RU174888U1

RU174888U1 - ION PLASMA RESONANCE OZONE GENERATOR

Info

Publication number: RU174888U1
Application number: RU2017120540U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Николаевич Попов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ИНВЕСТ ИНЖИНИРИНГ"
Priority date: 2017-06-13
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2017-11-09

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для производства озона, в частности к приборам, использующим для генерации озона электрический разряд.Целью заявляемой полезной модели является достижение таких технических результатов, как повышение эффективности и стабильности генерации озона, а также повышение надежности и долговечности заявляемого устройства.Поставленная цель достигается следующим образом: ионоплазменный резонансный генератор озона, включающий корпус, в котором содержится блок питания, озоногенерирующий электрод, выходной трансформатор и блок регулировки; при этом выход блока питания соединен с входом блока регулировки, выход блока регулировки соединен с обмотками выходного трансформатора, которые в свою очередь соединяются с озоногенерирующим электродом, и, при этом, дополнительно содержит блок управления, фазовый дискриминатор, амплитудный детектор и вторичную сигнальную обмотку трансформатора, выводы которой соединены с входами фазового дискриминатора и амплитудного детектора, выходы фазового дискриминатора и амплитудного детектора соединены с входом блока управления, а выход блока управления соединен с входом блока регулировки; причем озоногенерирующий электрод представляет собой пару гальванически несвязанных между собой проводников.Заявляемый ионоплазменный резонансный генератор озона изготавливается на предприятиях электронной промышленности из известных широко распространенных элементов, и может быть с успехом применен как в бытовых, так и в промышленных целях, например при хранении больших масс овощей и других продуктов на складах длительного хранения.The inventive utility model relates to devices for the production of ozone, in particular to devices that use an electric discharge to generate ozone. The purpose of the claimed utility model is to achieve such technical results as improving the efficiency and stability of ozone generation, as well as improving the reliability and durability of the claimed device. The goal is achieved as follows: an ion-plasma resonant ozone generator, including a housing containing a power supply unit, an ozone-generating elec trode, output transformer and adjustment unit; wherein the output of the power supply is connected to the input of the adjustment unit, the output of the adjustment unit is connected to the windings of the output transformer, which in turn are connected to the ozone-generating electrode, and, furthermore, it contains a control unit, a phase discriminator, an amplitude detector and a secondary signal winding of the transformer, the conclusions of which are connected to the inputs of the phase discriminator and amplitude detector, the outputs of the phase discriminator and amplitude detector are connected to the input of the control unit, and the output is and a control coupled to an input setting unit; moreover, the ozone-generating electrode is a pair of galvanically unconnected conductors. The inventive ion-plasma resonant ozone generator is made at the enterprises of the electronic industry from well-known widely used elements, and can be successfully used both for domestic and industrial purposes, for example, when storing large masses of vegetables and other products in long-term storage warehouses.

Description

Заявляемая полезная модель относится к устройствам для производства озона, в частности к приборам, использующим для генерации озона электрический разряд.The inventive utility model relates to devices for the production of ozone, in particular to instruments using an electric discharge to generate ozone.

Известен регулятор концентрации озона (Патент SU 376762 опубликован 05.04.1973), содержащий регулятор расхода газа и регулятор мощности разряда, соединенные с озонатором. Регулятор мощности разряда содержит измерительный трансформатор тока, соединенный через преобразователь тока озонатор с потенциометром, подключенным к электроприводу регулировочного автотрансформатора, соединенного с первичной обмоткой трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с озонатором.A known ozone concentration regulator (Patent SU 376762 published 04/05/1973) containing a gas flow regulator and a discharge power regulator connected to an ozonizer. The discharge power regulator comprises a measuring current transformer connected through an ozonizer current transducer to a potentiometer connected to an electric drive of an adjusting autotransformer connected to a transformer primary winding, the secondary winding of which is connected to an ozonizer.

Недостатками известного устройства являются его низкая эффективность и стабильность генерации озона, низкая надежность и долговечность устройства.The disadvantages of the known device are its low efficiency and stability of ozone generation, low reliability and durability of the device.

Наиболее близким аналогом к заявляемому генератору озона, является устройство для производства озона (Патент RU 1484 опубликован 16.01.1996), содержащее озонатор, соединенный с источниками электрического и газового питания, и устройство измерения количества озона. Устройство измерения количества озона включает в себя измеритель силы тока разряда в озонаторе.The closest analogue to the claimed ozone generator is a device for the production of ozone (Patent RU 1484 published 16.01.1996), containing an ozonizer connected to electric and gas power sources, and a device for measuring the amount of ozone. A device for measuring the amount of ozone includes a discharge current meter in the ozonizer.

Основными недостатками известного аналога также являются низкая эффективность и стабильность генерации озона, низкая надежность и долговечность устройства.The main disadvantages of the known analogue are also low efficiency and stability of ozone generation, low reliability and durability of the device.

Целью заявляемой полезной модели является устранение перечисленных недостатков для достижения таких технических результатов, как повышение эффективности и стабильности генерации озона, а так же повышение надежности и долговечности заявляемого устройства.The purpose of the claimed utility model is to eliminate the listed disadvantages to achieve such technical results as increasing the efficiency and stability of ozone generation, as well as improving the reliability and durability of the claimed device.

Поставленная цель достигается следующим образом: ионоплазменный резонансный генератор озона, включающий корпус, в котором содержится блок питания, озоногенерирующий электрод, выходной трансформатор и блок регулировки; при этом выход блока питания соединен с входом блока регулировки, выход блока регулировки соединен с обмотками выходного трансформатора, которые в свою очередь соединяются с озоногенерирующим электродом, и, при этом, дополнительно содержит блок управления, фазовый дискриминатор, амплитудный детектор и вторичную сигнальную обмотку трансформатора, выводы которой соединены с входами фазового дискриминатора и амплитудного детектора, выходы фазового дискриминатора и амплитудного детектора соединены с входом блока управления, а выход блока управления соединен с входом блока регулировки; причем озоногенерирующий электрод представляет собой пару гальванически несвязанных между собой проводников.The goal is achieved as follows: ion-plasma resonant ozone generator, comprising a housing that contains a power supply, an ozone-generating electrode, an output transformer and an adjustment unit; wherein the output of the power supply is connected to the input of the adjustment unit, the output of the adjustment unit is connected to the windings of the output transformer, which in turn are connected to the ozone-generating electrode, and, furthermore, it contains a control unit, a phase discriminator, an amplitude detector and a secondary signal winding of the transformer, the conclusions of which are connected to the inputs of the phase discriminator and amplitude detector, the outputs of the phase discriminator and amplitude detector are connected to the input of the control unit, and the output is and a control coupled to an input setting unit; moreover, the ozone generating electrode is a pair of galvanically unconnected conductors.

Генератор озона в частности может характеризоваться тем, что корпус полностью выполнен из отверждающегося пластика.The ozone generator in particular can be characterized in that the casing is completely made of curable plastic.

Генератор озона в частности может характеризоваться тем, что проводники озоногенерирующего электрода переплетены между собой.The ozone generator in particular can be characterized in that the conductors of the ozone generating electrode are intertwined.

Генератор озона в частности может характеризоваться тем, что проводники озоногенерирующего электрода заключены в изоляцию.The ozone generator in particular may be characterized in that the conductors of the ozone generating electrode are insulated.

Генератор озона в частности может характеризоваться тем, что выводы выходного трансформатора снабжены разъемами, в которых закреплен озоногенерирующий электрод.The ozone generator in particular may be characterized in that the terminals of the output transformer are provided with connectors in which an ozone generating electrode is fixed.

Генератор озона в частности может характеризоваться тем, что снабжен разъемом для соединения с внешним источником электропитания.The ozone generator in particular may be characterized in that it is provided with a connector for connection to an external power source.

Генератор озона в частности может характеризоваться тем, что блок питания содержит трансформаторный источник переменного тока с выпрямителем.The ozone generator in particular may be characterized in that the power supply unit comprises an AC transformer source with a rectifier.

Генератор озона в частности может характеризоваться тем, что блок питания представляет собой импульсный источник тока.The ozone generator in particular may be characterized in that the power supply is a pulsed current source.

Генератор озона в частности может характеризоваться тем, что блок питания содержит источник постоянного тока с использованием аккумуляторной батареи.The ozone generator in particular may be characterized in that the power supply comprises a direct current source using a battery.

Генератор озона в частности может характеризоваться тем, что дополнительно содержит блок фиксации нуля напряжения, вход которого соединен с блоком питания, а выход подсоединен к входу блока управления.The ozone generator in particular may be characterized in that it further comprises a voltage zero fixing unit, the input of which is connected to the power supply, and the output is connected to the input of the control unit.

Генератор озона в частности может характеризоваться тем, что блок регулировки собран на основе полевого транзистора.The ozone generator in particular may be characterized in that the adjustment unit is assembled based on a field effect transistor.

Генератор озона в частности может характеризоваться тем, что блок управления дополнительно содержит модуль памяти.The ozone generator in particular may be characterized in that the control unit further comprises a memory module.

На Фиг. представлена блок-схема заявляемого ионоплазменного резонансного генератора озона, где цифрами обозначено следующее:In FIG. presents a block diagram of the inventive ion-plasma resonant ozone generator, where the numbers indicate the following:

1. Корпус1. Case

2. Блок питания2. Power supply

3. Озоногенерирующий электрод3. Ozone generating electrode

4. Выходной трансформатор4. Output transformer

5. Блок регулировки5. Adjustment unit

6. Блок управления6. The control unit

7. Фазовый дискриминатор7. Phase discriminator

8. Амплитудный детектор8. Amplitude detector

9. Вторичная сигнальная обмотка9. Secondary signal winding

10. Разъем электропитания10. Power Connector

11. Разъемы присоединения озоногенерирующего электрода11. Connectors for connecting the ozone generating electrode

Представленный на фигуре генератор озона устроен следующим образом.The ozone generator shown in the figure is arranged as follows.

Заявляемое устройство собрано в корпусе 1, который, в частности, может быть полностью изготовлен из отверждающегося материала (эпоксидной смолы, компаунда или другого подобного пластика), из корпуса 1 выходит разъем электропитания 10 для присоединения, например, к внешней магистральной сети, а также разъемы 11 для жесткого присоединения озоногенерирующего электрода 3.The inventive device is assembled in a housing 1, which, in particular, can be completely made of curable material (epoxy resin, compound or other similar plastic), a power connector 10 exits from the housing 1 for connecting, for example, to an external backbone network, as well as connectors 11 for rigid connection of the ozone generating electrode 3.

Генератор содержит блок питания 2, соединенный с блоком регулировки 5, выходной трансформатор 4 с, например двумя обмотками, связанными с парой проводников озоногенерирующего электрода 3; при этом совокупность вышеприведенных блоков составляет основную цепь формирования озона на электроде 3, в которой образован колебательный контур на основе выходного трансформатора 4 и гальванически несвязанных друг с другом проводников электрода 3.The generator includes a power supply 2 connected to the control unit 5, the output transformer 4 with, for example, two windings associated with a pair of conductors of the ozone-generating electrode 3; wherein the combination of the above blocks is the main circuit for the formation of ozone on the electrode 3, in which an oscillating circuit is formed on the basis of the output transformer 4 and the conductors of the electrode 3 galvanically disconnected from each other.

Кроме этого генератор содержит и дополнительную управляющую цепь, включающую вторичную сигнальную обмотку трансформатора 9, фазовый дискриминатор 7, амплитудный детектор 8 и блок управления 6, связанного в свою очередь с блоком регулировки 5.In addition, the generator also contains an additional control circuit, including a secondary signal winding of the transformer 9, a phase discriminator 7, an amplitude detector 8 and a control unit 6, which in turn is connected to the adjustment unit 5.

Представленный на фигуре генератор озона действует следующим образом.The ozone generator shown in the figure operates as follows.

Внешнее электропитание (например, от магистральной сети, от внешней аккумуляторной батареи и т.п.) через разъем 10 подается на блок питания 2. При этом блок питания 2 может содержать трансформаторный источник переменного тока с выпрямителем, либо импульсный источник тока. Возможен вариант исполнения устройства с блоком питания, представляющего собой источник постоянного тока с использованием аккумуляторной батареи. Преобразованное блоком питания 2, к требуемым параметрам электропитание, в частности, в постоянный ток, подается на вход блока регулировки 5. Блок регулировки 5 (собранный, например, на основе полевого транзистора) в данном случае регулирует параметры электропитания подаваемого на основные обмотки выходного трансформатора 4. Каждая из обмоток трансформатора 4 на выходе, в свою очередь, подключена к одному из проводников озоногенерирующего электрода 3. При этом озоногенерирующий электрод представляет собой пару гальванически несвязанных между собой проводников, которые, например, могут быть переплетены между собой и, в том числе, каждый из них заключен в отдельную изоляцию. Именно таким образом организовано электропитание электрода 3 по основной цепи заявляемого устройства.External power supply (for example, from the mains network, from an external battery, etc.) is supplied through the connector 10 to the power supply unit 2. In this case, the power supply unit 2 may contain an AC transformer source with a rectifier, or a pulsed current source. A possible embodiment of the device with a power supply, which is a constant current source using a battery. Converted by the power supply unit 2, to the required parameters, the power supply, in particular, to direct current, is supplied to the input of the control unit 5. The control unit 5 (assembled, for example, based on a field-effect transistor) in this case controls the power supply of the output transformer 4 supplied to the main windings . Each of the windings of the transformer 4 at the output, in turn, is connected to one of the conductors of the ozone-generating electrode 3. Moreover, the ozone-generating electrode is a pair of galvanically unconnected m I am waiting a conductor which, for example, may be intertwined and including, each enclosed in a separate isolation. It is in this way that the power supply of the electrode 3 is organized along the main circuit of the claimed device.

В основе формирования стабильного электрического разряда в заявляемом устройстве лежит колебательный контур, образуемый трансформатором 4 и, обладающими емкостью, проводниками электрода 3. Между проводниками электрода 3 возникает в частности барьерный разряд (как эффективный и экономичный источник озона), что и генерирует озон в окружающую среду.The formation of a stable electric discharge in the inventive device is based on an oscillating circuit formed by a transformer 4 and capacitors of the electrode 3 having a capacitance. In particular, a barrier discharge arises between the conductors of the electrode 3 (as an effective and economical source of ozone), which generates ozone into the environment .

Однако в процессе работы генератора озона могут меняться параметры окружающей среды, такие как влажность, температура, плотность, а также концентрация кислорода окружающего воздуха; что, несомненно, изменяет, параметры колебательного контура в частности, величину емкости между проводниками озоногенерирующего электрода 3. Также менять емкость колебательного контура со временем может появление на проводниках нагара, пыли и т.д. Таким образом, озоногенерирующая способность устройства снижается.However, during operation of the ozone generator, environmental parameters such as humidity, temperature, density, and the concentration of oxygen in the surrounding air may change; which, undoubtedly, changes the parameters of the oscillatory circuit in particular, the value of the capacitance between the conductors of the ozone-generating electrode 3. Also, the capacitance of the oscillatory circuit can change with time the appearance of soot, dust, etc. on the conductors. Thus, the ozone generating ability of the device is reduced.

С целью регулировки концентрации генерируемого озона, в генератор озона введена управляющая цепь, сформированная из блока управления 6, фазового дискриминатора 7 и амплитудного детектора 8. Данная цепь работает следующим образом: с вторичной сигнальной обмотки трансформатора 9 электрический сигнал поступает на фазовый дискриминатор 7, что позволяет отслеживать информацию о фазовом смещении, во время генерации озона. С другой стороны амплитудный детектор 8, также включенный во вторичную сигнальную обмотку трансформатора 9, передает информацию об амплитудных изменениях. При изменении параметров реактивного сопротивления, которые могут меняться от времени вследствие причин перечисленных выше, на блок управления 6 подается информация, которая обрабатывается и, затем, на затвор полевого транзистора, расположенного в блоке регулировки 5, поступает управляющий сигнал с блока управления 6. В итоге блок регулировки 5 подстраивает выходные параметры таким образом, чтобы в колебательном контуре поддерживался резонанс. Поддержание резонанса в контуре не только обеспечивает стабильность генерации, но и удерживает уровень генерации озона на постоянно высоком уровне.In order to adjust the concentration of generated ozone, a control circuit is introduced into the ozone generator, formed from a control unit 6, a phase discriminator 7 and an amplitude detector 8. This circuit operates as follows: from the secondary signal winding of the transformer 9, an electric signal is supplied to the phase discriminator 7, which allows track phase shift information during ozone generation. On the other hand, the amplitude detector 8, also included in the secondary signal winding of the transformer 9, transmits information about the amplitude changes. When changing the reactance parameters, which may vary from time to time due to the reasons listed above, information is processed to the control unit 6, which is processed and then, to the gate of the field-effect transistor located in the control unit 5, a control signal is received from the control unit 6. As a result, control unit 5 adjusts the output parameters so that resonance is maintained in the oscillating circuit. Maintaining resonance in the circuit not only ensures the stability of generation, but also keeps the level of ozone generation at a constantly high level.

Также, генератор озона может дополнительно содержать блок фиксации нуля напряжения (на Фиг. не показан), вход которого соединяется с блоком питания, а выход подсоединен к входу блока управления. Блок фиксации нуля (на Фиг. не показан) используется для большей точности работы блока управления.Also, the ozone generator may further comprise a voltage zero fixing unit (not shown in FIG.), The input of which is connected to the power supply, and the output is connected to the input of the control unit. A zero fixing block (not shown in FIG.) Is used for greater accuracy of the control unit.

Внутри блока управления может быть заключен модуль памяти (на Фиг. не показан), например для записи тестовых параметров режима работы генератора в виде шаблонов и последующего сравнения этих шаблонов с полученными данными управляющей цепи, для повышения точности и надежности поддержания стабильных режимов работы генератора.A memory module (not shown in Fig.) Can be enclosed inside the control unit, for example, for recording test parameters of the generator operating mode in the form of templates and subsequent comparison of these templates with the obtained control circuit data, to increase the accuracy and reliability of maintaining stable generator operation modes.

В результате использования заявляемой полезной модели, во-первых, обеспечивается стабильность разряда и поддержание концентрации генерируемого озона в заданных пределах; во-вторых, Кроме того, вследствие обеспечения равномерного разряда на электроде, снижается агрессивное воздействие на его материал, в результате чего увеличивается надежность безотказной работы прибора, увеличивается срок его эксплуатации.As a result of using the inventive utility model, firstly, the discharge stability and maintaining the concentration of generated ozone within specified limits are ensured; secondly, in addition, due to ensuring a uniform discharge on the electrode, the aggressive effect on its material is reduced, as a result of which the reliability of the device’s failure-free operation increases, its service life increases.

Таким образом, применение генератора озона в заявленной конфигурации позволяет добиться заявляемых технических результатов, а именно повышение эффективности и стабильности генерации озона, а также повышение надежности и долговечности заявляемого устройства.Thus, the use of an ozone generator in the claimed configuration allows to achieve the claimed technical results, namely, increasing the efficiency and stability of ozone generation, as well as improving the reliability and durability of the claimed device.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

Заявляемый ионоплазменный резонансный генератор озона изготавливается на предприятиях электронной промышленности из известных широко распространенных элементов, и может быть с успехом применен как в бытовых, так и в промышленных целях, например при хранении больших масс овощей и других продуктов на складах длительного хранения.The inventive ion-plasma resonant ozone generator is manufactured at electronic enterprises from well-known widely distributed elements, and can be successfully applied both for domestic and industrial purposes, for example, when storing large masses of vegetables and other products in long-term storage warehouses.

Claims

1. The ion-plasma resonant ozone generator, comprising a housing that contains a power supply, an ozone-generating electrode, an output transformer and an adjustment unit; wherein the output of the power supply is connected to the input of the control unit, the output of the control unit is connected to the windings of the output transformer, which in turn are connected to an ozone-generating electrode, characterized in that it further comprises a control unit, a phase discriminator, an amplitude detector and a secondary signal winding of the transformer, outputs which are connected to the inputs of the phase discriminator and the amplitude detector, the outputs of the phase discriminator and the amplitude detector are connected to the input of the control unit, and the output of the control unit is connected to the input of the adjustment unit; moreover, the ozone generating electrode is a pair of galvanically unconnected conductors.

2. The ozone generator according to claim 1, characterized in that the housing is completely made of curable plastic.

3. The ozone generator according to claim 1, characterized in that the conductors of the ozone generating electrode are intertwined.

4. The ozone generator according to claim 1, characterized in that the conductors of the ozone-generating electrode are enclosed in insulation.

5. The ozone generator according to claim 1, characterized in that the outputs of the output transformer are equipped with connectors in which an ozone generating electrode is fixed.

6. The ozone generator according to claim 1, characterized in that it is equipped with a connector for connecting to an external power source.

7. The ozone generator according to claim 1, characterized in that the power supply unit contains a transformer AC source with a rectifier.

8. The ozone generator according to claim 1, characterized in that the power supply is a pulsed current source.

9. The ozone generator according to claim 1, characterized in that the power supply unit contains a constant current source using a battery.

10. The ozone generator according to claim 1, characterized in that it further comprises a voltage zero fixing unit, the input of which is connected to the power supply, and the output is connected to the input of the control unit.

11. The ozone generator according to claim 1, characterized in that the adjustment unit is assembled based on a field effect transistor.

12. The ozone generator according to claim 1, characterized in that the control unit further comprises a memory module.