多單元模塊化板式臭氧發生器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種多單元模塊化板式臭氧發生器，屬于臭氧發生器領域。通過焊接或拉管或空心螺柱或冷拔等連接方式，將模塊內各放電單元的地電極與側板、端板連接成一個整體的金屬結構，形成地電極架。在地電極架上安裝進出氣蓋板、進出水蓋板、高壓電纜等，形成臭氧發生器模塊。通過并聯或串聯方式將多個臭氧發生器模塊組裝成滿足用戶需要的臭氧發生器。放電單元由地電極板、板狀介電體、高壓電極和彈性墊組成。進出氣蓋、進出水蓋用螺栓固定在地電極架上，采用O型圈密封。彈性墊采用耐臭氧氧化的彈性材料制作。板狀介電體的材質可用玻璃或陶瓷，一面附有金屬薄膜。采用高頻高壓電源。
【專利說明】多單元模塊化板式臭氧發生器
【技術領域】
[0001]本發明屬于臭氧高效生產裝置，是一種適合規模生產的多單元模塊化大型板式臭氧發生器。
【背景技術】
[0002]大型臭氧發生器的工作原理都屬于介質阻擋放電，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施和配套的高壓變頻電源組成臭氧發生器。介質材料有搪瓷、玻璃和陶瓷；電源頻率由工頻發展到高頻；放電氣隙由幾毫米縮小到零點幾毫米；總之，隨著材料、電源和加工技術水平的不斷提高，大型臭氧發生器的技術性能和工藝水平也在不斷提高。
[0003]目前，國際上較典型的臭氧發生器是管式結構的中頻機，采用搪瓷或玻璃介電材料，產品主要技術指標已達到較高的水平，在氧氣源條件下，臭氧濃度為150mg/L時，電耗約為9-10kwh/kg03,單臺設備臭氧產量可達數十公斤/小時。國內也有生產搪瓷介電材料的管式臭氧發生器，技術指標與國際進口產品還有一定差距，制約環節是:搪瓷管的幾何精度、介電材料的一致性難以實現。
[0004]近幾年大型板式臭氧發生器也有一定的發展，技術指標已達國際水平。
[0005]當前大型管式臭氧發生器普遍存在介電體損耗能量大、放電間隙氣路長、臭氧濃度很難進一步提高的缺點；尤其是高品質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生器的技術進步。大型板式臭氧發生器起步晚，存在結構復雜、易泄漏點多、易老化的合成材料用量多、后期維護量大、單機產量小等不足，影響了其進一步的發展。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種結構穩固、裝配快捷的多單元模塊化板式臭氧發生器，具有結構穩固、裝配快捷、性能穩定可靠、臭氧濃度高、單機產量大、體積小、重量輕、加工組裝方便等特點，能靈活適應臭氧設備用戶的各種需求。
[0007]本發明是通過以下技術方案實現的:
由多組放電單元組裝成一個臭氧發生器模塊，按用戶要求可將一個或多個模塊并聯或串聯成臭氧發生器。所述的放電單元由地電極板、板狀介電體、高壓電極和彈性墊組成，每一模塊內的地電極板是一個形如多層框架的整體金屬結構，簡稱為地電極架。所述的地電極架由多個地電極板、側板、端板組成的整體金屬結構。所述的臭氧發生器模塊由多組放電單元、進氣蓋、出氣蓋、進水蓋、出水蓋組成，接通電源具備獨立生產臭氧的能力。所述的進氣蓋用螺栓固定在地電極架的進氣側，形成進氣腔，采用O型圈密封。所述的出氣蓋用螺栓固定在地電極架的出氣側，形成出氣腔，采用O型圈密封。所述的進水蓋用螺栓固定在地電極架的進水側，形成進水腔，采用O型圈密封。所述的出水蓋用螺栓固定在地電極架的出水偵牝形成出水腔，采用O型圈密封。所述的進氣腔內安裝有保險管盒，保險管盒內有與放電單元數量對應的保險管，保證在某放電單元出現擊穿時，整臺臭氧發生器還能正常運行。所述的高壓電極采用抗腐金屬薄板制作，一端設有高壓引線固定孔。所述的彈性墊采用耐臭氧氧化的彈性材料制作，通過彈性墊對高壓電極均勻的施壓，保證高壓電極、板狀介電體與地電極間的氣隙均勻一致。所述的板狀介電體，材質可用玻璃或陶瓷，一面附有金屬薄膜。
[0008]本發明與已有技術對比，其特點是:
本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器采用多單元整體地電極結構。在臭氧發生器中地電極既是放電時的地極，也是對放電單元進行冷卻的冷卻器，在大型臭氧發生器中都是采用水冷方式，已有的板式臭氧發生器，無論是內冷式還是外冷式，各放電單元的地電極都是單獨一塊或一個，然后再將單元組裝或疊裝在一起，各單元間的水路密封、配水是板式臭氧發生器的重要環節，通常要設置許多配水支管、總管等，則密封點位很多，組裝復雜；本發明的多單元框架整體地電極結構，完全不需要各單元間的水路密封，采用腔體配水，配水均勻、可靠，整體地電極結構保證了各放電單元地電極電位的一致，熱的均勻分布，增加了冷卻流體與地電極間的換熱面積，提高了臭氧轉化效率。避免了密封點過多帶來的泄漏風險，避免了連接點過多帶來的組裝困難，避免了因接地不良帶來的放電單元失效。
[0009]本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器采用多單元整體模塊化設計。現有管式臭氧發生器通常是一個整體容器結構，不可能實現模塊化；板式臭氧發生器因組裝方面的限制，通常實行模塊化，但模塊內的各放電單元還可以一個一個的分離。本發明通過采用多單元框架整體地電極結構，一個模塊內的地電極是一個整體金屬結構，難以分離，一旦分離則各放電單元也不能獨立存在，模塊化設計有利于提高生產效率，便于搬運、安裝、維修。
[0010]本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器采用板式結構，與管式臭氧發生器相t匕，有易于實現加工精度的優點，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，便于生產出高臭氧濃度、低能耗的臭氧發生器，大大降低主要材料損耗率。
[0011]本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器中采用O型圈密封。采用O型圈密封是很穩妥的一種密封方式，現有的板式臭氧發生器有采用密封條密封方式的，密封效果難以長期保證；本發明在結構設計時，就是要實現O型圈密封方式，提高密封效果，降低組裝難度。
[0012]本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器采用高頻電源。電源頻率的高低，是由發生器結構、材料的特性決定的。現有臭氧發生器多采用中頻電源，效率較低；本發明采用高頻電源，效率明顯提高。
[0013]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1是本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器的總裝系統圖；
圖2是本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器模塊主視圖；
圖3是圖2的A-A視圖；
圖4是本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器地電極架的主視圖；
圖5是圖4的A-A視圖
圖6是本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器放電單元結構圖；
圖7是本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器側板示意圖；
圖8是本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器地電極板示意圖；
圖1一圖6中，I是進氣管、2是出氣管、3是進水管、4是出水管、5是高壓電纜、6是臭氧發生器模塊、7是地電極架、8是放電單元、9是進出水蓋、10是進出氣蓋、11是螺栓、12是O型圈、13是保險管盒、14是地電極板、15是側板、16是端板、17是氣隙墊片、18是板狀介電體、19是高壓電極、20是彈性墊、21是放電氣隙。
[0014]【具體實施方式】:
本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器，其模塊結構如圖2、圖3所示，實施方式有兩種。
[0015]一種是利用專門開發的組裝平臺，將一定數量的放電單元8整齊置于組裝平臺上，均勻施壓，使放電單元組中各個地電極板14上的孔與兩塊側板15上的孔一一對應，然后采用焊接或拉管或空心螺柱或冷拔等連接方式，將一組地電極板14、兩塊側板15和兩塊端板16組裝成一個整體的地電極架7,如圖4、圖5所示,應保證地電極板14與側板15間孔孔連接處、側板15與端板16連接處的密封，整體導電性好；每兩塊地電極板14之間已放置有氣隙墊片17、板狀介電體18、高壓電極19和彈性墊20，留有放電氣隙21，如圖6所示；在進氣腔體安裝保險管盒13并連接各放電單元高壓電纜5，蓋上進出氣蓋10和進出水蓋9，加O型圈12密封，用螺栓11固定；安裝進氣管1、出氣管2、進水管3、出水管4，如圖2、圖3所示。
[0016]另一種是利用專門開發的組裝平臺，將一定數量的地電極板14與側板15和端板16，按孔對齊的要求，采用焊接或拉管或空心螺柱或冷拔等連接方式，組裝成一個整體的地電極架7，如圖4、圖5所示，應保證地電極板14與側板15間孔孔連接處、側板15與端板16連接處的密封，整體導電性好；然后將氣隙墊片17、板狀介電體18和高壓電極19，按圖6所示，逐一安裝于兩塊地電極板14之間，采用在兩塊高壓電極19之間填充耐臭氧橡膠的方式形成彈性墊20 ;在進氣腔體安裝保險管盒13并連接各放電單元高壓電纜5，蓋上進出氣蓋10和進出水蓋9，加O型圈12密封，用螺栓11固定；安裝進氣管1、出氣管2、進水管3、出水管4，如圖2、圖3所示。
[0017]本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器，按用戶的要求，將一定數量的臭氧發生器模塊，按圖1所示，通過管道和高壓電纜連接成一臺完整的具備滿足用戶產量要求的臭氧發生器；只要將各模塊的進氣管1、出氣管2、進水管3、出水管4和高壓電纜5分別連接在一起即可，此工作可在生產車間進行，也可在用戶臭氧車間進行。
[0018]本發明提出的多單元模塊化板式臭氧發生器，其制造過程的第一步是準備材料；第二步是組裝地電極架，將一組地電極板14、兩塊側板15和兩塊端板16，通過焊接或拉管或空心螺柱或冷拔等連接方式，組裝成一個整體的地電極架7，同時或先后完成一組放電單元的組裝，進行氣腔或水腔的氣密性試驗、各放電單元的耐壓試驗；第三步是安裝保險管盒13、高壓電纜5、進出氣蓋10和進出水蓋9，安裝進氣管1、出氣管2、進水管3、出水管4，進行氣密性試驗；第四步是按用戶要求，進行個性化設計，完成幾個臭氧發生器模塊的組裝；第五步是接通臭氧電源，進行整機調試、檢驗合格。
[0019]本發明的工作原理
完整的臭氧發生器應由高頻高壓電源和臭氧發生室兩部分組成，由于電源是通用技術，影響臭氧發生器性能的關鍵是臭氧發生室，通常將臭氧發生室稱為臭氧發生器；所述的高頻高壓電源由變頻電源、諧振電感、高壓變壓器組成，變頻電源輸出的方波電源，經高壓變壓器升壓至3000v，串聯諧振電感后與臭氧發生器的放電單元一電容組成諧振電路，產生可調節頻率的交流電源；所述的變頻電源是采用通用的整流-逆變技術將380v/50Hz的三相交流電源轉變為可調節頻率的方波電源；高頻高壓電源作用在臭氧發生器的高壓電極和地電極之間時，在有介電體阻擋的放電氣隙中發生無聲電暈放電，使氣隙中流動的氧分子電離成氧原子，再與沒電離的氧分子結合成臭氧分子，產生的含臭氧氣體供工藝使用，兩個電極產生的熱量被冷卻流體帶出臭氧發生器，保持電極工作溫度穩定。調整輸入電壓或改變進氣流量、壓力，可方便的調節臭氧發生器的臭氧濃度、產量，供工程實際需要。
【權利要求】
1.多單元模塊化板式臭氧發生器，其特征在于采用多單元整體地電極結構，多單元模塊化設計，采用焊接或拉管或空心螺柱或冷拔等連接方式，將模塊內各放電單元的地電極連接成一個整體的金屬結構，即地電極架，在地電極架上安裝進出氣蓋板、進出水蓋板、高壓電纜等，形成臭氧發生器模塊，通過并聯或串聯方式將多個臭氧發生器模塊組裝成滿足用戶需要的臭氧發生器。
2.所述的放電單元由地電極板、板狀介電體、高壓電極和彈性墊組成，每一模塊內的地電極板是一個形如多層框架的整體金屬結構。
3.所述的地電極架是由多個地電極板、側板、端板通過焊接或拉管或空心螺柱或冷拔等連接方式組成的整體金屬結構。
4.所述的臭氧發生器模塊由多組放電單元、進氣蓋、出氣蓋、進水蓋、出水蓋組成，接通電源具備獨立生產臭氧的能力。
5.所述的進出氣蓋、進出水蓋用螺栓固定在地電極架上，采用O型圈密封。
6.所述的彈性墊采用耐臭氧氧化的彈性材料制作，通過彈性墊對高壓電極均勻的施壓，保證高壓電極、板狀介電體與地電極間的氣隙均勻一致。
7.所述的板狀介電體，材質可用玻璃或陶瓷，一面附有金屬薄膜。
8.所述的高壓電極通過保險管盒中的保險管與外部高壓線相連。
【文檔編號】C01B13/11GK104512868SQ201510014579
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2015年1月13日 優先權日:2015年1月13日
【發明者】張發鵬 申請人:張發鵬