一种高效的等离子体气液放电系统的制作方法

本发明主要涉及一种可以直接对液体放电的等离子体气液放电系统。

背景技术：

目前，随着人们生活水平的不断提升，人民对食品安全的要求越来越高，对食品表面农药残留、水源污染等问题越来越重视。低温等离子体技术在低温等离子体技术目前已经被广泛应用于农业和环保领域，主要应用在农残脱除、污水处理等方面。传统的低温等离子体技术在应用过程中大多使用的是等离子体活化的气体，并没有真正的把等离子体的高能电子的能量利用起来。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种快速高效、结构简单、便于维护、方便应用且等离子体可以直接对待处理液体放电的等离子体气液放电系统。

为实现上述目的，采用以下的技术方案：一种高效的等离子体气液放电系统，包括：由上到下依次设置的固定板ⅰ、介质板ⅰ、介质板ⅱ、介质板ⅲ、介质皿、固定板ⅱ，

所述固定板ⅰ通过固定螺丝与介质板ⅰ、垫圈ⅰ、垫圈ⅱ、介质板ⅲ依次连接，所述介质板ⅱ位于垫圈ⅰ和垫圈ⅱ之间；

所述高压电极组件通过介质板ⅰ开设的通孔ⅰ依次插入介质板ⅱ和介质板ⅲ，所述高压电极组件的上端位于介质板ⅰ之上，所述高压电极组件的下端与介质板ⅲ下表面齐平；

所述介质板ⅱ开设通孔ⅱ，所述介质板ⅲ开设通孔ⅲ，所述通孔ⅱ、通孔ⅲ呈阵列排布；

所述固定板ⅱ的中央设置有介质皿，所述介质皿位于介质板ⅲ与固定板ⅱ的之间；

所述固定板ⅰ通过调节高度螺丝与介质板ⅲ连接，调节高度螺丝用于调节介质板ⅲ下表面距介质皿上表面距离。

所述介质板ⅰ起到固定高压电极组件中的导线的作用。

进一步的，所述高压电极组件由介质管和插入介质管的高压电极构成。

进一步的，所述垫圈ⅰ与垫圈ⅱ开设通气孔。

进一步的，所述垫圈ⅰ与垫圈ⅱ的通气孔构成z字型气孔布局。

进一步的，所述通气孔为多个。

进一步的，所述垫圈ⅰ与垫圈ⅱ开设4个通气孔，通气孔由两部分组成，首先从垫圈ⅰ外侧向内开盲孔，并向下不打通垫圈ⅱ，后向垫圈ⅱ内侧开打通，形成z自行气孔布局。

进一步的，所述垫圈ⅰ、垫圈ⅱ与介质板ⅱ可拆卸连接，或所述垫圈ⅰ、垫圈ⅱ与介质板ⅱ构成一体式结构。

进一步的，所述介质板ⅱ、介质板ⅲ上开设的通孔ⅱ一一对应。

进一步的，所述通孔ⅰ呈平行排列或阵列排布。

进一步的，当所述通孔ⅰ为长条形的通孔ⅰ，所述长条形的通孔ⅰ呈平行排列；或当所述通孔ⅰ为圆形的通孔ⅰ，所述圆形的通孔ⅰ呈阵列排布。

进一步的，所述通孔ⅰ呈平行排列或阵列排布。

进一步的，所述介质板ⅲ为平板式或带有凸台的结构。所述带有凸台的结构的介质板ⅲ相比平板式的介质板ⅲ在相同的介质皿面积情况下，会有更多的高压电极组件参与放电(固定螺丝孔不会插入到介质皿中)。

进一步的，所述高压电极组件为多个，在介质板ⅰ上彼此连接，再通过固定板ⅰ中间的高压线引出孔引出，连接高压电源。

进一步的，所述固定板ⅱ固定连接有支架。

进一步的，所述固定板ⅱ上半部分圆环形结构中开设o圈槽。

进一步的，所述固定板ⅱ上开设有进气孔和出气孔。

进一步的，所述垫圈ⅰ的下部开设卡槽，用于固定介质板ⅱ。

进一步的，所述固定板ⅰ的材质为绝缘材料，所述绝缘材料包括但不限于电木、石英、陶瓷、聚四氟乙烯、有机玻璃或者尼龙。

进一步的，所述介质板ⅰ的材质为绝缘材料，所述绝缘材料包括但不限于电木、石英、陶瓷、聚四氟乙烯、有机玻璃或者尼龙。

进一步的，所述垫圈ⅰ的材质为绝缘材料，所述绝缘材料包括但不限于电木、石英、陶瓷、聚四氟乙烯、有机玻璃或者尼龙。

进一步的，所述介质板ⅱ的材质为绝缘材料，所述绝缘材料包括但不限于电木、石英、陶瓷、聚四氟乙烯、有机玻璃或者尼龙。

进一步的，所述垫圈ⅱ的材质为绝缘材料，所述绝缘材料包括但不限于电木、石英、陶瓷、聚四氟乙烯、有机玻璃或者尼龙。

进一步的，所述介质板ⅲ的材质为绝缘材料，所述绝缘材料包括但不限于电木、石英、陶瓷、聚四氟乙烯、有机玻璃或者尼龙。

进一步的，所述固定板ⅱ的材质为绝缘材料，所述绝缘材料包括但不限于电木、石英、陶瓷、聚四氟乙烯、有机玻璃或者尼龙。

进一步的，所述介质皿的底部为绝缘材料，所述绝缘材料包括但不限于电木、石英、陶瓷、聚四氟乙烯、有机玻璃或者尼龙；所述介质皿的圆周部分可以为绝缘材料或导体材料，其中绝缘材料包括但不限于电木、石英、陶瓷、聚四氟乙烯、有机玻璃或者尼龙，导体材料包括但不限于金属、导电膜、绝缘介质表面涂抹导电胶等。

进一步的，所述介质管的材质为绝缘材料，所述绝缘材料包括但不限于电木、石英、陶瓷、聚四氟乙烯、有机玻璃或者尼龙。

进一步的，所述高压电极的材质为导体材料，所述导体材料包括但不限于铝、铜或者钢等。

进一步的，所述高压电极为导电金属丝，包括但不限于铝丝、铜丝或者钢丝等。

进一步的，所述固定螺丝为绝缘材料，所述绝缘材料包括但不限于电木、石英、陶瓷、聚四氟乙烯、有机玻璃或者尼龙。

进一步的，所述所述高压电源压电源为电压峰值调节范围未0～50kv、频率调节范围为1～50khz的交流电源；或者为电压峰值调节范围为0～20kv、频率调节范围为1～30khz的脉冲电源。

本发明的优点：

1、可以使用等离子体直接处理液体，会极大的增强等离子体的处理效率。

2、通过地电极位置的改变，可以改变产生等离子体的方式。将地电极置于待处理液体中(介质皿上表面)时，此时产生等离子体的方式为单介质阻挡放电，此时产生的等离子体较为剧烈，放电丝较多且随机；将地电极置于介质皿下表面时，此时产生等离子体的方式为双介质阻挡放电，此时产生等离子体较为困难，需要较高放电电压，但产生的等离子体相比于单介质阻挡放电产生的更加均匀，放电较弱。通过地电极位置的改变可以实现一机多用的效果。

3、该装置可以通过调节高度螺丝实现高压电极距离水面的高度调节，由于等离子体的产生特质，高压电极距离水面的距离越近，等离子体产生需要的条件越低，等离子体的能量注入密度越高。

4、该装置采用的微等离子体阵列形式产生等离子体，等离子体在微米尺寸上的产生可以实现更加均匀、更加容易放电、更高的电子能量与电子密度。对该装置的高效应用，提供良好的支撑。

5、可以自由更换放电气体成分、改变气体流量。

6、该装置便于拆卸与维护，通过气体流速为高压电极降温，同时气体从介质板ⅲ向下流出时，可以避免待处理液体浸泡高压电极，避免高压与地的短接，保护整个放电系统。

7、该装置可以有效的脱除待处理液体中的有机化学污染物的残留。

8、工作运行稳定，可根据需要自行放大或缩小高压电极组件的数量，可调性极佳，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明的爆炸视图；

图2为本发明的正视剖面图；

图3为本发明主体结构剖面示意图；

图4为本发明主体结构仰视(从下往上看)的剖面示意图；

图5为本发明完全组装后的示意简图；

图6为本发明的固定板ⅰ的示意简图；

图7为本发明的长条形通孔的介质板ⅰ的示意简图；

图8为本发明的垫圈ⅰ的示意简图；

图9为本发明的介质板ⅱ的示意简图；

图10为本发明的垫圈ⅱ的示意简图；

图11为本发明的介质板ⅲ的示意简图；

图12为本发明的固定板ⅱ的示意简图；

图13为本发明的介质皿的示意简图；

图14为本发明的支架的示意简图；

图15为本发明的高压电极组件的示意简图；

图16为本发明的圆形通孔的介质板ⅰ的示意简图；

图17为本发明的一体式结构的介质板ⅱ的示意简图；其中左图为上表面(俯视)，右图为下表面(仰视)；

图18为本发明的带有凸台结构的介质板ⅲ的示意简图；

图中，1、调节高度螺丝，2、固定板ⅰ，3、长条形通孔的介质板ⅰ，4、垫圈ⅰ，5、平板式的介质板ⅱ，6、垫圈ⅱ，7、平板式的介质板ⅲ，8、固定板ⅱ，9、介质皿，10、支架，11、固定螺丝ⅰ，12、介质管，13、圆形通孔的介质板ⅰ，14、一体式结构的介质板ⅱ，15、带有凸台结构的介质板ⅲ，16、进气孔，17、o圈槽，18、出气孔，19、固定螺丝ⅱ，20、高压电极，21、通孔ⅰ，22、通孔ⅱ，23、高压线引出孔，24、通孔ⅲ，25、通气孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

实施例1

如图1至图15所示，一种高效的等离子体气液放电系统，包括：由上到下依次设置的固定板ⅰ2、长条形通孔的介质板ⅰ3(本实施例简称介质板ⅰ3)、平板式的介质板ⅱ5(本实施例中简称介质板ⅱ5)、平板式的介质板ⅲ7(本实施例中简称介质板ⅲ7)、介质皿9、固定板ⅱ8，固定板ⅰ2通过固定螺丝11与介质板ⅰ3、垫圈ⅰ4、介质板ⅱ5、垫圈ⅱ6、介质板ⅲ7依次连接，介质板ⅱ5位于垫圈ⅰ4和垫圈ⅱ6之间。所述固定板ⅱ8的中央设置有介质皿9，所述介质皿9位于介质板ⅲ7与固定板ⅱ8的之间；固定板ⅰ2通过调节高度螺丝1与介质板ⅰ1、垫圈ⅰ4、介质板ⅱ5、垫圈ⅱ6、介质板ⅲ7连接。固定板ⅰ2采用聚四氟乙烯材料，顶部外径为19cm，整体高度为0.8cm,下部圆环状结构外径宽15cm，内径宽14cm，外侧高0.8cm，内侧高1.4cm，中间凹槽部分直径为8.4cm，高2cm，高压线引出孔23直径1.2cm。调节高度螺丝孔直径0.6cm，调节高度螺丝1长度5.5cm。调节高度螺丝1接触到固定板ⅱ8上表面，通过调节高度螺丝1长度，来调节介质板ⅲ7距离介质皿9上表面距离。介质板ⅰ3采用陶瓷作为材料，其直径为10.4cm，厚度为0.1cm，其上开设与介质板ⅱ5、介质板ⅲ7相对应的通孔ⅰ21，通孔ⅰ21为长条形的通孔，宽度为0.15cm，孔心距0.3cm，呈平行排列，通孔ⅰ21周围宽度为0.2cm的环形焊盘来固定高压电极组件12。高压电极组件12由长度为5cm、外径0.1cm、内径0.05cm的石英介质管12与插入石英介质管12的一根0.03cm粗的铜丝20构成。高压电极组件12从介质板ⅰ上长条形的通孔ⅰ插入，直至下表面达到介质板ⅲ7下表面。高压电极组件12为多个，在介质板ⅰ3上彼此连接，再通过固定板ⅰ2中间的高压线引出孔23引出，连接高压电源。垫圈ⅰ4与垫圈ⅱ6开设4个通气孔25，通气孔25由两部分组成，首先从垫圈ⅰ4外侧向内开盲孔，并向下不打通垫圈ⅱ6，后向垫圈ⅱ6内侧开打通，形成z自行气孔布局。具体为：垫圈ⅰ4采用有机玻璃制成，高度为1cm，外径10.4cm，内径8.4cm，下表面开设一个环形o圈槽17用于放置介质板ⅱ5，环形o圈槽17的外径为8.8cm，高度为0.2cm，外壁上下居中均分4个气孔，气孔直径0.4cm。垫圈ⅱ6采用尼龙材料制成，高度为1cm，外径10.4cm，内径8.4cm，内壁上下居中均分4个直径为0.4cm的气孔。介质板ⅱ5采用电木材料，直径为8.8cm，厚度为0.2cm，开设通孔ⅱ22，通孔ⅱ22孔心与介质板ⅰ3一一对应，通孔ⅱ2为圆形的通孔，孔径为1.2cm，孔心距为3cm，呈阵列排布。介质管12与介质板ⅱ5之间使用ab胶固定，并密封。介质板ⅲ7采用陶瓷材料制成，高度为0.5cm、外径10.4cm，其上开设通孔ⅲ24孔心与介质板ⅰ3一一对应，通孔ⅲ24为圆形的通孔，孔径为1.5cm，孔心距为3cm，呈阵列排布。固定板ⅰ2与介质板ⅰ3、垫圈ⅰ4、垫圈ⅱ6、介质板ⅲ7均开设有相对应的，直径为4mm的固定螺丝孔，固定螺丝ⅰ11长度为4cm。固定板ⅱ8采用电木材料，外侧正方形边长为30cm，上半部分环形结构，外径为19cm，内径为15.2cm，高度为2.2cm，下半部分环形结构的尺寸为：外侧高为1.9cm、内侧高为0.8cm，下表面外径为12cm，内径为11cm。所述固定板ⅱ8的中间部分环形结构设置有进气孔16和出气孔18。介质皿9采用石英材料制成，高1.7cm，壁厚0.3cm，圆周部分外径为11cm，内径为10.7cm，介质皿9放置在固定板ⅱ8下半部分的环形上部。地电极连接在介质皿9下表面。固定板ⅱ8与标准铝型材支架10通过直径为8mm的固定螺丝19ⅱ相连。铝型材支架10长宽高均为30cm。

将待处理液体(水溶液)放置于介质皿9中，放电部分是由固定螺丝11连接的固定板ⅰ2、介质板ⅰ3、介质板ⅱ5、介质板ⅲ7、高压电极组件12插入组成。通过调节高度螺丝1调节放电部分距离介质皿9中距离液面的距离。

实施例2

如图1至图18所示，一种高效的等离子体气液放电系统，包括：由上到下依次设置的固定板ⅰ2、圆形通孔的介质板ⅰ13(本实施例简称介质板ⅰ13)、一体式结构的介质板ⅱ14(本实施例中简称介质板ⅱ14)、带有凸台结构的介质板ⅲ15(本实施例中简称介质板ⅲ15)、介质皿9、固定板ⅱ8，一体式结构的介质板ⅱ14为垫圈ⅰ4、垫圈ⅱ6与平板式介质板ⅱ构成的一体式结构，平板式介质板ⅱ位与介质板ⅱ5位于垫圈ⅰ4与垫圈ⅱ6之间。固定板ⅰ2通过固定螺丝11与介质板ⅰ3、垫圈ⅰ4、介质板ⅱ5、垫圈ⅱ6、介质板ⅲ7依次连接。固定板ⅱ8的中央设置有介质皿9，介质皿9位于介质板ⅲ15与固定板ⅱ8的之间；固定板ⅰ2通过调节高度螺丝1与介质板ⅰ13、介质板ⅱ14、介质板ⅲ15连接。固定板ⅰ2通过固定螺丝与介质板ⅰ13、介质板ⅱ14、介质板ⅲ15连接。固定板ⅰ2采用电木材料，顶部外径为19cm，整体高度为0.8cm,下部圆环状结构外径宽15cm，内径宽14cm，外侧高0.8cm，内侧高1.4cm，中间凹槽部分直径为8.4cm，高2cm，高压线引出孔23直径1.2cm。调节高度螺丝孔直径0.6cm，调节高度螺丝1长度5.5cm。调节高度螺丝1接触到固定板ⅱ8上表面，通过调节高度螺丝1长度，来调节介质板ⅲ15距离介质皿上表面距离。介质板ⅰ13采用电木作为材料，其直径为10.4cm，厚度为0.1cm，其上开设与介质板ⅱ14、介质板ⅲ15相对应的通孔ⅰ21，通孔ⅰ21为圆形的通孔，直径为0.15cm，孔心距0.3cm，通孔ⅰ21周围宽度为0.2cm的环形焊盘来固定高压电极组件12。高压电极组件12由长度为5cm、外径0.1cm、内径0.05cm的石英介质管与插入石英介质管12的一根0.02cm粗的不锈钢丝构成。高压电极组件12从介质板介质板ⅱ14上的通孔ⅰ21插入，直至下表面达到介质板ⅲ15下表面。高压电极组件12为多个，在介质板ⅰ13上彼此连接，再通过固定板ⅰ2中间的高压线引出孔23引出，连接高压电源。所述垫圈ⅰ4与垫圈ⅱ6开设4个通气孔25，通气孔25由两部分组成，首先从垫圈ⅰ4外侧向内开盲孔，并向下不打通垫圈ⅱ6，后向垫圈ⅱ6内侧开打通，形成z自行气孔布局。具体为：介质板ⅱ14采用有机玻璃制成，高度为2.4cm、外径为10.4cm，内径为8.4cm，上半部分外壁上下居中均分4个通气孔25，气孔直径0.4cm，下半部分内壁上下居中开设直径为0.4cm的气孔。上半部分开设卡槽，卡槽宽度为8.8cm，用以放置介质板ⅰ13。介质板ⅱ14表面开设通孔ⅱ22，通孔ⅱ22孔心与介质板ⅰ13一一对应，通孔ⅱ22为圆形通孔，孔径为1.1cm，孔心距为3cm，呈阵列排布。介质管12与介质板ⅱ14之间使用ab胶固定，并密封。介质板ⅲ15采用陶瓷材料制成，高度为2cm、外径10.4cm，凸台高度为1.5cm，外径为8.4cm，上开设通孔孔心与介质板6一一对应，通孔ⅲ24为圆形通孔，孔径为1.5cm，孔心距为3cm，呈阵列排布。固定板ⅰ与介质板ⅰ13、介质板ⅱ14、介质板ⅲ15均开设有相对应的，直径为4mm的固定螺丝孔，固定螺丝ⅰ11长度为4cm。固定板ⅱ8采用尼龙材料，外侧正方形边长为30cm，上半部分环形结构，外径为19cm，内径为15.2cm，高度为2.2cm，下半部分环形结构的尺寸为：外侧高为1.9cm、内侧高为0.8cm，下表面外径为12cm，内径为11cm。固定板ⅱ8的中间部分环形结构设置有进气孔16和出气孔18。介质皿9采用石英材料制成，高1.7cm，壁厚0.3cm，圆周部分外径为11cm，内径为10.7cm，介质皿9放置在固定板ⅱ8下半部分的环形上部。地电极连接在介质皿9下表面。固定板ⅱ8与标准铝型材支架10通过直径为8mm的固定螺丝19ⅱ相连。铝型材支架10长宽高均为30cm。

将待处理液体(水溶液)放置于介质皿9中，放电部分是由固定螺丝11连接的固定板ⅰ2、介质板ⅰ13、介质板ⅱ14、介质板ⅲ15、高压电极组件12插入组成。通过调节高度螺丝1调节放电部分距离介质皿9中距离液面的距离。