CN209375997U - 一种带电粒子加速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带电粒子加速器，包括离子产生装置、离子加速装置及气体供应装置；所述离子产生装置包括高压脉冲放电电源、电离管道以及放电器，所述气体供应装置的气体输出端与所述电离管道的一端连通，所述放电电极设于所述电离管道内，所述高压脉冲放电电源与所述放电器电连接；所述离子加速装置包括加速管道、多组电磁加速线圈以及电磁发生器，所述加速管道的一端与所述电离管道的另一端连通，多组所述电磁加速线圈缠绕在所述加速管道的外侧壁上，所述电磁发生器与所述电磁加速线圈电连接。本实用新型实施例提供的带电粒子加速器能够提高带电粒子的传输距离，同时减少污染的产生。

Description

一种带电粒子加速器

技术领域

本实用新型涉及粒子加速技术领域，尤其是涉及一种带电粒子加速器。

背景技术

现有技术中，由于电离产生的等离子中同时有正负电荷产生，在一定区域内会迅速还原，导致等离子迅速湮灭，输送距离有限，使得等离子一般只能用于废气处理，且用于电离的极板容易附着大量污染物，需经常性清理。而传统意义上的粒子加速器需要高能系统和真空环境，构建成本及运行成本极高，应用成本较高，无法大范围应用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种带电粒子加速器，用于改变气体的电荷分布，实现大量的高能带电粒子并通过加速场加速产生一定的能量去辅助实现废气或废水的处理。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种带电粒子加速器，包括离子产生装置、离子加速装置及气体供应装置；

所述离子产生装置包括正(负)电荷高压脉冲放电电源、电离管道及放电器，所述气体供应装置的气体输出端与所述电离管道的一端连通，所述放电电极设于所述电离管道内，所述电荷高压脉冲放电电源通过高压电缆与所述放电器电连接；

所述离子加速装置包括加速管道、多组电磁加速线圈及电磁发生器，所述加速管道的一端与所述电离管道的另一端连通，多组所述电磁加速线圈缠绕在所述加速管道的外侧壁上，所述电磁发生器与所述电磁加速线圈电连接。

作为优选方案，所述放电器上设有至少一个放电电极。

作为优选方案，所述放电器呈针式结构、线式结构或板式结构。

作为优选方案，所述电离管道的材质为绝缘材料。

作为优选方案，所述电离管道呈圆筒状结构或箱式结构。

作为优选方案，所述加速管道的材质为金属导磁材料。

作为优选方案，所述加速管道呈圆筒状结构。

作为优选方案，所述气体供应装置为气体压缩泵，所述气体压缩泵的气体出口与所述电离管道的一端连通。

作为优选方案，所述气体供应装置包括文丘里管，所述文丘里管的负压入口端与所述加速管道的另一端连通。

相比于现有技术，本实用新型实施例具有如下有益效果：

通过所述离子产生装置有选择地产生正高压电或负高压电以电离气体，从而单一的正电荷或负电荷的带电粒子而非等离子体，避免了带电粒子的还原湮灭导致输送距离有限，进而有利于提高带电粒子的传输距离。

其中，相比于产生等离子，所述离子产生装置结合所述气体供应装置只电离产生单一的性质的带电粒子，而不同时产生正负离子，有利于减少对放电电极造成的污染，从而增强了带电粒子加速器的使用性能。

所述气体供应装置为所述离子产生装置提供气体来源，所述放电器在所述高压脉冲放电电源的通电作用下，电离所述电离管道内的气体，从而产生单一的正电荷或负电荷的带电粒子。

所述离子加速管道用于加快带电粒子的速度，带电粒子进入到所述加速管道内时，所述电磁加速线圈形成一个定向脉冲电磁加速场，以使带电粒子形成高能粒子束，从而通过所述加速管道将高能粒子束输出至需要处理的气体或水体中。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的带电粒子加速器的结构示意图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、高压脉冲放电电源；2、电离管道；3、放电器；4、加速管道；5、电磁加速线圈；6、电磁发生器；7、电离管道的一端。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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作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。

请参见图1，本实用新型优选实施例提供了一种带电粒子加速器，包括离子产生装置、离子加速装置及气体供应装置；

所述离子产生装置包括正(负)电荷高压脉冲放电电源1、电离管道2以及放电器3，所述气体供应装置的气体输出端与所述电离管道的一端7连通，所述放电电极设于所述电离管道2内，所述高压脉冲放电电源1与所述放电器3电连接；

所述离子加速装置包括加速管道4、多组电磁加速线圈5及电磁发生器6，所述加速管道4的一端与所述电离管道2的另一端连通，多组所述电磁加速线圈5缠绕在所述加速管道4的外侧壁上，所述电磁发生器6与所述电磁加速线圈5电连接。

在本实施例中，通过所述离子产生装置有选择地产生正高压电或负高压电以电离气体，从而单一的正电荷或负电荷的带电粒子而非等离子体，避免了带电粒子的还原湮灭导致输送距离有限，进而有利于提高带电粒子的传输距离。

其中，相比于等离子，所述离子产生装置结合所述气体供应装置只电离产生单一的性质的带电粒子，而不同时产生正负离子，不容易污染放电电极，有利于增强带电粒子加速器的使用性能。

所述气体供应装置为所述离子产生装置提供气体来源，所述放电器3在所述高压脉冲放电电源1的通电作用下，电离所述电离管道2内的气体，从而产生单一的正电荷或负电荷的带电粒子。

所述离子加速管道4用于加快带电粒子的速度，带电粒子进入到所述加速管道4内时，所述电磁加速线圈5形成一个定向脉冲电磁加速场，以使带电粒子形成高能粒子束，从而通过所述加速管道4将高能粒子束输出至需要处理的气体或水体中。

在本实施例中，应当说明的是，所述高压脉冲放电电源1为高频高压脉冲发生器，输出电压≥30KV，输出频率≥15KHz，在用户操控下，能够有选择性地只产生正电荷或负电荷的带电粒子，通过所述放电器3释放以电离气体。

在本实用新型实施例中，所述放电器3上设有至少一个放电电极，所述放电器3呈针式结构、线式结构或板式结构。其中，所述放电电极应当为高导电的材料构成，通过高压电缆与高频高压脉冲发生器连接，以电离流经的气体，从而产生带正或负的单一电荷粒子。

在本实用新型实施例中，所述电离管道2的材质为绝缘材料。所述电离管道2可为圆筒状结构的管道式或箱式结构，且外壳由绝缘体构成，所述电离管道的一端7为输入端，与所述气体供应装置连通，所述电离管道2的另一端为带电粒子的输出端，与所述加速管道4连通。

在本实用新型实施例中，所述加速管道4的材质为金属导磁材料，所述加速管道4呈圆筒状结构。所述加速管道4的外侧壁上缠绕多匝所述电磁加速线圈5，所述电磁加速线圈5与所述电磁发生器6构成一个回路，所述电磁加速线圈5的绕组放式及电流方向一致，整体构成一个定向脉冲电磁加速场，电磁场频率≥10KZ，主频率与所述离子产生装置的高压脉冲放电电源1相当。

在本实施例中，当带电粒子经过所述加速管道4内形成的定向脉冲电磁场时，带电粒子会被加速形成高能粒子束，高能粒子束输出到需要处理的气体或水体中。

在本实用新型实施例中，所述气体供应装置为气体压缩泵，所述气体压缩泵的气体出口与所述电离管道的一端连通。所述气体供应装置通过所述气体压缩泵向所述电离管道2输送压缩气体，以供所述放电电极电离产生单一的正电荷或负电荷的带电粒子。

可以理解的，所述气体供应装置包括文丘里管，所述文丘里管的负压入口端与所述加速管道的另一端连通。当采用所述文丘里管吸气时，能够产生负压，以使所述电离管道2形成负压环境，有利于电离气体。

综上，本实用新型提供了一种带电粒子加速器，包括离子产生装置、离子加速装置及气体供应装置；所述离子产生装置包括电离管道2、放电器3及用于产生正高压电或负高压电的高压脉冲放电电源1，所述气体供应装置的气体输出端与所述电离管道的一端7连通，所述放电电极设于所述电离管道2内，所述高压脉冲放电电源1与所述放电器3电连接；所述离子加速装置包括加速管道4、电磁加速线圈5及电磁发生器6，所述加速管道4的一端与所述电离管道2的另一端连通，所述电磁加速线圈5缠绕在所述加速管道4的外侧壁上，所述电磁发生器6与所述电磁加速线圈5电连接。

相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：

(1)通过所述离子产生装置有选择地产生正高压电或负高压电以电离气体，从而单一的正电荷或负电荷的带电粒子而非等离子体，避免了带电粒子的还原湮灭导致输送距离有限，进而有利于提高带电粒子的传输距离。

(2)相比于产生等离子，所述离子产生装置结合所述气体供应装置只电离产生单一的性质的带电粒子，而不同时产生正负离子，不容易污染放电电极，有利于增强带电粒子加速器的使用性能。

(3)所述气体供应装置为所述离子产生装置提供气体来源，所述放电器3在所述高压脉冲放电电源1的通电作用下，电离所述电离管道2内的气体，从而产生单一的正电荷或负电荷的带电粒子。

(4)所述离子加速管道4用于加快带电粒子的速度，带电粒子进入到所述加速管道4内时，多组所述电磁加速线圈5形成一个定向脉冲电磁加速场，以使带电粒子形成高能粒子束，从而通过所述加速管道4将高能粒子束输出至需要处理的气体或水体中。

(5)所述高压脉冲放电电源1为高频高压脉冲发生器，输出电压≥30KV，输出频率≥15KHz，在用户操控下，能够有选择性地只产生正电荷或负电荷的带电粒子，通过所述放电器3释放以电离气体。

(6)带电粒子经过所述加速管道4内形成的定向脉冲电磁场时，带电粒子会被加速形成高能粒子束，高能粒子束输出到需要处理的气体或水体中，用于改变气体或水体的电荷分布，提高反应效率。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种带电粒子加速器，其特征在于，包括离子产生装置、离子加速装置及气体供应装置；

所述离子产生装置包括高压脉冲放电电源、电离管道以及放电器，所述气体供应装置的气体输出端与所述电离管道的一端连通，放电电极设于所述电离管道内，所述高压脉冲放电电源与所述放电器电连接；

所述离子加速装置包括加速管道、多组电磁加速线圈以及电磁发生器，所述加速管道的一端与所述电离管道的另一端连通，多组所述电磁加速线圈缠绕在所述加速管道的外侧壁上，所述电磁发生器与所述电磁加速线圈电连接。

2.如权利要求1所述的带电粒子加速器，其特征在于，所述放电器上设有至少一个放电电极。

3.如权利要求2所述的带电粒子加速器，其特征在于，所述放电器呈针式结构、线式结构或板式结构。

4.如权利要求1所述的带电粒子加速器，其特征在于，所述电离管道的材质为绝缘材料。

5.如权利要求1或4所述的带电粒子加速器，其特征在于，所述电离管道呈圆筒状结构或箱式结构。

6.如权利要求1所述的带电粒子加速器，其特征在于，所述加速管道的材质为金属导磁材料。

7.如权利要求1所述的带电粒子加速器，其特征在于，所述加速管道呈圆筒状结构。

8.如权利要求1所述的带电粒子加速器，其特征在于，所述气体供应装置为气体压缩泵，所述气体压缩泵的气体出口与所述电离管道的一端连通。

9.如权利要求1所述的带电粒子加速器，其特征在于，所述气体供应装置包括文丘里管，所述文丘里管的负压入口端与所述加速管道的另一端连通。