CN220156704U - 用于等离子体放电系统中的绝缘法兰装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于在等离子体放电系统中的绝缘法兰装置。该装置包括第一法兰，第一法兰用于电极上铜棒的引出以及固定电极；第二法兰，第二法兰用于通入实验气体以及连接电极和石英管；第三法兰，第三法兰用于石英管以及固定石英管；电极包括铜棒、聚乙烯棒和铂丝电极，电极接入高压交流电源，与外部接地电极和石英管组成介质阻挡放电结构；设有用于对电极的定位作用和保证装置的气密性第一密封圈；设有用于对石英管的定位作用和保证装置的气密性的作第二密封圈。该装置能在不影响实验气体通入的条件下，方便电极的接入和更换，确保了在介质阻挡等离子体放电实验条件下的安全性和便捷性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于等离子体放电系统中的绝缘法兰装置，属于催化反应器领域。
背景技术
碳氢燃料不完全燃烧过程中产生的碳烟颗粒不仅会降低燃烧系统的性能，还会造成严重的环境污染和健康问题。日益严格的碳烟排放法规促使了一系列高效燃烧系统和装置的研究。注意减少碳烟排放到大气中是至关重要的。为抑制碳烟颗粒的排放，必须对其形成的机理进行深入研究。
等离子体放电因其在产生活性物种和改变传输过程方面的独特优势，在污染物排放控制领域的应用前景十分广阔。一方面，自由基和活性物质的有效产生使得动力学途径得到改变。另一方面，低温等离子体产生高浓度的低温离子，对碳烟有很大的影响。
在介质阻挡放电等离子体催化碳烟的研究中，需要搭建基于高压交流电源的等离子体系统装置，其中等离子放电区域，是通过在石英管中接入高压电极，在石英管外部接入接地电极，在石英管内部形成介质阻挡放电等离子体。但是，目前尚不存在一种法兰，在方便石英管内部接入电极的情况下达到绝缘的要求，这不仅不便于实验操作，也给实验安全带来了极大的隐患。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型目的是提供一种用于等离子体放电系统中的绝缘法兰装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种用于等离子体放电系统的绝缘法兰装置，该装置包括：
第一法兰，该第一法兰用于电极上铜棒的引出以及固定电极；
第二法兰，该第二法兰用于通入实验气体以及连接电极和石英管；
第三法兰，该第三法兰用于石英管以及固定石英管；
电极包括铜棒、聚乙烯棒和铂丝电极，该电极接入高压交流电源，与外部接地电极和石英管组成介质阻挡放电结构；
设有用于对电极的定位作用和保证装置的气密性第一密封圈；
设有用于对石英管的定位作用和保证装置的气密性的作第二密封圈。
进一步的，第一法兰为聚醚醚酮材质法兰，圆形端面上开有四个围绕圆心的等间距的通孔。
进一步的，第二法兰为聚醚醚酮材质法兰，两端圆形端面上各开有四个围绕圆心的等间距的通孔；该第二法兰中间壁面上开有两个通气孔，两个通气孔轴向对称，并分别在通气孔上接入导气管。
进一步的，第三法兰为聚醚醚酮材质法兰，圆形端面上开有四个围绕圆心的等间距的通孔。
进一步的，第一法兰和第二法兰、第二法兰和第三法兰之间分别用螺栓穿过各自通孔进行连接。
进一步的，电极的聚乙烯棒套入第一密封圈；该石英管上套入第二密封圈。
进一步的，第一密封圈和第二密封圈为橡胶密封圈。
进一步的，螺栓为聚氯乙烯材料螺栓。
进一步的，石英管为介质阻挡放电等离子体系统中的介质部分，同时为等离子体放电提供反应区域。
采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：
(1)采用了聚醚醚酮作为法兰的制作材料，在具有耐高温，耐磨损，高机械强度等优点的前提下，达到了绝缘的目的，保证了等离子体实验条件下的安全性。
(2)通过三个法兰将电极和石英管连接起来，不仅解决了传统真空接头不易接入电极的问题，并且在保证了气密性的前提下，使装置方便拆卸，便于电极的更换与清洁。
下面结合说明书附图对本实用新型进行进一步描述。
附图说明
图1为本实用新型所述绝缘法兰装置的主剖视图；
图2为本实用新型所述绝缘法兰装置的主视图；
图3为本实用新型所述绝缘法兰装置的结构示意图；
图4为本实用新型所述第二法兰装置的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1、铜棒；2、第一法兰；3、第二法兰；4、第三法兰；5、石英管；6、电极；7、螺栓；8、聚乙烯棒；9、第一密封圈；10、第二密封圈；11、导气管；12、通孔。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
用语“一个”、“一”、“该”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。
一种用于等离子体放电的绝缘法兰装置，该装置包括第一法兰，第二法兰，第三法兰，电极，石英管，第一密封圈和第二密封圈，
作为一优选的实施方式，第二法兰内部开有空腔，中间壁面上开有两个通气孔，两个通气口轴向对称，导气管接于通气孔上，
作为一优选的实施方式，电极穿过第一法兰、第二法兰和第三法兰置于石英管内部。
作为一优选的实施方式，石英管穿过第二法兰和第三法兰，固定在法兰装置上。
作为一优选的实施方式，第一密封圈和第二圈分别套于铂丝电极的聚乙烯棒和石英管上。
作为一优选的实施方式，第一法兰的圆形端面，第二法兰的左侧圆形端面和右侧圆形端面，以及第三法兰的圆形端面上均分别贯穿开设四个通孔12。多个螺栓分别将第二法兰与第一法兰，第三法兰连接。
如图1至图4所示，图1示出了本实用新型提供的一种绝缘法兰装置的剖视图，电极装置由铜棒1、铂丝电极6和聚乙烯棒8构成，将第一密封圈套于聚乙烯棒8上，再将电极装置穿过第一法兰2和第二法兰3的内部，通过螺栓和螺母将第一法兰2和第二法兰3进行连接，第一密封圈9起到密封和定位作用。
进一步地，将电极装置的铂丝电极6穿过石英管5的内部，第二密封圈10套在石英管5上后，将石英管穿过第二法兰3和第三法兰4的内部，并通过螺栓和螺母将第二法兰3和第三法兰4连接，第二密封圈10起到密封和定位作用。
进一步地，将实验气体用软管与导气管11连接，并在连接处用扎带加固，由于绝缘法兰密闭性良好，气体最终流向石英管5内。
进一步地，将高压交流电源接于铜棒1上。
接下来以介质阻挡放电等离子体催化碳烟实验介绍本实用新型的工作过程：
将绝缘法兰装置如上述介绍组装完毕后，将气体通入导气管11内，检查装置气密性，检查无误后，将少量碳烟置于石英管5内的铂丝电极6处，此时再次将气体稳定持续的通入导气管11中，随后打开高压交流电源。石英管5成为高压铂丝电极6和外部接地电极间的介质，石英管5内的气体逐渐开始电离和游离扩散，当空间中的电子密度高于一临界值时及帕邢击穿电压时，铂丝电极6处产生许多微放电丝，产生等离子体。保持该实验状态5—10分钟后，关闭高压电源，将多个螺栓7拆下后，取下石英管5，去除之前放置于管内的碳烟，清洗石英管5，清洗完成后将石英管5重新装回绝缘法兰装置中，以备下一次实验。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.一种用于等离子体放电系统的绝缘法兰装置，其特征在于，该装置包括：
—第一法兰，所述第一法兰用于电极上铜棒的引出以及固定电极；
—第二法兰，所述第二法兰用于通入实验气体以及连接电极和石英管；
—第三法兰，所述第三法兰用于石英管以及固定石英管；
所述电极包括铜棒、聚乙烯棒和铂丝电极，所述电极接入高压交流电源，与外部接地电极和石英管组成介质阻挡放电结构；
设有用于对电极的定位作用和保证装置的气密性第一密封圈；
设有用于对石英管的定位作用和保证装置的气密性的作第二密封圈。
2.根据权利要求1所述的用于等离子体放电系统的绝缘法兰装置，其特征在于，第一法兰为聚醚醚酮材质法兰，圆形端面上开有四个围绕圆心的等间距的通孔。
3.根据权利要求1所述的用于等离子体放电系统的绝缘法兰装置，其特征在于，第二法兰为聚醚醚酮材质法兰，两端圆形端面上各开有四个围绕圆心的等间距的通孔；所述第二法兰中间壁面上开有两个通气孔，两个通气孔轴向对称，并分别在通气孔上接入导气管。
4.根据权利要求1所述的用于等离子体放电系统的绝缘法兰装置，其特征在于，第三法兰材料为聚醚醚酮材质法兰，圆形端面上开有四个围绕圆心的等间距的通孔。
5.根据权利要求2、3或4所述用于等离子体放电系统的绝缘法兰装置，其特征在于，第一法兰和第二法兰、第二法兰和第三法兰之间分别用螺栓穿过各自通孔进行连接。
6.根据权利要求1所述的用于等离子体放电系统的绝缘法兰装置，其特征在于，所述电极的聚乙烯棒套入第一密封圈；所述石英管上套入第二密封圈。
7.根据权利要求6所述的用于等离子体放电系统的绝缘法兰装置，其特征在于，第一密封圈和第二密封圈为橡胶密封圈。
8.根据权利要求5所述的用于等离子体放电系统的绝缘法兰装置，其特征在于，螺栓为聚氯乙烯材料螺栓。
9.根据权利要求1所述的用于等离子体放电系统的绝缘法兰装置，其特征在于，所述石英管为介质阻挡放电等离子体系统中的介质部分，同时为等离子体放电提供反应区域。
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