CN216936494U - 一种离子捕集器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离子捕集器，包括壳体、设置在所述壳体内的离子捕集机构、与离子捕集机构连接的导电机构、以及两个设置在壳体上的气嘴；离子捕集机构包括多个正极金属板、多个接地极金属板、串接多个正极金属板的正极金属棒和串接多个接地极金属板的接地极金属棒；接地极金属板与正极金属板交替且平行布设，所述壳体形成弓字形的气流通道。本实用新型通过设置导电机构对壳体内的正极金属板和接地极金属板上分别施加正负极电压，使正极金属板和接地极金属板之间形成电场，吸附待过滤气体中的带电离子；弓字形的气流通道能够在有限的空间内极大的延长待过滤气体的行程，提高离子吸附效率，保证离子过滤效果。

Description

一种离子捕集器

技术领域

本实用新型属于离子捕集技术领域，具体涉及一种离子捕集器。

背景技术

聚变能源的利用是人类解决能源危机的重要途径之一。目前，国际磁约束聚变堆(ITER)及中国提出的聚变堆项目均在开展大量的基础科研与工程化研究工作。这些工作中，均涉及对聚变燃料氚(多以气态氚为主)的大量操作，由于氚具有强放射性，且气态氚具有极易扩散和渗透的特点，因此，在氚的操作中，对氚的防护极为重要，这不仅关系到环境及人员安全，同时，由于氚本身极为昂贵，做好氚的包容，减少氚的意外排放，也具有极高的经济效益。鉴于氚的强比放、易扩散、易渗透、单价高昂的特点，及时监测氚包容设施内的氚放射性并作相应的处理是十分重要的。其中，考虑到包容箱取样回路直接抽取空气，为保证气体内杂质不影响设备测量，在进气口前端需要对气体进行除尘、干燥并过滤氡粒子等带电粒子，其中，过滤氡粒子等带电粒子需要一种快速高效的离子捕集器实现。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种离子捕集器，其结构简单，设计合理，实用性强，通过设置所述导电机构对壳体内的正极金属板和接地极金属板上分别施加正负极电压，使正极金属板和接地极金属板之间形成电场，当待过滤气体经过正极金属板和接地极金属板之间的弓字形的气流通道后，待过滤气体中的带电离子被电场吸附，完成过滤；弓字形的气流通道能够在有限的空间内极大的延长待过滤气体的行程，能够极大地提高离子吸附效率，保证离子过滤效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种离子捕集器，其特征在于：包括壳体、设置在所述壳体内的离子捕集机构、穿设在所述壳体上且与所述离子捕集机构连接的导电机构、以及两个对称设置在所述壳体上且与所述壳体内部连通的气嘴，两个气嘴分设在所述离子捕集机构的两端；

所述离子捕集机构包括多个呈平行布设的正极金属板、多个呈平行布设的接地极金属板、用于串接多个正极金属板的正极金属棒、以及用于串接多个接地极金属板的接地极金属棒；正极金属棒和接地极金属棒均与所述导电机构固定连接；

正极金属板与接地极金属板的数量相同；接地极金属板与正极金属板交替且平行布设，每一个接地极金属板与其相邻的正极金属板之间的间距均相同，正极金属板底部开有第一通气口，接地极金属板顶部开有第二通气口，所述壳体内具有气流通道，第一通气口、第二通气口和两个气嘴均与气流通道连通；

正极金属棒交替贯穿正极金属板和接地极金属板上的第二通气口，接地极金属棒交替贯穿正极金属板上的第一通气口和接地极金属板。

上述的一种离子捕集器，其特征在于：所述壳体包括外桶、设置在外桶两端的端盖、设置在外桶内的绝缘套管和设置在绝缘套管两端且位于端盖内侧的绝缘端板，气嘴穿过端盖和绝缘端板与气流通道连通。

上述的一种离子捕集器，其特征在于：所述绝缘套管包括两个C型绝缘管，所述C型绝缘管内部沿其周向开设有多个用于卡装接地极金属板或正极金属板的卡槽。

上述的一种离子捕集器，其特征在于：所述导电机构包括设置在端盖上的正极接线端子、接地端子、用于连接正极接线端子与正极金属棒的第一金属连接片、以及用于连接接地端子与接地极金属棒的第二金属连接片，第一金属连接片和第二金属连接片均设置在绝缘端板内侧壁上，正极接线端子穿过端盖和绝缘端板与第一金属连接片连接，接地端子穿过端盖和绝缘端板与第二金属连接片连接。

上述的一种离子捕集器，其特征在于：所述正极金属棒的纵截面面积小于第二通气口的纵截面面积；接地极金属棒的纵截面面积小于第一通气口的纵截面面积。

上述的一种离子捕集器，其特征在于：远离所述导电机构的绝缘端板内侧开设有用于卡接接地极金属棒的第一凹槽和用于卡接正极金属棒的第二凹槽。

上述的一种离子捕集器，其特征在于：所述正极金属板和接地极金属板的表面均具有镀铜层。

上述的一种离子捕集器，其特征在于：所述正极接线端子与端盖之间，以及接地端子与端盖之间均设置有热缩绝缘管。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型通过壳体形成的弓字形的气流通道能够在有限的空间内极大的延长待过滤气体的行程，能够极大地提高离子吸附效率，保证离子过滤效果。

2、本实用新型通过设置正极金属棒串接多个正极金属板，设置接地极金属棒串接多个接地极金属板，使正极金属板与接地极金属板能够分别导通正负极电压，且相互之间被空气隔离，不会发生短路，结构巧妙，运行安全且稳定。

3、本实用新型通过设置所述导电机构对壳体内的正极金属板和接地极金属板上分别施加正负极电压，使正极金属板和接地极金属板之间形成电场，当待过滤气体经过正极金属板和接地极金属板之间的弓字形的气流通道后，待过滤气体中的带电离子被电场吸附，完成过滤。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，实用性强，通过设置所述导电机构对壳体内的正极金属板和接地极金属板上分别施加正负极电压，使正极金属板和接地极金属板之间形成电场，当待过滤气体经过正极金属板和接地极金属板之间的弓字形的气流通道后，待过滤气体中的带电离子被电场吸附，完成过滤；弓字形的气流通道能够在有限的空间内极大的延长待过滤气体的行程，能够极大地提高离子吸附效率，保证离子过滤效果。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1中的A-A断面图。

图3为图1中的B-B断面图。

图4为图1中的C-C断面图。

图5为本实用新型C型绝缘管的结构示意图。

附图标记说明:

1-气嘴；	2-正极金属板；	3-接地极金属板；
			4-正极金属棒；	5-接地极金属棒；	6-第一通气口；
7-第二通气口；	8-气流通道；	9-外桶；
			10-端盖；	11-绝缘端板；	12-C型绝缘管；
13-卡槽；	14-正极接线端子；	15-接地端子；
			16-第一金属连接片；	17-第二金属连接片；	18-热缩绝缘管。

具体实施方式

如图1至图5所示，本实用新型包括壳体、设置在所述壳体内的离子捕集机构、穿设在所述壳体上且与所述离子捕集机构连接的导电机构、以及两个对称设置在所述壳体上且与所述壳体内部连通的气嘴1，两个气嘴1分设在所述离子捕集机构的两端；

所述离子捕集机构包括多个呈平行布设的正极金属板2、多个呈平行布设的接地极金属板3、用于串接多个正极金属板2的正极金属棒4、以及用于串接多个接地极金属板3的接地极金属棒5；正极金属棒4和接地极金属棒5均与所述导电机构固定连接；

正极金属板2与接地极金属板3的数量相同；接地极金属板3与正极金属板2交替且平行布设，每一个接地极金属板3与其相邻的正极金属板2之间的间距均相同，正极金属板2底部开有第一通气口6，接地极金属板3顶部开有第二通气口7，所述壳体内具有气流通道8，第一通气口6、第二通气口7和两个气嘴1均与气流通道8连通；

正极金属棒4交替贯穿正极金属板2和接地极金属板3上的第二通气口7，接地极金属棒5交替贯穿正极金属板2上的第一通气口6和接地极金属板3。

需要说明的是，正极金属板2上开设有用于安装正极金属棒4的第一安装孔，第一安装孔的孔径等于正极金属棒4的外径；接地极金属板3上开设有用于安装接地极金属棒5的第二安装孔，第二安装孔的孔径等于接地极金属棒5的外径。

需要说明的是，正极金属棒4不与接地极金属板3接触，接地极金属棒5不与正极金属板2接触。

本实施例中，通过所述导电机构相正极金属棒4上施加的电压为100V。

本实施例中，正极金属棒4和接地极金属棒5均为空心黄铜管。

本实施例中，接地极金属板3与其相邻的正极金属板2之间的间距为8mm。

需要说明的是，通过壳体形成弓字形的气流通道8能够在有限的空间内极大的延长待过滤气体的行程，能够极大地提高离子吸附效率，保证离子过滤效果；

通过设置正极金属棒4串接多个正极金属板2，设置接地极金属棒5串接多个接地极金属板3，使正极金属板2与接地极金属板3能够分别导通正负极电压，且相互之间被空气隔离，不会发生短路，结构巧妙，运行安全且稳定；

通过设置所述导电机构对壳体内的正极金属板2和接地极金属板3上分别施加正负极电压，使正极金属板2和接地极金属板3之间形成电场，当待过滤气体经过正极金属板2和接地极金属板3之间的弓字形的气流通道8后，待过滤气体中的带电离子被电场吸附，完成过滤。

本实施例中，所述壳体包括外桶9、设置在外桶9两端的端盖10、设置在外桶9内的绝缘套管和设置在绝缘套管两端且位于端盖10内侧的绝缘端板11，气嘴1穿过端盖10和绝缘端板11与气流通道8连通。

本实施例中，绝缘端板11与端盖10固定连接。

本实施例中，所述绝缘套管包括两个C型绝缘管12，所述C型绝缘管12内部沿其周向开设有多个用于卡装接地极金属板3或正极金属板2的卡槽13。

需要说明的是，通过设置卡槽13卡装接地极金属板3或正极金属板2，便于安装，且能保证安装后接地极金属板3和正极金属板2之间的平行关系，从而保证电场的准确形成，对离子的吸附效果更好。

本实施例中，所述导电机构包括设置在端盖10上的正极接线端子14、接地端子15、用于连接正极接线端子14与正极金属棒4的第一金属连接片16、以及用于连接接地端子15与接地极金属棒5的第二金属连接片17，第一金属连接片16和第二金属连接片17均设置在绝缘端板11内侧壁上，正极接线端子14穿过端盖10和绝缘端板11与第一金属连接片16连接，接地端子15穿过端盖10和绝缘端板11与第二金属连接片17连接。

需要说明的是，第一金属连接片16和第二金属连接片17均为半圆形金属片，并互相不接触。

需要说明的是，正极金属棒4与第一金属连接片16固定连接，接地极金属棒5与第二金属连接片17固定连接，从而保证正极金属板2和接地极金属板3在绝缘套管内不发生旋转和位移，保证电场的稳定性。

本实施例中，所述正极金属棒4的纵截面面积小于第二通气口7的纵截面面积；接地极金属棒5的纵截面面积小于第一通气口6的纵截面面积。

本实施例中，如图4所示，在图1的C-C断面上，所述正极金属棒4与接地极金属板3之间的最小间距不小于3mm；如图2所示，在图1的A-A断面上，接地极金属棒5与正极金属板2之间的最小间距不小于3mm。

需要说明的是，通过在正极金属棒4与接地极金属板3之间设置不小于3mm的间距，避免正极金属棒4与接地极金属板3的接触，当外力导致正极金属棒4震动时正极金属棒4也不会接触接地极金属板3，保证装置整体的安全使用。

在接地极金属棒5与正极金属板2之间设置不小于3mm的间距原因同上。

本实施例中，远离所述导电机构的绝缘端板11内侧开设有用于卡接接地极金属棒5的第一凹槽和用于卡接正极金属棒4的第二凹槽。

需要说明的是，通过设置第一凹槽和第二凹槽，使接地极金属棒5和正极金属棒4能够稳定安装，避免晃动使正极金属板2和接地极金属板3错位。

本实施例中，所述正极金属板2和接地极金属板3的表面均具有镀铜层。

需要说明的是，在对气体中的氚进行测量时，氚分子也有可能吸附在金属板的壁面上，因此对金属板表面进行镀铜光滑处理，使氚分子不易吸附，保证后续氚浓度测量的准确性。

本实施例中，所述正极接线端子14与端盖10之间，以及接地端子15与端盖10之间均设置有热缩绝缘管18。

本实用新型在实际安装时，首先在一个C型绝缘管12上沿其卡槽交替卡装正极金属板2和接地极金属板3，第一通气口6与第二通气口7相互远离布设；将所有正极金属板2和接地极金属板3卡装完成后，将另一个C型绝缘管12扣合在前一个C型绝缘管12上，并将其整体放入外桶9内；先闭合未安装导电机构的端盖10，后将安装有导电机构、正极金属棒4和接地极金属棒5的端盖10闭合，闭合时，正极金属棒4交替贯穿正极金属板2和接地极金属板3上的第二通气口7并最终插装在第二凹槽内，接地极金属棒5交替贯穿正极金属板2上的第一通气口6和接地极金属板3并最终插装在第一凹槽内；最后将端盖10与外桶9通过螺栓连接即可完成安装。

本实用新型在实际使用时，在正极接线端子14上连接100V正极接线，在接地端子15连接接地线，在相邻的正极金属板2与接地极金属板3之间形成电场，待过滤气体曲折流过弓字形的气流通道8，通过电场吸附作用，去除待过滤气体中的离子。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种离子捕集器，其特征在于：包括壳体、设置在所述壳体内的离子捕集机构、穿设在所述壳体上且与所述离子捕集机构连接的导电机构、以及两个对称设置在所述壳体上且与所述壳体内部连通的气嘴（1），两个气嘴（1）分设在所述离子捕集机构的两端；

所述离子捕集机构包括多个呈平行布设的正极金属板（2）、多个呈平行布设的接地极金属板（3）、用于串接多个正极金属板（2）的正极金属棒（4）、以及用于串接多个接地极金属板（3）的接地极金属棒（5）；正极金属棒（4）和接地极金属棒（5）均与所述导电机构固定连接；

正极金属板（2）与接地极金属板（3）的数量相同；接地极金属板（3）与正极金属板（2）交替且平行布设，每一个接地极金属板（3）与其相邻的正极金属板（2）之间的间距均相同，正极金属板（2）底部开有第一通气口（6），接地极金属板（3）顶部开有第二通气口（7），所述壳体内具有气流通道（8），第一通气口（6）、第二通气口（7）和两个气嘴（1）均与气流通道（8）连通；

正极金属棒（4）交替贯穿正极金属板（2）和接地极金属板（3）上的第二通气口（7），接地极金属棒（5）交替贯穿正极金属板（2）上的第一通气口（6）和接地极金属板（3）。

2.根据权利要求1所述的一种离子捕集器，其特征在于：所述壳体包括外桶（9）、设置在外桶（9）两端的端盖（10）、设置在外桶（9）内的绝缘套管和设置在绝缘套管两端且位于端盖（10）内侧的绝缘端板（11），气嘴（1）穿过端盖（10）和绝缘端板（11）与气流通道（8）连通。

3.根据权利要求2所述的一种离子捕集器，其特征在于：所述绝缘套管包括两个C型绝缘管（12），所述C型绝缘管（12）内部沿其周向开设有多个用于卡装接地极金属板（3）或正极金属板（2）的卡槽（13）。

4.根据权利要求2所述的一种离子捕集器，其特征在于：所述导电机构包括设置在端盖（10）上的正极接线端子（14）、接地端子（15）、用于连接正极接线端子（14）与正极金属棒（4）的第一金属连接片（16）、以及用于连接接地端子（15）与接地极金属棒（5）的第二金属连接片（17），第一金属连接片（16）和第二金属连接片（17）均设置在绝缘端板（11）内侧壁上，正极接线端子（14）穿过端盖（10）和绝缘端板（11）与第一金属连接片（16）电连接，接地端子（15）穿过端盖（10）和绝缘端板（11）与第二金属连接片（17）电连接。

5.根据权利要求1所述的一种离子捕集器，其特征在于：所述正极金属棒（4）的纵截面面积小于第二通气口（7）的纵截面面积；接地极金属棒（5）的纵截面面积小于第一通气口（6）的纵截面面积。

6.根据权利要求2所述的一种离子捕集器，其特征在于：远离所述导电机构的绝缘端板（11）内侧开设有用于卡接接地极金属棒（5）的第一凹槽和用于卡接正极金属棒（4）的第二凹槽。

7.根据权利要求1所述的一种离子捕集器，其特征在于：所述正极金属板（2）和接地极金属板（3）的表面均具有镀铜层。

8.根据权利要求4所述的一种离子捕集器，其特征在于：所述正极接线端子（14）与端盖（10）之间，以及接地端子（15）与端盖（10）之间均设置有热缩绝缘管（18）。

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