CN113046766B - 一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，包括：依次连接的自来水箱、一级过滤装置、电晕臭氧发生装置、二级过滤装置、电解臭氧发生装置、废水箱，所述一级过滤装置的第一出水口选择性的与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口和第二进水口、二级过滤装置的第三进水口连通，所述废水箱的第二出水口选择性的与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口和第二进水口连通，所述电晕臭氧发生装置的第三出水口和第四出水口均选择性的与所述二级过滤装置的第三进水口连通。结合电晕法和电解法可对臭氧进行高浓度的提取，并且利用电晕臭氧发生装置的冷却水和电解臭氧发生装置的纯水和废水相结合，提高了冷却水和废水的利用率，节约资源，提高冷却效果。

Description

一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置

技术领域

本发明涉及臭氧制备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置。

背景技术

臭氧有强氧化性，是比氧气更强的氧化剂，可在较低温度下发生氧化反应，臭氧可用作强氧化剂，漂白剂、皮毛脱臭剂、空气净化剂，消毒杀菌剂，饮用水的消毒脱臭。在化工生产中可用臭氧代替许多催化氧化或高温氧化，简化生产工艺并提高生产率。现有电晕法和电解法制备臭氧的装置，但因其结构不稳定，易分解，常常制备过程中的效率过低，现结合电晕法和电解法复合制备臭氧，在充分利用资源的同时提高臭氧的制备效率。因此，有必要提出一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，包括：依次连接的自来水箱、一级过滤装置、电晕臭氧发生装置、二级过滤装置、电解臭氧发生装置、废水箱，所述一级过滤装置的第一出水口选择性的与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口和第二进水口、二级过滤装置的第三进水口连通，所述废水箱的第二出水口选择性的与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口和第二进水口连通，所述电晕臭氧发生装置的第三出水口和第四出水口均选择性的与所述二级过滤装置的第三进水口连通，所述第一进水口与第三出水口连通，所述第二进水口和第四出水口连通，所述电解臭氧发生装置的出气口与所述电晕臭氧发生装置的进气口连通。

优选的是，所述一级过滤装置的第一出水口与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口连通处设有第一单向阀，所述一级过滤装置的第一出水口与所述二级过滤装置的第三进水口连通处设有第二单向阀，所述废水箱的第二出水口与所述电晕臭氧发生装置的第二进水口的连通处设有第三单向阀，所述第一单向阀的出水端和所述第二单向阀的出水端连通处设有第一双向阀，所述电晕臭氧发生装置的第三出水口与所述二级过滤装置的第三进水口连通处设有第四单向阀，所述电晕臭氧发生装置的第四出水口处设有第五单向阀，所述第四单向阀的进水端和所述第五单向阀的进水端连通处设有第二双向阀。

优选的是，所述电晕臭氧发生装置包括：臭氧发生腔室、第一冷却通道、第二冷却通道，所述臭氧发生腔室的内侧设有所述第一冷却通道，且其外侧设有第二冷却通道，所述臭氧发生腔室上设有进气口，所述第一冷却通道与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口和第三出水口连通，所述第二冷却通道与所述电晕臭氧发生装置的第二进水口和第四出水口连通；所述第一冷却通道和所述第二冷却通道均为螺旋形。

优选的是，所述电晕臭氧发生装置与所述二级过滤装置之间还连通有制冷装置。

优选的是，所述电解臭氧发生装置包括：电解反应腔室、废液回收腔室，所述电解反应腔室的下方设有所述废液回收腔室，所述电解臭氧发生装置的第四进水口和出气口均设置在所述电解反应腔室的顶部，所述电解臭氧发生装置的第五出水口设置在所述废液回收腔室的底部；所述电解反应腔室和废液回收腔室之间设有隔板组件，所述隔板组件包括镂空板、转动板，所述转动板的底面与所述镂空板的顶面密封连接，所述镂空板与所述电解反应腔室的侧壁固定连接，所述转动板的底面设有转动轴，所述转动轴远离所述转动板的一端穿过所述镂空板，且所述转动轴远离所述转动板的一端设有与所述转动轴螺纹连接的驱动装置，所述驱动装置可驱动所述转动轴沿其轴向直线往复运动。

优选的是，所述转动板的底面靠近其外周壁设有环形凸台，所述镂空板的顶面设有与所述环形凸台相对应的环形槽，所述环形槽内设有环形弹块，所述环形弹块的外周壁和底壁均设有梯形槽，所述环形槽的外周壁和底壁均固定设有与所述梯形槽相对应的限位块；所述环形弹块的内部设有环形夹块，所述环形夹块的外周壁与所述环形弹块固定连接，所述环形夹块的内周壁与所述环形弹块的内周壁下部平齐，所述环形夹块的底壁为向所述环形槽内周壁的一侧倾斜设置的斜面，所述环形夹块的顶壁为向其底壁一侧凹陷的弧形面，且所述弧形面的外端高于其内端；所述环形夹块的顶壁上设有与其弧形面相对应的环形垫，所述环形垫的一端伸出所述环形夹块的内周壁设置，所述环形垫的另一端延伸至所述环形弹块的内部，且与所述环形弹块固定连接，所述环形弹块的内周壁下部和所述环形夹块的内周壁均与所述环形槽的外周壁之间设有形变空隙，所述环形垫远离所述环形弹块的一端与所述环形槽的内周壁抵接，所述环形弹块的内周壁上部、所述环形垫的顶面、所述环形槽的内周壁形成与所述环形凸台相对应的变形槽。

优选的是，所述驱动装置包括固定板条，所述固定板条设于所述废液回收腔室内，所述固定板条内设有工作腔，所述转动轴穿过所述工作腔，所述工作腔内设有与所述转动轴螺纹连接的第一齿轮，所述第一齿轮的一侧设有与其啮合的第二齿轮，所述第二齿轮与设置在所述工作腔底端的电机连接，所述电机驱动所述第二齿轮转动。

优选的是，所述电解臭氧发生装置的第五出水口包括：第一出水孔、第二出水孔、第三出水孔，所述废液回收腔室的底部中心设有所述第一出水孔，所述第一出水孔的下方设有安装孔，所述安装孔的直径大于所述第一出水孔的直径，所述第一出水孔靠近其底部旁通有横向设置的第二出水孔，所述第二出水孔远离所述第一出水孔的一端连通设有竖向设置的第三出水孔；所述安装孔的底部设有弹簧，所述弹簧的顶端设有压力块，所述压力块的下端设于所述安装孔内，且其上端设于所述第一出水孔内，所述压力块的顶部高于所述第二出水孔，且将所述第二出水孔封闭，所述压力块的外周壁与所述第一出水孔的内周壁滑动且密封连接。

优选的是，所述镂空板的中心设有与所述转动轴相对应的圆孔，所述环形槽与所述圆孔之间设有多个均匀分布的扇形孔。

优选的是，还包括控制器、流量传感器、压电体，所述流量传感器和压电体均与所述控制器通讯连接，所述第二出水孔靠近所述第一出水孔的端部设有所述流量传感器，所述流量传感器用于检测通过所述第二出水孔的水流量，所述压力块的下端设有所述压电体，所述压电体位于所述安装孔内，所述压电体的顶部设有上电极板，所述压电体的底部设有下电极板，所述下电极板的底部与所述弹簧连接，所述弹簧受力压缩压电体产生电荷量，通过所述电荷量判断所述弹簧是否符合使用标准，具体判断步骤如下：

步骤1、根据压电体所在的电场强度和其受力后产生的应力，计算所述压电体的极化电位移在空间三个方向上的分量：

其中，S_E1、S_E2、S_E3分别为所述压电体极化电位移在x、y、z三个方向上的分量，S₁、S₂、S₃分别为压电体在x、y、z三个方向上由于应力变化产生的电位移，E为电场强度，σ₁、σ₂、σ₃为应力分量中的正应力，τ₁、τ₂、τ₃为应力分量中的切应力，

为偏导数；

步骤2、根据压电体的极化电位移在空间三个方向上的分量，可由下式计算出所述弹簧受力压缩压电体产生的电荷量Q_t：

其中，S_En为压电极化电位移在x、y、z三个方向上的分量，n＝1,2,3，A为压电体受力面的面积，dx为面积A在x方向上的长度变量，dy为面积A在y方向上的长度变量；

步骤3、所述流量传感器检测到t时刻所述第二出水孔内有水流通过时，向所述控制器发送水流信号，所述控制器记录t时刻压电体产生的电荷量Q_t；其中，电荷量Q_t的值与所述弹簧的受力大小成正比；

步骤4、将电荷量Q_t与预设电荷量Q₀进行比较，若ΔQ＝Q₀-Q_t的值在允许的误差范围内，则判断所述弹簧符合使用标准；

其中，Q₀为所述第二出水孔刚好有水流通过时，压电体产生的预设电荷量。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本发明所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置通过结合电晕法和电解法可对臭氧进行高浓度的提取，并且利用电晕臭氧发生装置的冷却水和电解臭氧发生装置的纯水和废水相结合，提高了冷却水和废水的利用率，节约了水资源，更加环保，还可根据实际需要选择三种冷却水对电晕臭氧发生装置进行冷却，实现冷却水的单循环使用，提高冷却效果，在自来水和废水均充足的情况下可优先选择自来水和废水相结合的方式作为冷却水使用，在节省水资源的同时加大了冷却水的流量，可使冷却效果更好，进而制备出浓度更高的臭氧气体，在废水或自来水其中之一不足量时，可选用单一的足量的自来水或废水作为冷却水来使用，保证冷却效果达到标准。

本发明所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置的结构示意图。

图2为本发明所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置中电晕臭氧发生装置的俯视结构示意图。

图3为本发明所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置中电解臭氧发生装置的内部结构示意图。

图4为本发明所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置中转动板与镂空板的连接局部结构示意图。

图5为本发明所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置中驱动装置的结构示意图。

图6为本发明所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置中第五出水口的结构示意图。

图7为本发明所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置中镂空板的俯视结构示意图。

A为第一出水口、B1为第一进水口、B2为第二进水口、B3为第三出水口、B4为第四出水口、B5为进气口、C为第三进水口、D为第二出水口、E1为出气口、E2第四进水口、E3为第五出水口、1为第一单向阀、2为第二单向阀、3为第二双向阀、4为第四单向阀、5为第三单向阀、6为第一双向阀、7为第五单向阀、8为臭氧发生腔室、9为第一冷却通道、10为第二冷却通道、11为电解反应腔室、12为废液回收腔室、13为镂空板、13-1为环形槽、13-2为环形弹块、13-3为梯形槽、13-4为限位块、13-5为环形夹块、13-6为环形垫、13-7为形变空隙、13-8为变形槽、13-9为圆孔、13-10为扇形孔、14为转动板、14-1为环形凸台、15为转动轴、16为驱动装置、16-1为固定板条、16-2为工作腔、16-3为第一齿轮、16-4为第二齿轮、16-5为电机、17为第一出水孔、18为第二出水孔、19为第三出水孔、20为安装孔、21为弹簧、22为压力块。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-图7所示，本发明提供了一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，包括：依次连接的自来水箱、一级过滤装置、电晕臭氧发生装置、二级过滤装置、电解臭氧发生装置、废水箱，所述一级过滤装置的第一出水口A选择性的与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口B1和第二进水口B2、二级过滤装置的第三进水口C连通，所述废水箱的第二出水口D选择性的与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口B1和第二进水口B2连通，所述电晕臭氧发生装置的第三出水口B3和第四出水口B4均选择性的与所述二级过滤装置的第三进水口C连通，所述电解臭氧发生装置的出气口E1与所述电晕臭氧发生装置的进气口B5连通。

上述技术方案的工作原理：自来水箱用于储存自来水，一级过滤装置用于过滤自来水中的杂质和颗粒等，二级过滤装置可将自来水制备为纯水以供电解臭氧发生装置使用，电解臭氧发生装置用于采用催化剂和纯水来制备臭氧，产生的臭氧气体再从出气口E1进入电晕臭氧发生装置的进气口B5，再次采用电晕法进行臭氧的制备，可制备出浓度较高的臭氧气体；在使用电晕臭氧发生装置时，可通过自来水或电解臭氧发生装置产生的废水来作为电晕臭氧发生装置的冷却水；

第一种冷却水可选用自来水和废水结合的方式，其工作原理为自来水由自来水箱进入一级过滤装置，从一级过滤装置的第一出水口A选择与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口B1连通，然后自来水流经电晕臭氧发生装置后从第三出水口B3流出，选择与所述二级过滤装置的第三进水口C流入二级过滤装置进行纯水制备，然后纯水进入电解臭氧发生装置内，产生的臭氧气体从出气口E1流入进气口B5在电晕臭氧发生装置内进行二次制备，电解臭氧发生装置内产生的废水进入废水箱中，由废水箱的第二出水口D选择与所述电晕臭氧发生装置的第二进水口B2连通，然后废水在流经电晕臭氧发生装置后从第四出水口B4排出至废液回收箱中，采用上述步骤循环完成臭氧的制备；

第二种冷却水可选用自来水，其工作原理为自来水由自来水箱进入一级过滤装置，从一级过滤装置的第一出水口A选择与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口B1和第二进水口B2连通，然后自来水流经电晕臭氧发生装置后从第三出水口B3和第四出水口B4同时流出，通过所述二级过滤装置的第三进水口C流入二级过滤装置进行纯水制备，然后纯水进入电解臭氧发生装置内，产生的臭氧气体从出气口E1流入进气口B5在电晕臭氧发生装置内进行二次制备，电解臭氧发生装置内产生的废水进入废水箱中进行储存，采用上述步骤循环完成臭氧的制备；

第三种冷却水可选用废水，其工作原理为自来水由自来水箱进入一级过滤装置，从一级过滤装置的第一出水口A选择与二级过滤装置的第三进水口C连通，经二级过滤装置后制备的纯水进入电解臭氧发生装置内，产生的臭氧气体从出气口E1流入进气口B5在电晕臭氧发生装置内进行二次制备，电解臭氧发生装置内产生的废水进入废水箱，由废水箱的第二出水口D选择与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口B1和第二进水口B2同时连通，然后废水在流经电晕臭氧发生装置后从第三出水口B3和第四出水口B4同时排出，第三出水口B3和第四出水口B4与二级过滤装置的第三进水口C不连通，直接将废液排出至废液回收箱中。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，电解/电晕法复合制备臭氧的装置结合电晕法和电解法可对臭氧进行高浓度的提取，并且利用电晕臭氧发生装置的冷却水和电解臭氧发生装置的纯水和废水相结合，提高了冷却水和废水的利用率，节约了水资源，更加环保，还可根据实际需要选择三种冷却水对电晕臭氧发生装置进行冷却，实现冷却水的单循环使用，提高冷却效果，在自来水和废水均充足的情况下可优先选择自来水和废水相结合的方式作为冷却水使用，在节省水资源的同时加大了冷却水的流量，可使冷却效果更好，进而制备出浓度更高的臭氧气体，在废水或自来水其中之一不足量时，可选用单一的足量的自来水或废水作为冷却水来使用，保证冷却效果达到标准。

在一个实施例中，所述一级过滤装置的第一出水口A与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口B1连通处设有第一单向阀1，所述一级过滤装置的第一出水口A与所述二级过滤装置的第三进水口C连通处设有第二单向阀2，所述废水箱的第二出水口D与所述电晕臭氧发生装置的第二进水口B2的连通处设有第三单向阀5，所述第一单向阀1的出水端和所述第二单向阀2的出水端连通处设有第一双向阀6，所述电晕臭氧发生装置的第三出水口B3与所述二级过滤装置的第三进水口C连通处设有第四单向阀4，所述电晕臭氧发生装置的第四出水口B4处设有第五单向阀7，所述第四单向阀4的进水端和所述第五单向阀7的进水端连通处设有第二双向阀3。

上述技术方案的工作原理：关闭第一单向阀1、打开第二单向阀2、打开第三单向阀5、关闭第四单向阀4、打开第五单向阀7、打开第一双向阀6、打开第二双向阀3，可实现上个实施例中选用自来水和废水结合的第一种冷却水的工作方式；打开第一单向阀1、关闭第二单向阀2、关闭第三单向阀5、打开第四单向阀4、关闭第五单向阀7、打开第一双向阀6、打开第二双向阀3，可实现上个实施例中选用自来水的第二种冷却水的工作方式；打开第一单向阀1、关闭第二单向阀2、打开第三单向阀5、打开第四单向阀4、打开第五单向阀7、关闭第一双向阀6、关闭第二双向阀3，可实现上个实施例中选用废水的第三种冷却水的工作方式；并且在选择自来水和废水结合的第一种冷却水之前，先打开第一单向阀1、关闭第二单向阀2、关闭第三单向阀5、关闭第四单向阀4、打开第五单向阀7、关闭第一双向阀6、打开第二双向阀3，对通道进行清洗，清洗后的水流入废液回收箱中，清洗干净后执行工作时第一种冷却水的各个阀门的开关状态；在选择自来水作为第二种冷却水之前先打开第一单向阀1、关闭第二单向阀2、关闭第三单向阀5、关闭第四单向阀4、打开第五单向阀7、打开第一双向阀6、打开第二双向阀3，对通道进行清洗，清洗后的水流入废液回收箱中，清洗干净后执行工作时第二种冷却水的各个阀门的开关状态。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，阀门选用自动控制的阀门，通过自动控制的阀门来实现各设备之间的连通状态，避免各设备之间连通错误，导致臭氧制备失败，并且在执行第一种冷却水和第二种冷却水之前，先对自来水流经的通道进行清洗，避免之前通道内残留废水而影响纯水的制备和降低电解臭氧发生装置产生臭氧的浓度，保证进入电解臭氧发生装置内的纯水质量。

在一个实施例中，所述电晕臭氧发生装置包括：臭氧发生腔室8、第一冷却通道9、第二冷却通道10，所述臭氧发生腔室8的内侧设有所述第一冷却通道9，且其外侧设有第二冷却通道10，所述臭氧发生腔室8上设有进气口B5，所述第一冷却通道9与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口B1和第三出水口B3连通，所述第二冷却通道10与所述电晕臭氧发生装置的第二进水口B2和第四出水口B4连通；所述第一冷却通道9和所述第二冷却通道10均为螺旋形。

上述技术方案的工作原理：臭氧发生腔室8用于接收由进气口B5进入的臭氧气体，将臭氧气体再次进行电晕处理，产生更高浓度的臭氧气体，第一冷却通道9和第二冷却通道10为螺旋形紧贴臭氧发生腔室8设置，螺旋形与臭氧发生腔室8同轴线设置，第一冷却通道9的冷却水由第一进水口B1进入经螺旋形通道后由第三出水口B3流出，第二冷却通道10的冷却水由第二进水口B2进入经螺旋形通道后由第四出水口B4流出，达到对臭氧发生腔室8的双向冷却的目的。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，臭氧发生腔室8的内外两侧均设有冷却通道，可提高其冷却效率，进而提高臭氧的制取效率，防止臭氧在温度过高时产生分解的现象，进一步提高了臭氧的制取浓度。

在一个实施例中，所述电晕臭氧发生装置与所述二级过滤装置之间还连通有制冷装置。

上述技术方案的工作原理和有益效果：制冷装置用于对电晕臭氧发生装置的冷却水进行制冷，以使水达到电解臭氧发生装置所需的温度，进而提高臭氧的制备浓度。

在一个实施例中，所述电解臭氧发生装置包括：电解反应腔室11、废液回收腔室12，所述电解反应腔室11的下方设有所述废液回收腔室12，所述电解臭氧发生装置的第四进水口E2和出气口E1均设置在所述电解反应腔室11的顶部，所述电解臭氧发生装置的第五出水口E3设置在所述废液回收腔室12的底部；所述电解反应腔室11和废液回收腔室12之间设有隔板组件，所述隔板组件包括镂空板13、转动板14，所述转动板14的底面与所述镂空板13的顶面密封连接，所述镂空板13与所述电解反应腔室11的侧壁固定连接，所述转动板14的底面设有转动轴15，所述转动轴15远离所述转动板14的一端穿过所述镂空板13，且所述转动轴15远离所述转动板14的一端设有与所述转动轴15螺纹连接的驱动装置16，所述驱动装置16可驱动所述转动轴15沿其轴向直线往复运动。

上述技术方案的工作原理：电解反应腔室11的顶部设有第四进水口E2和出气口E1，纯水由第四进水口E2进入电解反应腔室11内并与内部的催化剂反应，产生的臭氧气体由出气口E1排出，反应完全后，驱动装置16启动使转动轴15旋转，带动转动板14上升，转动板14上升后与镂空板13分开，产生的废水一次性从镂空板13进入废液回收腔室12内，然后驱动装置16带动转动轴15反向旋转，带动转动板14下降，再次与镂空板13密封，此时电解反应腔室11内可继续进行臭氧的制备，而同时废液回收腔室12内的废水由第五出水口E3缓慢排出至废水箱内。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，隔板组件可将电解反应腔室11和废液回收腔室12隔离开，使臭氧的制备和废水的排出同时进行，提高工作效率，并且转动板14由驱动装置16驱动上升或下降，可实现与镂空板13的分离和密封，使废水一次性流入至废液回收腔室12内，节省废水排出的时间，并且由废液回收腔室12的第五出水口E3可在缓慢流入至废水箱中，两个腔室可同时工作，并且废液回收腔室12还可避免废水箱内废水过满溢出至电解反应腔室11内而影响臭氧的制备，同时具有储存和排水的作用。

在一个实施例中，所述转动板14的底面靠近其外周壁设有环形凸台14-1，所述镂空板13的顶面设有与所述环形凸台14-1相对应的环形槽13-1，所述环形槽13-1内设有环形弹块13-2，所述环形弹块13-2的外周壁和底壁均设有梯形槽13-3，所述环形槽13-1的外周壁和底壁均固定设有与所述梯形槽13-3相对应的限位块13-4；所述环形弹块13-2的内部设有环形夹块13-5，所述环形夹块13-5的外周壁与所述环形弹块13-2固定连接，所述环形夹块13-5的内周壁与所述环形弹块13-2的内周壁下部平齐，所述环形夹块13-5的底壁为向所述环形槽13-1内周壁的一侧倾斜设置的斜面，所述环形夹块13-5的顶壁为向其底壁一侧凹陷的弧形面，且所述弧形面的外端高于其内端；所述环形夹块13-5的顶壁上设有与其弧形面相对应的环形垫13-6，所述环形垫13-6的一端伸出所述环形夹块13-5的内周壁设置，所述环形垫13-6的另一端延伸至所述环形弹块13-2的内部，且与所述环形弹块13-2固定连接，所述环形弹块13-2的内周壁下部和所述环形夹块13-5的内周壁均与所述环形槽13-1的外周壁之间设有形变空隙13-7，所述环形垫13-6远离所述环形弹块13-2的一端与所述环形槽13-1的内周壁抵接，所述环形弹块13-2的内周壁上部、所述环形垫13-6的顶面、所述环形槽13-1的内周壁形成与所述环形凸台14-1相对应的变形槽13-8。

上述技术方案的工作原理：通过转动板14的环形凸台14-1和镂空板13的变形槽13-8实现转动板14和镂空板13的密封，当转动板14向下移动时，环形凸台14-1进入变形槽13-8中，对环形垫13-6施加向下的力，环形垫13-6受力后同时向下推动环形弹块13-2和环形夹块13-5，环形夹块13-5受力后不变形，环形弹块13-2受力后压缩，且由于其自身的弹力作用，受压后其内周壁的下方向环形槽13-1内周壁的一侧膨胀，而与其固定连接的环形夹块13-5与其同时向环形槽13-1内周壁的一侧移动，进而使环形垫13-6也向环形槽13-1内周壁的一侧移动，并且环形垫13-6靠近环形槽13-1的内周壁一端长于所述环形夹块13-5的内周壁，故通过环形垫13-6的端部与环形槽13-1的内周壁相互抵接实现密封，形变空隙13-7给环形弹块13-2和环形夹块13-5留有移动的空间，环形弹块13-2为弹性材料制成，环形垫13-6为弹塑性材料制成，具有很好的弹性和塑性，且环形弹块13-2的弹性要大于环形垫13-6的弹性，环形夹块13-5采用不易变形的材料制成。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，环形弹块13-2上设有的梯形槽13-3和环形槽13-1内的限位块13-4配合，用于限制环形弹块13-2在弹性变形时的位移，且梯形槽13-3和限位块13-4之间设有空隙，便于环形弹块13-2的变形，防止其变形过大而影响其使用寿命，环形夹块13-5用于给环形弹块13-2和环形垫13-6起一定的支撑受力作用，防止环形弹块13-2变形过大而无法恢复初始状态，环形夹块13-5的底面设置为斜面，可在其受力时，更好的推动环形弹块13-2内周壁的下方向环形槽13-1的内周壁方向变形，保证环形垫13-6与环形槽13-1抵接的更加紧密，环形夹块13-5的顶面为弧形设置，可使与其连接的环形垫13-6的端部与环形槽13-1的内周壁更加紧密贴合，并且防止其端部随环形夹块13-5向下移动距离过大而导致环形垫13-6的顶面与环形凸台14-1不能紧密贴合，而影响密封效果。

在一个实施例中，所述驱动装置16包括固定板条16-1，所述固定板条16-1设于所述废液回收腔室12内，所述固定板条16-1内设有工作腔16-2，所述转动轴15穿过所述工作腔16-2，所述工作腔16-2内设有与所述转动轴15螺纹连接的第一齿轮16-3，所述第一齿轮16-3的一侧设有与其啮合的第二齿轮16-4，所述第二齿轮16-4与设置在所述工作腔16-2底端的电机16-5连接，所述电机16-5驱动所述第二齿轮16-4转动。

上述技术方案的工作原理：驱动装置16在电解反应腔室11内的臭氧制备完成后启动，电机16-5带动第二齿轮16-4转动，同时与其啮合的第一齿轮16-3转动，第一齿轮16-3转动带动与其螺纹连接的转动轴15的旋转，带动转动板14上升，当废水流入至废液回收腔室12后，电机16-5反向旋转，使转动板14下降与镂空板13密封连接。

上述技术方案的有益效果：通过上述结构的设计，通过齿轮传动配合螺纹连接，可使转动板14的上升下降更加稳定，并且在转动板14受水压的情况下，通过电机16-5的动力能够带动齿轮和转动轴15向上支撑转动板14升起，保证转动板14上升时不费力，不受压力影响，使其上升下降更加稳定，使用寿命长。

在一个实施例中，所述电解臭氧发生装置的第五出水口E3包括：第一出水孔17、第二出水孔18、第三出水孔19，所述废液回收腔室12的底部中心设有所述第一出水孔17，所述第一出水孔17的下方设有安装孔20，所述安装孔20的直径大于所述第一出水孔17的直径，所述第一出水孔17靠近其底部旁通有横向设置的第二出水孔18，所述第二出水孔18远离所述第一出水孔17的一端连通设有竖向设置的第三出水孔19；所述安装孔20的底部设有弹簧21，所述弹簧21的顶端设有压力块22，所述压力块22的下端设于所述安装孔20内，且其上端设于所述第一出水孔17内，所述压力块22的顶部高于所述第二出水孔18，且将所述第二出水孔18封闭，所述压力块22的外周壁与所述第一出水孔17的内周壁滑动且密封连接。

上述技术方案的工作原理和有益效果：废液回收腔室12内的水压大于弹簧21的弹力时，压力块22向下移动使第一出水孔17和第二出水孔18连通，进而使废水由第三出水孔19排出，当废液回收腔室12内的水压小于弹簧21的弹力，弹簧21处于初始状态，压力块22将第二出水孔18封住，可阻挡废水箱的水进入废液回收腔室12内安装孔20的底部设有可拆卸的挡板，弹簧21的底端与挡板的顶面固定连接，挡板与废液回收腔室12的底面通过螺纹连接，便于压力块22的安装和拆卸，通过压力块22的设置，将弹簧21和废水分开，防止弹簧21长时间浸泡在废水里，延长弹簧21的使用寿命。

在一个实施例中，所述镂空板13的中心设有与所述转动轴15相对应的圆孔13-9，所述环形槽13-1与所述圆孔13-9之间设有多个均匀分布的扇形孔13-10。

上述技术方案的工作原理和有益效果：镂空板13中心设有的圆孔13-9可使转动轴15穿过，并且可限制其径向位移，环形槽13-1与圆孔13-9之间设有的多个扇形孔13-10总面积大于镂空板13总面积的三分之二，保证电解反应腔室11内的产生的废水一次性流入至废液回收腔室12内，提高电解臭氧发生装置的工作效率。

在一个实施例中，还包括控制器、流量传感器、压电体，所述流量传感器和压电体均与所述控制器通讯连接，所述第二出水孔18靠近所述第一出水孔17的端部设有所述流量传感器，所述流量传感器用于检测通过所述第二出水孔18的水流量，所述压力块22的下端设有所述压电体，所述压电体位于所述安装孔20内，所述压电体的顶部设有上电极板，所述压电体的底部设有下电极板，所述下电极板的底部与所述弹簧21连接，所述弹簧21受力压缩压电体产生电荷量，通过所述电荷量判断所述弹簧21是否符合使用标准，具体判断步骤如下：

步骤1、根据压电体所在的电场强度和其受力后产生的应力，计算所述压电体的极化电位移在空间三个方向上的分量：

其中，S_E1、S_E2、S_E3分别为所述压电体极化电位移在x、y、z三个方向上的分量，S₁、S₂、S₃分别为压电体在x、y、z三个方向上由于应力变化产生的电位移，E为电场强度，σ₁、σ₂、σ₃为应力分量中的正应力，τ₁、τ₂、τ₃为应力分量中的切应力，

为偏导数；

步骤2、根据压电体的极化电位移在空间三个方向上的分量，可由下式计算出所述弹簧21受力压缩压电体产生的电荷量Q_t：

其中，S_En为压电极化电位移在x、y、z三个方向上的分量，n＝1,2,3，A为压电体受力面的面积，dx为面积A在x方向上的长度变量，dy为面积A在y方向上的长度变量；

步骤3、所述流量传感器检测到t时刻所述第二出水孔18内有水流通过时，向所述控制器发送流量信号，所述控制器记录t时刻压电体产生的电荷量Q_t；其中，电荷量Q_t的值与所述弹簧21的受力大小成正比；

步骤4、将电荷量Q_t与预设电荷量Q₀进行比较，若ΔQ＝Q₀-Q_t的值在允许的误差范围内，则判断所述弹簧21符合使用标准；

其中，Q₀为所述第二出水孔18刚好有水流通过时，压电体产生的预设电荷量。

上述技术方案的工作原理：控制器用于接收流量传感器传输的流量信号，流量传感器用于测量通过第二出水孔18的水流量，压电体可在弹簧21受力时产生电荷量，在电解臭氧发生装置使用时，废液回收腔室12内储存的废水对压力块22产生压力，废水的压力和压力块22的压力同时作用与弹簧21上，此时弹簧21的弹力即为作用在其上的压力，弹簧21受力压缩压电体产生电荷量，当废液回收腔室12内的水达到一定质量时，弹簧21带动压力块22向下移动至压力块22的上端低于第二出水孔18的最高位置，此时第二出水孔18刚好有水流通过，流量传感器将此时刻的流量信号传输给控制器，控制器记录此时刻压电体产生的电荷量，电荷量与弹簧21的受力大小成正比，在弹簧21使用一段时间后，其弹性会有所下降，随之其在受力时产生相同的位移情况下，受力会减小，所以若在第二出水孔18刚好有水流通过时测得压电体的电荷量越接近预设电荷量，则证明弹簧21的弹性越好，故设定一个允许的误差范围，若预设电荷量Q₀与测得的电荷量Q_t之差在允许的误差范围内，则弹簧21满足使用标准，不需要更换，反之则需要对弹簧21进行更换。

上述技术方案的有益效果：上述判断弹簧21是否符合使用标准的方法，将弹簧21的受力大小通过压电体转换为电荷量来进行检测更加精确，并且通过流量传感器、控制器和压电体的配合可以检测每次第二出水孔18刚好有水流通过时压电体的电荷量并记录，实时监测每次排水时弹簧21是否可以正常工作，进一步的防止弹簧21弹性减弱而导致废水箱中的水倒流至电解臭氧发生装置中；若预设电荷量Q₀与测得的电荷量Q_t之差过大时，则需要检查是否有废水箱的水倒流至第二出水孔18内，在监测弹簧21弹力的同时，还可检测废水箱内的水位情况，若出现废水箱内的水过满时，此时可选择废水作为冷却水来使用，对废水进行及时处理。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (9)

1.一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，其特征在于，包括：依次连接的自来水箱、一级过滤装置、电晕臭氧发生装置、二级过滤装置、电解臭氧发生装置、废水箱，所述一级过滤装置的第一出水口（A）选择性的与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口（B1）和第二进水口（B2）、二级过滤装置的第三进水口（C）连通，所述废水箱的第二出水口（D）选择性的与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口（B1）和第二进水口（B2）连通，所述电晕臭氧发生装置的第三出水口（B3）和第四出水口（B4）均选择性的与所述二级过滤装置的第三进水口（C）连通，所述第一进水口（B1）与第三出水口（B3）连通，所述第二进水口（B2）和第四出水口（B4）连通，所述电解臭氧发生装置的出气口（E1）与所述电晕臭氧发生装置的进气口（B5）连通；

所述电解臭氧发生装置包括：电解反应腔室（11）、废液回收腔室（12），所述电解反应腔室（11）的下方设有所述废液回收腔室（12），所述电解臭氧发生装置的第四进水口（E2）和出气口（E1）均设置在所述电解反应腔室（11）的顶部，所述电解臭氧发生装置的第五出水口（E3）设置在所述废液回收腔室（12）的底部；所述电解反应腔室（11）和废液回收腔室（12）之间设有隔板组件，所述隔板组件包括镂空板（13）、转动板（14），所述转动板（14）的底面与所述镂空板（13）的顶面密封连接，所述镂空板（13）与所述电解反应腔室（11）的侧壁固定连接，所述转动板（14）的底面设有转动轴（15），所述转动轴（15）远离所述转动板（14）的一端穿过所述镂空板（13），且所述转动轴（15）远离所述转动板（14）的一端设有与所述转动轴（15）螺纹连接的驱动装置（16），所述驱动装置（16）可驱动所述转动轴（15）沿其轴向直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，其特征在于，所述一级过滤装置的第一出水口（A）与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口（B1）连通处设有第一单向阀（1），所述一级过滤装置的第一出水口（A）与所述二级过滤装置的第三进水口（C）连通处设有第二单向阀（2），所述废水箱的第二出水口（D）与所述电晕臭氧发生装置的第二进水口（B2）的连通处设有第三单向阀（5），所述第一单向阀（1）的出水端和所述第二单向阀（2）的出水端连通处设有第一双向阀（6），所述电晕臭氧发生装置的第三出水口（B3）与所述二级过滤装置的第三进水口（C）连通处设有第四单向阀（4），所述电晕臭氧发生装置的第四出水口（B4）处设有第五单向阀（7），所述第四单向阀（4）的进水端和所述第五单向阀（7）的进水端连通处设有第二双向阀（3）。

3.根据权利要求1所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，其特征在于，所述电晕臭氧发生装置包括：臭氧发生腔室（8）、第一冷却通道（9）、第二冷却通道（10），所述臭氧发生腔室（8）的内侧设有所述第一冷却通道（9），且其外侧设有第二冷却通道（10），所述臭氧发生腔室（8）上设有进气口（B5），所述第一冷却通道（9）与所述电晕臭氧发生装置的第一进水口（B1）和第三出水口（B3）连通，所述第二冷却通道（10）与所述电晕臭氧发生装置的第二进水口（B2）和第四出水口（B4）连通；所述第一冷却通道（9）和所述第二冷却通道（10）均为螺旋形。

4.根据权利要求1所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，其特征在于，所述电晕臭氧发生装置与所述二级过滤装置之间还连通有制冷装置。

5.根据权利要求1所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，其特征在于，所述转动板（14）的底面靠近其外周壁设有环形凸台（14-1），所述镂空板（13）的顶面设有与所述环形凸台（14-1）相对应的环形槽（13-1），所述环形槽（13-1）内设有环形弹块（13-2），所述环形弹块（13-2）的外周壁和底壁均设有梯形槽（13-3），所述环形槽（13-1）的外周壁和底壁均固定设有与所述梯形槽（13-3）相对应的限位块（13-4）；所述环形弹块（13-2）的内部设有环形夹块（13-5），所述环形夹块（13-5）的外周壁与所述环形弹块（13-2）固定连接，所述环形夹块（13-5）的内周壁与所述环形弹块（13-2）的内周壁下部平齐，所述环形夹块（13-5）的底壁为向所述环形槽（13-1）内周壁的一侧倾斜设置的斜面，所述环形夹块（13-5）的顶壁为向其底壁一侧凹陷的弧形面，且所述弧形面的外端高于其内端；所述环形夹块（13-5）的顶壁上设有与其弧形面相对应的环形垫（13-6），所述环形垫（13-6）的一端伸出所述环形夹块（13-5）的内周壁设置，所述环形垫（13-6）的另一端延伸至所述环形弹块（13-2）的内部，且与所述环形弹块（13-2）固定连接，所述环形弹块（13-2）的内周壁下部和所述环形夹块（13-5）的内周壁均与所述环形槽（13-1）的外周壁之间设有形变空隙（13-7），所述环形垫（13-6）远离所述环形弹块（13-2）的一端与所述环形槽（13-1）的内周壁抵接，所述环形弹块（13-2）的内周壁上部、所述环形垫（13-6）的顶面、所述环形槽（13-1）的内周壁形成与所述环形凸台（14-1）相对应的变形槽（13-8）。

6.根据权利要求1所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，其特征在于，所述驱动装置（16）包括固定板条（16-1），所述固定板条（16-1）设于所述废液回收腔室（12）内，所述固定板条（16-1）内设有工作腔（16-2），所述转动轴（15）穿过所述工作腔（16-2），所述工作腔（16-2）内设有与所述转动轴（15）螺纹连接的第一齿轮（16-3），所述第一齿轮（16-3）的一侧设有与其啮合的第二齿轮（16-4），所述第二齿轮（16-4）与设置在所述工作腔（16-2）底端的电机（16-5）连接，所述电机（16-5）驱动所述第二齿轮（16-4）转动。

7.根据权利要求1所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，其特征在于，所述电解臭氧发生装置的第五出水口（E3）包括：第一出水孔（17）、第二出水孔（18）、第三出水孔（19），所述废液回收腔室（12）的底部中心设有所述第一出水孔（17），所述第一出水孔（17）的下方设有安装孔（20），所述安装孔（20）的直径大于所述第一出水孔（17）的直径，所述第一出水孔（17）靠近其底部旁通有横向设置的第二出水孔（18），所述第二出水孔（18）远离所述第一出水孔（17）的一端连通设有竖向设置的第三出水孔（19）；所述安装孔（20）的底部设有弹簧（21），所述弹簧（21）的顶端设有压力块（22），所述压力块（22）的下端设于所述安装孔（20）内，且其上端设于所述第一出水孔（17）内，所述压力块（22）的顶部高于所述第二出水孔（18），且将所述第二出水孔（18）封闭，所述压力块（22）的外周壁与所述第一出水孔（17）的内周壁滑动且密封连接。

8.根据权利要求5所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，其特征在于，所述镂空板（13）的中心设有与所述转动轴（15）相对应的圆孔（13-9），所述环形槽（13-1）与所述圆孔（13-9）之间设有多个均匀分布的扇形孔（13-10）。

9.根据权利要求7所述的一种电解/电晕法复合制备臭氧的装置，其特征在于，还包括控制器、流量传感器、压电体，所述流量传感器和压电体均与所述控制器通讯连接，所述第二出水孔（18）靠近所述第一出水孔（17）的端部设有所述流量传感器，所述流量传感器用于检测通过所述第二出水孔（18）的水流量，所述压力块（22）的下端设有所述压电体，所述压电体位于所述安装孔（20）内，所述压电体的顶部设有上电极板，所述压电体的底部设有下电极板，所述下电极板的底部与所述弹簧（21）连接，所述弹簧（21）受力压缩压电体产生电荷量，通过所述电荷量判断所述弹簧（21）是否符合使用标准，具体判断步骤如下：

步骤1、根据压电体所在的电场强度和其受力后产生的应力，计算所述压电体的极化电位移在空间三个方向上的分量：

其中，

、

、

分别为所述压电体极化电位移在x、y、z三个方向上的分量，

、

、

分别为压电体在x、y、z三个方向上由于应力变化产生的电位移，

为电场强度，

、

、

为应力分量中的正应力，

、

、

为应力分量中的切应力，

为偏导数；

步骤2、根据压电体的极化电位移在空间三个方向上的分量，可由下式计算出所述弹簧 （21）受力压缩压电体产生的电荷量

：

其中，

为压电极化电位移在x、y、z三个方向上的分量，n=1,2,3，A为压电体受力面的 面积，

为面积A在

方向上的长度变量，

为面积A在y方向上的长度变量；

步骤3、所述流量传感器检测到t时刻所述第二出水孔（18）内有水流通过时，向所述控 制器发送流量信号，所述控制器记录t时刻压电体产生的电荷量

；其中，电荷量

的值与 所述弹簧（21）的受力大小成正比；

步骤4、将电荷量

与预设电荷量

进行比较，若

的值在允许的误差范围 内，则判断所述弹簧（21）符合使用标准；

其中，

为所述第二出水孔（18）刚好有水流通过时，压电体产生的预设电荷量。

Images