱(8)；其中，负直流高压电极(4)和第一负直流高压电源(10)连接。

2.根据权利要求1所述的一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，其特征在于，所述正离子荷电模块包括正直流高压针电极(2)、正直流高压电源(9)和第一接地针电极；正直流高压针电极(2)和正直流高压电源(9)连接，第一接地针电极通过引出线接地。

3.根据权利要求1或2所述的一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，其特征在于，所述负离子荷电模块包括负直流高压针电极(3)、第二负直流高压电源(11)和第二接地针电极；负直流高压针电极(3)和第二负直流高压电源(11)连接；第二针电极通过引出线接地。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，其特征在于，正直流高压针电极(2)、负直流高压针电极(3)、第一针电极和第二针电极结构相同，均由不锈钢针和绝缘子组成；其中，绝缘子为曲折结构。

5.根据权利要求4所述的一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，其特征在于，所述不锈钢针的曲率半径为0.05～0.1mm；绝缘子为尼龙材料。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，其特征在于，所述荷电离子对撞模块包括交流电极板(1)和交流电源(12)。

7.根据权利要求6所述的一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，其特征在于，所述交流电极板由双层亚克力板固定，材料为不锈钢。

8.根据权利要求1-7所述的一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，其特征在于，所述负直流高压电极(4)为线-网电极，由金刚丝绕制在电极框上，金刚丝线径为0.05～0.1mm；地电极为网状电极，材料为表面涂疏水剂的镀锌板金属网。

9.根据权利要求1-8所述的一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，其特征在于，所述装置还包括环形双向气流通道(5)和机械转动机构(6)；

携带雾滴的气流进入环形双向气流通道(5)内分为两个方向，经机械转动机构(6)调整方向后分别向正直流高压针电极(2)和负直流高压针电极(3)流动。

10.根据权利要求1-9所述的一种正负离子荷电与交流电场结合对撞的除雾集水装置，其特征在于，所述环形双向气流通道(5)由亚克力板材料构成。

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