CN207589254U - 一种低温等离子体射流产生装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低温等离子体射流产生装置，其包括绝缘外壳，所述绝缘外壳上端设置有进气口，绝缘外壳侧面设置有高压馈入接口，所述绝缘外壳内安装有多孔平板高压电极，高压电极与高压馈入接口相连，高压电极上端和下端分别安装至少一个与高压电极平行的上电极和下电极，所述绝缘外壳下端可拆卸地装配有喷嘴。本实用新型使用多孔平板电极代替中心电极，使装置可以使用空气作为工作气体；使用三电极结构，对气体分子进行预极化，使之更容易被等离子化；缩短了等离子发生区域的轴向长度，减小了等离子体提前复合的影响；使用可拆卸喷嘴，增强了装置使用上的灵活性。整个装置除了高压电极，其余部分均接地，高压部分无裸露，使用安全性好。

Description

一种低温等离子体射流产生装置

技术领域

本实用新型涉及一种应用于食品加工、医疗卫生等行业的低温等离子体射流产生装置，属于低温等离子体产生、应用技术领域。

背景技术

等离子体是指不断地从外部对物质施加能量而使其离解成正、负带电粒子的物质状态。如果产生的等离子体温度较低，接近常温，便称为低温（或常温）等离子体。低温等离子体如果以气体射流的形式存在，则称为低温等离子体射流。等离子体中的正、负粒子重新聚合成中性粒子，从而失去等离子体的特性，这个过程被称为等离子体复合。

低温等离子体射流含有大量光子、热、带电活性粒子等成分，具有温和的宏观温度和极高的活性粒子浓度。低温等离子体的上述特性，使之在食品加工、医疗卫生等对生物灭活技术高度关注的行业中得到广泛的研究和应用。自1968年Menashi[Menashi W P.Treatment of Surface[P],US 33833163,1968]首次使用氩等离子体杀灭玻璃瓶表面细菌以来，对该项技术的研究不断深入。

目前，公知的低温等离子体射流产生装置的基本结构是：一根位于绝缘筒中心位置的金属丝作为高压电极，在电极上施加脉冲高电压，同时向圆筒内部吹入气体，则在中心电极和圆筒内壁之间的空间将产生低温等离子体，等离子体随气流被吹出圆筒，形成射流。

大量的研究工作和应用实践表明，在这种结构中，低温等离子体射流产生的条件十分苛刻，对工作气体的成分要求严格。在氦、氖等惰性气体氛围下相对容易产生射流，但在含氧量稍高的情况下，工作效率急剧下降，甚至无法产生等离子体（含氧量5%）；在空气条件下，完全无法工作。在低含氧或不含氧的惰性气体条件下，产生的低温等离子体中的活性粒子浓度低，灭活效果差。另外，由于低温等离子体产生区域沿装置轴向分布，长度较长，部分低温等离子体尚未喷出形成射流，就已经复合。

所以，目前低温等离子体射流产生装置的主要问题是：1）对工作气体的成份要求严格；2）在低电压下不易产生等离子体；3）产生的低温等离子体灭活成分浓度低、效果差。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题之不足，提出一种低温等离子体射流产生装置。该装置工作气体适应性好，可工作于空气环境下，能够较为容易地产生高效率的低温等离子体射流，对气源和脉冲高压电源的要求低，可广泛应用于食品加工、医疗卫生等相关行业。

因此，为了满足上述要求，本实用新型是这样实现的，其具体技术方案如下：

一种低温等离子体射流产生装置，其包括绝缘外壳，所述绝缘外壳上端设置有进气口，绝缘外壳侧面设置有高压馈入接口，其中所述绝缘外壳内安装有多孔平板高压电极，高压电极与高压馈入接口相连，所述高压电极上端和下端分别安装至少一个与高压电极平行的上电极和下电极，且上电极和下电极都设置有气流孔，所述气流空与进气口的方向平行，所述绝缘外壳下端可拆卸地装配有喷嘴。

根据本实用新型中所述的一种低温等离子体射流产生装置，其进一步的优选技术方案是所述上电极和下电极是通过固定压环安装在绝缘壳体内的。

根据本实用新型中所述的一种低温等离子体射流产生装置，其进一步的优选技术方案是所述上电极和下电极都与高压电极平行安装。

根据本实用新型中所述的一种低温等离子体射流产生装置，其进一步的优选技术方案是所述上电极与高压电极之间的间距大于下电极与高压电极之间的间距，且所述上电极和下电极都接地。

根据本实用新型中所述的一种低温等离子体射流产生装置，其进一步的优选技术方案是所述高压馈入接口处设置有高压馈入接口保护套。

本实用新型通过在在绝缘外壳中，水平放置一多孔平板高压电极，在高压电极上下分别置有与之平行的多孔接地电极，各电极通过绝缘压环与外壳连接并固定。

当工作气体从装置上部进气口吹入时，高压电极被施以脉冲高电压。高压电极与上、下接地电极分别形成两个方向相反的电场。工作气体首先进入上部电场，该电场电极间距较大，电场强度较弱，不会使工作气体等离子化，而是使气体分子沿电场方向发生极化；当气体进入下部电场后，由于电极间距较小，电场强度大，且气体分子极化方向与电场方向相反，气体分子很容易发生电离，从而等离子化；产生的等离子体迅速通过较小的电极间隙，从下电极的孔中喷出，形成射流。根据应用场合的不同，在需要射流面积较大、强度不高时，不安装喷嘴；在要求射流强度高、面积小时，则使用喷嘴。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型使用多孔平板电极代替中心电极，使装置可以使用空气作为工作气体。

2、本实用新型使用三电极结构，对气体分子进行预极化，使之更容易被等离子化。

3、本实用新型缩短了等离子发生区域的轴向长度，减小了等离子体提前复合的影响。

4、本实用新型使用可拆卸喷嘴，增强了装置使用上的灵活性。

5、本实用新型整个装置除了高压电极，其余部分均接地，高压部分无裸露，使用安全性好。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

图2是高压电极、上电极和下电极电极的结构示意图

图3是本实用新型外形示意图。

图中：1.绝缘外壳，2. 进气口，3.上电极，4. 上电极固定压环，5.高压电极，6. 高压电极固定压环，7. 下电极，8. 喷嘴，9. 高压馈入接口保护套，10.高压馈入接口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1—3所示：一种低温等离子体射流产生装置，其包括绝缘外壳1，所述绝缘外壳1上端设置有进气口2，绝缘外壳1侧面设置有高压馈入接口10。所述绝缘外壳1内安装有多孔平板高压电极5，高压电极5是通过高压电极压环6固定安装在绝缘外壳1的内壁上，且高压电极5与高压馈入接口10相连。

所述高压电极5的上端和下端分别平行安装有上电极3和下电极7，且上电极3和下电极7上都设置有气流孔，所述气流空与进气口2的方向平行。

其中所述绝缘外壳1下端可拆卸地装配有喷嘴8，所述高压馈入接口10处设置有高压馈入接口保护套9。

其中所述上电极3通过上电极固定压环4固定安装在绝缘外壳1内壁上，下电极是通过固定压环安装在绝缘壳体内的，上电极3和下电极7都与高压电极平行安装，且上电极3、高压电极5和下电极7的结构都是相同的，如图3所示。具体安装好后所述上电极3与高压电极5之间的间距大于下电极7与高压电极5之间的间距，且上电极3和下电极7都是接地连接的。

本实用新型使用时，高压电源产生的脉冲高电压自高压馈入接口10施加于高压电极5之上，气源将工作气体自进气口2持续吹入，气体经过上电极3上的开孔进入上电极3和高压电极5之间从而在电场的作用下发生分子极化，气体继而经过高压电极5上的开孔进入高压电极5和下电极7之间从而在反向电场的作用下被等离子化，产生的等离子体经下电极7上的开孔吹出，并经可拆卸喷嘴8汇聚喷出，形成低温等离子体射流。

对上述所公开的实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种低温等离子体射流产生装置，其包括绝缘外壳，所述绝缘外壳上端设置有进气口，绝缘外壳侧面设置有高压馈入接口，其特征在于：所述绝缘外壳内安装有多孔平板高压电极，高压电极与高压馈入接口相连，所述高压电极上端和下端分别安装至少一个与高压电极平行的上电极和下电极，且上电极和下电极都设置有气流孔，所述气流空与进气口的方向平行，所述绝缘外壳下端可拆卸地装配有喷嘴。

2.根据权利要求1所述的一种低温等离子体射流产生装置，其特征在于所述上电极是通过固定压环安装在绝缘壳体内的。

3.根据权利要求1所述的一种低温等离子体射流产生装置，其特征在于所述上电极和下电极都与高压电极平行安装。

4.根据权利要求3所述的一种低温等离子体射流产生装置，其特征在于所述上电极与高压电极之间的间距大于下电极与高压电极之间的间距。

5.根据权利要求1所述的一种低温等离子体射流产生装置，其特征在于所述高压馈入接口处设置有高压馈入接口保护套。

6.根据权利要求1—5任一项所述的一种低温等离子体射流产生装置，其特征在于所述上电极和下电极均接地。