一种臭氧发生器及生产制造方法与流程

本发明涉及臭氧发生器生产，具体地涉及一种超高浓度臭氧发生器的微小放电单元设计和生产制造方法，其采用微小直径放电单元结构和双定位辅助滑移密封穿管工艺。

背景技术：

1、现有的大型臭氧发生器的管状放电单元由外电极、电介质管、内电极的同心圆结构组成。外电极焊在两端气腔与冷却水腔隔绝的分隔金属板上。外电极作为负极，内电极作为正极，外电极和电介质管的间隙(外间隙)及电介质管和内电极的间隙(内间隙)构成产生臭氧的放电间隙。

2、现有的臭氧发生器中，包括壳体和管状放电单元，所述管状放电单元包括相套安装的内电极、电介质管和外电极，所述壳体的两端分别设置有第一固定板和第二固定板，所述第一固定板与所述第二固定板之间是冷却腔，所述第一固定板的外侧方设置第一端盖，所述第二固定板的外侧方设置第二端盖，所述第一端盖与所述第一固定板之间是进气腔，所述第二端盖与所述第二固定板之间是出气腔，所述第一固定板具有放电单元第一安装孔，所述第二固定板具有放电单元第二安装孔，所述放电单元穿过所述放电单元第一安装孔和所述放电单元第二安装孔；外电极与放电单元第一安装孔、放电单元第二安装孔之间采用焊接方式密封。

3、由于焊接工艺和管径误差工艺的限制，目前臭氧发生器的管状放电单元的直径无法做得很小，均为大直径，目前最小直径在10～20mm之间，与其嵌套同心圆结构的电介质管和内电极的直径小于外电极直径，在8～18mm之间，内外放电间隙的主间隙在0.3～1mm之间。

4、基于上述放电单元结构，现有大型臭氧发生器的世界最佳经济运行臭氧浓度为150mg/l(约10wt％)，每公斤臭氧需要氧气10公斤(约10元)，耗电8kwh(约8元)，每公斤臭氧(10wt％)生产成本约为18元。该结构类型作为主流臭氧发生器结构已有五十年历史，没有重大技术进步出现。

5、臭氧作为一种强氧化剂已是目前饮用水前处理、工业废水深度处理和大气脱硝治理，以及半导体芯片制造领域的主流技术之一，并得到广泛应用，因此提高臭氧浓度和降低臭氧生产成本成为行业关心的核心问题。由于上述放电单元的直径和放电间隙尺寸构成的臭氧发生器已有五十年的使用和完善历史，仍无法解决上述问题。

6、众所周知，微小直径的放电单元(外电极、电介质管和内电极)的直径和放电间隙可以大幅度提高产生臭氧的浓度和降低臭氧生产的成本。如审定号cn1013571b的发明专利文献公开了一种生产臭氧的装置，其外电极的内径仅等于5至10毫米，内电极能由0.5至3毫米直径的金属线组成。内电极能承受一个强大的电场强度，即一个小的曲率半径产生一个较大的电场强度，较大的电场强度能够产生较高的臭氧浓度，因此微小直径的放电单元可以产生更高浓度的臭氧。但是迄今为止，市场上未见有微小直径放电单元的臭氧发生器出现。其主要原因是：

7、1、微小直径(5毫米以下)放电单元中的外电极的水气分隔密封问题，由于外电极太细无法采用目前通用焊接技术，至今没有找到更好的解决密封问题的方法；

8、2、微小直径放电单元的外电极太细太软容易弯曲，无法快速高效穿过长度一米以上的冷却水腔固定至另一端气腔的对应位置，目前尚无高效生产工艺，使得制造无法高效实施。

9、3、微小直径的臭氧放电单元的数目大幅增加，例如生成百公斤臭氧需要的放电单元从现有设备的6000支增加到现在的70000支，外电极穿管安装工作量大幅增加，使得设备无法生产制造。

10、因此，本技术领域迫切需要一种臭氧发生器及生产制造方法，采用微小直径放电单元外电极的密封方式和相应外电极穿管的高效生产工艺，能够高效进行微小直径放电单元的臭氧发生器的快速批量生产，提高产生的臭氧浓度同时降低臭氧生产成本。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题，在于提供一种臭氧发生器及生产制造方法，采用微小直径放电单元外电极的密封方式和相应外电极穿管的高效生产工艺，能够高效进行微小直径放电单元的臭氧发生器的快速批量生产，提高产生的臭氧浓度同时降低臭氧生产成本。

2、本发明是这样实现的：一种臭氧发生器，包括壳体和管状放电单元，所述管状放电单元包括相套安装的内电极、电介质管和外电极，所述内电极与所述电介质管之间的间隙为内间隙，所述电介质管和所述外电极之间的间隙为外间隙，所述壳体的两端分别设置有第一固定板和第二固定板，所述第一固定板与所述第二固定板之间是冷却腔，所述第一固定板的外侧方设置第一端盖，所述第二固定板的外侧方设置第二端盖，所述第一端盖与所述第一固定板之间是第一气腔，所述第二端盖与所述第二固定板之间是第二气腔，所述第一固定板具有放电单元第一安装孔，所述第二固定板具有放电单元第二安装孔，所述管状放电单元穿过所述放电单元第一安装孔和所述放电单元第二安装孔，其特征在于：所述外电极的外径小于等于4.8mm，所述外电极套设有第一密封圈与第二密封圈，所述第一密封圈封住所述放电单元第一安装孔与所述外电极之间的缝隙，所述第二密封圈封住所述放电单元第二安装孔与所述外电极之间的缝隙；

3、所述第二固定板包括辅助固定盘和辅助固定盘定位孔，所述辅助固定盘与所述辅助固定盘定位孔相匹配，所述辅助固定盘嵌套在所述辅助固定盘定位孔处，所述放电单元第二安装孔是设置在所述辅助固定盘上，所述辅助固定盘具有第三密封圈，所述第三密封圈封住所述辅助固定盘定位孔与所述辅助固定盘之间的缝隙；

4、所述臭氧发生器还包括第一密封压板和第二密封压板，所述第一密封压板和所述第二密封压板分别处于所述第一固定板和所述第二固定板的外侧，所述第一密封压板具有第一滑孔，所述第二密封压板具有第二滑孔，所述外电极还穿过所述第一滑孔和所述第二滑孔，所述第一密封圈位于所述第一密封压板与所述第一固定板之间，所述第一密封压板与所述第一固定板锁紧连接并且压紧所述第一密封圈，所述第二密封圈位于所述第二密封压板与所述辅助固定盘之间，所述第二密封压板与所述辅助固定盘锁紧连接并且压紧所述第二密封圈。

5、一种臭氧发生器的生产制造方法，用于制造以上所述的一种臭氧发生器，包括以下步骤：

6、s1、在壳体的一端固定设置第一固定板，所述第一固定板具有放电单元第一安装孔，在壳体的另一端固定设置第二固定板，所述第二固定板具有辅助固定盘定位孔；

7、s2、把辅助固定盘贴合在第一固定板的内侧，所述辅助固定盘对准所述辅助固定盘定位孔，所述辅助固定盘具有放电单元第二安装孔，所述放电单元第一安装孔一一对准所述放电单元第二安装孔；

8、s3、把外电极穿过所述放电单元第一安装孔和相应的所述放电单元第二安装孔；

9、s4、在所有外电极都穿完之后，拉动所述辅助固定盘，所述辅助固定盘沿着所述外电极朝着所述第二固定板的方向移动，同时使所述外电极也向所述第二固定板的方向移动，在拉动辅助固定盘的过程中，所述外电极同时处在所述第一固定板和所述辅助固定盘上；

10、s5、把所述辅助固定盘嵌套在所述辅助固定盘定位孔中；

11、s6、把第三密封圈从所述第二固定板的外侧放在相应的所述辅助固定盘定位孔中以及所述辅助固定盘的外侧；

12、s7、把第二密封圈从所述辅助固定盘的外侧套在所述外电极上，再使用第二密封压板从所述辅助固定盘的外侧压紧所述第二密封圈，所述第二密封压板与所述辅助固定盘锁紧连接，所述外电极穿过所述第二密封压板的第二滑孔；

13、s8、把第一密封圈从所述第一固定板的外侧套在所述外电极上，再使用第一密封压板从所述第一固定板的外侧压紧所述第一密封圈，所述第一密封压板与所述第一固定板锁紧连接，所述外电极穿过所述第一密封压板的第一滑孔。

14、与背景技术相比，本发明技术方案的有益效果：

15、1、采用一种简单的巧妙方法(双定位辅助滑移密封穿管工艺)解决了五十年来臭氧发生器的臭氧浓度无法突破提高的问题，通过创新的双定位辅助滑移密封穿管工艺，成功应用了微小直径(毫米级)的放电单元，攻克了大规模量产(几十公斤以上)超高浓度(18wt％以上)臭氧发生器的制造障碍及工艺难点，使得臭氧发生器的臭氧浓度得到大幅度提高，将对老大难的难降解工业污水处理工艺的创新、改进及处理效率提高产生巨大影响，为难降解污水低成本、高效率低浓度排放提供关键设备支撑。

16、2、与背景技术的臭氧发生器相比，在产生相同臭氧浓度时，微小直径放电单元的臭氧发生器单位放电面积上的臭氧产量大幅度提高，产生相同臭氧产量的臭氧发生器体积大幅度减小。

17、3、采用微小直径的放电单元能大幅提高臭氧浓度同时大幅度降低产生臭氧的电耗，使得生成臭氧的成本(气耗+电耗)大幅降低。

18、4、将传统的外电极采用焊接方式密封改变为使用密封圈进行密封，密封方式更加便捷，更易于放电单元的安装，减少安装工作量，缩短制造时间和设备成本。

19、5、外电极采用o型密封圈的方式密封，当外电极损坏需要更换时，便于拆除和更换，简化维护工作及人工成本，缩短维护需要的停机时间，还可以采用多道o型密封圈和密封压板的多重密封方式加强密封效果，提高臭氧设备的安全性和可靠性。

20、6、采用微小直径的放电单元的臭氧发生器，放电单元的数量较多，外电极较细，在辅助固定盘的配合下，外电极大规模、快速、准确地穿过两个固定板，提高臭氧发生器的生产效率。