專利名稱：外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，屬于臭氧發(fā)生器技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
大型臭氧發(fā)生器的工作原理都屬于介質(zhì)阻擋放電，一般由高壓電極、低壓電極、介 電體、放電氣隙組成放電單元，外加放電單元的冷卻設(shè)施和配套的高壓變頻電源組成臭氧 發(fā)生器。介質(zhì)材料有搪瓷、玻璃和陶瓷；電源頻率由工頻發(fā)展到中頻；放電氣隙由幾毫米縮 小到零點(diǎn)幾毫米；總之，隨著材料、電源和加工技術(shù)水平的不斷提高，大型臭氧發(fā)生器的技 術(shù)性能和工藝水平也在不斷提高。目前，國際上較典型的臭氧發(fā)生器是管式結(jié)構(gòu)的中頻機(jī)，采用搪瓷或玻璃介電材 料，產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到較高的水平，在氧氣源條件下，臭氧濃度為150mg/L時(shí)，電耗 約為9-10kwh/kg03，單臺(tái)設(shè)備臭氧產(chǎn)量可達(dá)數(shù)十公斤/小時(shí)。國內(nèi)也有生產(chǎn)搪瓷介電材料 的管式臭氧發(fā)生器，技術(shù)指標(biāo)與國際進(jìn)口產(chǎn)品還有一定差距，制約環(huán)節(jié)是搪瓷管的幾何精 度、介電材料的一致性難以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)前大型臭氧發(fā)生器普遍存在介電體損耗能量大、放電間隙氣路長、臭氧濃度很 難進(jìn)一步提高的缺點(diǎn)；尤其是高品質(zhì)的搪瓷管和玻璃管的加工難度很大，成品合格率很低， 直接影響了我國大型臭氧發(fā)生器的技術(shù)進(jìn)步；存在設(shè)備體積和重量較大、成本高、維修困難 等不足之處。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，改變已有臭氧發(fā) 生器的結(jié)構(gòu)，以使臭氧發(fā)生器具有節(jié)能高效、性能穩(wěn)定可靠、臭氧濃度高、單機(jī)產(chǎn)量大、體積 小、重量輕、加工組裝方便等特點(diǎn)，能靈活適應(yīng)臭氧設(shè)備用戶的各種需求。本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，由多個(gè)放電單元疊裝而成， 相互重疊的多個(gè)放電單元通過長螺栓相對(duì)固定，并組裝在臭氧發(fā)生器外殼的底板上；所述 的外殼上開有進(jìn)水口和出水口 ；所述的底板上設(shè)有出氣口和進(jìn)氣腔體，進(jìn)氣腔體上設(shè)有進(jìn) 氣口，進(jìn)氣腔體內(nèi)設(shè)有保險(xiǎn)管盒；所述的放電單元由地電極母板、地電極公板、板狀介電體、 氣隙墊片、高壓電極和彈性墊組成，所述的地電極母板和地電極公板的兩側(cè)分別開有氣體 通道，地電極母板的兩側(cè)氣體通道之間的表面開有冷卻流體通道，地電極母板的背面與地 電極公板之間依次設(shè)有板狀介電體、氣隙墊片、高壓電極、彈性墊、高壓電極、氣隙墊片和板 狀介電體，地電極母板和地電極公板的兩端部通過長螺栓相對(duì)固定；所述的高壓電極通過 保險(xiǎn)管盒中的保險(xiǎn)管與外部高壓線相連。本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，其優(yōu)點(diǎn)是1、本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，采用水/風(fēng)外冷型板式結(jié) 構(gòu)。在已有的板式臭氧發(fā)生器中都有一個(gè)內(nèi)設(shè)冷卻水流道的水盒或地電極板，將冷卻流體限制在地電極內(nèi)，同時(shí)要設(shè)置許多配水支管、總管等，則密封點(diǎn)位很多，組裝復(fù)雜。本實(shí)用新 型的冷卻流體流道在合成地電極盒的外面，內(nèi)部是放電氣隙和高壓電極等，這種結(jié)構(gòu)大幅 度地增加了冷卻流體與放電單元間的換熱面積，提高了冷卻效果，提高了臭氧轉(zhuǎn)化效率，既 能采取水冷方式，也能采用風(fēng)冷方式，不需要大量配水支管，避免了密封點(diǎn)過多帶來的泄露 風(fēng)險(xiǎn)，避免了連接點(diǎn)過多帶來的組裝困難，易于組裝。2、本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器的板式結(jié)構(gòu)，與已有的管式 發(fā)生器相比，板式結(jié)構(gòu)有易于實(shí)現(xiàn)加工精度的優(yōu)點(diǎn)，如介電體厚度的一致性、幾何尺寸的一 致性、氣隙的一致性等。3、本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，采用進(jìn)氣/出氣孔與放電 氣隙全部封裝在合成地電極內(nèi)的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有管式發(fā)生器是在壓力容器的兩端分別設(shè)置進(jìn)氣 腔和出氣腔，現(xiàn)有板式臭氧發(fā)生器是通過設(shè)置進(jìn)氣管(或腔)和出氣管，實(shí)現(xiàn)氣體的分配和 收集，即進(jìn)氣的分配區(qū)和出氣的收集區(qū)與地電極是分離的，是不同的部位；本實(shí)用新型將每 一個(gè)放電單元的進(jìn)氣分配區(qū)和出氣收集區(qū)與放電氣隙全部封裝在地電極內(nèi)，一組放電單元 的進(jìn)氣分配區(qū)和出氣收集區(qū)在疊裝時(shí)將分別合成為一個(gè)大的、統(tǒng)一的進(jìn)氣分配區(qū)和出氣收 集區(qū)，在一定數(shù)量內(nèi)可保證各單元放電氣隙的配氣均勻性。在保證了配氣均勻的同時(shí)，大大 降低了裝配的工作量和難度，減小了設(shè)備的體積，取消了大量的進(jìn)出氣分配管，從結(jié)構(gòu)上降 低了泄露風(fēng)險(xiǎn)。4、本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器中采用0型圈密封。采用0 型圈密封是很穩(wěn)妥的一種密封方式，現(xiàn)有的板式臭氧發(fā)生器有采用密封條密封方式的，密 封效果難以長期保證；本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就是要實(shí)現(xiàn)0型圈密封方式，提高密封效 果，降低組裝難度。5、本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器中，每單元擁有雙放電氣 隙。在同一個(gè)合成地電極盒內(nèi)設(shè)置有兩列放電氣隙，充分發(fā)揮各單元的作用，提高效率。6、本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器中，采用抗腐金屬薄板高壓 電極?，F(xiàn)有板式臭氧發(fā)生器往往采用很厚的金屬材料或復(fù)合性金屬材料做高壓電極，其材 料消耗量大、運(yùn)行過程中熱含量高，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需時(shí)間長，不利于熱量及時(shí)排出放電區(qū) 域；本實(shí)用新型采用薄板結(jié)構(gòu)，既減少了材料用量，又降低了高壓電極的熱含量，使設(shè)備能 快速達(dá)到穩(wěn)態(tài)，有利于熱量及時(shí)排出放電區(qū)域，提高臭氧發(fā)生效率。7、本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器采用疊層組裝方式。根據(jù)用 戶的需要，通過將一定數(shù)量的放電單元逐層疊放在一起(當(dāng)一疊內(nèi)放電單元過多時(shí)，應(yīng)分 兩疊或多疊組裝)，組成臭氧發(fā)生器的放電單元組，這種方式，生產(chǎn)速度快、交貨及時(shí)，通過 不變的基本單元實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的各種需求。8、本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器采用板狀介電體。在現(xiàn)有臭 氧發(fā)生器中，介電體的加工難度是制約因數(shù)，本實(shí)用新型采用板式結(jié)構(gòu)，避免了這一困難， 材料可選玻璃或陶瓷。9、本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器采用高頻電源。電源頻率的 高低，是由發(fā)生器結(jié)構(gòu)、材料的特性決定的?，F(xiàn)有臭氧發(fā)生器多采用中頻電源，效率較低；本 實(shí)用新型采用的是高頻電源，效率明顯提高。綜上所述，本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，具有節(jié)能高效、性能穩(wěn)定可靠、臭氧濃度高、單機(jī)產(chǎn)量大、體積小、重量輕、加工組裝方便等特點(diǎn)，能靈活適應(yīng) 臭氧設(shè)備用戶的各種需求。

圖1是本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是本臭氧發(fā)生器中的地電極盒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3的II-II剖視圖。圖5是圖3的I-I剖視圖。圖6是圖5中的A部的局部放大圖。圖7是構(gòu)成地電極盒的地電極母版的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是構(gòu)成地電極盒的地電極公板的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1-圖8中，1是進(jìn)氣口，2是出氣口，3是進(jìn)水口，4是出水口，5是高壓線，6地電 極母版，7是地電極公板，8是底板，9是長螺栓，10是外殼，11是法蘭螺栓，12是進(jìn)氣腔體， 13是保險(xiǎn)管盒，14是氣體通道，15是氣孔0型圈定位槽，16是冷卻流體通道，17是板狀介電 體，18是氣隙墊片，19是高壓電極，20是彈性墊，21是地電極0型圈定位槽，22是地電極固 定螺孔。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，由多個(gè) 放電單元疊裝而成，相互重疊的多個(gè)放電單元通過長螺栓9相對(duì)固定，并組裝在臭氧發(fā)生 器外殼10的底板8上。外殼10上開有進(jìn)水口 3和出水口 4。底板8上設(shè)有是出氣口 2和 進(jìn)氣腔體12，進(jìn)氣腔體12上設(shè)有進(jìn)氣口 1，進(jìn)氣腔體12內(nèi)設(shè)有保險(xiǎn)管盒13，如圖2所示。 放電單元由地電極母板6、地電極公板7、板狀介電體17、氣隙墊片18、高壓電極19和彈性 墊20組成，地電極母板6和地電極公板7的兩側(cè)分別開有氣體通道14，地電極母板6的兩 側(cè)氣體通道14之間的表面開有冷卻流體通道16，如圖3和圖4所示。地電極母板的背面 與地電極公板之間依次設(shè)有板狀介電體17、氣隙墊片18、高壓電極19、彈性墊20、高壓電極 19、氣隙墊片18和板狀介電體17，如圖5和圖6所示。地電極母板6和地電極公板7的兩 端部通過長螺栓9相對(duì)固定。高壓電極19通過保險(xiǎn)管盒13中的保險(xiǎn)管與外部高壓線5相 連。本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，按用戶的要求，將一定數(shù)量 的放電單元逐層疊放在一起，當(dāng)一疊內(nèi)放電單元過多時(shí)，可分兩疊或多疊組裝，組成臭氧發(fā) 生器的放電單元組，各放電單元間，通過地電極母板6、地電極公板7背面上的氣孔0型圈定 位槽15用0型密封圈保證氣路的密封，如圖5中所示，然后用長螺栓9將一疊放電單元固 定在帶有法蘭的底板8上。將放電單元組放入臭氧發(fā)生器的外殼10內(nèi)，通過法蘭螺栓11 固定壓力容器和放電單元組，并保證其密封。本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，其制備過程的第一步是準(zhǔn)備 材料；第二步是組裝一個(gè)一個(gè)的放電單元，每一疊層放電單元中必須有一個(gè)放電單元的地 電極公板7不需加工氣體通道14和氣孔0型圈定位槽15 ；第三步是將各放電單元逐一整齊的疊放在發(fā)生器組裝底板8上，注意要將沒有氣體通道14和氣孔0型圈定位槽15的地電極 公板7的單元放在最上面、各單元?dú)怏w通道14應(yīng)在同一側(cè)，用長螺栓9將各放電單元緊固， 確保該發(fā)生器不泄露；第四步打開進(jìn)氣腔體12，將各放電單元高壓線安裝在保險(xiǎn)管盒13的 高壓出線接線端子上，將高壓接線5連接在保險(xiǎn)管盒的進(jìn)線接線端子上，在高壓接線5與進(jìn) 氣腔體12的連接處采取柔性密封、保證不泄漏；第五步安裝外殼10，緊固法蘭螺栓11保證 該法蘭接口不泄露。本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，其放電單元的組裝過程中， 每一個(gè)放電單元由地電極母板6、地電極公板7、板狀介電體17、氣隙墊片18、高壓電極19、 彈性墊20組成。地電極公母板7、6是用具有高導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、抗臭氧氧化的金屬材料制 成，為降低材料用量、節(jié)約能源，采用擠壓成型的型材，經(jīng)機(jī)械加工而成，其結(jié)構(gòu)分別如圖7 和圖8所示。地電極公母板7、6內(nèi)設(shè)有氣體通道14、長螺栓螺孔9、地電極固定螺孔22、氣 孔0型圈定位槽15、地電極0型圈定位槽21，在地電極母版6上設(shè)有冷卻流體通道16。由 地電極公板7和地電極母版6合成一個(gè)地電極盒，盒內(nèi)形成一個(gè)平面腔體，能安裝兩個(gè)板狀 介電體17和高壓電極19、一個(gè)彈性墊20，通過氣隙墊片18的支撐作用形成兩列放電氣隙。 板狀介電體17應(yīng)緊貼地電極公母板的內(nèi)側(cè)，保證兩者之間有良好的導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性，板狀 介電體17的平面尺寸小于地電極盒內(nèi)平面腔體尺寸，以避免不同材料因熱脹冷縮不一致 使介電體損壞。高壓電極19采用抗腐金屬薄板制作，既減少了材料用量，又降低了高壓電 極19的熱含量，使設(shè)備能快速達(dá)到穩(wěn)態(tài)，有利于熱量及時(shí)排出放電區(qū)域，提高臭氧發(fā)生效 率，采用金屬薄板降低了高壓電極19的剛度，在彈性墊20和氣隙墊片18的共同作用下，能 讓高壓電極19與介電體17間形成很均勻一致的放電氣隙，不需通過嚴(yán)格控制機(jī)械加工精 度來實(shí)現(xiàn)，在保證功能要求一致的條件下，降低了加工難度。彈性墊20采用抗臭氧氧化性 好的橡膠類材料制成，主要作用是給高壓電極19提供一定強(qiáng)度的壓力，壓迫板狀介電體的 兩側(cè)邊緣，在高壓電極19和地電極公母板7、6之間形成絕緣層，將通氣斷面內(nèi)除放電氣隙 之外的所有縫隙阻斷，防止氣體超越放電氣隙。在組裝放電單元時(shí)，應(yīng)先將高壓電極19的 高壓引線連結(jié)好，保持一定長度且從氣體通道14引出。將地電極0型圈放入地電極0型圈 定位槽21中，將地電極固定螺栓旋進(jìn)地電極固定螺孔22內(nèi)，緊固密封。各單元疊層組裝較簡單，注意地電極公母板的順序——公母相間，高壓引線應(yīng)位 于氣體通道14的同一側(cè)，各放電單元?dú)怏w通道14之間在氣孔0型圈定位槽15上應(yīng)加一個(gè) 氣孔0型圈，保證單元間的密封要求。本實(shí)用新型提出的外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，其工作原理如下380v/50HZ的三相交流電源經(jīng)整流橋整流后得到脈動(dòng)的直流電，再經(jīng)電容器濾波 獲得平穩(wěn)的直流電壓，供給功率驅(qū)動(dòng)電路，全橋功率驅(qū)動(dòng)電路在IOOus周期方波脈沖作用 下完成開關(guān)，產(chǎn)生可調(diào)節(jié)頻率的方波電源，經(jīng)高壓變壓器升壓至3000v，串聯(lián)諧振電感后接 入臭氧發(fā)生室，形成可調(diào)節(jié)頻率的交流電源。高頻高壓電源作用在臭氧發(fā)生器的高壓電極 和地電極之間時(shí)，在有介電體阻擋的放電氣隙中發(fā)生無聲電暈放電，使氣隙中流動(dòng)的氧分 子電離成氧原子，再與沒電離的氧分子結(jié)合成臭氧分子，產(chǎn)生的含臭氧氣體供工藝使用，兩 個(gè)電極產(chǎn)生的熱量被冷卻流體帶出臭氧發(fā)生器，保持電極工作溫度穩(wěn)定。調(diào)整輸入電壓或 改變進(jìn)氣流量、壓力，可方便的調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器的臭氧濃度、產(chǎn)量，供工程實(shí)際需要。
權(quán)利要求外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，其特征在于該臭氧發(fā)生器由多個(gè)放電單元疊裝而成，相互重疊的多個(gè)放電單元通過長螺栓相對(duì)固定，并組裝在臭氧發(fā)生器外殼的底板上；所述的外殼上開有進(jìn)水口和出水口；所述的底板上設(shè)有出氣口和進(jìn)氣腔體，進(jìn)氣腔體上設(shè)有進(jìn)氣口，進(jìn)氣腔體內(nèi)設(shè)有保險(xiǎn)管盒；所述的放電單元由地電極母板、地電極公板、板狀介電體、氣隙墊片、高壓電極和彈性墊組成，所述的地電極母板和地電極公板的兩側(cè)分別開有氣體通道，地電極母板的兩側(cè)氣體通道之間的表面開有冷卻流體通道，地電極母板的背面與地電極公板之間依次設(shè)有板狀介電體、氣隙墊片、高壓電極、彈性墊、高壓電極、氣隙墊片和板狀介電體，地電極母板和地電極公板的兩端部通過長螺栓相對(duì)固定；所述的高壓電極通過保險(xiǎn)管盒中的保險(xiǎn)管與外部高壓線相連。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種外冷雙氣隙疊層板式臭氧發(fā)生器，屬于臭氧發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域。臭氧發(fā)生器中，相互重疊的多個(gè)放電單元通過長螺栓相對(duì)固定在外殼的底板上，外殼上開有進(jìn)、出水口。底板上設(shè)有出氣口和進(jìn)氣腔體。放電單元由地電極母板、地電極公板、板狀介電體、氣隙墊片、高壓電極和彈性墊組成。地電極母板和地電極公板的兩側(cè)分別開有氣體通道，其兩端部通過長螺栓相對(duì)固定。地電極母板的兩側(cè)氣體通道之間的表面開有冷卻流體通道。高壓電極通過進(jìn)氣腔體內(nèi)的保險(xiǎn)管與外部高壓線相連。本臭氧發(fā)生器具有節(jié)能高效、性能穩(wěn)定可靠、臭氧濃度高、單機(jī)產(chǎn)量大、體積小、重量輕、加工組裝方便等特點(diǎn)，能靈活適應(yīng)臭氧設(shè)備用戶的各種需求。
文檔編號(hào)C01B13/11GK201634422SQ20092035068
公開日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者張菁煒 申請(qǐng)人:張菁煒