專利名稱：等離子綜合凈化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于環境保護技術領域，是一種等離子綜合凈化裝置。
隨著工業生產的發展，大量廢氣、粉塵、煙霧等有害氣體的排放，對環境污染日趨嚴重，并對人類健康以及社會發展帶來不利影響。因此，治理廢氣、粉塵、煙霧等有害氣體的污染是環境保護的重大課題。目前，對工礦企業的廢氣、家庭煙油的凈化裝置大都采用過濾式，即將有害氣體經過活性碳、無紡布等的過濾，把有害物質吸附在這些裝置上。這種裝置必須定期更換過濾部件，給使用帶來不便，提高了使用成本，而且影響凈化效率。這種裝置也難以做成大容量、大面積的設備，使其應用受到局限。
本實用新型的目的在于提出一種利用等離子技術，能夠方便、高效、快速去除廢氣、粉塵、煙霧中有害物質的綜合凈化裝置。
本實用新型設計的廢氣、粉塵、霧煙等有害氣體的綜合凈化裝置，采用等離子技術，它由電器部分(等離子發生和控制電路)、正負電極板和正負電極材料構成。其中，作為一個凈化單元體，有正、負電極板各2塊，兩塊正極板相對平行排列，用于固定正極材料，兩塊負極板以一定間隔分別并列排列于兩塊正極板兩側，用于固定負極材料，且負極材料穿過兩塊正極板上的對應孔，并與正極板隔離，以防止短路的發生。正、負電極材料的布局方式為在垂直和水平方向上，一個正極和一個負極相間排列。正電極組成正極方陣，負電極組成負極方陣。其正、負電極的數量由設備的設計要求確定。其結構如圖1-圖3所示。
本實用新型設計的綜合凈化裝置，其單元體可根據不同使用場合的需要設計成不同的尺寸，小的可做成香煙盒大小，大的可做成如房屋大小，通常的尺寸范圍為10×10×3～200×100×100(cm)。
根據不同使用要求，本實用新型中的單元體，其正電極和負電極材料分別或同時采用下述形狀之一種金屬絲、金屬條、金屬棒、金屬管。例如，正、負電極都采用同一規格的金屬絲，或者都采用同一規格的金屬棒，等等；又如，正、負電極分別采用同一規格的金屬絲和同一規格的金屬管，或者分別采用同一規格的金屬絲和同一規格的金屬條，等等。
本實用新型中的用于固定正、負電極的正、負電極板采用絕緣材料，正、負電極采用金屬材料，其性能要求耐高溫、耐高壓、耐腐蝕、不氧化、壽命長、空氣阻力小。金屬管、捧、條類的可有不銹鋼、不銹鐵、鋁、鋁合金、黃銅等，金屬絲類的可有鉬絲、鎳絲、不銹鋼絲、康銅絲等。
本實用新型可根據不同應用的需要，可組成各種不同規模大小的綜合凈化裝置。它可以使用上述結構的一個單元體構成一個凈化裝置，也可以用多個凈化單元體組合成一個凈化裝置。例如，工礦企業、大型船舶煙囪直徑大(比如1米)、排煙量大，將需要15-20個凈化單元體組成一級凈化區，而每個凈化單元體設置18-32個正電極和相應的負電極，即單元體中的電極列陣可為6×6-8×8，正、負電極相同。正、負電極可以采用金屬絲，第一級凈化區的任務是電離有害氣體。另外，還可設置第二級凈化區，凈化單元體的個數及每個凈化單元體中電極布局和數量可以同上，正極可采用金屬管或金屬棒，負極可采用金屬絲，主要用于分解有害氣體。此外，還可設置第三級凈化區，用于收集分解后的有害物質，各個凈化單元體的電極配置可以同第二級凈化區，正、負電極可采用金屬管或金屬棒，或同第二級凈化區。收集的有害物質由存貯器存貯，不對外釋放。凈化后出來的氣體達到無毒、無色，清新自然。而且，不存在二次污染，工廠、船舶使用本綜合凈化裝置后，可取消煙囪之類的排煙設備，可消滅工廠、船舶上空的“黑龍”現象。
本實用新型設計的綜合凈化裝置，用于工廠、大型船舶等場合的，其凈化單元體的電極材料(棒、管、條、絲)長度一般可選擇150-300cm，金屬管的直徑為1.0-2.4cm，金屬條的厚度為0.3-0.5cm，寬度為1-3cm，金屬棒直徑為0.3-0.8cm，金屬絲Φ0.2-1.0mm。一般用于柴油車(船)、民用煙囪的凈化裝置，其電極長度為100～120cm，金屬管的直徑為1.0-1.4cm，其他形狀的尺寸可以同上，這種凈化裝置只要一級凈化區即可達到效果。一般情況下，負電極比正電極長10～35cm，正、負電極板之間距離為4-18cm，正極板厚0.5-0.8cm，長25-45cm，寬8-22cm。正極板上，對應于正極的數量和位置開有相應數量的園孔，直徑為0.5-0.8cm，用于定位、緊固正電極，對應于負極的數量和位置開有相應數量的大園孔，直徑1.2-2.0cm，用于穿過負電極。見附圖2所示。負極板上對應于負極的數量和位置開有相應數量園孔，用于定位、固定負電極。在正極板和負極板上定位、固定正、負電極可采用尼龍螺絲。
本實用新型設計的綜合凈化裝置對廢氣、粉塵、煙霧等氣體的凈化效果十分明顯，對工礦企業、大型輪船的大型煙囪，使用三級凈化裝置，可完全除去其中的粉塵及其他有害物質，使排出氣體無色無毒，清新自然。對于排煙口直徑為20cm左右的排煙情形，凈化設備一般只要長、寬各一米大小，即可達到預斯的凈化效果，凈化指數在95％以上。該設備的厚(高)度當電極采用金屬管時為30cm，電極平衡排列為8層；當電極采用金屬絲時為50cm，電極平衡排列30層；當電極分別采用金屬管和金屬絲時為35cm，電極平衡排列10層。
本實用新型中，電器部分由全電子電路控制器、電源電路、高壓發生電路、正負電子產生電路組成。其中電源電路采用雙電源供電方式，由NE555集成電路等間隔控制每套電器獨立轉換工作，由繼電器控制翻轉。使一套電器工作時，另一套電器處于休息狀態。一般間隔15-30分鐘轉換狀態一次，這樣可確保用戶常年不間斷地工作。電器轉換工作時無停頓感，不影響凈化效果。正離子和負電子通過脈沖高壓、多次正負倍壓、整流、濾波產生，正離子在正極方陣體中工作，向外360度發射正離子流，負離子在負極方陣體中工作，向外360度發射負離子流，正負離子流通過空氣進行交換，電離空氣中的有害物質，使其分解、氧化，達到凈化的目的。
根據供電方式的不同，本實用新型中的電器電路的前半部分采用二種供電電路一是交流220V供電方式，二是直流電瓶供電方式。前者為交流變直流，后者為直流變交流。后半部分的倍壓整流電路等相同。下面分別說明其工作原理。
1．交流供電、雙電源電子變壓升壓器。見附圖4。該電路有由二極管BG1-BG4組成的三橋式整流電路，由電阻R1、電容C1、觸發管BG5組成三的極管BG7基極啟動觸發電路，由三極管BG6、BG7、鐵氧體磁芯變壓器初級T1a、T1b、T1b、T1c組成的高頻振蕩電路和升壓變壓器T2經電路連接構成。本電路輸入交流電壓220V，輸出電壓由正、負多倍壓整流，可獲得正6kv、負6kv，正1.2萬V、負1.2萬V,……等無限倍壓值，正負電壓可組合使用，也可單獨使用，總輸出功率不變，功率大小根據設備需要而定，一般有200W、400W、600W、800W……，功率調整主要靠改變三極管的參數，加強散熱效果，增減高壓升壓器數量為主。本電路有兩套相同的獨立電路構成，由繼電器開關K1控制兩套電路的替換工作，間隔時間為15～30分鐘。這樣可確保元器件不發熱，延長使用壽命。本電路克服了傳統的矽鋼片變壓器重量沉、體積大等缺點。本電路的工作原理220V交流電壓經橋式整流，把市電變成脈動直流，由觸發電路、高頻震蕩電路將直流電變成高頻電流(例如20KHZ左右)，然后由升dfy變壓器T2升壓至需要的高壓交變電流(例如6KV左右)，再由二級管BG10、BG11正負倍壓整流(見附圖6)，即可獲得所需高壓。改變T2b線圈匝數，可改變輸出電壓。
2．直流電瓶供電雙電源自激式單端逆變升壓電路，見附圖5。它是利用變壓器耦合而形成的正反饋自激發逆變器，由兩套相同的獨立電器構成。由反饋繞組TN1、初級繞組TN2、次級繞組TN3組成的變壓器T及電位器W、三級管BG8組成一套電路，由TN4、TN5、TN6和W、三極管BG9組成另一套電路。本電路巧用一只電位器W調整輸出變化，繼電器開關K2控制切換。本電路的特點是元件少、工作效率高、功耗小，適合各種電瓶上使用。其工作原理如下電源接通后，K2一側吸附，通過電位器W對晶體管BG8(BG9)基極注入電流，使BG8(BG9)集電極電流開始增大，電壓上升，通過TN1、TN2(TN4、TN5)間的耦合作用，又使基極電壓減少，致使基極電流加大，同是又引起集電極電流增加，電壓加大，形成強烈的正反饋過程，使得BG8(BG9)進入飽和區、管壓降為零，晶體管進入截止狀態，并通過負載泄放。當磁通下降為零時，基極繞組TN1的感應電勢減小，使得基極電流開始增大，BG8又處于導通狀態，利用磁芯的非線性特性，周而復始地輸出交流脈沖。然后由TN3感應出高壓(3KV)，再由二極管BG10、BG11正負多倍壓整流，即可獲得所需高電壓，改變TN3匝數，可改變輸出電壓。
3．正、負多倍壓、多輸出整流電路，如圖6所示。其中圖6(a)為一倍壓電路，圖6(b)為二倍壓電路，圖6(c)為三倍壓電路。由二極管BG10、BG11及相應的電容C6、C7等連接組成一倍壓電路，由二極管BG12～BG15及電容C8～C11連接組成二倍壓電路，由BG16～BG21和電容C12～C16連接組成三倍壓電路。這三種電路可根據需要接入相應電路，其正極接設備的正極方陣組，負極接負極方陣組。
4．等間隔定時電路，見附圖8所示。本電路用于控制圖4、圖5中電路定時工作的全自動轉換電路，其核心元件是時基集成電路NE555，并由二極管BG22～BG24及電阻R2、R3和電容C19、C20、電位器W0、繼電器開關K3連接組成。以NE555組成占空比可調的脈沖振蕩電路，BG22、BG23將充電回路和放電回路電阻分開，用調節電位器W0使充放電時同得到一致。由于W0既是充電的一部分，又是放電的一部分，因此，調節W0可改變充放電時間。在充電時間里，NE555的3腳輸出高電平，繼電器K3勵磁吸合，觸點向上動作，第一套電路開始工作。在放電時間里，NE555的3腳輸出低電平，K3的觸點落下，第二套電路工作，第一套電路休息。調整R2和C19可改變充放電時間。當由電瓶供電時，可直接將定時電路接入。如果是交流供電時，本電路前面還需接上穩壓電路，見附圖7所示。
5．穩壓電路。見附圖7所示。它由變壓器T0、橋式整流電路(由二極管D1～D4組成)以及電解電容C17、C18電路連接組成，作為定時電路的穩壓電源。
圖1為本凈化裝置單元體結構平面圖示。
圖2為本凈化裝置正極板結構圖示。
圖3為本凈化裝置負極板結構圖示。
圖4為交流供電雙電源電子變壓升壓器電路圖。
圖5為直流電瓶供電雙電源自激式單端逆變升壓器電路圖。
圖6為正、負多倍壓整流電路，其中(a)為一倍壓電路，(b)為2倍電路，(c)為三倍壓電路。
圖7為等間隔定時電路。
圖8為交流供電時用的穩壓電路。
其中1為正極板，2為負極板，3為正極材料，4為負極材料，5為正、負極板之間的支架，6為兩正極板之間的支桿，7為正極固定螺釘，8為負極固定螺釘，9為正極板上正極固定孔，10為負極通過孔，11為負極板上的負極固定孔。
實施例適合于工礦和大型船舶的排煙口直徑為1米左右的場合，將20個凈化單元體組成一級凈化區，每個單元體有32個正電極、32個負電極、組成正、負電極相間的方陣體(8×8)，材料采用金屬絲，直徑0.8mm，長度180cm，再由20個凈化單元體組成第二級凈化區，每個單元體的電極數量、排列方式和長度同上，正極采用金屬管，其直徑為2.0cm，負極采用金屬絲，直徑為0.5mm。再用20個單元體組成三級凈化區，每個單元體的電極數量、排列方式和長度同上，正極采用金屬管，其直徑為2.0cm，負極采用金屬條，其厚度為0.4cm，寬度為2cm。電器部分采用交流供電、雙電源方式。其電路各部分如圖4、圖6、圖7、圖8所示，輸出功率為1600W。
按上述結構制作的等離子綜合凈化裝置可用于大型工礦企業和大型船舶的排煙口的廢氣凈化。凈化指數達到95％以上。經過凈化的氣體無色無味，清新自然，對環境沒有任何污染。
權利要求1．一種等離子綜合靜化裝置，由等離子發生和控制電路、正負電極板和正負電極材料構成，其特征在于作為一個凈化單元體，有正、負電極板各兩塊，兩塊正極板相對平行排列，用于固定正極材料；兩塊負極板以一定間隔分別并列排列于兩塊正極板的兩側，用于固定負極材料，且負極材料穿過中間的兩塊正極板上的對應孔；正、負電極材料的布局方式為在垂直和水平方向上，一個正極和一個負極相間排列。
2．根據權利要求1所述的綜合凈化裝置，其特征在于正極材料和負極材料分別或同時采用下述形狀之一種金屬絲、金屬條、金屬棒、金屬管。
3．根據權利要求2所述的綜合凈化裝置，其特征在于由一個或多個凈化單元體組成。
4．根據權利要求3所述的綜合凈化裝置，其特征在于由15～20個凈化單元體組成第一級凈化區，每個凈化單元體設有18～32個正電極和相應的負電極，正、負電極采用金屬絲；由15～20個凈化單元組成第二級凈化區，每個單元體的電極布局和數量同第一級凈化區，正極采用金屬管或金屬棒，負極采用金屬絲；由15～20個凈化單元體組成第三級凈化區，各個凈化單元體的電極配置同第二級凈化區，正、負電極可采用金屬管或金屬棒，或同第二級凈化區。
5．根據權利要求4所述的綜合凈化裝置，其特征在于凈化單元體的電極材料長度為150～300cm，金屬管的直徑為1.0～2.4cm，金屬條的厚度為0.3～0.5cm，寬度為1-3cm，金屬棒直徑為0.3～0.8cm，金屬絲直徑為0.2～1.0mm。
6．根據權利要求3所述的綜合凈化裝置，其特征在于凈化單元體的電極長度為100～120cm，金屬管電極的直徑為1.0～1.4cm，金屬條厚度為0.3～0.5cm，寬度為1-3cm，金屬棒直徑為0.3～0.8cm，金屬絲直徑為0.2～1.0mm。
7．根據權利要求1-6之一所述的綜合凈化裝置，其特征在于電極材料中為金屬棒、管、條類的采用不銹鋼、不銹鐵、鋁、鋁合金、黃銅之一種，金屬絲類的采用鉬絲、鎳絲、不銹鋼絲、康銅絲之一種。
8．根據權利要求1～6之一所述的綜合凈化裝置，其特征在于電源電路采用雙電源供電方式。
專利摘要本實用新型是一種等離子綜合凈化裝置。其凈化單元體由兩塊正極板和兩塊負極板固定對應的正極和負極組成,正、負電極分別組成正極方陣和負極方陣,電極形狀可以是金屬管、棒、條、絲之一種,電器部分由等離子發生、控制電路為主組成,電源采用雙電源供電方式。本凈化裝置可根據不同使用場合設計成不同規模、不同功率的各種產品,凈化效果良好,可適于工礦企業、各種船舶的煙囪廢氣和家庭油煙氣的凈化,以及其他含有粉塵、有害物質的廢氣的凈化。
文檔編號B01D59/00GK2341701SQ9822564
公開日1999年10月6日 申請日期1998年11月12日 優先權日1998年11月12日
發明者李鳳臣 申請人:李鳳臣