一种脉冲等离子体驻极设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无纺布脉冲等离子体驻极设备，属于等离子体设备技术领域。本实用新型专利技术的机体两侧设置有安装墙板，机体内设置有脉冲等离子体驻极模块、辊式电极和导辊，脉冲等离子体驻极模块安装在安装墙板之间，导辊用于进料和出料，其特征在于：安装墙板分为第一安装墙板和第二安装墙板，脉冲等离子体驻极模块内设置有脉冲电极丝，辊式电极接地，脉冲电极丝接脉冲电压向辊式电极放电产生非均匀的电场，本实用新型专利技术提高了材料内部的极化率，增加材料内部极化电荷密度和稳定性，形成高质量驻极材料。

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲等离子体驻极设备
本技术涉及等离子体设备
，更具体地说，涉及一种脉冲等离子体驻极设备。
技术介绍
随着全球工业化的迅速发展，人们赖以生存的大气环境受到了严重破坏，在大气污染物中，PM2.5和传染疾病的飞沫和气溶胶已经严重危机着人类健康。PM2.5和传染疾病的飞沫和气溶胶的粒径很小，普通的过滤材料无法阻挡，可以随着人体的呼吸作用通过鼻子和嘴巴进入体内。PM2.5中存在一些对人体或动物有致癌性的微量元素，包括AS、Be、Cd、Cl、Co、Cr、Hg、Ni、Pb、Rn和Se。另外PM2.5的成分含有大量有机碳(OC)和元素碳(EC)，其中有机碳含有多环芳烃，还有其他一些成分具有致癌效应。PM2.5还与大气的雾霾问题相关，影响天气的可见度，对光的吸收和散射减弱了光信号，空气变得浑浊，能见度降低，对城市的交通会产生较大影响等等。所以现在对PM2.5的消除和处理一直是关注热点。传染疾病的飞沫和气溶胶也是人际传染病的主要传播途径。因此，如何制备出高效过滤，低阻力的过滤材料是滤材生产的关键技术。常规的纤维织物等不携带电荷，制备出过滤材料称之为机械过滤材料。这种过滤材料主要依靠扩散、直接拦截、惯性碰撞等机械作用来实现对颗粒物的拦截，仅仅适用于颗粒较大的粉尘，无法阻挡微纳米量级的PM2.5和传染疾病的飞沫和气溶胶等污染物。驻极体过滤材料空气净化材料作为一种高效低阻的过滤材料，其过滤原理为非静电过滤与静电过滤相结合。驻极体材料内部有很强的静电场,材料中纤维之间的缝隙类似于无源集尘电极，最大优势就在于，电荷不会对过滤阻力造成任何影响，利用电荷的静电作用捕集颗粒物，当维纳米级污染物通过纤维间的缝隙时，微纳米级污染物被荷电而带电，被电场力捕获达到过滤的目的，中性粒子感应极化带电，也被有效捕获，以很低的过滤阻力实现很高的过滤效率。驻极体净化材料还有灭菌的作用，细菌中的蛋白质因为材料内部强电场作用，导致细菌凋亡。因此驻极体过滤材料性能优于常规的机械过滤材料(纤维表面没有电荷的过滤材料)。这也使得驻极体过滤材料成为一种非常有应用前景的过滤材料，在净化空气，杀灭细菌等方面具有突出的表现。驻极体过滤材料是通过无纺布干法成型工艺制作而成，在干法成型工艺中，通过一些方法使纤维实现带电，该过程称为驻极。驻极后要求材料的储存电荷密度大，其电荷密度的储存寿命长及储存电荷稳定性强等等，储存电荷的稳定性主要取决于材料性质、充电方法、电荷分布状态、储存的环境条件等。目前驻极的方法主要有静电纺丝法、电晕放电法、摩擦起电法、热极化法、低能电子束轰击法、原纤化撕裂等。静电纺丝虽然驻极效率较高，但是需要介入无纺布本身的制备工艺当中，对工艺要求和使用条件具有较高的控制要求，设备专业化程度、安全性兼容性以及规模等要求过高，设备成本高，不利于普及，产量较低；摩擦起电容易对柔软纤维材料本身造成一定破坏，且只能形成表面电荷，而且相对湿度、纤维的吸水率、温度对纤维材料的静电性能有明显的影响；热极化不利于热敏性材料的制备，容易受存放温度影响，最大电荷密度依赖于气压和相对湿度；低能电子束轰击法操作过程较为复杂，需要改进和简化等等。驻极工艺其中，电晕放电法是目前最常用的静电驻极方法，利用高压电极放电使离子沉积在电介质表面的极化方法，静电驻极参数不同，极化电压、极化温度、极化时间等，所形成的驻极体的性质亦大不相同。但是，普通的电晕驻极，通常采用连续的均匀电场驱动高压尖端形成电晕放电低温等离子体，产生的等离子体中的高能电子以及其他活性粒子靠电场力作用下扩散到无纺布材料表面，这些带电粒子会附着在材料表面，实现的充电电荷仅能沉积于样品的近表面；另一方面，产生的放电通常为较强烈的丝状放电，无纺布类的驻极过滤材料都是非匀质材料，丝状放电容易将材料击穿，为避免此类问题，高压电极需要距离材料较远来避免击穿，因此不仅带电粒子扩散衰减较大，能量利用率低，而且由于宽间距电极间的电场强度降低，弱化了对处理材料分子的极化率，材料中的极化电荷较小，总体驻极效率偏低，宽间距也导致设备尺寸较大；连续的电场能耗较高，驱动多组电极时均匀性较差，对电极间距和材料的平整度、环境湿度、清洁度等因素过于敏感，导致同组电极不同部位以及不同组电极之间产生的电晕等离子体以及电场强度有一定差异，驻极过程中的稳定性和离散性不理想；电晕放电本身为不均匀放电，驱动采用对称均匀电场时由于电路延迟效应实现的放电反而是不均匀的，放电参数的可调性对处理效果的控制度降低，处理后材料的电荷稳定性也会变差；均匀对称的连续电场，双面处理效果相比于单面处理效果接近甚至可能会造成衰减，无法进一步提高驻极效果等等。因此，以下几个方面需要解决，如何保证较高的面电荷的前提下，提高材料内部极化电荷密度；提高电晕等离子体带电粒子的利用率，实现窄间距电晕等离子体放电；提高电源利用率，降低负载条件对等离子体放电均匀性和稳定性的影响，提高放电离散性，避免材料破坏，提高良品率；实现大规模多组电极驱动均匀性，实现多级宽幅处理；增加电源与设备可调性，提高不同材料不同生产规模使用要求；满足更高的驻极要求等等。中国专利技术专利(申请号：CN201910814668.2，申请日：2019年8月30日)，该申请公开了一种辉光放电等离子体表面处理方法及装置，为构建一种细导线接触式电极，该方法可以将碳纤维织物直接作为电极的一部分参与放电反应和粒子交换。但是该申请的方法处理的是已经经过编织的碳纤维布，具有一定的厚度和强度，且紧贴着两侧的高压电极穿过，高压电极间接的成为了支撑物，而熔喷无纺布是非常薄的，对温度也比较敏感，所以一旦紧贴在高压电极上，在毫秒内将穿孔损坏，即使无纺布是悬空的从多对电极中穿过，由于过于单薄，仅有两侧的导辊拉紧的情况下，材料的中间会出现皱褶，从而导致可能的穿孔损坏，或者驻极不均匀。
技术实现思路
1.技术要解决的技术问题本技术的目的在于克服现有技术中不足，提供了一种脉冲等离子体驻极设备，本技术通过设置脉冲等离子体驻极模块和辊式电极，利用脉冲等离子体驻极模块对辊式电极放电，产生非均匀电场对无纺布材料进行驻极处理，辊式电极可以让无纺布在进行驻极处理的同时顺利平滑地完成收放卷，并可作为接地电极建立一个完整回路的脉冲电场，避免将无纺布作为接地电极而导致穿孔损坏。2.技术方案为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：本技术的一种脉冲等离子体驻极设备，包括机体，机体两侧设置有安装墙板，机体内设置有脉冲等离子体驻极模块、辊式电极、第一导辊和第二导辊，辊式电极位于第一导辊和第二导辊之间，辊式电极、第一导辊、第二导辊的两端分别安装在两侧的安装墙板上；脉冲等离子体驻极模块包括脉冲电极丝，脉冲电极丝连接脉冲电源；辊式电极接地，脉冲电极丝与辊式电极之间具有间隙，脉冲电极丝用于向辊式电极放电产生非均匀电场，通过非均匀的等离子体放电，提高了对材料整体的极化时间，提高了材料内部的极化率，明显增加材料内部极化电荷密度和稳定性，形成高质量驻极材料。作为本技术更进一步的改进，安装墙板包括可上下分离的第一安装墙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲等离子体驻极设备，包括机体，所述机体两侧设置有安装墙板，其特征在于：所述机体内设置有脉冲等离子体驻极模块、辊式电极、第一导辊和第二导辊，所述辊式电极位于第一导辊和第二导辊之间，所述辊式电极、第一导辊、第二导辊的两端分别安装在两侧的安装墙板上；所述脉冲等离子体驻极模块包括脉冲电极丝，所述脉冲电极丝连接脉冲电源；所述辊式电极接地，所述脉冲电极丝与所述辊式电极之间具有间隙，所述脉冲电极丝用于向所述辊式电极放电产生非均匀电场。/n

【技术特征摘要】
1.一种脉冲等离子体驻极设备，包括机体，所述机体两侧设置有安装墙板，其特征在于：所述机体内设置有脉冲等离子体驻极模块、辊式电极、第一导辊和第二导辊，所述辊式电极位于第一导辊和第二导辊之间，所述辊式电极、第一导辊、第二导辊的两端分别安装在两侧的安装墙板上；所述脉冲等离子体驻极模块包括脉冲电极丝，所述脉冲电极丝连接脉冲电源；所述辊式电极接地，所述脉冲电极丝与所述辊式电极之间具有间隙，所述脉冲电极丝用于向所述辊式电极放电产生非均匀电场。


2.根据权利要求1所述的脉冲等离子体驻极设备，其特征在于：所述安装墙板包括可上下分离的第一安装墙板和第二安装墙板，所述第一安装墙板位于所述第二安装墙板的上方；所述辊式电极安装在所述第一安装墙板之间；所述第一导辊和所述第二导辊都安装在所述第二安装墙板之间。


3.根据权利要求2所述的脉冲等离子体驻极设备，其特征在于：所述辊式电极包括第一辊式电极和第二辊式电极；或者所述辊式电极替换为平板电极。


4.根据权利要求3所述的脉冲等离子体驻极设备，其特征在于：所述第一辊式电极位于第一导辊与第二辊式电极之间；所述第一辊式电极安装在所述第一安装墙板之间，所述第二辊式电极安装在所述第二安装墙板之间；所述第一导辊安装在所述第二安装墙板之间，所述第二导辊安装在所述第一安装墙板之间。

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【专利技术属性】
技术研发人员：万良淏，戴阳，施远帆，万京林，
申请(专利权)人：南京苏曼等离子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32