用于研究气体放电的反应器的制作方法

本实用新型涉及对气体反应进行测试的技术领域，特别涉及一种用于研究气体放电的反应器。

背景技术：

为研究气体放电，通常将探针与直流皮安表微电流计(例如ZPA-1型)连接，建立一套探针的动态扫描数据、及与其配套的高速数据采集系统，以气体介质作为研究对象，将测试结果与商业仪器进行同等条件下的标定工作，建立关联模型。

现有技术的测试容器，为了测得气体在整个玻璃管内的分布情况，在多个位置分别安置探针接口，以便进行测试。这样的测试容器不仅结构复杂，而且探针只能在有限的几处数据点进行测试，测试结果不能代表容器任意位置处气体的真实数据，影响了实验的准确性。

技术实现要素：

为解决上述的技术问题，本实用新型提出一种用于研究气体放电的反应器，不仅结构简单，而且探针测试的区域更大，测试点的分布更广泛，提高了实验的准确性。

本实用新型提出一种用于研究气体放电的反应器，其包括：

本体，具有底部封闭且其上端开口的容纳腔，所述本体上设置能开闭的通气口，通过开启的所述通气口向所述容纳腔内注入实验气体；

旋转盘，其能转动地密封连接在所述开口处，所述旋转盘上设置均能开闭的至少两个接口，各所述接口能分别与所述容纳腔连通；

调整组件，其能拆卸地密封连接在所述接口上；

竖直设置的探针，其上端与所述调整组件连接；所述探针的下端对应穿过开启的所述接口，并伸入所述容纳腔内，所述调整组件驱动所述探针在所述接口内上下移动。

进一步地，其中一个所述接口位于所述旋转盘的中心；

当所述探针位于所述旋转盘的中心之外的其他所述接口中时，通过所述旋转盘的转动，带动所述探针在所述容纳腔内做圆周运动。

作为一种可实施的方式，所述旋转盘上设置两个所述接口。

作为一种可实施的方式，所述调整组件包括：

筒状的内壳体，其下开口与所述接口的上开口连通；

连接块，其外壁与所述内壳体的内壁能上下滑动地连接；所述探针的上端伸入所述内壳体的内腔中，并与所述连接块固定连接。

进一步地，所述连接块的外壁与所述内壳体的内壁之间通过螺纹连接。

进一步地，所述调整组件还包括手柄和呈L形的连接杆；

所述手柄置于所述内壳体的外部，所述连接杆的两端分别与所述手柄和所述连接块固定连接；所述手柄通过所述连接杆驱动所述连接块上下滑动，并带动所述探针在所述接口内上下移动。

更进一步地，所述调整组件还包括：

水平板，其能拆卸地连接在所述接口上；所述内壳体的下端面固定在所述水平板的上表面，所述水平板上设置与所述内壳体的下开口连通的通孔，所述通孔的下开口与所述接口连通，所述探针的上端穿过所述通孔并伸入所述内壳体的内腔中；

竖直板，其下端与所述水平板的一端固定连接；

筒状的外壳体，其套装在所述内壳体的外侧，且位于所述内壳体的上部，所述外壳体能上下滑动地连接在所述竖直板上；所述手柄位于所述外壳体的外部。

更进一步地，所述竖直板上竖直开设滑槽；

所述调整组件还包括螺杆和螺母，所述螺杆的一端固定在所述外壳体的外壁上，其另一端穿过所述滑槽并与所述螺母连接。

进一步地，所述用于研究气体放电的反应器还包括设置在所述容纳腔内的填料桶和多个磁性填料；

所述填料桶包括水平设置的筛板和设置在所述筛板上表面的侧壁，所述磁性填料填充在所述侧壁与所述筛板围成的填料腔中；

所述筛板上对应两个所述接口分别开设贯通的两个筛孔，所述探针的下端穿过所述筛孔；通过位于所述旋转盘的中心之外的所述接口内的所述探针的转动，带动所述筛板同步转动；

所述侧壁位于两个所述筛孔之间，所述侧壁上开设多个侧壁筛孔。

更进一步地，所述本体包括从上至下依次连接的顶盖、上筒体、中筒体、下筒体和底板；

所述上筒体的内腔、所述中筒体的内腔与所述下筒体的内腔依次连通，所述底板封堵在所述下筒体的下开口处，形成所述容纳腔；

所述顶盖封堵在所述上筒体的上开口处，其上开设贯通的安装孔，所述安装孔与所述容纳腔对位连通，所述旋转盘能转动地连接在所述安装孔的内壁上。

更进一步地，所述上筒体的内径和所述下筒体的内径均小于所述中筒体的内径；

所述填料桶设置在所述中筒体的内腔中，所述填料桶抵靠在所述上筒体的下端面和所述下筒体的上端面之间。

更进一步地，所述通气口设置在所述底板上。

作为一种可实施的方式，所述填料桶还包括搁置在所述筛板上的支撑壁，所述支撑壁套装在所述侧壁的外侧，所述支撑壁的上端与所述上筒体的下端面抵靠。

本实用新型相比于现有技术的有益效果在于：本实用新型的用于研究气体放电的反应器，将接口设置在旋转盘上，可以避免在反应器的多个位置分别安置探针，结构简单，加工制作较为容易。

其中一个接口位于旋转盘的中心，使探针下端的收集头能够在容纳腔的中心线上和偏离容纳腔中心线的偏心位置分别进行测量，而且通过探针的上下移动，位于探针下端的收集头能够在高度方向任意调节。

当探针位于旋转盘的中心之外的其他接口中时，通过旋转盘的转动，带动探针在容纳腔内做圆周运动；使探针收集头的测试区域更大，测试的数据点分布更广泛，数据点的数量可以很多，几乎能够代表容纳腔内的整体水平，从而提高了实验的准确性。

通过本实用新型的用于研究气体放电的反应器，可以在实验室内快速得到描述该带电粒子系统的负离子浓度分布，进而研究不同气体在容纳腔内的分布是否相同，为分析化学过程机理提供数据基础，实验结果可靠真实。

附图说明

图1为本实用新型的用于研究气体放电的反应器的主视剖面示意图；

图2为本实用新型的用于研究气体放电的反应器(不含调整组件)的主视剖面示意图；

图3为本实用新型的用于研究气体放电的反应器(不含调整组件)的俯视示意图；

图4为本实用新型的用于研究气体放电的反应器的调整组件和探针的主视示意图；

图5为本实用新型的用于研究气体放电的反应器的容纳桶的主视示意图；

图6为本实用新型的用于研究气体放电的反应器的容纳桶的俯视示意图；

图7为本实用新型的用于研究气体放电的反应器的容纳桶的侧壁的主视示意图。

附图标记：

10-本体；11-容纳腔；

12-通气口；13-顶盖；

14-上筒体；15-中筒体；16-下筒体；17-底板；

20-旋转盘；22-第一接口；24-第二接口；

30-调整组件；31-水平板；32-竖直板；

33-内壳体；34-外壳体；35-连接块；

36-手柄；37-连接杆；38-螺杆，39-螺母；

40-探针；

50-容纳桶；52-筛板；522-第一筛孔；524-第二筛孔；

54-侧壁；542-侧壁筛孔；56-支撑壁；

60-磁性填料；

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型上述的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。

请参阅图1所示，本实用新型提出一种用于研究气体放电的反应器，其包括本体10、旋转盘20、调整组件30和竖直设置的探针40。

本体10具有容纳腔11，容纳腔11的底部封闭且其上端开口，本体10上设置能开闭的通气口12，通过开启的通气口12向容纳腔11内注入实验气体。请参阅图2和图3所示，旋转盘20能转动地密封连接在开口处，旋转盘20上设置均能开闭的接口，各接口能分别与容纳腔11连通。

调整组件30能拆卸地密封连接在接口上。请结合图1和图4所示，探针40的上端与调整组件30连接；探针40的下端对应穿过开启的接口，并伸入容纳腔11内。调整组件30驱动探针40在接口内上下移动。

本实用新型的用于研究气体放电的反应器，将接口设置在旋转盘20上，可以避免在反应器的多个位置分别安置探针，使结构简单，只需在旋转盘20上安装接口即可，加工制作较为容易。在旋转盘20上设置至少两个接口以安装探针，可以使探针的测试范围较广，提高了实验的准确性。

进一步地，其中一个接口位于旋转盘20的中心；当探针40位于旋转盘20的中心之外的其他接口中时，通过旋转盘20的转动，带动探针40在容纳腔11内做圆周运动。

作为一种可实施的方式，旋转盘20上设置两个接口。如图2所示，位于旋转盘20的中心的接口即为第一接口22，位于旋转盘20的中心之外(偏心位置)的接口即为第二接口24。

将探针40分别设置在第一接口22和第二接口24处，第一接口22和第二接口24不能同时使用。也就是说，当开启第一接口22时，调整组件30设置在第一接口22处，探针40穿过第一接口22，第二接口24闭合；当开启第二接口24时，调整组件30设置在第二接口24处，探针40穿过第二接口24，第一接口22闭合，确保容纳腔11密封可靠。

较优地，探针40包括探针杆和位于探针杆下端的收集头，收集头由贵金属制成，贵金属主要指金、银和铂族金属(钌、铑、钯、锇、铱、铂)这8种金属元素。本实施例中，收集头为镀银不锈钢球，直径约5毫米，探针杆由不锈钢制成。较优地，探针40与第一接口22或第二接口24之间设置橡胶垫圈，实现动真空密封。

本实用新型的用于研究气体放电的反应器，将第一接口22和第二接口24设置在旋转盘20上，可以避免在反应器的多个位置分别安置探针，使结构简单，只需在旋转盘20上安装两个接口即可，加工制作较为容易。

收集头能够在容纳腔11的中心线上和偏离容纳腔11中心线的偏心位置分别进行测量；而且通过探针40的上下移动，位于探针40下端的收集头能够在高度方向任意调节。另外，当探针40设置在第二接口24上时，还可以通过旋转盘20的旋转，使探针40在容纳腔11内做圆周运动。

综上，探针40具有两处设置位置，并能上下移动，探针40能在第二接口24内随旋转盘20做圆周运动，使探针40收集头的测试区域更大，测试的数据点分布更广泛，数据点的数量可以很多，几乎能够代表容纳腔内的整体水平，从而提高了实验的准确性。

作为一种可实施的方式，如图4所示，调整组件30包括筒状的内壳体33和连接块35。

内壳体33的下开口与接口的上开口连通。连接块35的外壁与内壳体33的内壁能上下滑动地连接；探针40的上端伸入内壳体33的内腔中，探针40的上端与连接块35固定连接。通过连接块35相对于内壳体33的上下滑动，不仅保证了容纳腔11的密封性，还能使探针40的运动平稳，缓慢地上下调整探针40的高度。

进一步地，连接块35的外壁与内壳体33的内壁之间通过螺纹连接。作为另一种可实施的方式，连接块35为活塞，相应地，内壳体33的内腔为活塞筒，连接块35在内壳体33的内腔中密封且能上下滑移。作为再一种可实施的方式，探针40还可以通过滚珠丝杠的结构实现上下移动。

进一步地，调整组件30还包括手柄36和呈L形的连接杆37；手柄36置于内壳体33的外部，连接杆37的两端分别与手柄36和连接块35固定连接；手柄36通过连接杆37驱动连接块35上下滑动，并带动探针40在对应的接口内(即本实施例的第一接口22内或第二接口24内)上下移动。

较优地，连接块37全部置于内壳体33的内腔中。本实施例中，将连接杆37设计为L形，可以方便地转动手柄36，连接块35与内壳体33之间通过螺纹连接，使手柄36绕内壳体33的中心线旋转，驱动连接块37自身旋转的同时，连接块37还沿内壳体33的内壁上下滑动，并带动探针40下端的收集头在容纳腔11内沿其轴向上行或下行；或者探针40设置在偏心的第二接口24处，使旋转盘20绕容纳腔11的中心线旋转，探针40下端的收集头对反应器内各个位置的气体进行测试，测试的数据点几乎可以代表容纳腔11内的任何位置。

更进一步地，调整组件30还包括水平板31、竖直板32和筒状的外壳体34。

水平板31能拆卸地连接在接口上，内壳体33的下端面固定在水平板31的上表面，水平板31上设置与内壳体33的下开口连通的通孔，通孔的下开口与接口连通，探针40的上端穿过通孔并伸入内壳体33的内腔中。本实施例中，水平板31能拆卸地连接在第一接口22上，通孔的下开口能与第一接口22对位连通；或者水平板31能拆卸地连接在第二接口24上，通孔的下开口能与第二接口24对位连通。

竖直板32的下端与水平板31的一端固定连接；外壳体34套装在内壳体33的外侧，且位于内壳体33的上部，外壳体34能上下滑动地连接在竖直板32上，手柄37位于外壳体34的外部。

设置外壳体34可对L形的连接杆37起到挡止、限位的作用，避免探针40向下移动的距离过大，使探针40下端的收集头不会抵靠到容纳腔11的底部，保护了探针40，同时保证测试结果的准确性。较优地，连接杆37与外壳体34的上开口之间能转动地密封。

更进一步地，竖直板32上竖直开设滑槽；调整组件30还包括螺杆38和螺母39，螺杆38的一端固定在外壳体34的外壁上，其另一端穿过滑槽并与螺母39连接。

较优地，在外壳体34的下端面与水平板31的上表面之间竖直设置至少两根弹簧，各弹簧沿外壳体34的周向均匀分布，对外壳体34形成均匀的支撑。根据探针40的下端收集头在容纳腔11内所需的高度范围，需要调整外壳体34的高度时，松开螺母39，外壳体34受到弹簧向上的弹性作用力，不会快速地向下坠落，避免探针40向下坠落速度过快，而磕碰到容纳腔11的内壁，导致收集头损坏。

较优地，在各接口上，即本实施例的第一接口22和第二接口24上分别设置法兰盘，在水平板31的通孔的下开口处设置法兰盘，通孔的法兰盘与第一接口22(第二接口24)的法兰盘密封连接。

进一步地，请参阅图1、图2和图5所示，用于研究气体放电的反应器还包括设置在容纳腔11内的填料桶50和多个磁性填料60。填料桶50包括水平设置的筛板52和设置在筛板52上表面的侧壁54，磁性填料60填充在侧壁54与筛板52围成的填料腔中。

请参阅图6所示，筛板52上对应两个接口(即第一接口22和第二接口24)分别开设贯通的两个筛孔(即第一筛孔522和第二筛孔524)，探针40的下端穿过筛孔(即第一筛孔522或第二筛孔524)；通过位于旋转盘20的中心之外的接口(即第二接口24)内的探针40的转动，带动筛板52同步转动。侧壁54位于两个筛孔(即第一筛孔522与第二筛孔524)之间，请参阅图7所示，侧壁54上开设多个侧壁筛孔542。

通过本实用新型的用于研究气体放电的反应器，可以在实验室内快速得到描述该带电粒子系统的负离子浓度分布，进而研究不同气体在容纳腔内的分布是否相同，为分析化学过程机理提供数据基础，实验结果可靠真实。

较优地，侧壁54可以搁置在筛板52上，当探针40位于第二接口24内，并随旋转盘20转动时，侧壁54不会跟随筛板52转动，也就是说，探针40只需带动筛板52转动，克服筛板52与磁性填料60之间的摩擦阻力即可，转动较为容易。还可以将侧壁54固定连接在筛板52上，此时探针40需要带动筛板52、侧壁54及磁性填料60同步转动，需克服的阻力较大。

较优地，筛孔(包括第一筛孔522、第二筛孔524)和侧壁筛孔542的尺寸不允许磁性填料60通过。本实施例中，磁性填料60为圆柱形的磁铁，其直径6毫米，高度为10毫米的四氟磁铁。第一筛孔522、第二筛孔524和侧壁筛孔542的直径小于6毫米。

较优地，如图6所示，为了形成较高的磁场强度，在筛板52上且在侧壁54的内侧还可以开设多个其他筛孔，该筛孔的尺寸也不允许磁性填料60通过。

更进一步地，如图2所示，本体10包括从上至下依次连接的顶盖13、上筒体14、中筒体15、下筒体16和底板17；上筒体14的内腔、中筒体15的内腔与下筒体16的内腔依次连通，底板17封堵在下筒体16的下开口处，形成容纳腔。

顶盖13封堵在上筒体14的上开口处，其上开设贯通的安装孔，安装孔与容纳腔11对位连通，旋转盘20能转动地连接在安装孔的内壁上。

较优地，结合图2和图3所示，旋转盘20呈圆形。安装孔的内壁上沿其周向开设滑槽，并在滑槽上对称开设两处切口。旋转盘20的边缘设置分别与各切口相配合的两个凸台，两个凸台分别在两个切口处滑入滑槽内，并能在滑槽内旋转。另外，将凸台旋转到切口处，也可以将旋转盘20从安装孔内取出。

较优地，在上筒体14的外壁上设置凸缘，顶盖13的边缘通过多个螺栓连接到上筒体14的凸缘上；或者在中筒体15的外壁的上部设置凸缘，顶盖13的边缘通过多个螺栓连接到中筒体15的凸缘上。在中筒体15的外壁的下部设置凸缘，下筒体16的外壁的上部设置凸缘，中筒体15的凸缘与下筒体16的凸缘通过多个螺栓连接。各个连接处的螺栓沿反应器的周向均匀设置。

较优地，上筒体14与中筒体15一体成型。在顶盖13的下端面上设置第一定位环槽，在上筒体15的上端面上设置与第一定位环槽相配合的第一定位凸起，在组装本体10的过程中，起到预定位的作用。在中筒体15的下端面上设置第二定位环槽，在下筒体16的上端面上设置与第二定位环槽相配合的第二定位凸起，在组装本体10的过程中，起到预定位的作用。

更进一步地，如图2所示，上筒体14的内径和下筒体16的内径均小于中筒体15的内径；填料桶50设置在中筒体15的内腔中，填料桶50抵靠在上筒体14的下端面和下筒体16的上端面之间。

更进一步地，通气口12设置在底板17上。

本实用新型的用于研究气体放电的反应器，在容纳腔11内放置磁性填料60，磁铁为带电气体提供了磁场，磁场形成的磁力线对带电粒子产生约束力，可以加强离子气体分子间的相互作用，磁场强度对被电离后的负离子和负电性分子等活性粒子具有较强的约束作用。气体由底板17上的通气口12注入后，流经放电区域(即中筒体15)，向上径直进入填料桶50中的磁场填料60，更高的磁场强度促使放电区域集中了更高浓度的带电粒子，不同类型带电分子和电子相互碰撞充分反应，最终可以使用于反应的原料气体的转化率和产物选择性提高。

较优地，还可以在下筒体16的内腔中竖直夹持玻璃管，容纳腔11的横截面呈圆形，从而能与玻璃管的外形相适应。另外，下筒体16的内径与旋转盘20的外径相同，上筒体14的内径大于或等于下筒体16的内径，本实施例中，上筒体14的内径等于下筒体16的内径。使第二接口24的设置位置靠近旋转盘20的边缘，当探针40随旋转盘20同步运动时，探针40能在容纳腔11的圆周边缘处进行测试。

作为一种可实施的方式，如图5、图6和图7所示，填料桶50还包括搁置在筛板52上的支撑壁56，支撑壁56套装在侧壁54的外侧，如图2所示，支撑壁56的上端与上筒体14的下端面抵靠。

较优地，支撑壁56位于筛板52的边缘，且搁置在筛板52上，不会随筛板52同步转动。较优地，在支撑壁56、侧壁54与筛板52之间围成的环形凹槽内也可以填充磁性填料60。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。