双介质阻挡的放电设备的制作方法

文档序号:15390428发布日期:2018-09-08 01:04阅读:263来源:国知局

本实用新型涉及放电设备的技术领域,具体而言,涉及双介质阻挡的放电设备。



背景技术:

介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态气体放电又称介质阻挡电晕放电或无声放电。

现有技术中,采用双介质阻挡放电技术的放电设备通常由四个部件构成,包括逆变电路、谐振电路、高压变压器、放电模块。四个部分需要用电缆串联起来,构成一个电气回路,这四部分部件都要有独立的空间,以及相应的输入输出电缆,结构较为复杂。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型实施例的目的在于提供一种双介质阻挡的放电设备,该放电设备简化了结构。

一种双介质阻挡的放电设备,包括相连的高压电源和放电模块;所述高压电源包括集成设置在外壳内的谐振电路、逆变电路、变压器。

进一步地,所述谐振电路包括一具有漏感的变压器和一谐振电容,所述谐振电容和所述漏感串联形成一谐振电路。

进一步地,所述高压电源还包括一升压电路,所述升压电路包括电感L4、二极管D15、开关管Q11和电容C50,所述开关管Q11的一端、所述电容C50的一端分别电连接电流输入端,所述开关管Q11的另一端电连接电感L4、二极管D15的一极,所述电容C50的另一端电连接二极管D15的另一极。

进一步地,所述高压电源还包括一全桥整流电路,所述全桥整流电路包括二极管D16、二极管D17、二极管D18、二极管D19和电容C53,所述二极管D16、二极管D18串联接入所述电流输入端,所述二极管D17、二极管D19串联接入所述电流输入端,所述电容C53电连接所述电流输入端。

进一步地,所述逆变电路包括开关管Q7、开关管Q8、开关管Q9和开关管Q10,所述开关管所述开关管Q9和开关管Q10串联接入所述电流输入端,所述开关管Q7、开关管Q8串联接入所述电流输入端。

进一步地,所述谐振电容的二端分别电连接在开关管Q9、开关管Q10之间以及开关管Q7、开关管Q8之间。

进一步地,所述放电模块包括:一至少一第一电极;一至少一第二电极;一第一引线排,电连接所述第一电极;一第二引线排,电连接所述第二电极;和一支撑架,用以安装所述第一电极、第二电极、第一引线排和第二引线排。

进一步地,所述第一电极、第二电极均二者均容置于由所述第一引线排、第二引线排、支撑架所围成的容置腔内。

进一步地,所述第一电极、第二电极均包括:一内电极;和一石英玻璃管,用以阻挡介质,设置在所述内电极的外壁。

进一步地,所述内电极为金属管。

本实用新型双介质阻挡的放电设备,将谐振电路、逆变电路、变压器集成在一外壳内,使得高压电源的结构模块化,从而简化了结构。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。

图1示出了本实用新型实施例所提供的放电设备的结构示意图。

图2示出了本实用新型实施例所提供的高压电源的结构示意图。

图3示出了本实用新型实施例所提供的高压电源的电路图。

图4示出了本实用新型实施例所提供的放电模块的俯视图。

图5示出了本实用新型实施例所提供的放电模块的立体结构图。

图6示出了本实用新型实施例所提供的电极的结构示意图。

1000-放电设备;100-高压电源;20-谐振电路;21-谐振电容;22-漏感;30-逆变电路;40-升压电路;50-全桥整流电路;60-电流输入端;70-变压器;200-放电模块;210-第一引线排;220-第二引线排;230-电极;231-引线;232-内电极;233-石英玻璃管;234-绝缘层;240-支撑架;250-第二出线孔;260-第一出线孔。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步的描述,但本实用新型并不限于这些实施例。

请参阅图1。本实用新型实施例放电设备1000,包括相连的高压电源1000和放电模块200;所述高压电源1000包括集成设置在外壳内(图中未示出)的谐振电路20、逆变电路30、变压器70。

上述实施例中,将谐振电路20、逆变电路30、变压器70集成在一外壳内,使得高压电源1000的结构模块化,能够同放电模块200形成参数化组合,从简化了结构。

请参阅图2。上述高压电源100,包括一具有漏感22的变压器70和一谐振电容21,谐振电容21和漏感22串联形成一谐振电路20。

上述实施例中,通过将变压器70、谐振电容 21串联形成谐振电路20,提高了降低了电磁干扰,提高了设备的可靠性和稳定性。

这里,漏感22是线圈所产生的磁力线不能都通过次级线圈的部分磁通量。很显然地,本文所说的漏感22是指能够产生漏感22的元件。

本例中,还可以包括逆变电路30,谐振电路20、变压器70、逆变电路30集成设置在一外壳内。这样,形成一个模块化的结构,从而极大地精简了结构,成本低,占用空间小。

此处,谐振电路20、变压器70、逆变电路30三者的连接方式可以通过PCB板等来实现或者其他的连接件。

请参阅图3。本例中,还可以包括一升压电路40,升压电路40包括电感L4、二极管D15、开关管Q11和电容C50,开关管Q11的一端、电容C50的一端分别电连接电流输入端60,开关管Q11的另一端电连接电感L4、二极管D15的一极,电容C50的另一端电连接二极管D15的另一极。

该升压电路40的作用是将把输入的电压进行一次升压,假设输入的电压为300V,那么经过上述升压电路40可以升压到350-450V的范围,完成一次升压。此外,该部分升压电路40,同时集成了过流、过热、过压、短路、过功率保护功能。

上述电容C50较好地为电解电容。当然,其他的电容也可以实施本技术方案。

本例中,还包括一全桥整流电路50,全桥整流电路50包括二极管D16、二极管D17、二极管D18、二极管D19和电容C53,二极管D16、二极管D18串联接入电流输入端60,二极管D17、二极管D19串联接入电流输入端60,电容C53电连接电流输入端60。

此处的全桥整流电路50能够为输入升压电路40的电流进行较好的整流。

前述的逆变电路30的形式没有特别的限定,可示例性地提供一种逆变电路30的具体结构,其可以包括开关管Q7、开关管Q8、开关管Q9和开关管Q10,开关管开关管Q9和开关管Q10串联接入电流输入端60,开关管Q7、开关管Q8串联接入电流输入端60。

本例中,谐振电容 21与全桥整流电路50的具体电连接可列举出一种,即其二端可以分别电连接在开关管Q9、开关管Q10之间以及开关管Q7、开关管Q8之间。以单项交流电为例,其可以实现的输出高频交流电压,其达到的频率范围约为1k-50kHz。

除了上述逆变电路30、谐振电路20、全桥整流电路50、升压电路40和升压变压器70,还可以包括控制电路(图中未示出),控制电路用以负责主电路电流的采集、开关信号和各种保护功能。控制电路可以是数字芯片或者模拟芯片等形式或者其它形式。

于此实用新型所公开的高压电源100变压器70的输出可以接介质阻挡放电类负载。

本实用新型的高压电源100具有以下优势:

1、干式高压变压器,体积小,成本低,并且利用漏感作为谐振电感,无需外加谐振电感;

2、高压电源内集成了功率调节功能,可以实现对负载的有效调节和保护;

3、软开关技术,降低了电磁干扰,提高了转换效率,;

4、模块化的高压电源,外壳内部集成了逆变电路、谐振电感、高压变压器。

请参阅图4、图5。上述放电模块200,包括:一至少一第一电极230;一至少一第二电极230;一第一引线排210,电连接第一电极230;一第二引线排220,电连接第二电极230;和一支撑架4,用以安装第一电极230、第二电极230、第一引线排210和第二引线排220。

这样的放电模块200,在拆装时,只需要将第一电极230、第二电极230、第一引线排210和第二引线排220从支撑架4上分离,由此拆装方便,便于后期的清洗和维护。

需要说明的是,上述第一电极230、第二电极230、第一引线排210、第二引线排220的“第一”、“第二”表明其可以但不局限使用的二种环境,例如第一可使用在高压,第二可使用在低压的环境。例如,第一电极230是高压电极230,第二电极230是低压电极230,第一引线排210是高压引线排,第二引线排220是低压引线排。

为了对第一电极230、第二电极230进行防护以保证二者免收外力的作用而损坏,第一电极230、第二电极230二者均容置于由所述第一引线排210、第二引线排220、支撑架4所围成的容置腔内。

此处,该容置腔可以为方形。于此实施情况下,第一引线排210、第二引线排220可以构成相对的二条边,支撑架4构成另外二条相对的边。不可误解的是,此处能够构成二条相对的边的支撑架4并不意味着其只能为由二条杆状所构成的结构,只要带有二条杆状件或板状的均可实施本方案。

可列举出一种支撑架4的结构,其为封闭形状的框状。优选为,其为方形的框状,该框状可以是四根杆拼接(例如焊接)而成。支撑架4的材质较好地为金属材质,比如不锈钢304,这样可获得较为理想的强度和抗腐蚀性能。

本例中,第一引线排210可以包括第一引线盒和容置于所述第一引线盒内的电连接所述第一电极230的至少一第一引线。这样,第一引线盒不仅可以将第一引线容放置于内,起到保护作用,同时还用于同支撑架4的安装。

第一引线在第一引线盒内的容置的方式,可以是二者之间的连接。为了避免第一引线与第一引线盒连接的牢固性,第一引线通过灌封胶粘接于所述第一引线盒。灌封胶粘接还可以起到起到防水、防潮、高压绝缘的作用。

此处,灌封胶可列举出环氧树脂灌封胶,有机硅橡胶,RTV硅胶等常用形式。

第一引线盒可为方形的盒子等。第一引线盒优选为绝缘盒,这样可更进一步保护第一引线向外爬电等。绝缘盒的实现方式可以盒子的表面设置绝缘涂层,或者整体使用绝缘材质。这里,绝缘材质可以是聚四氟乙烯,也可以是环氧树脂板材等。

第一引线盒可以开设第一出线孔6,以便于电缆经此接入第一引线。第一出线孔6的数量可以为一个或多个,其形状可以是圆形或方形等。

本例中,第二引线排220可以包括第二引线盒和容置于所述第二引线盒内的电连接所述第二电极230的至少一第二引线。这样,第二引线盒不仅可以将第二引线容放置于内,起到保护作用,同时还用于同支撑架4的安装。

第二引线在第二引线盒内的容置的方式,可以是二者之间的连接。为了避免第二引线与第二引线盒连接的牢固性,第二引线通过灌封胶粘接于所述第二引线盒。灌封胶粘接还可以起到起到防水、防潮、高压绝缘的作用。

此处,灌封胶可列举出环氧树脂,有机硅橡胶,RTV硅胶等常用形式。

第二引线盒可为方形的盒子等。第二引线盒优选为绝缘盒,这样可更进一步保护第二引线向外爬电等。绝缘盒的实现方式可以是盒子的表面设置绝缘图层或者整体使用绝缘材质。绝缘材质可以是聚四氟乙烯,也可以是环氧树脂板材等。

第二引线盒可以开设第二出线孔5,以便于电缆经此接入第二引线。第二出线孔5的数量可以为一个或多个,其形状可以是圆形或方形等。

前述“第一电极230”、“第二电极230”、“第一引线”、“第二引线”中“至少一”表明四者可以为一个或多个。在为多个的情况下,每个第一电极230与每个第一引线电连接,每个第二电极230与每个第二引线电连接,这样形成对应关系。

在第一电极230、第二电极230为多个(例如5-50根)的情况下,其排布方式可以是按照一个间隔交替排布,即A—B—A—B……等方式。第一电极230、第二电极230可以平行设置,并且二者之间的间距相等,间距为1-5mm。

本实用新型的放电模块200的使用原理是,施加一个高频高压交流电压在放电模块200上,放电电极230之间的空气间隙将产生高压放电,产生高密度的低温等离子体。待处理废气从这个空气间隙中流过,里面的污染物分子会被等离子体分解、氧化。在废气流通的方向上,可以布置多个放电模块200,如同一个过滤网一样,可以对待处理废气进行多层次的分解、氧化,最终转化为无害化的物质。

请参阅图6。本实用新型实施例的双介质阻挡放电的电极230,包括:

一内电极232;

和一石英玻璃管233,用以阻挡介质,设置在所述内电极232的外壁。

这样,包括内电极232,以及在内电极232的外壁设置石英玻璃管233来作为介质阻挡层,由于石英玻璃的较优异的绝缘性,这样较好地满足了绝缘的要求,避免了因漏电或短路造成的安全隐患。

可以理解的是,上述石英玻璃管233是一种以石英玻璃为材质的空心管状体。

上述内电极232可以是管状体,如圆管、方管或椭圆管等。内电极232的至少一端具有开口。内电极232金属材质,如铜、铝、不锈钢等金属材料等。与现有技术的金属粉相比,作为金属管的内电极232避免了前者电阻比较大,发热严重,而且还存在着尘暴的危险。

上述石英玻璃管233设置在内电极232的外壁的实现方式有一种。作为一种较优选地方式,石英玻璃管233可拆卸地套接在内电极232的外壁,这样可实现方便地将石英玻璃管233和内电极232拆卸。此处,可拆卸地套接的具体形式可以是贴合套接,也就是说,石英玻璃管233的内表面与内电极232的外表面贴合。

为了提高石英玻璃管233和内电极232之间的贴合套接的牢固性,石英玻璃管233的内径和内电极232大小相当。

可拆卸地套接除此方式外,还可以是通过其它可拆卸形式,例如螺纹配合、卡接等形式,不再详述。

除了上述可拆卸套接,石英玻璃管233和内电极232的设置方式还可以采用非拆卸,如一体化连接或粘结,在不考虑拆卸之便捷情况下。

为了使得石英玻璃管233能够更好的覆盖内电极232,石英玻璃管233的二端部凸出所述内电极232的两端。这里,凸出可以理解的是指石英玻璃管233的二端分别位于内电极232的两端的外侧。

基于达到对石英玻璃管233一端的封闭的目的之考虑,于此实用新型实施例所共公开的电极230还可以包括设置在所述石英玻璃管233一端的绝缘层234。

此处,绝缘层234可列举出密封胶的具体实例。密封胶可使用电子灌封胶的形式,具体种类可也是环氧树脂,有机硅橡胶,RTV硅胶。

基于更方便地实现内电极232与外接设备的电连接,还可以包括设置在石英玻璃管233的开口端的引线231。容易想到的是,在此种实施例中,内电极232具有开口端,并且该开口端与石英玻璃管233的开口端相靠近。引线231可以为铜线。

以上未涉及之处,均适用于现有技术。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

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