一种柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置，包括具有高压输出电路的电源系统，与高压输出电路的高压端连接的高压电极，以及接地电极，所述高压电极与接地电极以相互螺旋缠绕的结构直接接触，高压电极与接地电极至少其中一个电极为柔性体结构，高压电极与接地电极至少其中一个电极包裹有绝缘介质；采用柔性体结构的接地电极选用熔点高、导电性能较好的碳纤维材料；电源系统通电后，两电极的接触区域发生表面放电，生成大量低温等离子体；相互缠绕直接接触的高压电极和接地电极结构可以以直接接触的方式对被处理物体进行消毒灭菌处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气体放电等离子体生成
，更具体地，涉及一种在大气压下产生低温等离子体，尤其是一种具有柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置及具体应用。
技术介绍
人类工业社会的不断发展，一方面加重了对自然环境的破坏，使得气体受到严重污染；另一方面特种病毒、细菌等微生物的滋生，严重影响了人类的正常生存，使得人们对于医疗卫生领域的需求愈发强烈，例如在医院病房中，医疗设备或病床的消毒灭菌效果和效率问题变得尤为重要。随着等离子体技术的飞速发展，其应用越来越广，在这些领域其良好的应用效果也不断显现出来。例如在空气净化、医疗消毒等方面，作为一种新型的高效净化消毒手段，与传统方法相比，等离子体展现出了成功率高、耗时短等方面的优越性。而由于等离子体生成技术本身具有很高的专业化含量，其技术的成熟水平很大程度上决定了相应设备的性能，因此如何实现将等离子体消毒净化技术转化为具有工业化应用的高效设备始终是一个值得不断深入研究的问题。等离子体依据生成形式可以划分为电弧、电晕和辉光等离子体。电弧等离子体因高温、高能耗等特征限制了其应用范围；电晕等离子体温度低，功耗小，目前在空气净化领域的应用较多，但效率不是很高；辉光放电具有温度低、效率高、能耗小等特征，是较为理想的用于消毒净化的等离子体生成形式，但在大气压辉光等离子体很难大面积稳定地生成，因此转化为实际装置也较为困难。在目前的研究中，因放电间隙的存在，等离子体的生成装置大多采用固定结构和形状的电极，例如平行板或针－板式的电极结构，它们需要根据实际所需空间放电电场强度设置固定的极板间距，且由于这一限定使得其电极材料难以表现柔性性质，无法按照实际需求改变其形状，这就使得处理某些特殊形态的物体具有明显的不便性，限制了处理空间，处理效果也难以得到保障。专利技术人在先前授权公告号为CN102548177B的专利“等离子体空气净化装置的放电电极结构”的申请中，采用了正负电极组交叉形成接触点的电极结构，打破了现有技术的认知，形成了较大面积的辉光放电。但囿于材料及电极交叉结构等的限制，未能充分发挥出电极的柔性性质，且附带产生的臭氧量过多。因此为得到应用于等离子体消毒净化技术的高效率产品设备，对放电电极的进一步深入研究是关键，这就需要我们设计出一种既满足应用上的消毒灭菌、净化除臭的要求，又保证达到低功耗等现代化产品的要求，且具有一定的柔性和便携性的电极结构，以降低对空间等条件的限制要求，极大的提高装置的处理效率。针对现有技术的缺陷，提出本专利技术。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术采用碳纤维电极材质，目的在于设计一种既可以实现消毒灭菌、净化除臭的功能也能达到低功耗要求且具有柔性性质的放电电极结构的等离子体生成装置。为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案是：一种柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置，包括具有高压输出电路的电源系统，与高压输出电路的高压端连接的高压电极，以及接地电极，所述高压电极与接地电极以相互螺旋缠绕的结构直接接触，高压电极与接地电极至少其中一个电极为柔性体结构，高压电极与接地电极至少其中一个电极包裹有绝缘介质；采用柔性体结构的接地电极选用熔点高、导电性能较好的碳纤维材料；电源系统通电后，两电极的接触区域发生表面放电，生成大量低温等离子体；相互缠绕直接接触的高压电极和接地电极结构可以以直接接触的方式对被处理物体进行消毒灭菌处理。所述的高压电极为刚性体结构，所述接地电极为柔性体结构，接地电极以螺旋缠绕的方式贴附缠绕在刚性体结构的高压电极上。或者，所述的高压电极和接地电极均为柔性体结构，接地电极以螺旋缠绕的方式贴附缠绕在高压电极上，形成等离子体消毒灭菌条。若干所述等离子体消毒灭菌条贴附在一定面积的基材上，或编织成网状、罩状结构，直接整体附着于被处理物体进行消毒灭菌处理。所述的高压电极和接地电极至少一个包裹有绝缘介质。所述的绝缘介质为聚四氟乙烯。本专利技术的有益效果是：一方面，传统意义上的放电电极中，其高、低压电极之间间隔一定的距离，放电产生在电极空隙之间。本专利技术采用介质阻挡放电形式，包裹有绝缘介质的高、低压电极采用直至接触的方式，使放电产生在电极周边并向外扩散。因电极直接接触，故当电极材料采用柔性体时，可根据需求做任意变形，以满足实际应用。另一方面，传统的电极材质多采用金属导体，难以较大程度地提高接触式电极的放电均匀性。本专利技术创造性地采用碳纤维材质的电极，因其特殊的内部结构及放电机理，能有效降低放电阈值，并使等离子体的生成更加均匀。当起始放电电压降低时，空气中氧气被电离产生的臭氧量也将大大减少。这样，如上所述的柔性电极结构应用于等离子体消毒灭菌装置时：当只有一个电极采用柔性材料时，此电极可通过螺旋缠绕的方式贴附于另一电极上，产生的等离子体分布在两电极交界及其附近区域，并通过一定的扩散而填充于附近空间，通过改变螺距的大小（即螺圈密度）和电极之间的接触面积而使得等离子体生成量发生变化，而电极接触面积可以由材料的直径或形状间接改变。当两个电极材料均采用柔性材料时，可以通过螺旋编织等方法将两者贴近，产生的等离子体在扩散作用下同样分布在两电极交界及其附近区域。因采用接触式电极结构以及柔性材料，两电极可以按照实际需要进行扭转、弯曲等变形操作，具有良好的柔软性，进而我们通过将多组的柔性电极固定于一定面积的基材上，对于处理某些特殊形状或状态的物体具有显著的便携性和处理效率。同样，我们可以通过改变两柔性电极的交界面积改变等离子体的生成量。当被处理物为硬性物体时，我们可以将两柔性体螺旋编织构成的电极采用缠绕或其它方式贴附于被处理物之上，因电极具有柔性，可通过改变电极形状作用于被处理区域；当被处理物为柔软材料（如衣物、布匹等）时，我们除采用双柔性体的电极结构外，也可以采用只具有一个柔性体的电极，亦能使放电电极与被处理物紧密接触而增强处理效果。应当注意到，等离子体的生成量和生成的等离子体的传播距离，与电压、电流、及使用的环境（温度、湿度等）关系密切。足够大的相交区域意味着能耗与耗材的增加，因此需要合理设置。总体来讲，通过采用该种柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置，可以在电极交界处及其附近区域生成大量低温等离子体和其它活性粒子，具有消毒灭菌、净化除臭的功能；电极具有良好的柔性，可以依据实际需要改变电极形状，具有较好的便携性，扩大了其适用范围；改变了传统电极结构对空间的限制要求，可大大增加其作用区域，提高处理效果；产生的低温等离子体具有辉光等离子体的性质，面积大，均匀性良好，功耗低，效率高；电极采用碳纤维材料，放电更加均匀，附带产生臭氧较少；碳纤维的电极材质和接触式的电极结构能够有效降低起始放电电压，也即降低了对绝缘的要求；本专利技术的电极制作流程相比于具有固定间隙的电极结构更为简单。附图说明当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更完整更好地理解本专利技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定，其中：图1为本专利技术实施例的电源系统框图；图2为本专利技术实施例的电源主电路图；图3为专利技术实施例的电源触发电路图；图4为本专利技术实施例1的柔性放电电极结构示意图；图5为本专利技术实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置，包括具有高压输出电路的电源系统，与高压输出电路的高压端连接的高压电极，以及接地电极，其特征在于，所述高压电极与接地电极以相互螺旋缠绕的结构直接接触，高压电极与接地电极至少其中一个电极为柔性体结构，高压电极与接地电极至少其中一个电极包裹有绝缘介质；采用柔性体结构的接地电极选用熔点高、导电性能较好的碳纤维材料；电源系统通电后，两电极的接触区域发生表面放电，生成大量低温等离子体；相互缠绕直接接触的高压电极和接地电极结构可以以直接接触的方式对被处理物体进行消毒灭菌处理。

【技术特征摘要】
1.一种柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置，包括具有高压输出电路的电源系统，与高压输出电路的高压端连接的高压电极，以及接地电极，其特征在于，所述高压电极与接地电极以相互螺旋缠绕的结构直接接触，高压电极与接地电极至少其中一个电极为柔性体结构，高压电极与接地电极至少其中一个电极包裹有绝缘介质；采用柔性体结构的接地电极选用熔点高、导电性能较好的碳纤维材料；电源系统通电后，两电极的接触区域发生表面放电，生成大量低温等离子体；相互缠绕直接接触的高压电极和接地电极结构可以以直接接触的方式对被处理物体进行消毒灭菌处理。2.根据权利要求1所述的一种柔性放电电极结构的等离子体消毒灭菌装置，其特征在于，所述的高压...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文正，赵帅，赵强，
申请(专利权)人：北京睿昱达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11