CN111498941A

CN111498941A - 一种便携式等离子体水溶液处理装置

Info

Publication number: CN111498941A
Application number: CN202010290563.4A
Authority: CN
Inventors: 许德晖; 李乔松; 冯蕊; 陈海兰; 孔刚玉
Original assignee: Xian Jiaotong University
Current assignee: Xian Jiaotong University
Priority date: 2020-04-14
Filing date: 2020-04-14
Publication date: 2020-08-07

Abstract

本申请提供一种便携式等离子体水溶液处理装置，具备体积小、易携带、操作简便等特点。该装置中，供电系统分别通过单独的电路开关与高压供电模块、空气泵电连接；高压供电模块与等离子体发生器连接，等离子体发生器与等离子体循环腔密封固定，等离子体循环腔的进气管路连接空气泵，用于使环境空气进入等离子体循环腔并在等离子体发生器的作用下产生冷等离子体；等离子体循环腔的输出管路经液体止回阀与微孔扩散管连接，微孔扩散管置于水溶液处理腔内，用于将产生的冷等离子体导入水溶液中；水溶液处理腔的上部设置有注水口，下部设置有排水口。

Description

一种便携式等离子体水溶液处理装置

技术领域

本申请涉及大气压冷等离子体放电技术，特别涉及一种便携式用于水溶液处理的大气压冷等离子体发生装置及其制作方法。

背景技术

目前，大气压冷等离子体已较为广泛地被应用于工业、农业、生物医学行业以及科研项目的实验中，其中重要的一项内容就是用冷等离子体处理水溶液，或将冷等离子体处理后的水溶液投放于应用或实验，但是，目前用于处理水溶液的大气压冷等离子体发生装置普遍存在体积大、重量大、各部分附件繁琐的缺点，不具备便携性，因此，同一套设备在不同方面的使用过程中造成了诸多不便。

经过研究发现，不论是大气压冷等离子体处理水溶液，还是将处理后的水溶液用于其他用途，都能获得良好的杀菌消毒、刺激植物生长、提高水族存活率等效果。因此，在广泛的市场应用背景下，如何制作出一套具备完整功能并达到良好效果的用于处理水溶液的便携式大气压冷等离子体发生装置成为本申请的研究课题。

发明内容

针对以上问题，本申请提供一种便携式等离子体水溶液处理装置，具备体积小、易携带、操作简便等特点。

本申请的技术方案如下：

一种便携式等离子体水溶液处理装置，其特征在于，包括供电系统、高压供电模块、等离子体发生器、等离子体循环腔、液体止回阀、微孔扩散管、水溶液处理腔和空气泵；所述供电系统分别通过单独的电路开关与所述高压供电模块、空气泵电连接；所述等离子体发生器的高压输入端与所述高压供电模块的高压输出端电连接；所述等离子体发生器与等离子体循环腔密封固定，等离子体循环腔的进气管路连接空气泵，用于使环境空气进入等离子体循环腔并在等离子体发生器的作用下产生冷等离子体；所述等离子体循环腔的输出管路经液体止回阀与微孔扩散管连接，所述微孔扩散管置于水溶液处理腔内，用于将产生的冷等离子体导入水溶液中；所述水溶液处理腔的上部设置有注水口，下部设置有排水口。

本申请还作了以下优化：

进一步地，便携式等离子体水溶液处理装置还包括水泵；所述水泵通过相应的电路开关与供电系统电连接，水泵的输出端连通至水溶液处理腔。

进一步地，所述供电系统可以由220V交流电压为装置提供电力输入，为高压供电模块提供220V交流电压输入，同时通过整流电路分别为空气泵和水泵提供直流电压输入。或者，所述供电系统也可以由直流电池组为装置提供电力输入，为空气泵和水泵直接提供直流电压输入，同时通过逆变电路为高压供电模块提供220V交流电压输入。

进一步地，所述高压供电模块的输出端可以是双输出高电压端，也可以是一端输出高压、另一端为安全接地端；输出两端之间电势差满足驱动等离子体发生器工作。

进一步地，所述等离子体发生器采用沿面放电结构。

进一步地，所述水溶液处理腔的上端设置有盖板，所述注水口开设于水溶液处理腔的一个侧面靠近盖板的位置，注水口处设置有面向上方的导水结构。

进一步地，所述水溶液处理腔下部的排水口安装有封塞。

进一步地，所述微孔扩散管置于水溶液处理腔内底部区域，使得等离子体均匀扩散至水溶液中达到工作效果。

进一步地，所述供电系统、电路开关、高压供电模块、等离子体发生器、等离子体循环腔、液体止回阀、微孔扩散管、水溶液处理腔、水泵和空气泵共同安装在同一个壳体内，且各部分之间通过相应的电线、软管连接，共同组成一套装置。

进一步地，所有电路开关的控制端子集成在一个控制器上。

本申请的有益效果如下：

1.整体结构可以做到更加紧凑，占用空间小，便于携带；

2.可直接用于处理水溶液，也可以将处理后的水溶液用于其他用途；

3.使用更加安全；

4.成本低廉。

附图说明

图1是本申请实施例一的装置结构示意图；

图2是本申请实施例二的装置结构示意图；

图3是本申请实施例三的装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进行详细说明。

实施例一：

如图1所示，一种便携式等离子体水溶液处理装置，包括供电系统、电路开关、高压供电模块、等离子体发生器、等离子体循环腔、液体止回阀、微孔扩散管、水溶液处理腔、封塞、水泵、空气泵。其中，供电系统分别为高压供电模块、空气泵、水泵提供输入电压，各条支路分别通过电路开关控制其工作或停止。

等离子体发生器采用沿面放电结构，与等离子体循环腔密封固定，高压供电模块为等离子体发生器提供放电电压，空气泵与等离子体循环腔连接，用于提供环境空气，从而在等离子体循环腔内产生冷等离子体。

等离子体循环腔通过液体止回阀与微孔扩散管连接，微孔扩散管置于水溶液处理腔中，用于将产生的冷等离子体导入至水溶液中进行处理；微孔扩散管的主体结构为管状，管身均布小孔，管截面形状不受限制，小孔孔径以不至于大量渗水为宜。

水溶液处理腔的底端安装有封塞，拔出封塞可将处理后的水溶液导出至腔体外部。

本装置的工作过程如下：

将外部水溶液注入水溶液处理腔，若条件不便，则可闭合水泵支路的电路开关，通过水泵将外部水液体注入水溶液处理腔。闭合高压供电支路和空气泵支路的电路开关，等离子体发生器工作产生冷等离子体，等离子体发生器和等离子体循环腔上端密封相连，同时，空气泵将外部空气注入等离子体循环腔，腔体内外在气压差的作用下，将产生的冷等离子体从液体止回阀导通方向通入微孔扩散管，冷等离子体通过微孔扩散管可均匀扩散至水溶液中，达到对水溶液处理的目的。

装置工作时从水溶液中扩散出来的气相成分，可通过注水口排出至腔体外部环境中。待工作完成后，拔掉水溶液底端的封塞，将处理好的水溶液泄漏至腔体外部待使用。

上述供电系统、电路开关、高压供电模块、等离子体发生器、等离子体循环腔、液体止回阀、微孔扩散管、水溶液处理腔、水泵和空气泵共同安装在同一个壳体内，且各部分之间相应通过电线、软管连接，共同组成一套装置。整体封装结构做到更加紧凑，占用空间小，便于携带。另外，所有电路开关的控制端子可以集成在位于装置表面的一个控制器(人机交互界面)上。

实施例二：

与实施例一相比，本实施例对装置的供电系统进行了细化说明，如图2所示。装置的供电系统采用了220V交流电压输入，高压供电模块支路和整流电路支路并联成总干路；在高压供电模块的输入端连接电路开关，控制等离子体发生器的工作或停止；整流电路支路由空气泵支路和水泵支路并联而成，分别由各自支路上的电路开关控制工作或停止，整流电路将输入端220V交流电压整流后为气泵和水泵提供直流输入电压。

实施例三：

与实施例二相比，本实施例具体由直流电池组提供输入电压，逆变电路支路、空气泵支路、水泵支路并联成装置总电路。逆变电路将输入端直流电压逆变后为高压供电模块提供220交流电压输入。各支路分别由电路开关控制工作或停止。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想，在不脱离本申请的精神或本质特征的情况下，本申请可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。同时，对于本领域的一般技术人员，在不脱离本申请范围和精神的情况下，依据本申请的思想，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims

1.一种便携式等离子体水溶液处理装置，其特征在于，包括供电系统、高压供电模块、等离子体发生器、等离子体循环腔、液体止回阀、微孔扩散管、水溶液处理腔和空气泵；所述供电系统分别通过单独的电路开关与所述高压供电模块、空气泵电连接；所述等离子体发生器的高压输入端与所述高压供电模块的高压输出端电连接；所述等离子体发生器与等离子体循环腔密封固定，等离子体循环腔的进气管路连接空气泵，用于使环境空气进入等离子体循环腔并在等离子体发生器的作用下产生冷等离子体；所述等离子体循环腔的输出管路经液体止回阀与微孔扩散管连接，所述微孔扩散管置于水溶液处理腔内，用于将产生的冷等离子体导入水溶液中；所述水溶液处理腔的上部设置有注水口，下部设置有排水口。

2.根据权利要求1所述的便携式等离子体水溶液处理装置，其特征在于：还包括水泵；所述水泵通过相应的电路开关与供电系统电连接，水泵的输出端连通至水溶液处理腔。

3.根据权利要求2所述的便携式等离子体水溶液处理装置，其特征在于：所述供电系统由220V交流电压为装置提供电力输入，为高压供电模块提供220V交流电压输入，同时通过整流电路分别为空气泵和水泵提供直流电压输入。

4.根据权利要求2所述的便携式等离子体水溶液处理装置，其特征在于：所述供电系统由直流电池组为装置提供电力输入，为空气泵和水泵直接提供直流电压输入，同时通过逆变电路为高压供电模块提供220V交流电压输入。

5.根据权利要求1所述的便携式等离子体水溶液处理装置，其特征在于：所述高压供电模块的输出端为双输出高电压端，或者一端输出高压、另一端为安全接地端；输出两端之间电势差满足驱动等离子体发生器工作。

6.根据权利要求1所述的便携式等离子体水溶液处理装置，其特征在于：所述等离子体发生器采用沿面放电结构。

7.根据权利要求1所述的便携式等离子体水溶液处理装置，其特征在于：所述水溶液处理腔的上端设置有盖板，所述注水口开设于水溶液处理腔的一个侧面靠近盖板的位置，注水口处设置有面向上方的导水结构。

8.根据权利要求1所述的便携式等离子体水溶液处理装置，其特征在于：所述水溶液处理腔下部的排水口安装有封塞。

9.根据权利要求1所述的便携式等离子体水溶液处理装置，其特征在于：所述微孔扩散管置于水溶液处理腔内底部区域，使得等离子体均匀扩散至水溶液中达到工作效果。

10.根据权利要求2所述的便携式等离子体水溶液处理装置，其特征在于：所述供电系统、电路开关、高压供电模块、等离子体发生器、等离子体循环腔、液体止回阀、微孔扩散管、水溶液处理腔、水泵和空气泵共同安装在同一个壳体内，且各部分之间通过相应的电线、软管连接，共同组成一套装置。