一种可更换电极的水中放电反应器的制作方法

本实用新型涉及一种可更换电极的水中放电反应器，属于能源勘探与工程技术领域。

背景技术：

海洋油气资源尤其是天然气水合物的勘探和开发有望成为21世纪缓解能源危机的重要途径，因此需要大力发展海洋高分辨率地震勘探技术和装备，为油气和天然气水合物等资源的勘探和开发利用提供技术支持。

因此，一种基于水中脉冲电晕放电的等离子体震源逐步得到应用和发展，拥有电压等级较低、电极寿命长和信号重复性好等优点。现有用于研究水中脉冲电晕放电的反应器存在不易观察观测，电极形式单一的问题。为了能够更好更充分的研究水中脉冲电晕放电的现象和规律，需要专门设计水中脉冲电晕放电反应器，可以通过光学声学等手段研究放电现象，更换电极增加可控影响变量。

技术实现要素：

本实用新型是为了更有效的研究分析水中脉冲电晕放电现象和机理，提供了一种方便观察，可使用多种传感器测量并且电极可更换的水中放电反应器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种可更换电极的水中放电反应器，包括主腔体、上顶盖、下底盖、上电极和下电极，所述上电极和下电极呈上下相对布置于所述主腔体内，所述上电极由可更换电极头和电极主体组成，所述电极主体的外表面套有一绝缘保护壳。所述上顶盖的中心部位开有一螺纹接口，所述电极主体的尾部采用螺纹杆结构，通过所述螺纹杆结构与上顶盖的螺纹接口连接后再与导电螺母配合接通外部高压电源。所述下底盖的外表面中心位置设有一用于调节下电极升降的旋转圆盘，且在下底盖的中心部位开有一更换接口，所述下电极的尾部采用螺纹杆结构，通过所述螺纹杆结构穿过下底盖的更换接口与旋转圆盘连接后再接通外部高压电源。

优选的，所述主腔体的腔体四周均匀开有四个密封玻璃观察窗，所述观察窗采用半径为180mm的圆形窗口。

优选的，所述上顶盖通过密封圈和螺栓与主腔体的顶部连接，且上顶盖沿盖体直径开有一排等距分布的传感器通孔，每个传感器通孔均配有密封螺丝，所述下底盖与主腔体的底部以焊接的形式进行密封。

优选的，所述上电极和下电极的组合采用尖-尖式、尖-板式或板-板式中的一种。

当所述上电极采用尖式电极时，其电极主体为圆柱形，可更换电极头为圆锥形，且尖端为50μm的半球形。当所述下电极采用尖式电极时，其电极主体为圆柱形，电极头为圆锥形，且尖端为50μm的半球形。

当所述上电极采用板式电极时，其电极主体和可更换电极头均为圆柱形，当所述下电极采用板式电极时，其电极主体和电极头均为圆柱形。

优选的，所述可更换电极头和电极主体采用螺纹连接，所述可更换电极头的螺纹处设有橡胶密封圈，以阻止液体浸入所述绝缘保护壳内部。

优选的，所述主腔体整体呈圆柱型，直径为400mm，高为440mm。

优选的，所述上顶盖穿过上电极的内表面部位和外表面部位均涂有一层厚度为1mm的绝缘材料。

优选的，所述主腔体、上顶盖和下底盖的内壁上均涂有一层绝缘保护漆。

本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果：本实用新型能够充分研究和测量脉冲电源在液体中放电的现象和参数，能够有效解决现有技术因电极形式单一、并且因反复放电引起的电极尖端烧蚀而需要频繁更换电极不便的技术问题，以及可实现通过光学声学等多种手段研究放电现象，同时也优化了电极间距的调控方法，提供了一套更加便捷的测试流程。

附图说明

图1是本实用新型水中放电反应器的正视剖面图；

图2是本实用新型水中放电反应器的的俯视图；

图3是本实用新型水中放电反应器的的仰视图；

图4是本实用新型水中放电反应器的正视图；

图中，1主腔体，2上顶盖，3下底盖，4上电极，5下电极，6可更换电极头，7传感器通孔，8观察窗；9绝缘保护壳，10电极主体，11旋转圆盘。

具体实施方式

下面结合附图1至4和实施例对本实用新型进行详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

如图1至图4所示，本发明提供的一种可更换电极的水中放电反应器，包括主腔体1、上顶盖2、下底盖3、上电极4和下电极5。主腔体1整体呈圆柱型，直径为400mm，高为440mm。上电极4和下电极5呈上下相对布置于所述主腔体 1内。主腔体1的腔体四周均匀开有四个密封玻璃观察窗8，用于观察反应器内部的放电现象，观察窗8采用半径为180mm的圆形窗口，并使用密封圈密封，保证反应器耐受一定的压力。

为实现自由更换不同类型的上电极4和下电极5，解决现有技术中因电极形式单一、且因反复放电引起的电极尖端烧蚀而需要频繁更换电极不便的技术问题，本实用新型上电极4由可更换电极头6和电极主体10组成，电极主体10 的外表面套有一绝缘保护壳9。上顶盖2的中心部位开有一螺纹接口，电极主体 10的尾部采用螺纹杆结构，通过螺纹杆结构与上顶盖2的螺纹接口连接后再与导电螺母配合接通外部高压电源。实际应用中，电极主体10由绝缘保护壳9密封保护，电极主体10的尾部露出上顶盖2以连接外部高压电源，而可更换电极头6露出浸入水中，并且在可更换电极头6的螺纹处设有橡胶密封圈，以阻止液体浸入绝缘保护壳9内部。

为实现本实用新型的下电极5也方便更换且高度可调节，通过在下底盖3 的外表面中心位置设一用于调节下电极升降的旋转圆盘11，且在下底盖3的中心部位开有一更换接口，下电极5的尾部采用螺纹杆结构，通过螺纹杆结构穿过下底盖3的更换接口与旋转圆盘11连接后再接通外部高压电源。在实际使用过程中，通过旋转所述旋转圆盘11来调节下电极5的上升或下降，最终实现上电极4与下电极5之间的间距调节。

为实现通过光学声学等多种手段研究放电现象，使用多种传感器进行测量反应器内部的放电现象，本实用新型通过在上顶盖2上并沿盖体直径开一排等距分布的传感器通孔7，来实现同时将多种传感器接入反应器内进行测量。同时，每个传感器通孔均配有密封螺丝或塑料密封盖。

为使反应器具有良好的密封性和绝缘性，上顶盖2通过密封圈和螺栓与主腔体1的顶部连接，下底盖3与主腔体1的底部以焊接的形式进行密封，避免发生泄漏。可更换电极头6和电极主体10采用螺纹连接，可更换电极头6的螺纹处设有密封圈，以阻止液体浸入绝缘保护壳9内部。上顶盖2穿过上电极的内表面部位和外表面部位均涂有一层厚度为1mm的绝缘材料，以及在主腔体1、上顶盖 2和下底盖3的内壁上均涂有一层耐腐蚀绝缘保护漆。在使用过程中，主腔体1 的完全密封保证了内部压力可控。

作为本实用新型的一种优选实施方式，上电极4和下电极5可根据实际情况自由组合为尖-尖式、尖-板式或板-板式中的一种。

当上电极4采用尖式电极时，其电极主体10为圆柱形，可更换电极头6(放电主体)为圆锥形，且尖端为50μm的半球形。当下电极5采用尖式电极时，其电极主体为圆柱形，电极头(放电主体)为圆锥形，且尖端为50μm的半球形。

当上电极4采用板式电极时，其电极主体10和可更换电极头6均为半径为 30mm的圆柱形，当下电极5采用板式电极时，其电极主体和电极头均为半径为 30mm的圆柱形。

作为本实用新型的一个优选实施例，在上顶盖2的螺纹接口位置设一导体，通过该导体连接电极主体10和外部高压电源。所述导体底部为与电极主体10 尾部螺纹杆相配合的螺母，导体顶部为方便连接外部高压电源的螺钉。导体位于罐体上顶盖2内的部分周围裹有厚度为1mm的绝缘材料，防止通脉冲电源时漏电。

作为本实用新型的一个优选实施例，在下底盖3的更换接口部位设一长导电螺纹杆，长导电螺纹杆与一固定在下底盖的螺母配合，一端连接下电极，另一端连接旋转圆盘。

上述实施例仅为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合或简化等均为本实用新型等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。