CN114286488A - 一种基于气路模块化的大气压大尺度dbd材料改性装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于气路模块化的大气压大尺度DBD材料改性装置其气路结构包括并列密封可拆卸连接的至少一组多孔出气板与直线混气腔组成的混气模块、多孔进气板模块；DBD电极模块的放电腔为长度至少为1m空腔；放电腔的上下表面均设置包裹在介质层中的金属板，放电腔与混气模块连接的侧壁中间位置沿放电腔的长延伸的方向设置长条状通孔；多孔出气板对应DBD电极模块的长条状通孔的位置均匀设置多个通过气体的圆形通孔；直线混气腔与圆形通孔连接的位置设置长条状通孔作为直线混气腔；多孔进气板模块的外表面设置多个凸出的进气口，进气口与圆形通孔位置相互错开。本发明能够实现大尺度下DBD材料改性时保证气体分布的均匀性。

Description

一种基于气路模块化的大气压大尺度DBD材料改性装置

技术领域

本发明涉及等离子体材料表面改性技术领域，具体涉及一种基于气路模块化的大气压大尺度DBD材料改性装置。

背景技术

等离子体材料表面改性具有节能环保、操作便捷、反应温度低、便于实现多场景应用等优点，在材料表面处理领域展现出较高价值与应用前景。实际应用中很多待处理材料的尺寸较大，对等离子体材料改性装置提出了要求。要实现等离子体材料改性的实际工业化应用，大气压下大尺度绝缘材料等离子体改性装置的实现至关重要。

而大气压下大尺度DBD不仅仅是对放电区域的简单扩大，尤其应用于绝缘材料表面改性的大尺度DBD电极系统中，随着反应器尺寸扩大，反应气体分布的均匀性难度增大，面临着反应气体添加方式、装置内混气以及反应气体分布均匀性等问题，导致了放电均匀性难度的增大。特别地，传统气体添加方式难以在大尺度下保证气体分布的均匀性，而且无法根据不同材料实际改性需求快速改变气体添加通路，进而影响放电均匀性及改性效果。

现有技术，公开号为：CN 104971869 A公开的一种聚四氟乙烯高温胶带的环保制作方法与公开号为：CN 202238033 U公开的一种材料表面低温等离子体改性装置均为利用等离子体对材料进行处理，但装置均需要在低气压下运行，且对处理材料尺寸有限制，不能实现大气压下的大尺度材料表面处理。公开号为：CN 110035594 B公开的基于介质阻挡放电等离子体的材料改性装置、系统及方法，其方案可以在大气压下对材料进行改性处理，但是气体通道与装置主体形状一致，没有进行进气均匀性设计和气路模块化设计，无法根据不同需求更换气路设置。申请号为：2020109839652公开的基于混合气体的大面积冷等离子体发生装置，利用等离子体对材料进行处理，可以实现大面积处理，但装置均需要在低气压下运行。

应用在等离子体材料改性装置中的气路均匀性设计，现有技术公开号为CN204058045 U公开的通气均匀的电催化氧化废水装置，该方案应用在废水处理领域，将进气管设计成S形结构，进气管上设置均匀排布的进气孔，可以实现通气均匀，但是没有实现气路模块化，无法根据不同需求更换气路设置。公开号为CN 212329237 U公开的一种通气均匀的土壤生态修复装置，该方法，在主气管一侧均匀设置有支气管，支气管的两端均固定连接喷气管，喷气管的一端均匀设置有喷气口，可以实现通气均匀，存在无法根据不同需求快速更换气路设置的问题。

因此，需要一种能够实现大尺寸的DBD材料改性装置，并且能过克服大尺度下的气体分布不均匀的问题，同时还能够用于不同材料的表面改性。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述技术问题，本发明提供一种基于气路模块化的大气压大尺度DBD材料改性装置，本装置能够保证大尺度下的气体分布均匀性，保证放电均匀性，能够针对不同材料改性需求快速改变气体添加路径，使之能够用于不同材料的表面改性。

2.技术方案：

一种基于气路模块化的大气压大尺度DBD材料改性装置，包括电源模块、DBD电极模块与气路结构；其特征在于：所述气路结构包括从DBD电极模块的一侧依次并列密封连接的至少一组多孔出气板与直线混气腔组成的混气模块、多孔进气板模块；且DBD电极模块、混气模块以及多孔进气板模块均为可拆卸的连接。

所述DBD电极模块的放电腔为长度至少为1m空腔；所述放电腔的上表面与下表面均设置包裹在介质层中的金属板，其中一块金属板作为改性装置的高压电极，另一块金属板作为改性装置的地电极；所述放电腔与混气模块连接的侧壁中间位置沿放电腔的长延伸的方向设置长条状通孔。

所述多孔出气板对应DBD电极模块的长条状通孔的位置均匀设置多个用于贯通通过气体的圆形通孔。

所述直线混气腔位于与多孔出气板的圆形通孔连接的位置设置长条状通孔作为直线混气腔。

所述多孔进气板模块的外表面设置多个凸出的进气口，且进气口的位置与多孔出气板的圆形通孔位置相互错开；进入进气口的气体通过直线混气腔、设置在多孔出气板的圆形通孔以及DBD电极模块的长条状通孔进入DBD电极模块的放电腔；所述长条状通孔的宽、圆形通孔直径、直线混气腔的宽度以及进气口的直径均相同。

进一步地，所述DBD电极模块、多孔出气板、直线混气腔以及多孔进气板模块的长度均为1200mm；所述DBD电极模块的长条状通孔与直线混气腔的大小均为4mm*1000mm；所述圆形通孔的数量为10个；所述进气口的数目为5个。

进一步地，所述DBD电极模块、多孔出气板、直线混气腔以及多孔进气板模块之间通过真空硅脂密封相连。

进一步地，还包括用于安装密封螺丝的安装圆孔。

3.有益效果：

（1）本发明中采用模块化可拆卸更换气路的方法，使原来一体式的固定的气路结构转换为能够根据不同需求更换气路设置，从而能够实现快速的更换气路；且本发明中的各个模块的相连接的部位规格相同，可以通过增加多组混气模块来使气体的混合更加均匀。或者能够直接更换多孔出气模块的通孔的个数，也能实现提高气体混合均匀程度。

（2）本发明中，通过多个进气口进入的气体经过直线混气腔、再进入圆形通孔，最后通过长条状通孔进入放电空间；其中的进气口与圆形通孔之间的位置相互错开分布，使得气体从多孔进气板进入后，在直线混气腔充分混合，再经多孔出气板分散，最后经电极的通孔进入，保证进入放电空间的气体均匀性，有助于提高大尺度DBD放电的均匀性以及大尺寸材料改性效果的均匀性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体分解示意图；

图3为具体实施例中的DBD电极模块的结构示意图；

图4为具体实施例中的多孔出气板的结构示意图；

图5为具体实施例中的直线混气腔的结构示意图；

图6为具体实施例中的多孔进气板模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体的说明。

如附图1至附图5所示，一种基于气路模块化的大气压大尺度DBD材料改性装置，包括电源模块、DBD电极模块1与气路结构；其特征在于：所述气路结构包括从DBD电极模块的一侧依次并列密封连接的至少一组多孔出气板2与直线混气腔3组成的混气模块、多孔进气板模块4；且DBD电极模块、混气模块以及多孔进气板模块均为可拆卸的连接。

所述DBD电极模块的放电腔5为长度至少为1m空腔；所述放电腔的上表面与下表面均设置包裹在介质层中的金属板，其中一块金属板作为改性装置的高压电极，另一块金属板作为改性装置的地电极；所述放电腔与混气模块连接的侧壁中间位置沿放电腔的长延伸的方向设置长条状通孔6。

所述多孔出气板对应DBD电极模块的长条状通孔的位置均匀设置多个用于贯通通过气体的圆形通孔7。

所述直线混气腔位于与多孔出气板的圆形通孔连接的位置设置长条状通孔作为直线混气腔8。

所述多孔进气板模块的外表面设置多个凸出的进气口9，且进气口的位置与多孔出气板的圆形通孔位置相互错开；进入进气口的气体通过直线混气腔、设置在多孔出气板的圆形通孔以及DBD电极模块的长条状通孔进入DBD电极模块的放电腔；所述长条状通孔的宽、圆形通孔直径、直线混气腔的宽度以及进气口的直径均相同。

进一步地，所述DBD电极模块、多孔出气板、直线混气腔以及多孔进气板模块的长度均为1200mm；所述DBD电极模块的长条状通孔与直线混气腔的大小均为4mm*1000mm；所述圆形通孔的数量为10个；所述进气口的数目为5个。

进一步地，所述DBD电极模块、多孔出气板、直线混气腔以及多孔进气板模块之间通过真空硅脂密封相连。

进一步地，还包括用于安装密封螺丝10的安装圆孔11。

具体实施例：

如附图1至6所示，本实施例中为采用一组混气模块为例进行说明， DBD电极模块的高压电极和地电极均为裹在介质层中的金属板，尺寸均为1200mm*35mm。DBD电极模块的一侧中间开一条尺寸为4mm*1000mm的长条状通孔，用于通气；长条状通孔的上下两端开直径为3mm的安装圆孔共22个，孔孔左右间距100mm、上下间距12mm，用于穿过密封螺丝与混气模块、多孔进气板模块之间固定。

多孔出气板的尺寸为1200mm*20mm*5mm。其中间开直径4mm的圆形通孔共10个，孔孔间距为100mm，用于通气；10个气孔的上下两排开直径为3mm的安装圆孔共22个，孔孔左右间距100mm、上下间距12mm，用于穿过密封螺丝与DBD电极模块、直线混气腔、多孔进气板模块之间固定。

直线混气腔的尺寸为1200mm*20mm*5mm。其中间开一条尺寸为4mm*1000mm的通孔，用于混气；通孔的上下两端开直径为3mm的安装圆孔共22个，孔孔左右间距100mm、上下间距12mm，用于穿过密封螺丝与DBD电极模块、多孔出气板、多孔进气板之间固定。

多孔进气板的尺寸为1200mm*20mm*5mm。其中间开直径4mm的进气圆孔共5个，孔孔间距为200mm，用于进气，气孔周围向外部突出用于连接气管；5个进气孔的上下两排开直径为3mm的安装圆孔共22个，孔孔左右间距100mm、上下间距12mm，用于穿过密封螺丝与DBD电极模块、多孔出气板、直线混气腔之间固定。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (4)

1.一种基于气路模块化的大气压大尺度DBD材料改性装置，包括电源模块、DBD电极模块与气路结构；其特征在于：所述气路结构包括从DBD电极模块的一侧依次并列密封连接的至少一组多孔出气板与直线混气腔组成的混气模块、多孔进气板模块；且DBD电极模块、混气模块以及多孔进气板模块均为可拆卸的连接；

所述DBD电极模块的放电腔为长度至少为1m空腔；所述放电腔的上表面与下表面均设置包裹在介质层中的金属板，其中一块金属板作为改性装置的高压电极，另一块金属板作为改性装置的地电极；所述放电腔与混气模块连接的侧壁中间位置沿放电腔的长延伸的方向设置长条状通孔；

所述多孔出气板对应DBD电极模块的长条状通孔的位置均匀设置多个用于贯通通过气体的圆形通孔；

所述直线混气腔位于与多孔出气板的圆形通孔连接的位置设置长条状通孔作为直线混气腔；所述多孔进气板模块的外表面设置多个凸出的进气口，且进气口的位置与多孔出气板的圆形通孔位置相互错开；进入进气口的气体通过直线混气腔、设置在多孔出气板的圆形通孔以及DBD电极模块的长条状通孔进入DBD电极模块的放电腔；所述长条状通孔的宽、圆形通孔直径、直线混气腔的宽度以及进气口的直径均相同。

2.根据权利要求1所述的一种基于气路模块化的大气压大尺度DBD材料改性装置，其特征在于：所述DBD电极模块、多孔出气板、直线混气腔以及多孔进气板模块的长度均为1200mm；所述DBD电极模块的长条状通孔与直线混气腔的大小均为4mm*1000mm；所述圆形通孔的数量为10个；所述进气口的数目为5个。

3.根据权利要求1所述的一种基于气路模块化的大气压大尺度DBD材料改性装置，其特征在于：所述DBD电极模块、多孔出气板、直线混气腔以及多孔进气板模块之间通过真空硅脂密封相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于气路模块化的大气压大尺度DBD材料改性装置，其特征在于：还包括用于安装密封螺丝的安装圆孔。

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