专利名称：臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种介电管内壁导电层的制备方法，特别是涉及一种臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法。
背景技术：
臭氧发生器是由机械、化工、电化学、电学、流体力学和自动控制系统多学科组成的综合性集成装置。臭氧发生器对材料的选用具有针对性很强的特殊要求，从绝缘体到良导体，从一般材料到抗臭氧腐蚀的材料品种繁多。在臭氧发生器中要将各组合部分的相互关系调整到最佳状态，其指标集中反映在每生产1kg臭氧所消耗的电能、单位面积的臭氧产率和在介电管的长期稳定工作上进行比较。国内外臭氧工作者长期以来竭尽全力地研究和开发电耗低、单产高的臭氧发生器，一致认为其重要环节在臭氧发生单元-介电管的性能质量上。即介电管是臭氧发生器的关键所在，是臭氧发生器的‘心脏’部件。因此，一旦拥有优质且寿命长的介电管，就会为制造出一流的臭氧发生器奠定了坚实的基础。
介电管的工作环境十分恶劣，它既是易损件，又要求能长期稳定工作。介电管要承受变化性高电压和高频的冲击、气体露点的波动、气体流量和温度的变化、臭氧的强腐蚀性、部分电能转化为热量从而降低介电绝缘性易产生电击穿和热击穿的威胁，以及气体压力的变化等等。这些严重威胁介电管生存的不利因素最终将导致介电管产生以下四种破坏结局热击穿；化学击穿；电击穿和湿击穿。在这四种破坏性击穿中，尤其以高电压输入导电层时因接触不良而产生的火花放电，使介电管管壁局部过热，从而由热而引起的电击穿最为常见。
在长期从事臭氧技术和应用的设备制作、中间试验和工业性试验过程中发现，胶体石墨介电管、石墨填充介电管、金属格网导电层介电管、螺旋铜箔导电层介电管、真空金属导电层密封介电管等多种导电层介电管在运行状况下的暗室观察和黑暗中的底片感光以及介电管的发热状况发现都不同程度地存在火花放电现象。在火花放电严重的部位与采集到的管壁击穿的“黑点”部位基本一致，因此可以确定火花放电是导致电击穿和热击穿的“罪魁祸首”。
当前使用的臭氧发生器所用的管状介电管，由于其内壁附着的导电层存在与电介质附着不紧密(有些甚至由很多点构成所谓的导电面)、离隙、电荷分布不均匀、电介质与导电层间部分被空气介质绝缘、电密度低、电阻大、易发热、噪音大、易产生火花放电(在铜箔火花放电处新铜箔会立即发黑)，容易产生热击穿和电击穿，致使介电管运行寿命短、臭氧内耗大、介电管不能重复利用、运行和维护费高等严重缺陷。在以空气为气源制取臭氧化空气的情况下由于火花放电产生的高温极易生成氮氧化物，形成污染的副产物。
由此可见，上述现有的介电管仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决臭氧发生器用介电管存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般方法又不能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的臭氧发生器用管状介电管存在的缺陷，本发明借助于“纯净”电晕放电和无热能放电技术唯一准则，采用分子级覆膜技术真空镀膜原理进行构思，通过试验研究提出了一种实用而且可行的具体技术解决方案。
发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的臭氧发生器用介电管存在的缺陷，而提供一种新的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，所要解决的技术问题是使介电管与其内壁的导电层结合紧密，防止发生火花放电的现象，从而更加适用。
本发明的另一目的，使通过本发明制备的介电管内壁的导电层能够降低电阻值，从而使介电管维修率低、运行效率高；同时也减少介电管的消耗和维护费。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其包括以下步骤(1)首先将待处理的介电管用常用的含有洗涤剂的洗涤液进行初步清洗后，接着用常用的的玻璃或陶瓷清洗剂进行清洗，尔后用流动性去离子水彻底清除内壁残液到净洁为止；(2)用经过滤和加热后的干燥空气通过加热外壁干燥内壁的方法，初步清除内壁的水膜层；(3)将清洗和干燥后的介电管套入真空镀膜装置上，经过密封处理和检漏后，开启真空系统；(4)当真空度小于5×10-5托时，通电进行加热，同时使镀膜料呈半熔化状态，并补偿加热过程所损失的真空度，然后进入镀膜过程；(5)进入镀膜过程后，在升华状态下进行镀膜，完成镀膜后，取下介电管，利用碱性溶液进行管端导电层平整定尺，尔后用水清洗碱性溶液后烘干完成。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其中所述的洗涤剂为中性洗涤剂。
前述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其中当介电管内壁有不易清除的污物的情况下，可采用较低浓度的氢氟酸浸泡出去污物。
前述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其中当真空度小于5×10-5托时，以小电流低电压进行加热。
前述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其中所述的镀膜过程所用时间为10～30秒。
前述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其中所述的镀膜过程用不同镀膜料进行三次。
前述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其中所述的导电层金属材质为金属合金或单质金属。
前述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其中所述的金属合金为铝镁合金或镍铬合金。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明提出了一种臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，是通过特种真空镀膜技术，使其内壁形成精密附着一层微电阻导电层的方法。
首先，对通过本发明制备的介电管进行了以下的研究、实验和测试内容①在系列高电压由低到高下运行(15kV～25kV)；②在系列气体湿度由低到高情况下运行；③在系列定电压变气体流量下运行；④在系列定气体流量变电压下运行；⑤用纯氧或空气制取臭氧化气；⑥从低电压(5kV)瞬间升高电压(25kV)进行冲击性、破坏性试验；⑦长期固定而不更换介电管，使其经过试验室多变而频繁的正常或破坏性试验后，在长途运输颠簸的情况下，不经修理直接安装后，立即投入连续性制取臭氧化空气，进行污水净化深度处理，臭氧设备运转正常，水质净化效果极佳。并由此进行和考验了介电管的耐震和抗疲劳性性能试验；⑧固定一根介电管长期浸泡于水中，进行渗透性试验，观察膜层与介电管间的附着力；⑨固定一根介电管长期暴露于不同季节、不同污染环境、不同温度和不同湿度下，观其导电层是否起鼓、氧化变质而脱离的实验；⑩用干、湿粗布摩擦导电层，观其擦伤情况。
通过诸如上述各种正常或破坏性试验和考验证实，本发明中的镀膜导电层介电管具有如下优点1、本发明制备方法制备的镀膜导电层介电管能适应各种正常或恶劣环境，并能长期稳定运行；2、本发明制备方法制备的镀膜导电层耐磨、抗腐蚀、耐高压、不易脱落；3、本发明制备方法制备的镀膜导电层电阻值小；4、本发明制备方法制备的镀膜导电层介电管不易击穿，故维修率低、运行效率高；5、本发明制备方法制备的镀膜导电层一旦损坏易再生，从而减少介电管的消耗、减少维护费；6、本发明制备方法制备的镀膜导电层介电管的生产成本低，优于其它类型的介电管；7、而且，本发明制备方法制备的镀膜介电管质轻、抗震、易运输。
综上所述，本发明特殊的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，使介电管与其内壁的导电层结合更加紧密，并防止了火花放电现象的发生；同时，本发明制备的介电管内壁的导电层降低了电阻值和维修率，而且介电管的运行效率更高，减少了介电管的消耗和维护费。其具有上述诸多的优点及实用价值，并在同类制造方法中未见有类似的设计公开发表或使用而确属创新，其不论在制造方法上或功能上皆有较大的改进，在技术上有较大的进步，并产生了好用及实用的效果，且较现有的臭氧发生器用管状介电管具有增进的多项功效，从而更加适于实用，而具有产业的广泛利用价值，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
本发明的具体制造方法由以下实施例详细给出。
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法其具体实施方式
详细说明如后。
实施例1本发明较佳实施例的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其主要包括以下步骤1、将外径为50mm、壁厚为2.5mm、管长为1160mm、两端开口的玻璃管用配制好的含中性洗涤液的清水进行初步清洗后，接着用配比浓度适中的玻璃清洗剂进行彻底清洗，而后用流动性去离子水彻底清除内壁残液到净洁为止，在垂直悬挂中要求内壁呈现薄层水膜状而不出现挂壁水珠方为净洁合格。
2、在净洁的房间里用经过滤和加热后的干燥空气通过垂直旋转加热外壁干燥内壁的方法，初步清除内壁的水膜层。
3、将清洗合格并经初步干燥的介电管套入真空镀膜台的镀膜杆，在定位前事先在管口内20mm处均匀涂抹高质量高真空脂，尔后在缓慢旋转状况下定位于镀膜座上，经过密封处理和初步检漏达到要求后，进行管外壁热风加热，再次驱赶管内壁附壁水汽膜，当达到一定温度后，用专制管顶密封盖均匀涂抹高真空脂于玻璃管口和密封盖的相关部位，在压实状态下密封管顶，尔后启动真空系统的预抽真空泵，同时用热风均匀加热管外壁，使在真空下快速彻底清除管内壁残余水汽，同时除去镀膜杆装置和镀膜料所附着的气体，当达到低真空度最佳值情况下，首先启动高真空系统的前级泵，尔后启动油扩散泵，使高真空系统开始工作。
4、当高真空度达到最佳理想状况时，进入开始镀膜状态。
5、开始镀膜前，必须首先启动低电压、小电流通电加热镀膜杆、镀膜料、镀膜座、玻璃管及其空间，用以排除附着在镀膜杆、镀膜料内、管内壁上的隐形气体，同时使镀膜料呈半熔化状态，其技术控制的关键在于要准确适时地切断镀膜系统电源，阻止镀膜料气化，但高真空系统仍然处于运行状态。
6、准备镀膜前真空系统仍然处于运行状态的目的在于继续抽吸由于高温加热而释放出来的隐形气体，用以补偿加热过程所损失的高真空度，使其恢复到高真空度的最佳值。
7、经真空系统仪器测定和依据经验观察判断已达到镀膜控制要求后，稍停片刻，在热状态下突然加大电压和电流到最佳设定值，以升华态瞬间镀膜。至此，在介电管内壁就形成紧密附着的导电层。
8、镀膜完成后首先切断油扩散泵电源，待油温下降后，首先破坏油扩散泵真空(开启真空阀)，尔后切断预抽真空泵和前级泵电源，此时可将介电管由镀膜杆上取下。
9、由镀膜杆上取下介电管后，利用碱性溶液进行管端导电层平整定尺，一般膜层终止环形线距管口为85mm。尔后用中性清水冲去碱性溶液、烘干、内壁布质环形拖拉抛光而完成，其后上架待成品鉴定性测试。
如上所述，本发明的基本构思是在目前所有用机械方式安装于内壁的介电管导电层都无法达到与管体内壁无间隙紧密附着为一体的情况下，为使介电管内壁导电层紧密附着于介电管上，确保其无间隙、无裂痕、无气泡、不起鼓，提出采用分子级覆膜技术真空镀膜原理进行构思，其最佳的方法将是用真空喷射沉积法，即真空镀膜法生成介电管的导电层。只有这样的导电层方能杜绝火花放电，而形成‘纯净’电晕放电和无热能放电技术，这是制造介电管的唯一准则。为此，通过试验研究提出了一种实用而且可供商业使用的具体技术解决方案。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其特征在于其包括以下步骤(1)首先将待处理的介电管用常用的含有洗涤剂的洗涤液进行初步清洗后，接着用常用的的玻璃或陶瓷清洗剂进行清洗，尔后用流动性去离子水彻底清除内壁残液到净洁为止；(2)用经过滤和加热后的干燥空气通过加热外壁干燥内壁的方法，初步清除内壁的水膜层；(3)将清洗和干燥后的介电管套入真空镀膜装置上，经过密封处理和检漏后，开启真空系统；(4)当真空度小于5×10-5托时，通电进行加热，同时使镀膜料呈半熔化状态，并补偿加热过程所损失的真空度，然后进入镀膜过程；(5)进入镀膜过程后，在升华状态下进行镀膜，完成镀膜后，取下介电管，利用碱性溶液进行管端导电层平整定尺，尔后用水清洗碱性溶液后烘干完成。
2.根据权利要求1所述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其特征在于其中所述的洗涤剂为中性洗涤剂。
3.根据权利要求1所述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其特征在于其中所述的洗涤剂为氢氟酸。
4.根据权利要求1所述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其特征在于当真空度小于5×10-5托时，以小电流低电压进行加热。
5.根据权利要求1所述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其特征在于其中所述的镀膜过程所用时间为10～30秒。
6.根据权利要求1所述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其特征在于其中所述的镀膜过程用不同镀膜料进行三次。
7.根据权利要求1所述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其特征在于其中所述的导电层金属材质为金属合金或单质金属。
8.根据权利要求7所述的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其特征在于其中所述的金属合金为铝镁合金或镍铬合金。
全文摘要
本发明是关于一种臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，其首先将待处理的介电管进行清洗、干燥，尔后将清洗和干燥后的介电管套入真空镀膜装置上，经过密封处理和检漏后，开启真空系统进入镀膜过程，并在升华状态下进行镀膜。本发明特殊的臭氧发生器用镀膜导电层介电管的制备方法，使介电管与其内壁的导电层结合更加紧密，并防止了火花放电现象的发生；同时，本发明制备的介电管内壁的导电层降低了电阻值和维修率，而且介电管的运行效率更高，减少了介电管的消耗和维护费。
文档编号C01B13/11GK1743263SQ20041007419
公开日2006年3月8日 申请日期2004年9月1日 优先权日2004年9月1日
发明者宋伟民, 孙庆仁, 王化民, 宋恩兆 申请人:中冶京诚工程技术有限公司