一种发生臭氧的放电管元件制造技术

本发明专利技术涉及一种制备臭氧的发生器设备，由高压电极、管状介电体、接地极、左右绝缘端盖和中间绝缘套圈构成；在两个管状介电体的内侧或外侧分别设置同轴的高压电极、接地极，元件的两个高压电极分别与电源的两个高压输入端连接，两个高压电极和两个管状介电体之间用绝缘材料制成的绝缘套圈相互隔离，在绝缘套圈上设有安放管状介电体的定位卡和放电间隙排气通道；且高压电极设在管状介电体的内侧时，接地极则设置在管状介电体的外侧，反之则设置在内侧；用绝缘套圈上的定位卡槽控制放电间隙为０．２－５．０ｍｍ，保证放电间隙均等；本发明专利技术降低了设备的加工难度和制造成本，电极也易冷却、装置整体轻巧紧凑、设备制造成本降低。

【技术实现步骤摘要】
一种发生臭氧的放电管元件
本专利技术涉及一种制备臭氧的发生器设备，具体地说，是涉及用电晕放电生成臭氧的放电管元件。
技术介绍
现有技术中，用于制备臭氧的发生器设备主要是由电源和发生臭氧的放电管元件组成。公知的现已工业化应用的臭氧设备大部分是采用放电管元件电晕放电生产臭氧的方法，这种元件主要为多管式组合或多板式组合结构。臭氧发生器整机一般是由电源、放电管元件、元件水冷却和风冷却系统，及与其配套的电气控制系统和氧气或空气供气过滤系统组成。在上述设备中，放电管元件是产生臭氧的关键设备，放电管元件单元一般设有两个电极：其中一个为高压极、另一个为接地极。单个臭氧放电管元件的构成也是由内管电极和外管电极组成，中间隔有介电体，内管电极和外管电极的其中一个电极作为接地极通水冷却，另一电极风冷或通油冷却。《臭氧技术及应用》(北京：化学工业出版社，2002.3ISBN 7-5025-3743-0)一书中揭示：卧管式水冷臭氧发生器是当前臭氧应用中用得最普遍的，其放电管电晕元件单元由一根接地的不锈钢外管和一根内表面用金属材料涂层的同轴玻璃介电管组成。两根管的金属表面构成两个电极，其中接地极为通水冷却，在玻璃管介电体和外部同轴的不锈钢管之间为通气间隙。由于这种套管式放电管元件的电极表面积大，所以两极间的电容也大，由于元件的电容与电场强度成反比，要提高元件的电场强度，就需提高电源输入给电晕元件的外加峰值电压，这样易造成介电体因长期在高电压状态下工作被击穿，从而影响放电管元件的使用寿命。这种放电管元件的接地极由于直接接地和通水冷却会使冷却水中带电，将造成一定的漏电损耗。另外，采用这种管式、板式放电管元件的臭氧发生器设备通常存在体积大、臭氧产量低、能耗高、故障率高、难维护等缺陷。导致这些缺陷的主要原因有：现有的臭氧发生器为减少电耗，通常把电晕元件介电体的厚度或介电体涂层的厚度制成较薄的形状，这样会降低介电体的介电常数，当电源外加电压过高时，往往造成电晕元件易击穿；现有的臭氧发生器为提高臭氧浓度，需要增加放电管电晕元件介电体的长度和提高加工精度，这样将大大提高臭氧发生器的制造成本和加工难度；此外，由于多数管式、板式组合电晕元件的电极表面积过大，使两极间的电容剧增，当外加峰值电压不变时，放电间隙内的电场强度因两极间的电容很大而被消弱了。由于放电间隙内的电场强度低，氧分子在通过放电电场时无法被高能量密度的电子大量分解电离，就导致生成的臭氧浓-->度偏低，大部分电能仅产生低能量的电晕以废热形式被消耗掉，且低能量的电晕不仅不能生成臭氧，产生的废热反而破坏臭氧。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于发生臭氧的放电管元件。其降低了设备的加工难度和制造成本，电极也易冷却、装置整体轻巧紧凑、设备制造成本降低。为实现上述目的，本专利技术提供一种发生臭氧的放电管元件，其特征是发生臭氧的放电管元件由高压电极、管状介电体、接地极、左右绝缘端盖和中间绝缘套圈构成；在两个管状介电体的内侧或外侧分别设置同轴的高压电极、接地极，元件的两个高压电极分别与电源的两个高压输入端连接，两个高压电极和两个管状介电体之间用绝缘材料制成的绝缘套圈相互隔离，防止两个高压极之间、高压极与接地极之间击穿短路，在绝缘套圈上设有安放管状介电体的定位卡和放电间隙排气通道；由于高压极与接地极之间隔有管状介电体，高压电极设在管状介电体的内侧时，接地极则设置在管状介电体的外侧，反之则设置在内侧；用绝缘套圈上的定位卡槽控制放电间隙为0.2-5.0mm，保持放电间隙均等；高压电极的高压连接导线从左右的绝缘端盖处引出。接通电源后两个高压电极通过管状介电体阻挡与同轴放置的接地极管感应放电产生电晕。本专利技术所述放电管元件的两个高压电极可以设置在管状介电体的任意一侧，设置在管状介电体的外侧，两个高压电极由同轴、彼此绝缘且对称的金属夹套管组成，金属夹套管内通入绝缘的冷却介质冷却，管状介电体内放置一金属管作为接地极；或是两个高压电极设置在管状介电体内侧，两个高压电极是由在同一根或两根直径相同的非金属绝缘管上涂覆或烧结彼此对称且绝缘的导电膜构成，管状介电体外设置金属夹套管作为接地极。上述同一根或两根直径相同的非金属绝缘管上涂覆或烧结的导电膜构成两个高压电极，导电膜加工成彼此对称、同轴且绝缘的螺旋形或环形，导电膜螺线或环线的宽度为2.0-4.0mm，螺距或环距为2.0-6.0mm之间，两个高压电极之间间隔应≥20mm以上。上述两个导电膜构成的两个高压电极，还可以在两个直径相同且对称的管状介电体上直接涂覆或烧结而成，用管状介电体替代非金属绝缘管，管状介电体内放置一个导电的金属管作为接地极也能构成本专利技术的放电管元件。本专利技术还在于无论是在金属管上直接喷涂陶瓷釉料制成的管状介电体、或是在管状介电体上直接涂覆或烧结导电膜的设计，均能制成本专利技术轴向对称的放电管元件，采用在金属管内壁或外壁的表面直接烧结陶瓷釉料制成管状介电体，也能够降低放电管元件的制造成本。本专利技术特征还在于当放电管元件由两个同轴且对称的金属外套管作为高压电极、介电体内用金属管作接地极时，这样的放电管单元有内外2个同心圆构成的环状放电电晕间隙；当电晕元件在介电体的外表面涂覆或烧结对称的导电膜电极时，这样的元件单元有1个圆环状放电电晕间隙。本专利技术还在于介电体内放置的冷却管可以是金属管、也可以是绝缘的非金属管，放-->电管元件仅能用金属管作为接地极和通入水作为冷却液用于元件冷却；金属管是由给入水的内套管、回流排水的外套金属管接地极构成，回流排水的金属管接地极的一端封闭，因此冷却回水可从给入水的同一端出口排出，这样有利于减小金属管接地极因局部热膨胀变形，也提高了冷却水的冷却效率并方便设备检修。高压电极设置在管状介电体内时，两个高压电极是由在非金属绝缘管涂覆或烧结彼此绝缘的导电膜组成，非金属绝缘管内通入绝缘的介质油作冷却液，防止两个高压电极之间短路，并使高压电极工作时产生的热量直接传递给介质油，介质油再通过一个热交换器使之冷却降温，保持介质油温≤35℃。介质油应选择绝缘性高、导热好、粘度低的液体，如选用变压器油、硅油、氟油、氟里昂115等。本专利技术对称结构的放电管元件，在单个元件管状介电体的内、外侧可形成2个同心圆环状的电晕间隙，且这种放电管元件能使用较短的管状介电体，比现有放电管元件使用的管状介电体的长度缩短50％左右，既降低了放电管元件管状介电体的加工难度，又有利于放电电极与管状介电体保持同心、使放电间隙内电晕均匀，并避免了因管状介电体加工精度的偏差，造成放电间隙内局部电晕增强、偏移而导致管状介电体易击穿的问题，也有利于在同轴方向连接多个放电管元件，大幅度提高了臭氧浓度；采取在管状介电体的外表面直接涂覆或烧结导电膜以及在金属管上直接烧结釉料制成介电体的方式；这种放电管元件仅有1个圆环状的电晕间隙，在管状介电体上直接涂覆或烧结对称的导电膜有利于这种放电管元件电极的风冷或油冷散热。上述对称结构的放电管元件工作时放电电晕更加集中、致密、均匀，高压极和接地极都能得到有效的冷却，从而保持臭氧浓度稳定，整机工作时臭氧浓度不会衰减。本专利技术的优点：(1)通过对放电管元件结构的特殊设计，确保电极在同轴方向上的间隙均匀，减小了介电体的长度和加工精度，增大电极表面积的臭氧发生量，这种放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发生臭氧的放电管元件，其特征是由高压电极（１）、管状介电体（３）、接地极（２）、左右绝缘端盖（５）、（１０）和中间绝缘套圈（４）构成；在两个管状介电体（３）的内侧或外侧分别设置同轴的高压电极（１）、接地极（２），元件的两个高压电极（１）分别与电源的两个高压输入端连接，两个高压电极（１）和两个管状介电体（３）之间用绝缘材料制成的绝缘套圈（４）相互隔离，在绝缘套圈（４）上设有安放管状介电体（３）的定位卡（１２）和放电间隙（６）排气通道；且高压电极（１）设在管状介电体（３）的内侧时，接地极（２）则设置在管状介电体（３）的外侧，反之则设置在内侧；用绝缘套圈（４）上的定位卡（１２）槽控制放电间隙（６）为０．２－５．０ｍｍ，保证放电间隙（６）均等；高压电极（１）的高压连接导线从左右的绝缘端盖（５）、（１０）处引出。

【技术特征摘要】
1、一种发生臭氧的放电管元件，其特征是由高压电极(1)、管状介电体(3)、接地极(2)、左右绝缘端盖(5)、(10)和中间绝缘套圈(4)构成；在两个管状介电体(3)的内侧或外侧分别设置同轴的高压电极(1)、接地极(2)，元件的两个高压电极(1)分别与电源的两个高压输入端连接，两个高压电极(1)和两个管状介电体(3)之间用绝缘材料制成的绝缘套圈(4)相互隔离，在绝缘套圈(4)上设有安放管状介电体(3)的定位卡(12)和放电间隙(6)排气通道；且高压电极(1)设在管状介电体(3)的内侧时，接地极(2)则设置在管状介电体(3)的外侧，反之则设置在内侧；用绝缘套圈(4)上的定位卡(12)槽控制放电间隙(6)为0.2-5.0mm，保证放电间隙(6)均等；高压电极(1)的高压连接导线从左右的绝缘端盖(5)、(10)处引出。2、根据权利要求1所述的一种发生臭氧的放电管元件，其特征是放电管元件的两个高压电极(1)设置在管状介电体(3)的任意一侧，设置在管状介电体(3)外侧时，两个高压电极(1)由同轴、彼此绝缘且对称的夹套管组成，夹套管内部构成通入绝缘的冷却介质的冷却管；或者是两个高压电极(1)设置在管状介电体(3)内侧，两个高压电极(1)是由在同一根或两根直径相同的非金属绝缘管(13)上涂覆或烧结彼此对称且绝缘的导电膜构成。3、根据权利要求2所述的一种发生臭氧的放电管元件，其特征是：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永昆，孟宪昴，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]