一种大气压可原位调节放电面积等离子体放电装置的制作方法

1.本发明涉及一种放电装置，尤其涉及一种可应用于空间消毒杀菌的等离子体放电装置。


背景技术：

2.随着等离子体技术的发展，等离子体技术的应用越来越多。近十年来，利用等离子体杀菌的技术已掀起了全球性热潮。利用等离子体技术杀菌的确具有十分重要的应用价值。这种杀菌方法成本低，且设备简单，杀菌效率高，并且处理后不会产生二次污染。
3.但是传统大气压等离子体放电装置存在制备效率低，发生装置不稳定、装置发热引起结构变形、易损坏等问题。


技术实现要素：

4.本发明目的在于提供一种大气压可原位调节放电面积等离子体放电装置，产生的低温等离子体面积大，密度高，均匀性好；结构合理、散热良好、且可原位改变放电面积，实现空间高效杀菌处理的放电装置。
5.本发明的技术方案如下：一种大气压可原位调节放电面积等离子体放电装置，包括上绝缘固定介质板、下绝缘固定介质板、支撑柱、绝缘介质管、高压电极、地电极、平衡螺母、高压电极整合板和地电极整合板，
6.所述绝缘介质管位于上绝缘固定介质板和下绝缘固定介质板之间，所述绝缘介质管的两侧设有支撑柱，所述高压电极整合板位于上绝缘固定介质板的上方，所述地电极整合板位于下绝缘固定介质板的下方，所述高压电极整合板的上方和下方、地电极整合板的上方和下方均设有平衡螺母，且平衡螺母与支撑柱螺纹连接，支撑柱上端的平衡螺母用于调控高压电极整合板的高度位置，支撑柱下端的平衡螺母用于调控地电极整合板的高度位置，进而原位改变放电面积；
7.所述上绝缘固定介质板包括从上到下的高压电极绝缘固定介质板和绝缘固定介质板，所述高压电极绝缘固定介质板和绝缘固定介质板依次相互贴合；所述下绝缘固定介质板包括从下到上的地电极固定介质板和绝缘固定介质板；所述地电极绝缘固定介质板和绝缘固定介质板依次相互贴合；
8.所述高压电极绝缘固定介质板、地电极固定介质板、绝缘固定介质板的表面设有阵列式的通孔，高压电极绝缘固定介质板与地电极固定介质板的通孔位置交错排布，绝缘固定介质板的通孔与高压电极绝缘固定介质板和地电极固定介质板相加总和的通孔相对应；
9.所述上绝缘固定介质板的通孔中插入绝缘介质管，绝缘介质管的一端开口，另一端闭口，每根绝缘介质管的闭口端设有绝缘粉末，每根绝缘介质管的开口方向插入高压电极，每根高压电极的一端插接在对应绝缘介质管闭口端的绝缘粉末，高压电极的另一端延伸至高压电极整合板，高压电极整合板平行于上绝缘固定介质板放置，且通过平衡螺母与
支撑柱连接，高压电极整合板将每根高压电极连接在一起，引出高压线连接高压电源；
10.所述下绝缘固定介质板通孔中插入绝缘介质管，绝缘介质管的一端开口，另一端闭口，每根绝缘介质管的闭口端设有绝缘粉末，每根绝缘介质管的开口方向插入地电极，每根地电极的一端插接在对应绝缘介质管闭口端的绝缘粉末，地电极的另一端延伸至地电极整合板，地电极整合板平行于下绝缘固定介质板放置，且通过平衡螺母与支撑柱连接，地电极整合板将每根地电极连接在一起，引出地线连接地。
11.进一步地，所述绝缘介质管的直径与上绝缘固定介质板通孔、下绝缘固定介质板通孔的直径相同。
12.进一步地，所述上绝缘固定介质板与下绝缘固定介质板的两侧安装支撑柱，支撑柱的两端分别与上绝缘固定介质板、下绝缘固定介质板依次连接组成长方体板框结构。
13.进一步地，所述上绝缘固定介质板与下绝缘固定介质板上的通孔为两排阵列式的通孔。
14.进一步地，所述上绝缘固定介质板、下绝缘固定介质板、高压电极整合板、地电极整合板均为长方形板面结构。
15.进一步地，所述高压电极绝缘固定介质板为一层，所述地电极固定介质板为一层，所述绝缘固定介质板为多层，如二～六层。
16.进一步地，上绝缘固定介质板由绝缘材料制成，绝缘材料如陶瓷、聚四氟乙烯、聚醚醚酮等。
17.进一步地，下绝缘固定介质板由绝缘材料制成，绝缘材料如陶瓷、聚四氟乙烯、聚醚醚酮等。
18.进一步地，所述上绝缘固定介质板的长度可为40～400mm，宽度为42～100mm，厚度为3～10mm。
19.进一步地，所述下绝缘固定介质板的长度可为40～400mm，宽度为42～100mm，厚度为3～10mm。
20.进一步地，所述支撑柱由聚四氟乙烯或聚醚醚酮或304不锈钢制成。
21.进一步地，所述支撑柱包括中间的圆柱部分和两端的螺纹部分，所述螺纹部分与平衡螺母通过螺纹连接。两端螺纹部分的直径可为4～12mm，长度可为20～40mm，中间圆柱部分的直径可为6～14mm，长度可为96～136mm。
22.进一步地，所述绝缘介质管由石英或陶瓷制成。
23.进一步地，所述绝缘介质管的长度可为112～132mm，外径可为2～3mm，内径可为1.3～2.3mm。
24.进一步地，所述绝缘粉末由三氧化二铝、聚四氟乙烯或云母制成。
25.进一步地，所述高压电极为铜棒、钨棒、或钛棒。
26.进一步地，所述高压电极的直径可为1.2～2.2mm，长度可为120～142mm。
27.进一步地，所述地电极为铜棒、钨棒、或铁棒。
28.进一步地，所述地电极的直径可为1.2～2.2mm，长度可为120～142mm。
29.进一步地，所述平衡螺母由聚四氟乙烯、聚醚醚酮等绝缘材料制成。
30.进一步地，所述高压电极整合板、地电极整合板由pcb材料制成，长度可40～400mm，宽度为42～100mm。
31.进一步地，所述高压电极整合板与上绝缘固定板之间的距离为5～10mm，所述地电极整合板与下绝缘固定板之间的距离5～10mm。
32.进一步地，所述高压电源为交流电源或脉冲电源。
33.进一步地，所述交流电源的电压峰峰值调节范围为0～20kv，频率调节范围为1～30khz。
34.进一步地，所述脉冲电源的电压峰峰值调节范围为0～20kv，频率调节范围为1～20khz。
35.本发明与现有技术相比具有如下优点：
36.1、本发明在大气压条件下，利用空气产生的等离子体温度低，电极排布(如绝缘固定介质板的每4孔为一放电单元)采用顺时针为高压电极、地电极、高压电极、地电极的电极循环排布，产生的等离子体相比于传统的高压电极、地电极交错排布产生的等离子体在相同功率下空间分布更为均匀、密度更高、且能够长时间放电。
37.2、与传统介质阻挡放电装置相比，此装置结构更为精妙，上、下绝缘固定介质板采用多层结构，一方面散热性能良好，解决了长时间放电导致装置变形，延长了装置寿命，另一方面通过高压电极绝缘固定介质板与绝缘固定介质板孔位不同对高压电极组件固定，地电极绝缘固定介质板与绝缘固定介质板孔位不同对地电极组件固定，安装便捷，稳定性好。
38.3、可以根据放电需要，通过调节平衡螺母或者改变放电装置尺寸对放电面积和形状进行改变，增强了使用的方便性及灵活性；
39.4、装置安装便捷，稳定性好，能耗少，效率高。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1为本发明一种大气压可原位调节放电面积等离子体放电装置整体的结构示意图；
42.图2为本发明一种大气压可原位调节放电面积等离子体放电装置的高压电极绝缘固定介质板的俯视图；
43.图3为本发明一种大气压可原位调节放电面积等离子体放电装置的地电极固定介质板的俯视图；
44.图4为本发明一种大气压可原位调节放电面积等离子体放电装置的绝缘固定介质板的俯视图；
45.其中：1、上绝缘固定介质板，2、下绝缘固定介质板，3、支撑柱，4、绝缘介质管，5、高压电极，6、地电极，7、高压电极整合板，8、地压电极整合板，9、平衡螺母，10、支撑柱孔位，11、高压电极孔位，12、地电极孔位，13、高压电极绝缘固定介质板，14、地电极绝缘固定介质板，15、绝缘固定介质板，16、绝缘固定介质板孔位。
具体实施方式
46.下面结合附图及具体实施例对本发明进一步描述。
47.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。
48.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。
49.实施例1
50.如图1-4所示，一种大气压可原位调节放电面积等离子体放电装置，包括上绝缘固定介质板1、下绝缘固定介质板2、支撑柱3、绝缘介质管4、高压电极5、地电极6、平衡螺母9、高压电极整合板7和地电极整合板8，所述绝缘介质管4位于上绝缘固定介质板1和下绝缘固定介质板2之间，所述绝缘介质管4的两侧设有支撑柱3，所述高压电极整合板7位于上绝缘固定介质板1的上方，所述地电极整合板8位于下绝缘固定介质板2的下方，所述高压电极整合板7的上方和下方均设有平衡螺母9，且平衡螺母9与支撑柱3螺纹连接，支撑柱3上端的平衡螺母9用于调控高压电极整合板7的高度位置；所述地电极整合板8的上方和下方均设有平衡螺母9，且平衡螺母9与支撑柱3螺纹连接，支撑柱3下端的平衡螺母9用于调控地电极整合板8的高度位置；
51.所述上绝缘固定介质板1、下绝缘固定介质板2为两块等大的长方形板面结构，上绝缘固定介质板1由从上到下的一层高压电极绝缘固定介质板13及两层绝缘固定介质板15组成，高压电极绝缘固定介质板和绝缘固定介质板依次相互贴合；下绝缘固定介质板2由从下到上的一层地电极绝缘固定介质板14及两层绝缘固定介质板15组成，所述地电极绝缘固定介质板和绝缘固定介质板依次相互贴合；高压电极绝缘固定介质板13、地电极固定介质板14、绝缘固定介质板15的表面设有两排阵列式的通孔，高压电极绝缘固定介质板13与地电极固定介质板14的通孔位置交错排布，绝缘固定介质板15的通孔与高压电极绝缘固定介质板13和地电极固定介质板相加总和的通孔14相对应；
52.在上绝缘固定介质板1与下绝缘固定介质板2两侧通过支撑柱孔位10安装支撑柱3，支撑柱3两端分别与上绝缘固定介质板1、下绝缘固定介质板2连接，依次连接组成长方体板框结构；在上绝缘固定介质板1的高压电极绝缘固定介质板13的通孔中插入绝缘介质管4，绝缘介质管4的上端开口、下端闭口，绝缘介质管4的直径与上绝缘固定介质板1通孔的直径相同，每根绝缘介质管4闭口端灌入绝缘粉末，每根绝缘介质管4开口方向插入高压电极5，每根高压电极5的一端插接在对应绝缘介质管4闭口端的绝缘粉末，高压电极5的另一端
延伸至高压电极整合板7，高压电极整合板7平行于上绝缘固定介质板1放置，通过平衡螺母9与支撑柱3连接，高压电极整合板7将每根高压电极5连接在一起，引出高压线连接高压电源；在下绝缘固定介质板2的地电极绝缘固定介质板14的通孔中插入绝缘介质管4，绝缘介质管4的下端开口、上端闭口，绝缘介质管4的直径与下绝缘固定介质板2通孔的直径相同，每根绝缘介质管4闭口端灌入绝缘粉末，每根绝缘介质管4开口方向插入地电极6，每根地电极6的一端插接在对应绝缘介质管4闭口端的绝缘粉末，地电极的另一端延伸至地压电极整合板8，地压电极整合板8平行于下绝缘固定介质板2放置，通过平衡螺母9与支撑柱3连接，地压电极整合板8将每根地电极6焊接在一起，引出地线接地。
53.所述上绝缘固定介质板1由三层陶瓷(一层高压电极绝缘固定介质板13及两层绝缘固定介质板15)制成，长度可为200mm，宽度为42mm，每层陶瓷厚度为1mm。所述下绝缘固定介质板2由三层陶瓷(一层地电极绝缘固定介质板14及两层绝缘固定介质板15)制成，长度可为200mm，宽度为42mm，每层陶瓷厚度为1mm。所述支撑柱3由304不锈钢制成，包括两端直径为6mm、长度可为40mm的螺纹部分和直径可为10mm、长度可为96mm的圆柱部分制成，支撑柱3的螺纹部分与平衡螺母9螺纹连接。所述绝缘介质管4由石英材料制成，绝缘介质管4长度可为112mm，外径可为2mm，内径可为1.3mm。所述绝缘粉末可由三氧化二铝材料制成。所述高压电极5由铜棒制成，直径可为1.2mm，长度可为120mm。所述地电极6由铜棒制成，直径可为1.2mm，长度可为120mm。所述高压电极整合板7、地压电极整合板8由pcb材料制成，长度可为200mm，宽度为42mm。高压电极整合板7与上绝缘固定介质板1、地电极整合板8与下绝缘固定介质板2之间的距离5mm，通过调节平衡螺母9改变高压电极整合板7和地电极整合板8的高度位置，进而对放电面积进行改变。所述平衡螺母9由聚四氟乙烯制成。
54.装置运行时，采用交流电源作为高压电源，电压峰峰值可为10～20kv，放电频率10～20khz。
55.实施例2
56.如图1-4所示，一种大气压可原位调节放电面积等离子体放电装置，包括上绝缘固定介质板1、下绝缘固定介质板2、支撑柱3、绝缘介质管4、高压电极5、地电极6、平衡螺母9、高压电极整合板7和地电极整合板8，所述绝缘介质管4位于上绝缘固定介质板1和下绝缘固定介质板2之间，所述绝缘介质管4的两侧设有支撑柱3，所述高压电极整合板7位于上绝缘固定介质板1的上方，所述地电极整合板8位于下绝缘固定介质板2的下方，所述高压电极整合板7的上方和下方均设有平衡螺母9，且平衡螺母9与支撑柱3螺纹连接，支撑柱3上端的平衡螺母9用于调控高压电极整合板7的高度位置；所述地电极整合板8的上方和下方均设有平衡螺母9，且平衡螺母9与支撑柱3螺纹连接，支撑柱3下端的平衡螺母9用于调控地电极整合板8的高度位置；
57.所述上绝缘固定介质板1、下绝缘固定介质板2为两块等大的长方形板面结构，上绝缘固定介质板1由从上到下的一层高压电极绝缘固定介质板13及六层绝缘固定介质板15组成，高压电极绝缘固定介质板和绝缘固定介质板依次相互贴合；下绝缘固定介质板2由从下到上的一层地电极绝缘固定介质板14及六层绝缘固定介质板15组成，所述地电极绝缘固定介质板和绝缘固定介质板依次相互贴合；高压电极绝缘固定介质板13、地电极固定介质板14、绝缘固定介质板15的表面设有两排阵列式的通孔，高压电极绝缘固定介质板13与地电极固定介质板14的通孔位置交错排布，绝缘固定介质板15的通孔与高压电极绝缘固定介
质板13和地电极固定介质板相加总和的通孔14相对应；
58.在上绝缘固定介质板1与下绝缘固定介质板2两侧通过支撑柱孔位10安装支撑柱3，支撑柱3两端分别与上绝缘固定介质板1、下绝缘固定介质板2连接，依次连接组成长方体板框结构；在上绝缘固定介质板1的高压电极绝缘固定介质板13的通孔中插入绝缘介质管4，绝缘介质管4的上端开口、下端闭口，绝缘介质管4的直径与上绝缘固定介质板1通孔的直径相同，每根绝缘介质管4闭口端灌入绝缘粉末，每根绝缘介质管4开口方向插入高压电极5，每根高压电极5的一端插接在对应绝缘介质管4闭口端的绝缘粉末，高压电极5的另一端延伸至高压电极整合板7，高压电极整合板7平行于上绝缘固定介质板1放置，通过平衡螺母9与支撑柱3连接，高压电极整合板7将每根高压电极5连接在一起，引出高压线连接高压电源；在下绝缘固定介质板2的地电极绝缘固定介质板14的通孔中插入绝缘介质管4，绝缘介质管4的下端开口、上端闭口，绝缘介质管4的直径与下绝缘固定介质板2通孔的直径相同，每根绝缘介质管4闭口端灌入绝缘粉末，每根绝缘介质管4开口方向插入地电极6，每根地电极6的一端插接在对应绝缘介质管4闭口端的绝缘粉末，地电极的另一端延伸至地压电极整合板8，地压电极整合板8平行于下绝缘固定介质板2放置，通过平衡螺母9与支撑柱3连接，地压电极整合板8将每根地电极6焊接在一起，引出地线接地。
59.所述上绝缘固定介质板1由七层聚醚醚酮(一层高压电极绝缘固定介质板13及六层绝缘固定介质板15)制成，长度可为400mm，宽度为42mm，每层聚醚醚酮厚度为1mm。所述下绝缘固定介质板2由七层聚醚醚酮(一层地电极绝缘固定介质板14及六层绝缘固定介质板15)制成，长度可为400mm，宽度为42mm，每层聚醚醚酮厚度为1mm。所述支撑柱3由304不锈钢制成，包括两端直径为6mm、长度可为40mm的螺纹部分和直径可为10mm、长度可为96mm的圆柱部分制成，支撑柱3的螺纹部分与平衡螺母9螺纹连接。所述绝缘介质管4由石英材料制成，绝缘介质管4长度可为112mm，外径可为2mm，内径可为1.3mm。所述绝缘粉末可由三氧化二铝材料制成。所述高压电极5由铜棒制成，直径可为1.2mm，长度可为120mm。所述地电极6由铜棒制成，直径可为1.2mm，长度可为120mm。所述高压电极整合板7、地压电极整合板8由pcb材料制成，长度可为400mm，宽度为42mm。高压电极整合板7与上绝缘固定介质板1、地电极整合板8与下绝缘固定介质板2之间的距离5mm，通过调节平衡螺母9改变高压电极整合板7和地电极整合板8的高度位置，进而对放电面积进行改变。所述平衡螺母9由聚醚醚酮制成。
60.装置运行时，采用脉冲电源作为高压电源，电压幅值可为10～20kv，放电频率5～20khz。