一种防止电解/极化过程中极板结垢的食品净化机的制作方法

本实用新型涉及食品净化技术领域，具体涉及一种防止电解/极化过程中极板结垢的食品净化机。

背景技术：

众所周知，使用电解(极化)原理的食品净化设备，基本组成都是把至少两块金属极板放置于水中，并分别连接直流电源的正负极，连接后并连通电源开关，使极板之间的电场或电压通过水形成电流。在连接正极的金属极板周侧形成正电位场，连接负极的金属极板周侧形成负电位场。

这一过程中，将使水中发生一系列的电化学变化。其一，水分子团的分子间相互吸引的力(氢键)被大量折断，会使水分子团的组成分子数大量减少，而形成小分子团，提高水的活性。其二，由电流的流动过程使水(主要是我国大部分地区的自来水)中溶解的氯酸化合成盐酸和次氯酸，进而使盐酸转化成新的次氯酸和强氧和氢。其三，部分水分子的共价键会被打破而形成氧、氢和羟基。

通过上述变化，水中形成的盐酸、次氯酸、氧、氢、氢氧根、羟基及小分子团水会把水中浸泡的食材中的绝大多数细菌病毒等迅速(30秒左右)杀死，并把浸泡在水中的肉类蔬菜等携带的残留农药、瘦肉精、激素、抗生素有效降解为无机盐。从而实现食品净化的目的。

但是，一般净化机由于极板功能仓是纯直流工作，在直流电流及电场的作用下，水中的带正电位的离子和例子会想负电极板聚集而带负电位的离子和粒子会向正电极板聚集一段时间后，具体来说，由水中原携带的大量悬浮颗粒会溶解于水中形成无机盐(例如碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅等)，很容易在金属极板的表面形成污垢；水中的腐蚀性元素对容器和极板腐蚀也会造成污垢；通过各种方式杀死的微生物及凝固性污垢和部分金属(主要是重金属)离子等，会不断被吸引至与其带电反电位方向的金属极板，并逐渐形成附着于金属极板表层的水垢，极板表面就会形成聚集层(即常说的结垢)。结垢使极化极板的电催化性下降并形成了极板的面距离改变，由此而使极化效率下降。并可能对极板腐蚀。为解决这个问题，极板功能仓必须定期清洁去垢。

事实上，目前市面上的大部分食品净化机在使用一段时间后需要采用特殊的除垢剂进行除垢，不然的话，就难以维持正常的功能。但除垢剂往往是通过带有酸碱溶解性的化学药剂进行处理，一方面会增加使用者的经济成本，另外，也容易腐蚀金属极板，并且还具有一定的危险性，除垢剂沾到人体在不小心沾到水就会对人体造成伤害。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种防止电解/极化过程中极板结垢的食品净化机，可以使用在使用电解/极化原理的食品净化的设备中，能够解决现有技术由于极板结垢而造成的电解(极化)效率降低的问题。从根本上防止金属极板的表面结垢，无需通过进行额外的除垢。

为达上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种防止电解/极化过程中极板结垢的食品净化机，包括：

一第一极板组，包括至少一第一极板；

一第二极板组，包括至少一第二极板；

各第一极板及第二极板呈间隔布置；

一供电电路，分别电性连接各第一极板及各第二极板，并使第一极板及第二极板的极性相反并按照一定周期相互切换。

进一步地，所述第一极板及第二极板材质相同。

进一步地，所述第一极板及第二极板均为涂附钌铱镀层的钛基板。

进一步地，所述第一极板及第二极板的宽度为6-12mm，长度为45-106mm，厚度为0.35-1mm，数量均为20至35，相邻的第一极板及第二极板的间距为1.2-2.5mm。

进一步地，所述供电电路包括一直流电源，用以将直流电压转换为交变方波电压的一时控倒相电路。

进一步地，所述直流电源输出的电流强度满足使第一极板和第二极板的表面的电流密度为0.25-0.4mA/mm2。

进一步地，所述一定周期为30s至4min。

进一步地，还包括通过固定支架安放第一极板组及第二极板组的功能仓体，连接第一极板组、第二极板组及供电电路的带有插头的导线。

通过采取上述技术方案，在现有食品净化装置的基础上进行优化，在输出至正负金属极板的供源电路中增设时控倒相功能电路，使通常在本领域使用的直流电压变化为设定的超低频交变方波激励电压，从而使吸附在金属极板上的污垢随着金属极板上不断分解出来的超小型氢气泡(负极)或氧气泡(正极)的溢出和电位同相的斥力而脱落。以达到防止金属极板结垢的效果。能够使食品净化装置长时间处于理想的工作状态，并减少产品使用的维护成本，提高用户体验，极具推广价值。

附图说明

图1为现有技术食品净化机的向极板供电的电源电压示意图。

图2为本实用新型一实施例中交变方波激励电压的变化示意图。

图3为本实用新型一实施例中食品净化机的整机工作控制流程示意图。

图4为本实用新型一实施例中食品净化机中极板功能仓的结构示意图。

图5为本实用新型一实施例中食品净化机的模块组成示意图。

图6为本实用新型一实施例中供电电路的电路结构示意图。

具体实施方式

工作原理：

“极化”是指在净水和视频净化过程中，使用水做导电介质的状态，在使用其他溶液(如酸、碱性溶液)时，其工作状态也被成为“电解”。

如图1所示，目前采用极化处理方式的食品净化机所采用的都是稳定的直流电，而这种供源方式，在使用一段时间后，就会在正负极板上出现结垢现象。

本实用新型对供源方式进行改进，根据净化食品要求的电解(极化)时间段而设置倒相时间和次数，如图2所示，使直流电压变化为设定的超低频，变化周期为一次1min的交变方波，实际上可选范围约在30s-4min，从而使吸附在金属极板上的污垢会随着金属极板上不断分解出来的超小型氢气泡(负极)或氧气泡(正极)的溢出和电位同相的斥力而脱落。以防止结垢情况的发生。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

结合图5，在一实施例中，提供了一种防止电解/极化过程中极板结垢的食品净化机，包括：

第一极板组，包括至少一第一极板；

第二极板组，包括至少一第二极板；

各第一极板及第二极板呈间隔布置；

供电电路，分别电性连接各第一极板及各第二极板，并使第一极板及第二极板的极性相反并按照一定周期相互切换。

需要特别说明的是，本实施例提供的第一极板及第二极板材质相同，均选用涂附钌铱镀层的钛基板或其他适合材质例如不锈钢，这是本实用新型克服技术偏见的创新之一，目前绝大多数的食品净化机正负极板的材质都是有所区别的。

在用以便携式或家用式工作环境的实施例中，第一极板及第二极板的宽度为6-12mm，长度为45-106mm，厚度为0.35-1mm，数量均为20至35，相邻的第一极板及第二极板的间距为1.2-2.5mm。当然，在其他实施例中，并不以上述尺寸范围为限，在一些食堂、餐厅等需要大量处理食材的应用环境中，极板的尺寸会相应增大，相关尺寸比例可基本参考前述。

另外，供电电路包括一直流电源，用以将直流电压转换为交变方波电压的一时控倒相电路。时控倒相电路的电路结构示意参考图6，当然，本实用新型也并不以图6的示意为限，本领域技术人员做在获悉本实用新型技术构思及公开内容后，当可选取对电路结构进行常规调整或更动。例如，直流电源也可以采用交流电接口与整流装置的组合替换。

为了即实现防结垢功能，又保障金属极板寿命及正常工作，直流电源的电流强度满足使第一极板和第二极板的表面的电流密度为0.25-0.4mA/mm2，此范围为本申请的实用新型人在特定的技术构思的指引下通过研发和尝试确定的最佳范围。

另外，如图5所示，食品净化机还包括通过固定支架安放第一极板组1及第二极板组2的功能仓体3，连接第一极板组、第二极板组及供电电路的带有插头的导线4。本图主要绘示极板间隔布置的情形，其他结构和原理可参考现有的食品净化机的功能仓，在此不再赘述。

下面再结合具体应用环境通过应用实例详细说明本实用新型实施的各项参数和具体过程及使用效果。

上述实施例描述述的技术方案应用在食品净化机上，该食品净化机根据不同食材分为三个工作档位，对应食品处理时间分别为6min、8min、10min，金属极板上的电压为开机后：1min中倒相一次，对三个时段分别倒相3次、4次和5次。获得的食品净化效果理想，并经过200次以上使用，并不极板结垢现象。详细的工作过程参考图3。

具体而言，应用的食品净化机通过电源变换器把市电电源(AC220V 50Hz)变换为净化机内部工作电源(DC12V)供给控制电路，执行电路，显示电路(均为目前食品净化机的公知模块单元)的工作电源。通过控制电路和执行电路连通极板功能仓。

将极板功能仓放置于盛有6至8L水的容器中，电源接通控制电路指定执行电路为极板功能仓供电，对泡在水中的果蔬实施净化。与类似产品不同的是一般产品给极板功能仓提供的是直流低压电，而本例中食品净化机在工作的时候，控制电路输出的是一个每分钟变化一次极性的矩形方波。而执行电路输出到极板功能仓的电压(电流)也就每分钟变换一次的正或负矩形脉冲。

本例中食品净化机的极板功能仓所输入的是变极性的脉冲方波，正负极板的极性每分钟变化一次，使带正电的离子和粒子与带负电的离子和粒子不可能聚集在一极板上，就完全避免了结垢和因结垢引起的一系列问题。

从而保障极化效率不会受结垢影响，极板的寿命大大延长。

为了不影响极板的正常工作和寿命，本例中食品净化机的极化极板设计工作在0.3mA/mm²的电流密度至下。

本例的食品净化机使用的极板功能仓同样可以参考类似图4所示的结构，由外框、内固定支架、极化极板组，上、下盖板(图中未显示，封闭外框的上下开口)和引线及连接插头组成。

外框为使用(食品级或医用级)塑料模压成型，内置食品级塑料模压成型的固定支架，极化极板固定在支架上，成顺序层叠排列。

本例中，极板为条形10mm×83mm×0.5mm，材料为钛基涂附钌铱镀层，在一端靠一角附近开一2.1mm的圆孔并铆接直径2mm镀银铜空心铆钉以便于连接。极化极板的数量为25至35片，以隔片方式连接为二个极板组，极板极化间距为2.0mm。当然，由前述实施例描述可知，这些参数都是可以调整的。

二个极板组分别引出引线并在引线的另一端焊接插头。

本例的食品净化机工作的时候，极板功能仓平方在水的下部位置，为防止有菜叶或其他异物直接接触极板组造成短路，同时又要有水的畅流通路，极板功能仓的外框的上下面均有盖板，卡在边框上、下面，并开有足够的通孔。

食品净化机主机与极板功能仓之间使用插头插座完成电连接，以满足净化不同的标的，可以随时换用不同的极板功能仓。

在供源电路的作用下，极化极板电极性做正负变化，在食品净化机中是以控制电路在工作时段输出每分钟一次的脉冲方波通过驱动电路驱动二个12V驱动电压，10至15A触点电流的电磁继电器交替工作而完成的。

经反复实验验证，本例的食品净化机可以采用钛基加贵金属涂层制造极板及部分不锈钢材质的极板。

并且，通过实验证明，使用圆形极板，方形极板，长方形及网状极板上均可达到良好的净化及防止结垢的效果。

实验证明，只要保证单个极板的面积在100cm²以下(双面200cm²)均可达到效果。

最后，使用软件设定，使用双稳态电路，使用继电器或大功率场效应管等方案，均可实现极板极性变换。本申请强调的是加载极板或极板组上的电压在工作是会按设定的时间不断变换机型，以达到自洁净(不结垢)的效果。

显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。