CN213950688U - 一种水净化设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水净化设备，涉及污水处理和净化领域。一种水净化设备，具有与固定电极相对的移动电极，该移动电极安置在可净化水的通道上。固定电极和移动电极形成电弧间隙，并且电弧间隙由脉动电源供给电压。当电流低于第一阈值时电弧间隙减小，而当电流高于第二阈值时电弧间隙增大，并且通过控制与移动电极耦合的进料滚连接的电机来实现电弧间隙的变化。本实用新型最终形成氧化物纳米颗粒，从而提供持久的杀菌作用。本实用新型出水稳定，建设方式灵活，节能降费。

Description

一种水净化设备

技术领域

本实用新型涉及水处理和净化领域。更具体地，本实用新型涉及与支撑电弧的电极材料共同对水处理进行脉冲式周期性放电的用户，其中电弧产生具有抗菌和抗静电作用的纳米粒子和离子，具有长效抗菌效果。

背景技术

近年来，对地下水，废水和饮用水的净化和去污已经进行了大量的研究和开发。现有技术中已经使用了多种技术来减少或去除有毒和污染物质，例如有机和无机化合物、致病菌和有害的悬浮物。

不管是以地表水还是地下水为水源，自来水中的细菌、大肠杆菌等都无处不在。水是生命之源，水中富含养分成分并且具有相对的热稳定性，因而为各类细菌供给了成长、繁殖的绝好环境。即便水中富含极微量的养分成份，但细菌、病毒也会存活和滋生。众所周知，病毒细菌对于我们人体的危害非常大。

目前较为常见的水净化技术使用脉冲机械冲击波，紫外线辐射和水流电离的协同组合对待处理水进行消毒和净化。该技术的水处理系统包括一对电极，该电极横向延伸穿过排放室。被污染的水通过进水口被引入腔室，在此水通过或接近排放区域。脉冲功率单元在电极之间传递快速的电弧感应电脉冲序列，从而在电极之间的放电区域产生一系列放电电弧。电弧具有足够的能量，因而等离子体诱导电弧通过电极上的水而持续产生高水平的紫外线辐射以及具有直接杀死微生物并削弱其他微生物能力的机械冲击波。此外，靠近放电区域的水分子被分解为激发的自由基，包括氢氧根离子和游离氧，它们与有机化学物质结合以将其从水流中消除。

每个依赖于放电的系统还包括电极之间的固定间隔距离，并且当电极腐蚀时，必须对电极间隙进行某种形式的重新调整。另外，在现有技术配置中不可能使用最佳电极间隔来选择特定的纳米颗粒尺寸。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提供了一种水净化设备。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型公开了一种水净化设备，包括用于净化水的通道，通道内的固定电极以及在消耗移动电极时向固定电极供给的移动电极。移动电极可以是导线或任何其他合适的电极，用于连续馈入固定电极中。另外，移动电极可以由铁、铜、银、钛的任何材料形成。移动电极接地并且可以包括传送移动电极的线轴，而固定电极可以处于脉冲和升高的电压下，并且还具有大的表面积。

作为优选，所述通道的一侧具有凹入的导电表面，并且在所述通道的相对侧上具有包括固定支架和移动馈线的馈电电极，所述馈线与所述馈电电极之间的距离形成电弧间隙。

作为优选，所述通道为圆柱形且具有中心轴，其中所述移动电极与所述中心轴具有小于180度的夹角。

作为优选，所述通道在一个表面上具有导电区域，并且在相对表面上具有馈电电极，从而形成电弧间隙。

作为优选，所述电源提供流经电极导体的电弧电流，并通过使用测量技术来控制电弧间隙。

作为优选，该设备还包括初级电流传感器，用于感测高压变压器的初级绕组中的电流。

作为优选，所述初级电流传感器将电流测量结果发送到给电控制单元。

本实用新型一种水净化设备，具有自动调节的电弧长度；使用向固定电极馈送的移动电极，从而形成电弧间隙范围；利用流过电弧的电流大小来确定何时增加或减小电弧间隙间距。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

此外，附图并不是按比例绘制，并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。在附图中：

图1为本实用新型的水净化系统。

图2为用于设备的电弧产生和电极位置控制电源的分解图。

附图标记：附图标记：水净化系统1；电源2；电极导体3；电极导体4；固定电极5；流体导管6；移动电极7；套管8；进料滚9；电机10；供带盘 11；通道12；供电网络13；变换单元14；限流电感器15；二极管16a、16b；高压变压器17；桥式整流器18；高压发生器19；高压变压器20；初级电流传感器21；次级电流传感器22；存储电容器23；给电控制单元24；晶闸管开关25；限流电感器26。

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，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。

图1为本实用新型的水净化系统1。一种用于待处理水通道的流体导管6 包括通道12，水通过所述通道12与固定电极5接触，所述固定电极5与通过套管8的移动电极7相比具有较大的表面积。所述通道12也可定义固定电极与移动电极之间的距离，若该通道为圆形，其距离可为10-15mm。为了安全起见，移动电极7、套管8、进料滚9和供带盘11优先处于接地电位，而固定电极5的电位足以促使电弧通过通道12。可以改变移动电极7和固定电极 5之间的分离距离，或者可以使用进料滚9将附加的电极送入通道12，这些进料滚与电机10相连。电机10由电源2所采取的电流测量来控制，电源2 提供流经电极导体3和4的电弧电流，并可以使用各种测量技术来控制电弧间隙。

在一实施例图2中，供电网络13的交流电压220伏被提供给桥式整流器 18，在此之后，脉动直流电经由二极管16a和16b被施加到限流电感器15和高压变压器17。在变换单元14中产生的电压被输送到高压发生器19，并且通过流经高压变压器20和限流电感器26来对存储电容器23充电。当存储电容器23充满电时，晶闸管开关25闭合，导致存储电容器23将电荷倾倒到高压变压器20的初级绕组中，仅受限流电感器26限制。初级电流传感器21感测高压变压器20的初级绕组中的电流，所述初级电流传感器21将电流测量结果发送到给电控制单元24。然后，高压变压器20的次级绕组产生10-100kV 的脉冲电压，该脉冲电压被提供给电极导体3和4，并且引起流体导管6放电。通过次级电流传感器22记录在变压器次级绕组中通过的电流，并且该测量结果也被发送到给电控制单元24。在周期性放电与电弧产生的纳米颗粒结合的作用下，水在流体导管6中被净化。电弧脉冲电流能量为0.1-3.0J，放电持续时间为1-10μs。作为图1中的移动电极7在连续的电弧事件中有所消耗，固定电极5和移动电极7的距离增加。当高压变压器20的次级绕组中没有电流时，给电控制单元24感测到次级电流传感器22的信号最小。在给电控制单元24中将次级电流传感器22的值与对应正常电弧放电的标称值进行比较。如果感测到的进入的次级电流传感器22的幅度与标称值之间的偏差，则将来自给电控制单元24的信号传输到电机10，电机10传输给移动电极7。另外，由于从供带盘11连续地补充消耗性电极，因此减少了维护，而不是像现有技术中那样需要定期更换。

如前所述，脉冲放电对电极材料的侵蚀会导致电弧从电极金属上跨出而形成纳米颗粒。此后，纳米粒子在水中被氧化，并随着时间的推移逐渐溶解，从而产生离子。因此，必不可少的是，发生离子产生的水处理室具有处理导管，管道和用于处理由介电材料制成的储水容器。在移动电极材料为铜的情况下，所生成的纳米粒子由氧化铜CuO和氧化亚铜Cu₂O组成。在小于3的pH 值和在存在氨基酸的中性pH为7的情况下，纳米粒子完全转化为Cu⁺和Cu⁺⁺离子。因此，经过处理的水是分散的，由离子和纳米颗粒组成，这些离子和纳米颗粒继续在水中扩散并增加了抗菌和抗真菌作用。

通过这种方式，描述了一种改进的水净化系统。所述电极可以由此处所述的任何材料制成，但不限于所述的钛、银、铜、铁或银，所述电极可以由固体材料或涂有所述金属涂层的基材形成。在电弧过程中，电极间隙被控制，以保持与电弧持续发展或电弧产生后所需的纳米颗粒水平相一致的间距，如图中所示的5nm或10nm。控制这一间隙的方法是测量二次电流，尽管也可能使用光学手段测量间隙，或提供最佳抗菌或抗真菌结果的任何其他手段。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种水净化设备，其特征在于，包括：净化水的通道；在所述通道的区域上形成的固定电极；与所述固定电极相对的移动电极，所述通道在所述固定电极和所述移动电极之间穿过；电压电源，其耦合到开关并在所述固定电极和所述移动电极之间提供电压，所述电压足以从所述移动电极或所述固定电极产生电弧，从而产生抗菌或抗真菌纳米粒子；所述移动电极被调节到一定间隔，在所述间隔下所述电弧产生所述纳米粒子的最佳水平。

2.根据权利要求1所述的一种水净化设备，其特征在于，所述通道的一侧具有凹入的导电表面，并且在所述通道的相对侧上具有包括固定支架和移动馈线的馈电电极，所述馈线与所述馈电电极之间的距离形成电弧间隙。

3.根据权利要求1所述的一种水净化设备，其特征在于，所述通道为圆柱形且具有中心轴，其中所述移动电极与所述中心轴具有小于180度的夹角。

4.根据权利要求1所述的一种水净化设备，其特征在于，所述通道在一个表面上具有导电区域，并且在相对表面上具有馈电电极，从而形成电弧间隙。

5.根据权利要求1所述的一种水净化设备，其特征在于，所述电源提供流经电极导体的电弧电流，并通过使用测量技术来控制电弧间隙。

6.根据权利要求1所述的一种水净化设备，其特征在于，还包括初级电流传感器，用于感测高压变压器的初级绕组中的电流。

7.根据权利要求6所述的一种水净化设备，其特征在于，所述初级电流传感器将电流测量结果发送到给电控制单元。

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