CN214544891U - 一种低温等离子体电极结构及灭菌装置和空气净化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低温等离子体电极结构及灭菌装置和空气净化装置。其中一种低温等离子体电极结构，包括产生低温等离子体电场的正电极与负电极，正电极与负电极之间设置等离子体输出通道，等离子体输出通道的表面附着一层混有复数个金属颗粒的绝缘胶。本实用新型在产生低温等离子体电场的正电极与负电极之间设置表面附着一层混有金属颗粒的绝缘胶的等离子体输出通道，即相当于在正负两个电极产生的等离子体电场中设置了众多的金属颗粒。放电时通过金属颗粒产生二级或多级放电，即在电场中产生无数个放电点，实现了稳定的电晕放电并完全避免对外的电弧放电，由此得到和输出稳定和均匀的低温等离子体。

Description

一种低温等离子体电极结构及灭菌装置和空气净化装置

技术领域

本实用新型涉及一种低温等离子体电极结构，以及包括该低温等离子体电极结构的灭菌装置和包括该低温等离子体电极结构的空气净化装置。

背景技术

等离子体被称作除固态、液态和气态之外的第四种物质存在形态，是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的、整体保持电中性的物质存在形态。通过气体在高压电场中放电产生的等离子体，其中重粒子温度很低，等离子体呈现常温状态，被称为低温等离子体。

低温等离子体内富含的大量活性粒子如离子、电子、激发态的原子和分子及自由基等，低温等离子体作用于人体表面引发一系列复杂的物理、化学反应，被广泛应用于静电除尘、污水处理、空气净化、环境灭菌等领域。

电晕放电(CoronaDischarge)指气体介质在不均匀电场中的局部自持放电。在高压和强电场的工作条件下，不容易获得稳定的电晕放电，同时容易产生局部的电弧放电(arc)。电晕放电作为常压条件下产生低温等离子体的一种可靠、经济的方法，被广泛应用于空气净化、环境灭菌等领域。

目前的低温等离子体发生装置都是通过正电极与负电极放电产生低温等离子体的。为确保产生更多的等离子体量且长期稳定，力求低温等离子体发生装置达到和保持稳定的电晕放电状态。而增加更多的放电点是保持稳定的电晕放电的有效方法。目前增加放电点的方法通常是在放电电极的端部相应增加尖端结构，甚至做成锯齿状的放电电极。在高压和强电场的工作条件下，由于尖端放电的特征，低温等离子体发生装置的放电电极在使用一段时间后，电极损耗会导致放电点集中，出线丝状放电或拉弧。造成产生的等离子体不均匀，产生量也明显降低，同时设备寿命减少，在某些场合下还存在一定的人身安全隐患。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种低温等离子体电极结构。

本实用新型要解决的另外一个技术问题是提供一种低温等离子体灭菌装置。

本实用新型还要解决的一个技术问题是提供一种低温等离子体空气净化装置。

对于一种低温等离子体电极结构，本实用新型采用的技术方案是，包括产生低温等离子体电场的正电极与负电极，正电极与负电极之间设置等离子体输出通道，等离子体输出通道的表面附着一层混有复数个金属颗粒的绝缘胶。

对于一种低温等离子体灭菌装置，本实用新型采用的技术方案是，包括上述的低温等离子体电极结构。

作为优选，还包括直流电源、高压发生器和外壳；外壳壳体包括用导电材料制成的握持部；直流电源和高压发生器连接，高压发生器的正极与设置在外壳腔体内的正电极连接，高压发生器的负极与握持部连接。

对于一种低温等离子体空气净化装置，本实用新型采用的技术方案是，包括上述的低温等离子体电极结构。

作为优选，低温等离子体电极结构的正电极为柱状电极，负电极为平板状电极；柱状电极的轴线设置为平行于平板状电极。

本实用新型的有益效果是：

在产生低温等离子体电场的正电极与负电极之间设置表面附着一层混有金属颗粒的绝缘胶的等离子体输出通道，即相当于在正负两个电极产生的等离子体电场中设置了若干金属颗粒。电场放电时，正电极向最接近的某些金属颗粒放电，这些金属颗粒再向邻近的金属颗粒或另一端的负电极放电，产生二级或多级放电，由于电场中设置了数量众多且相对孤立的金属颗粒，即在电场中产生无数个放电点，避免了能量集中导致的拉弧现象，多点击穿气体介质，从而产生稳定和均匀的低温等离子体。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例1的电极结构示意图。

图2是本实用新型实施例2的单电极灭菌装置的电极结构示意图。

图3是本实用新型实施例3空气净化装置的电极结构示意图。

图中标记：1-正电极，2-负电极，3-金属颗粒，4-等离子体输出通道，6- 电极板，7-壳体。

具体实施方式

实施例1

图1是一种低温等离子体电极结构,用于产生低温等离子体电场，其中正电极1为柱状电极，负电极2为平板状电极，设置柱状正电极的轴线指向于平板状负电极的平面，正负两个电极相距在放电距离之内且以空气为间隔。在正电极与负电极之间的空气间隙中设置了一段等离子体输出通道4，正电极与负电极分别位于该等离子体输出通道的两端，放电时所产生的低温等离子体即通过该段输出通道被输出。等离子体输出通道的表面喷涂了一层混入铜粉的绝缘胶。绝缘胶中按重量混入了20％的铜粉，铜粉的细度为50目。该等离子体输出通道可以直接利用等离子体发生装置的部分结构构成，并且与低温等离子体发生装置中相邻近的结构固定连接。

由于在产生低温等离子体电场的正负两个电极之间设置了以等离子体输出通道表面承载的铜粉作为金属颗粒3。当电场放电时，最先向距离正电极最近的某些铜粉颗粒放电，这些铜粉颗粒再向邻近的铜粉颗粒或位于另一端的负电极放电，产生二级或多级放电。由于混入绝缘胶中的铜粉的数量有限且在等离子体通道的表面均匀分布，使得这些铜粉颗粒基本上互相不发生电接触，即使有发生电接触的少数铜粉颗粒则可看作是一个较大的铜粉颗粒，这样众多个铜粉颗粒相当于在电场中增加了多个放电点。通过对放电过程进行观察，能够清晰地看到电场中存在的多个铜粉颗粒明显地避免了能量集中导致的拉弧现象。多个放电点形成多点击穿气体介质，从而产生稳定和均匀的低温等离子体。

实施例2

图2是一种用于人体杀菌消毒的低温等离子体灭菌装置的电极结构。该电极结构采用单个正电极，负电极则利用人体替代。放电时，从正电极向人体表面作为的负电极进行放电并产生低温等离子体。由于靠近人体表面进行放电，所产生的等离子体直接接触人体表面，从而对等离子体接触到的人体表面进行杀菌消毒。整个电极结构由低温等离子体灭菌装置外壳的壳体构成。在壳体7 上开有一放电窗口，窗口内腔体的底部安装正电极1，正电极1为固定在电极板 6上的多根柱状电极，多根柱状电极的放电尖端朝向窗口。同时低温等离子体灭菌装置外壳的壳体从正电极至前方的窗口处的结构恰好构成了一段等离子体输出通道4。正电极与负电极分别位于等离子体输出通道的两端，放电时所产生的等离子体即通过该输出通道到达人体表面。在等离子体输出通道的内壁喷涂一层混入以银粉作为金属颗粒3的绝缘胶，使得该段等离子体输出通道的内壁上均匀分布许多银粉颗粒。银粉在绝缘胶中的质量比例为10％，银粉的细度为1000 目，该段等离子体输出通道是直接利用窗口内腔构成的。

低温等离子体灭菌装置还包括直流电源、高压发生器和外壳。在外壳的壳体表面设置用导电材料制成的握持部。直流电源和高压发生器连接，高压发生器的正极通过设置电极板6与多根柱状正电极连接，高压发生器的负极与握持部连接。当人体某部位与握持部接触时，人体即为该等离子体灭菌装置的放电负电极。

使用时，将该灭菌装置的放电窗口靠近需要杀菌消毒的人体某部位。通过使用者的用手或人体其他部位与位于外壳表面的握持部接触，这时放电窗口靠近的人体部位即成为了该低温等离子体灭菌装置电极结构中的负电极。当电场放电时，最先向距离正电极最近的某些银粉颗粒放电，这些银粉颗粒再向邻近的银粉颗粒或作为负电极的人体表面放电，产生了二级或多级放电，从而产生稳定和均匀的低温等离子体。由于放电靠近人体表面，所产生的低温等离子体与人体表面发生直接接触，即对人体该处表面进行杀菌消毒。

实施例3

图3是一种低温等离子体空气净化装置的电极结构，其中正电极1为横卧的柱状电极，负电极2为平板状电极，柱状电极的轴线与平板电极的平面相互平行设置，正负电极相距在放电距离之内且以空气为间隔。在正电极与负电极之间的空气间隙中设置了等离子体输出通道4，正电极与负电极分别位于该等离子体输出通道的两端，放电时所产生的低温等离子体即通过该段输出通道被输出。等离子体输出通道均采用电绝缘材料制成，在等离子体输出通道的表面喷涂一层混入以金粉作为金属颗粒3的绝缘胶。具体是在绝缘胶中混入质量比为 10％的金粉，金粉的细度为2000目。

这段位于正负电极之间的等离子体输出通道可直接利用该等离子体空气净化装置的部分结构构成，并且与低温等离子体空气净化装置中相邻近的结构固定连接。

当低温等离子体空气净化装置放电时，正电极与负电极之间形成了等离子体放电电场。由于在正负电极之间设置了以金粉作为的金属颗粒3，电场中放电时，正电极向等离子体输出通道内壁上距离最近的某些金粉颗粒放电，这些金粉颗粒再向邻近的金粉颗粒或位于另一端的负电极放电，产生二级或多级放电，从而产生稳定和均匀的等离子体，达到并保持了较好的空气净化效果。

以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低温等离子体电极结构，包括产生低温等离子体电场的正电极与负电极，其特征在于，所述正电极与所述负电极之间设置等离子体输出通道，所述等离子体输出通道的表面附着一层混有复数个金属颗粒的绝缘胶。

2.一种低温等离子体灭菌装置，其特征在于，包括如权利要求1所述的低温等离子体电极结构。

3.如权利要求2所述的低温等离子体灭菌装置，其特征在于，还包括直流电源、高压发生器和外壳；所述外壳壳体包括用导电材料制成的握持部；所述直流电源和高压发生器连接，所述高压发生器的正极与设置在外壳腔体内的正电极连接，所述高压发生器的负极与握持部连接。

4.一种低温等离子体空气净化装置，其特征在于，包括如权利要求1所述的低温等离子体电极结构。

5.如权利要求4所述的低温等离子体空气净化装置，其特征在于，所述低温等离子体电极结构的正电极为柱状电极，所述负电极为平板状电极；所述柱状电极的轴线设置为平行于平板状电极。

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