基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器制造技术

本发明专利技术为一种基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器，包括壳体、交错布置的NTP放电模块及套管。NTP放电模块采用复合结构：涂覆绝缘导热硅胶的高压电极嵌套在石英套管外侧，每一层高压电极分别用导线与外部电路连接，其放电电压、占空比均随着模块级数的增加而逐渐减小。石英套管内侧为低压电极，两者留有放电间隙。嵌套有高压电极的石英套管和低压电极由水冷通道连接，进而使高压电极与石英管和低压电极三者成为一个独立的悬臂结构。本发明专利技术使得反应气体在NTP发生器中减缓流动速度，稳定了气体压力，延长了气体的反应时间，提高了转化效率。交错布置的NTP放电模块使反应气体在经过介质阻挡放电区域后都可以及时进行冷却，抑制NTP活性物质的热解。

Coaxial multistage NTP generator based on dielectric barrier discharge

The invention relates to a coaxial multistage NTP generator based on dielectric barrier discharge, which comprises a shell, a staggered NTP discharge module and a sleeve. NTP discharge module adopts a composite structure: the high voltage electrode coated with insulated thermal conductive silica gel is nested outside the quartz sleeve, and each layer of high voltage electrode is connected with the external circuit by wire respectively. The discharge voltage and duty cycle of the high voltage electrode decrease gradually with the increase of module series. The inner side of the quartz bushing is low pressure electrode, and there are discharge gaps between them. The quartz sleeve and the low voltage electrode with the high voltage electrode are connected by the water-cooled channel, which makes the high voltage electrode and the quartz tube and the low voltage electrode become an independent cantilever structure. The invention makes the reaction gas slow down the flow speed in the NTP generator, stabilizes the gas pressure, prolongs the reaction time of the gas, and improves the conversion efficiency. The staggered NTP discharge module enables the reaction gas to cool in time after passing through the dielectric barrier discharge region, and inhibits the pyrolysis of NTP active material.

【技术实现步骤摘要】
基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器
本专利技术属于柴油机尾气后处理
，尤其涉及一种基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器。
技术介绍
作为一种区别于汽油机的内燃机，柴油机经济性更好，热效率高，具有广泛的运用，遍布工业、农业和日常生活的每一个角落。然而，柴油车巨大的保有量也带来诸多环境问题，其排放物中的一氧化碳(CO)、碳氢(HC)、氮氧化物(NOx)和颗粒物(Particulatematter，PM)都会对环境造成巨大的破坏。因此，对柴油机排放物的控制势在必行。柴油机颗粒物捕集器(Dieselparticulatefilter,DPF)是目前降低PM最常用的机外净化技术之一，DPF对PM的整体捕集效率可达90％以上。但在DPF捕集的过程中，PM会大量积聚，导致DPF阻塞，进而使排气背压升高，增加油耗。因此，必须适时对DPF进行再生。低温等离子体技术(Non-thermalplasma，NTP)是一种新型的排气净化技术。NTP发生器通过对空气进行高压放电，产生O3、NO2等强氧化性的活性物质。利用O3、NO2等活性物质的强氧化性与DPF内沉积的PM发生复杂的化学反应，可在远低于PM起燃温度的情况下实现PM的氧化分解，达到去除PM的效果。目前设计的NTP发生器多适用于空气净化、低温灭菌，以及静态模拟气体净化试验。在实际应用中如何延长反应气在NTP发生器中的滞留时间，增加转换效率并且解决NTP活性物质热解等问题，进而在柴油机DPF再生领域成功应用该技术，还需进一步研究。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术中反应气体在常规NTP发生器中滞留时间短、转化效率低及生成的NTP活性物质热解等问题，提出了一种基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器，目的在于本专利技术的结构可以减缓了反应气体的流动速度，稳定了气体压力，延长了气体的反应时间，提高转化率，并且可以对反应气冷却，抑制NTP活性物质热解。本专利技术所采用的技术方案如下：一种基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器，包括壳体、放电模块及套管；所述放电模块为石英管外圈嵌套高压电极，石英管内圈相隔一段间隙处设有低压电极，三者同轴放置，放电模块的一端通过竖直放置的隔板一使石英管与低压电极之间的间隙形成一个空腔，为气体流道，放电模块另一端的低压电极直接连接壳体，并与低压电极接地导线相连，高压电极与石英管通过一节安装隔板与壳体相连；两个放电模块之间等距设置一组套管；所述每一组套管有两层，距离中心轴近的为内层套管，离中心轴远的为外层套管，内层套管与外层套管的一端直接与壳体连接，另一端通过隔板二将内层套管与外层套管之间连接，使内层套管、外层套管与隔板二之间形成一个空腔为气体流道；隔板二另一侧与放电模块的安装隔板之间形成水冷通道。所述高压电极外部涂覆硅胶；所述石英管内圈与低压电极之间的间隙距离为2mm；所述放电模块有3级，距离中心轴线等距分布，由中心轴线向外分别为第一级放电模块、第二级放电模块、第三极放电模块；放电模块级数越高，所施加的电压越低。所述放每一级电模块中的高压电极通过导线连接外部电路，低压电极通过导线接地，放电模块级数越高，所施加的电压越低；所述套管有2组，分别等距嵌装在第一级放电模块与第二级放电模块之间，第二级放电模块与第三极放电模块之间；所述壳体为圆柱形结构，两端分别设有直径较小的进气部件与进水部件，每一级放电模块的高压电极与内层套管之间以及低压电极与外层套管为冷却水通道，通过水冷通道形成完整的冷却水流道；每一组套管间的气体流道与每一级放电模块内的气体流道通过进气口形成完整的反应气体流道。在气体流道以及冷却水流道的末端的壳体上设置有排水部件和排气部件。所述壳体、套管及隔板均为四氟乙烯材料，直接粘接在壳体内部。本专利技术的有益效果：交错布置的NTP放电模块可以减缓反应气体的流动速度，稳定了气体压力，延长了气体在反应区内的滞留时间。并且，每一层放电模块中高压电极的放电特性可以单独控制，提高了放电效率。反应气体在经过放电后，均可以得到相应的冷却，抑制NTP活性物质热解。附图说明图1基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器的结构示意图；图2基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器A-A面剖视图；图3基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器B-B面剖视图；图4基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器C-C面剖视图；图5基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器进气口面剖视图；图6基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器放电模块横截面图；图7基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器第一级放电模块剖视图；图中，1-进气部件，2-一级高压电极导线，3-二级高压电极导线，4-三级高压电极导线，5-高压电极，6-石英套管，7-介质阻挡放电区，8-低压电极，9-排水部件，10-排气部件，11-低压电极接地导线，12-进水部件，13-冷却水通道，14-高压电极水冷通道，15-低压电极水冷通道，16-外层套管，17-内层套管，18-壳体，19-挡板，20-进气口，21-安装隔板，22-隔板一，23-隔板二。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1，本专利技术为一种基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器，主要由壳体18、放电模块及套管；本专利技术中的壳体18采用四氟乙烯材料，在壳体的同轴设置两个直径较小的圆柱形分别为进气部件1与进水部件12，反应气体从进气部件1进入；冷却水从另一端的进水部件12水平进入腔体，在壳体18进水部件12同侧在设置有一个排水部件9和2个排气部件。如图2、3、4、6、7，放电模块由为石英管6外圈嵌套高压电极5，石英管内圈相隔2mm处设有低压电极8，三者同轴放置；放电模块的一端通过隔板一22使石英管6与低压电极8之间的间隙形成一个空腔，该空腔为介质阻挡放电区7，即气体的流动通道；放电模块的另一端的低压电极8直接连接壳体1，高压电极5与石英管6通过安装隔板21与壳体18相连，安装隔板21呈“┌”型，安装隔板21的水平端直接粘接在壳体内部，竖直端与高压电极5连接，内部为气体的通道；放电模块设有3级，由中心轴线向外等距分布，依次为第一级放电模块、第二级放电模块、第三极放电模块；每一级放电模块中的高压电极5分别通过一级高压电极导线2、二级高压电极导线3、三级高压电极导线连接外部电路，再由低压电极8上的低压电极接地导线11分别引出接地。由于反应气经过放电会产生带电粒子，进而提高了气体的带电粒子浓度，使反应气更容易发生放电反应。故由第一级放电模块、第二级放电模块、第三极放电模块对应接入的电压逐渐降低，进而提高各级高压电极5的放电效率。另外，高压电极5外部涂覆绝缘导热硅胶，可在水冷过程中带走热量并且防止漏电。两个放电模块之间等距设置一组套管，每一组套管有两层，距离中心轴近的为内层套管17，离中心轴远的为外层套管16，内层套管17与外层套管16一端与壳体18连接，另一端通过隔板二23将内层套管17与外层套管16之间连接，使内层套管17、外层套管16与隔板二23一侧之间形成一个空腔为气体流道，隔板二23另一侧与放电模块的安装隔板21之间形成水冷通道。每一级放电模块的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器,其特征在于，包括壳体(18)、放电模块及套管；所述放电模块为石英管(6)外圈嵌套高压电极(5)，石英管内圈相隔一段间隙处设有低压电极(8)，三者同轴放置；放电模块的一端通过隔板一(22)使石英管(6)与低压电极(8)之间的间隙形成一个空腔，为气体流道；放电模块的另一端的低压电极(8)直接连接壳体(1)，高压电极(5)与石英管(6)通过安装隔板(21)与壳体(18)相连；两个放电模块之间等距设置一组套管；所述每一组套管有两层，距离中心轴近的为内层套管(17)，离中心轴远的为外层套管(16)，内层套管(17)与外层套管(16)的一端直接与壳体连接，另一端通过隔板二(23)将内层套管(17)与外层套管(16)之间连接，使内层套管(17)、外层套管(16)与隔板二(23)一侧之间形成一个空腔，为气体流道；隔板二(23)另一侧与放电模块的安装隔板(21)之间形成水冷通道。

【技术特征摘要】
1.一种基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器,其特征在于，包括壳体(18)、放电模块及套管；所述放电模块为石英管(6)外圈嵌套高压电极(5)，石英管内圈相隔一段间隙处设有低压电极(8)，三者同轴放置；放电模块的一端通过隔板一(22)使石英管(6)与低压电极(8)之间的间隙形成一个空腔，为气体流道；放电模块的另一端的低压电极(8)直接连接壳体(1)，高压电极(5)与石英管(6)通过安装隔板(21)与壳体(18)相连；两个放电模块之间等距设置一组套管；所述每一组套管有两层，距离中心轴近的为内层套管(17)，离中心轴远的为外层套管(16)，内层套管(17)与外层套管(16)的一端直接与壳体连接，另一端通过隔板二(23)将内层套管(17)与外层套管(16)之间连接，使内层套管(17)、外层套管(16)与隔板二(23)一侧之间形成一个空腔，为气体流道；隔板二(23)另一侧与放电模块的安装隔板(21)之间形成水冷通道。2.根据权利要求1所述的一种基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器，其特征在于，所述高压电极(5)外部涂覆硅胶。3.根据权利要求1所述的一种基于介质阻挡放电的同轴多级NTP发生器，其特征在于，所述石英管内圈(6)与低压电极(8)之间的间隙距离为2mm。4.根据权利要求1所述的一种基于介质阻挡放电...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡忆昔，陈祎，施蕴曦，樊润林，崔应欣，季亮，濮晓宇，顾林波，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32