CN113104815A - 一种低温等离子体消毒发生器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温等离子体消毒发生器，包括圆柱状的电极棒，电极棒外侧设有铝质包裹层，铝质包裹层外侧设有氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层，氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层外壁设有金属电极丝。本发明消毒发生器电极棒上的氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层不会破裂，在颠簸震动的车船等交通工具和移动情形下均可实现应用，实用性广，且生产制造工艺变得更加简单方便和稳定可靠，降低了产品的生产制造成本，提高了产品的生产效率和产品质量，优化了产品的安全性能，具有较好的推广性。

Description

一种低温等离子体消毒发生器

技术领域

本发明涉及电化学消毒发生器技术领域，尤其涉及一种低温等离子体消毒发生器。

背景技术

在电化学消毒发生器中常采用介质阻挡放电的低温等离子体，可通过以空气为原料在低温常压下制造出以臭氧为主的消毒剂。臭氧有着极为高效的杀菌消毒作用。但由于制造臭氧的同时会电离产生出氮氧化物有害物质，因此使得臭氧消毒的应用受到了限制。当采用微型结构降低介质阻挡层壁厚时，就能降低电离电压，从而大幅减少氮氧化物的产生，提高消毒因子的纯度，使低温等离子体消毒具有实用价值。但是降低绝缘介质阻挡层的玻璃或陶瓷毛细管的壁厚，会造成易碎易损的发生，成为了低温等离子消毒发生体在制造生产过程中和实际应用过程中影响质量与成本的重要因素。因此急需发现一种将复杂精致的制作变成简单容易的加工工艺方法。

现有微型低温等离子体臭氧消毒发生装置多采用石英玻璃或陶瓷毛细管的绝缘介质阻挡放电方法。并将金属电极置于绝缘介质的毛细管体内，要求电极与毛管体内壁之间不得出现间隙空间。由于玻璃或陶瓷管易碎，使得这种电极的制造加工的工艺难度也随之增大，破损率高，成品率低。但是如果通过增加玻璃或陶瓷壁厚来提高强度，减小制造难度，就会拉高放电电压，高压会产生出氮氧化物有害气体；在参考专利文献CN101627514B中，发生体虽然通过导电胶的方式解决了管状绝缘体的内壁表面与电极间的产生间隙的贴合度问题，但是这些树脂类胶体在2000伏以上的高压高频放电过程中很容易老化，在对毛细管灌入导电胶的制造过程中工艺依旧复杂，制造难度并没有显著降低，毛细玻璃或陶瓷管的损坏率依旧高，产品在实际应用中也存在着毛细管电极易碎易损的重大缺陷，产品在颠簸震动的车船等交通工具和移动情形下的应用都受到了极大限制，存在一定缺陷。同时，还要做到在两个介质间保证精准的微间隙，才能实现低温等离子气流放电，这也使得制造过程中的难度加大，工艺复杂，质量难以控制，成品率下降。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种低温等离子体消毒发生器，其绝缘介质阻挡层不会破裂，生产制造工艺变得更加简单方便和稳定可靠，提高了产品的生产效率和产品质量，降低了产品的生产制造成本，且提高了产品的性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种低温等离子体消毒发生器，包括圆柱状的电极棒，所述电极棒外侧设有铝质包裹层，所述铝质包裹层外侧设有氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层，所述氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层外壁设有金属电极丝。

进一步地，在所述的低温等离子体消毒发生器中，所述电极棒为铝质或铝包铜材质。

进一步地，在所述的低温等离子体消毒发生器中，所述氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层厚度范围为0.2-1.0mm。

进一步地，在所述的低温等离子体消毒发生器中，所述金属电极丝呈螺旋状紧密缠绕在所述氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层外壁上，依靠电极丝边缘形成单介质阻挡放电。

进一步地，在所述的低温等离子体消毒发生器中，所述低温等离子体消毒发生器是单介质阻挡放电结构。

在本发明的另一方面，还提出了一种低温等离子体消毒发生器的制备方法，所述方法包括如下步骤：

S100、绝缘介质生成：以阳极氧化方式使电极棒外侧铝质包裹层表面形成绝缘介质阻挡层；

S200、金属电极丝缠绕：将金属电极丝缠绕在电极棒一侧外壁上；

S300、金属电极丝拉伸：对金属电极丝进行拉伸，使其与绝缘介质进行紧密贴合。

通过上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

本发明消毒发生器电极棒上的氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层不会破裂，在颠簸震动的车船等交通工具和移动情形下均可实现应用，实用性广，且生产制造工艺变得更加简单方便和稳定可靠，降低了产品的生产制造成本，提高了产品的生产效率和产品质量，优化了产品的安全性能，具有较好的推广性。

此外，电极丝紧裹在介质层外，靠电极丝边缘在单介质外放电，以一种极其简单的方法替代了双介质微间隙放电的精密制做工艺，降低成本且提高了可靠性。

附图说明

图1为本发明低温等离子体消毒发生器的电极棒截面图；

图2为本发明低温等离子体消毒发生器的发生体加工方法流程图；

图3为本发明低温等离子体消毒发生器的金属电极丝收缩状态示意图；

图4为本发明低温等离子体消毒发生器的金属电极丝拉伸状态示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、电极棒；2、铝质包裹层；3、氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层；4、金属电极丝。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

如图3或4所示，示出了本发明一种低温等离子体消毒发生器，包括圆柱状的电极棒1，所述电极棒1外侧设有铝质包裹层2，所述铝质包裹层2外侧设有氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3，所述氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3外壁设有金属电极丝4。

其中，使电极棒1与金属电极丝4分别形成一极，与电路连接，电极棒1外侧用氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3实现覆盖，当两电极间施加足够高的交流电压时，电极间的物质会被击穿而产生放电，即产生了介质阻挡放电，对空气或水进行电离、电解，以达到消毒因子的制备目的。

下面结合附图2对低温等离子体消毒发生器的制备方法进行详细描述。

具体的，在本实施例中还提出了一种低温等离子体消毒发生器的制备方法，包括如下步骤：

S100、绝缘介质生成：以阳极氧化方式使电极棒外侧铝质包裹层表面形成绝缘介质阻挡层；

S200、金属电极丝缠绕：将金属电极丝缠绕在电极棒一侧外壁上；

S300、金属电极丝拉伸：对金属电极丝进行拉伸，使其与绝缘介质进行紧密贴合。

请参阅图2，对于S100、绝缘介质生成：以阳极氧化方式使电极棒外侧铝质包裹层表面形成绝缘介质阻挡层。

具体的，以铜质电极棒1外侧的铝质包裹层2作为阳极，置于电解质溶液中进行通电，利用电解作用使其表面形成氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3。氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3包括阻挡层，阻挡层是由电极棒表面阳极氧化生成的氧化铝陶瓷所组成,薄而致密,具有较高的绝缘性，不易破裂，生产制造工艺简便、稳定可靠，性能强，实用性好。电极棒1留出一截以便与电路连接。

对于S200、金属电极丝缠绕：将金属电极丝以螺旋状紧密缠绕在电极棒一侧外壁上。

具体的，如图3所示，将金属电极丝4在电极棒1外以螺旋状紧密缠绕，使金属电极丝4外壁与氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3外壁紧密接触，以实现低温等离子介质阻挡放电。在低温等离子介质阻挡放电过程中，管线式的电极结构将其中一个或两个电极用绝缘介质覆盖,当两电极间施加足够高的交流电压时，就会在电极丝4的边缘产生丝状等离子放电，即产生了介质阻挡放电，将空气中的氧气电离成消毒因子组分(主要是臭氧)。

对于S300、金属电极丝拉伸：对金属电极丝进行拉伸，使其与绝缘介质进行紧密贴合。

具体的，如图4所示，在对金属电极丝4进行拉伸时，使其均匀缠绕在电极棒1的氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3外壁上，以达到较好的电解效果，形成低压、稳定、可靠、高效的低温等离子体介质阻挡放电环境，避免产生其他有害杂质。

其中，所述电极棒1为铝质或铝包铜材质。具体的，如图1所示，电极棒1为铝质或铝包铜材质，且外侧设有铝质包裹层2，可直接将电极棒1置于电解液中，对铝质包裹层2进行阳极氧化处理，利用电解作用使铝质包裹层2表面形成氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3，工艺简便、可靠，且产品的性能好，用产生的氧化铝充当绝缘介质阻挡层，来替代玻璃或陶瓷的毛细管，避免了电极与绝缘介质内壁之间出现空隙的问题。

所述氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3厚度范围为0.2-1.0mm，例如是0.3mm，0.5mm，0.7mm，0.8mm或0.9mm。

具体的，可方便地通过控制铝表面层上形成氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3的厚度，可将均匀致密的陶瓷介质阻挡层做得很薄，由此可以实现降低电离电压，防止电离时产生有害的氮氧化物，提高了产品的性能。通过选用不同类型、不同浓度的电解液，以及控制氧化时的工艺条件，可以获得具有不同性质、不同厚度的阳极氧化铝，氧化率厚度可控，且其耐蚀性，耐磨性和装饰性等都有明显改善和提高。

在本实施例中，所述金属电极丝4呈螺旋状紧密缠绕在所述氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3外壁上。具体的，如图3所示，由于金属电极丝4以螺旋状紧密缠绕，在对金属电极丝4拉伸时，其缠绕的直径会变小，如图4所示，使金属电极丝4均匀且紧密地裹在氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3上，达到较好的低温电离效果。

在本实施例中，所述低温等离子体消毒发生器是单介质阻挡放电结构。所述电极棒是靠阳极氧化形成较厚的氧化铝陶瓷层。此外，采用单介质阻挡层放电，和其它在介质间靠保持微间隙气流放电不同，本结构是靠电极丝边缘放电形成臭氧。

本发明中消毒发生器的电极棒1上的氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层3厚度在生产时便于控制，耐蚀性、耐磨性、延韧性、绝缘性强，不易碎裂，在颠簸震动的车船等交通工具和移动情形下均可实现应用，实用性广，且生产制造工艺变得更加简单方便和稳定可靠，降低了产品的生产制造成本，提高了产品的生产效率和产品质量，具有较高的产品性能。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种低温等离子体消毒发生器，其特征在于，包括圆柱状的电极棒，所述电极棒外侧设有铝质包裹层，所述铝质包裹层外侧设有氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层，所述氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层外壁设有金属电极丝。

2.根据权利要求1所述的低温等离子体消毒发生器，其特征在于，所述电极棒为铝质或铝包铜材质。

3.根据权利要求1所述的低温等离子体消毒发生器，其特征在于，所述氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层厚度范围为0.2-1.0mm。

4.根据权利要求1所述的低温等离子体消毒发生器，其特征在于，所述金属电极丝呈螺旋状紧密缠绕在所述氧化铝陶瓷绝缘介质阻挡层外壁上。

5.根据权利要求1所述的低温等离子体消毒发生器，其特征在于，所述低温等离子体消毒发生器是单介质阻挡放电结构。

6.一种低温等离子体消毒发生器的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S100、绝缘介质生成：以阳极氧化方式使电极棒外侧铝质包裹层表面形成绝缘介质阻挡层；

S200、金属电极丝缠绕：将金属电极丝缠绕在电极棒一侧外壁上；

S300、金属电极丝拉伸：对金属电极丝进行拉伸，使其与绝缘介质进行紧密贴合。

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