一种放电极及其制造方法与流程

本发明涉及介质阻挡放电技术领域，特别涉及一种放电极及其制造方法。

背景技术：

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质的第四态。当外加电压达到气体的着火电压时，气体被击穿，并产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。放电过程中虽然电子温度很高，但重粒子温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。低温等离子体有电晕放电，介质阻挡放电等形式。

介质阻挡放电(DBD)，又称无声放电，是一种有绝缘介质插入放电空间的气体放电形式，其能够在常温常压下产生大体积、高能量密度的低温等离子体。放电空间插入的绝缘介质可以使放电空间产生的电荷积聚其上，产生一个与外加电场方向相反的附加电场，阻止放电发展到电弧阶段，从而能够在大气压下产生稳定运行的低温等离子体。介质阻挡放电相对于当前工业生产中应用的低气压放电具有更为广阔的应用前景，目前已被广泛应用于臭氧合成、CO2激光器、紫外光源、绝缘材料表面改性和废气处理等工业领域，成为近年来等离子体及相关领域研究的热点问题之一。

介质阻挡放电低温等离子体降解污染物是利用等离子高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使污染物分子在极短的时间内发生分解，并发生后续的各种反应以达到分解污染物的目的。介质阻挡放电过程中，电子从电场中获得能量，通过碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能，这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团，同时空气中的氧气和水分在高能电子的作用下也可产生大量的新生态氢、臭氧和羟基氧等活性基团，废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，最终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。

目前环保行业用的双介质阻挡放电型低温等离子体，一般采用连排式或者套筒式。连排式是指正负极隔开并排列成一排，电极外有绝缘介质阻挡，一般采用石英玻璃管。正负极之间形成间隙，气体垂直于管排方向并沿着极间隙穿过，在极间隙与等离子体相互作用，污染物大分子被分解成CO2和H2O等物质。套筒式是指内层电极位于外层电极的中心上，外层电极一般直径较大，内层电极直径较小，气体从两层电极的中心流过，污染物在两层电极形成的等离子区域进行分解。

无论是连排式还是套筒式，其高压放电极一般都采用石英玻璃管内装导电金属粉制成。这种方式的放电极，一方面能够保证其良好的导电及放电性能，另一方面，由于金属粉与石英玻璃管的紧密贴合，在介质与放电极之间没有空气隔绝，保证介质沿面放电的均匀性。但是这种放电极制作过程比较困难，要将微米级的金属粉颗粒装进内径4－6mm的玻璃管内，并保证放电性能不是一件简单的事情，所耗人工非常大，成本特别高，且对于装填工人的人身保护措施的花费也比较大。

综上所述，现有技术中的放电极制作难度大，成本高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种放电极及其制造方法，以解决现有技术中存在的放电极制作难度大，成本高的技术问题。

本发明提供一种放电极，所述放电极包括：绝缘介质、导电体以及导电介质；所述绝缘介质包括一端开口的呈筒状的容纳壳以及上密封盖；上密封盖覆盖在所述容纳壳的开口端，以将所述容纳壳的开口端密封；所述密封盖与所述容纳壳的开口端可拆卸连接；所述导电体设置在所述容纳壳内；所述导电介质设置在所述容纳壳的内壁与所述导电体之间，以将所述容纳壳与所述导电体之间的缝隙填充。

进一步地，所述导电介质为导电液体。

进一步地，所述导电介质为导电硅脂。

进一步地，所述导电体为导电金属棒。

进一步地，所述绝缘介质的截面为圆形。

进一步地，所述绝缘介质的材质为石英玻璃。

进一步地，所述绝缘介质的内壁的直径为5－7mm；所述绝缘介质的壁厚为1－3mm；所述绝缘介质的长度为360－370mm。

进一步地，本发明还提供一种用于如上所述的放电极的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将导电体放置在容纳壳内；

2)将导电介质放置在容纳壳的内壁和导电体之间，以将容纳壳与导电体之间的缝隙填充；

3)将上密封盖连接在容纳壳的开口端，以将容纳壳的开口端封闭，所述容纳壳与所述密封盖形成所述绝缘介质。

进一步地，在步骤1)之前还包括以下步骤：

将下密封盖连接在两端开口的呈筒状的子壳的下端，以将子壳的下端口密封，所述下密封盖与所述子壳形成所述容纳壳。

进一步地，在所述步骤1)中：

所述容纳壳的截面为圆形，所述导电体为圆柱形，将所述导电体放置在所述容纳壳内，且将所述导电体的中心线与所述容纳壳的中心线重合。

本发明中，放电极由绝缘介质、导电体和导电介质组成，绝缘介质包括容纳壳和上密封盖。制作者在制作该放电极时，将导电体放置在容纳壳内，将导电介质放置在导电体与容纳壳的内壁之间，用导电介质将容纳壳与导电体之间的缝隙填充，从而使得绝缘介质内的物质为导电物质。当将本实施例的放电极采用套筒式的方式使用时，使用者可将该放电极置于直径较大的外层电极内，并向位于内层的该电极和外层电极施加电压，当气体从外层电极和内层电极之间的缝隙之间流通时，产生等离子体。当将本实施例的放电极采用连排式的方式使用时，使用者可将多个本实施例的放电极并排设置，并且多个放电极之间具有间隔，然后对多个放电极施加电压。当气体从多个放电极之间的间隔流通时，产生等离子体。

本发明中，放电极由绝缘介质、导电体和导电介质组成，制作者利用导电介质将容纳壳与导电体之间的缝隙填充从而完成整个放电极的制作，与现有技术中将微米级的金属粉颗粒填充进玻璃管内并保证放电性能的制作过程相比，本发明的制作难度小，成本低，大大提高了放电极的加工制作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的放电极的结构示意图；

图2为图1所示的放电极的俯视图；

图3为图1所示的放电极中绝缘介质的结构示意图；

图4为本发明提供的放电极的制造方法的步骤图。

附图标记：

1-绝缘介质；2-导电体；3-导电介质。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的放电极的结构示意图；图2为图1所示的放电极的俯视图；图3为图1所示的放电极中绝缘介质的结构示意图；如图1至图3所示，本发明提供一种放电极，该放电极包括：绝缘介质1、导电体2以及导电介质3；绝缘介质1为内部中空的封闭壳体；导电体2设置在绝缘介质1内；导电介质3设置在绝缘介质1的内壁与导电体2之间，以将绝缘介质1与导电体2之间的缝隙填充。

本实施例中，放电极由绝缘介质1、导电体2和导电介质3组成，绝缘介质1包括容纳壳和上密封盖。制作者在制作该放电极时，将导电体放置在容纳壳内，将导电介质放置在导电体与容纳壳的内壁之间，用导电介质将容纳壳与导电体之间的缝隙填充，然后将上密封盖安装在容纳壳的开口端，以将开口端密封，从而使得绝缘介质内的物质为导电物质。当将本实施例的放电极采用套筒式的方式使用时，使用者可将该放电极置于直径较大的外层电极内，并向位于内层的该电极和外层电极施加电压，当气体从外层电极和内层电极之间的缝隙之间流通时，产生等离子体。当将本实施例的放电极采用连排式的方式使用时，使用者可将多个本实施例的放电极并排设置，并且多个放电极之间具有间隔，然后对多个放电极施加电压。当气体从多个放电极之间的间隔流通时，产生等离子体。

本实施例中，放电极由绝缘介质1、导电体2和导电介质3组成，制作者利用导电介质3将容纳壳与导电体2之间的缝隙填充从而完成整个放电极的制作，与现有技术中将微米级的金属粉颗粒填充进玻璃管内并保证放电性能的制作过程相比，本实施例的制作难度小，成本低，大大提高了放电极的加工制作效率。

其中，导电介质3的材质可以为多种，例如，导电介质3为导电金属浆液或者导电液体等等。

导电体2的材质为可以为多种，例如：铁、铜或者其他导电金属等等。

如图1至图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，导电介质3为导电液体。

本实施例中，导电介质3设置为导电液体，也即，导电介质3为液体状。使用者将导电液体注入至绝缘介质1和导电棒之间，导电液体将绝缘介质1与导电棒之间的缝隙填充。

本实施例中，将导电介质3设置为导电液体，导电介质3为液体状可充分将绝缘介质1和导电棒之间的缝隙填充，避免两者之间还留存间隔，避免绝缘介质1内产生细微的放电，影响放电极整体的等离子放电效果，从而提高本放电极的放电效果。

其中，导电液体可以为多种，例如，导电液体为导电金属浆液，或者为导电硅脂。

在上述实施例的基础上，进一步地，导电介质3为导电硅脂。导电硅脂常温下不固化，其性质参数如下：

外观：黑色浆状物

比重：1.1g/ml

挥发率(200℃，24h)：0.5％

体积电阻率：＜50Ω/cm

导热率：0.8W/m k

持续工作温度：－40℃－200℃

本实施例中，采用导电硅脂作为导电介质3，将导电硅脂注入至绝缘介质1与导电体2之间，从而将绝缘介质1与导电体2之间的缝隙填充。

本实施例中，导电硅脂价格便宜，从而进一步降低了放电极的制作成本，并且对于制作者身体几乎无伤害，从而降低了对制作者的伤害度。

如图1至图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，导电体2为导电金属棒。

本实施例中，将导电体2设置为导电金属棒，在制作时，将导电金属棒放置在绝缘介质1内，方便制作者制作。

进一步地，还包括一端开口的保护壳和保护盖；保护壳套设在缘介质1外，保护盖覆盖在保护壳的开口端，且保护盖与保护壳可拆卸连接。保护壳上可设置观察口，方便使用者察看位于保护壳内的绝缘介质。也可在保护壳外包裹一层摩擦层，摩擦层用于增大保护壳与人体手部之间的摩擦力，以防止使用者手握保护壳时，保护壳从人体手部滑落。还可在保护壳上设置把手，方便使用者对保护壳着力。还可在保护壳外套设保护膜，保护膜起到保护保护壳的作用。

进一步地，保护壳的外壁上设置有安装槽，安装槽内固定安装有挂环，使用者可将挂环挂在预设部件上，从而将其固定。

如图1至图3所示，在上述实施例的基础上，进一步地，绝缘介质1的截面为圆形。

本实施例中，将绝缘介质1的截面设置为圆形，这样的设置可使得放电极放电均匀，进一步提高放电极的放电效果。

在上述实施例的基础上，进一步地，绝缘介质1的材质为石英玻璃。

本实施例中，将绝缘介质1的材质设置为石英玻璃，其绝缘性能好，且便宜耐用，进一步提高放电极的放电效果的同时进一步降低了生产成本。

在上述实施例的基础上，进一步地，绝缘介质1的内壁的直径为5－7mm；绝缘介质1的壁厚为1－3mm；绝缘介质1的长度为360－370mm。

本实施例中，将绝缘介质1的内壁的直径设置为5－7mm；绝缘介质1的壁厚设置为1－3mm；绝缘介质1的长度设置为360－370mm；这样的设置可方便绝缘介质1与其他部件之间的配合安装，提高了放电极的适用性。

在上述实施例的基础上，进一步地，导电体2为圆柱形；导电体2的直径为3－4mm。

本实施例中，将导电体2的直径设置为3－4mm，提高放电极的适用性。

如图2所示，在上述实施例的基础上，进一步地，导电体2的轴线与所述绝缘介质1的轴线重合，可使得导电体2位于绝缘介质1的中心处，可提高放电极放电的均匀性，进而提高放电极的放电效果。

图4为本发明提供的放电极的制造方法的步骤图，如图4所示，在上述实施例的基础上，进一步地，本发明提供一种用于如上的放电极的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将导电体2放置在容纳壳内；

2)将导电介质3放置在容纳壳的内壁和导电体2之间，以将容纳壳与导电体2之间的缝隙填充；

3)将上密封盖连接在容纳壳的开口端，以将容纳壳的开口端封闭，容纳壳与密封盖形成绝缘介质1。

进一步地，在步骤1)之前还包括以下步骤：

将下密封盖连接在两端开口的呈筒状的子壳的下端，以将子壳的下端口密封，下密封盖与子壳形成容纳壳。

本实施例中，上密封盖可以为上橡胶套，下密封盖可以为下橡胶套。使用者可将下橡胶套套在导电体的下端，然后将导电体放入子壳内，下橡胶套的厚度大于子壳的内壁与导电体的外壁之间的缝隙，从而将子壳的下端密封。然后，将导电介质3注入子壳与导电体之间，将上橡胶套套在导体棒的上端，上橡胶套的厚度大于子壳的内壁与导电体的外壁之间的缝隙，从而将子壳的上端密封，即可完成整个放电极的制作。

在上述实施例的基础上，进一步地，在所述步骤1)中：

所述容纳壳的截面为圆形，所述导电体2为圆柱形，将所述导电体2放置在所述容纳壳内，且将所述导电体2的中心线与所述容纳壳的中心线重合。

本实施例中，将导电体2的中心线与容纳壳的中心线重合，使得导电体2位于容纳壳的中心处，可提高放电极放电的均匀性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。