一种介电电泳电极结构、制备方法及气体净化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种介电电泳电极结构、制备方法及气体净化装置，应用于流体净化、分离领域。本发明专利技术中的介电电泳电极结构包括陶瓷体，其中陶瓷体为高介电常数的圆柱结构的介电陶瓷，并在陶瓷体上设有垂直于其底面的中心通孔和阵列通孔，阵列通孔设于中心通孔与陶瓷体的外侧壁之间，中心通孔内壁和陶瓷体外侧壁均涂覆有电极层而形成中心电极和环形电极；气体净化装置包括设有进气口、腔体、出气口和集尘袋，其中腔体内部设置有前置滤网、风机和净化单元，净化单元包括介电电泳电极结构、安装结构和高频率的交流电源。本发明专利技术结构设计科学合理，结构简单、制作安装容易、成本较低，除尘效果好、效率高、清理容易，易于工业化批量生产。易于工业化批量生产。易于工业化批量生产。

【技术实现步骤摘要】
一种介电电泳电极结构、制备方法及气体净化装置


[0001]本专利技术涉及流体净化、分离
，特别是涉及了一种介电电泳电极结构、制备方法及气体净化装置。

技术介绍

[0002]随工业的快速发展，生态环境面临压力。重工业生产中，粉尘粒子的排放对空气污染不可忽视，特别空气中微小粉尘是形成雾霾的主要原因之一，因此需要对工业排气进行粉尘净化处理。同时，燃油汽车，特别是柴油机机车的气体排放需要对粉体粒子进行净化处理。
[0003]当前对气体中粉尘的净化技术中，主要有滤网式过滤净化器、高压静电除尘器、湿式除尘器等。滤网式过滤方式可以对大颗粒粉尘进行高效过滤，而当对超小粉尘进行过滤时，则需要过滤网具有小的孔隙，这样会造成风阻变大而减小净化效率，同时过滤网易于堵塞，滤网需要频繁更换；高压静电除尘则需要对粒子进行高压电离处理后才能进行吸附，耗能较大。中国的专利申请号201610168299.0公开了一种使用柱状介电电泳电极的家用空气净化器，在其
技术介绍
中公开了静电除尘法，是利用高压直流电场产生使空气中的气体分子电离，产生大量电子和离子，然后在电场力的作用下向两极移动，在移动过程中碰到气流中的粉尘颗粒使其荷电，荷电颗粒在电场力作用向极板运动，实现固体粒子或液体粒子与气流的分离。工业上广泛应用的是管式电除尘器和板式电除尘器。静电除尘法与介电电泳技术(Dielectrophoresis，DEP)不同的是：(1)介电电泳操纵的是中性颗粒，使其由于介电极化的作用而产生的平移运动；电泳操纵的是电子和离子，使其负荷在粉尘颗粒上产生定向移动。(2)介电电泳中颗粒运动方向与电场的方向无关，只与其本身的介电常数和介质的介电常数有关；电泳中颗粒运动方向取决于颗粒所带电荷的符号和电场的方向，电场方向反转则运动方向反转。(3)介电电泳需要非均匀电场；电泳在均匀或非均匀的电场中都可发生。(4)介电电泳力的大小正比于颗粒直径的立方；电泳力的大小正比于颗粒所带电荷的多少。
[0004]另外，该专利技术方案也公开了包括外壳、柱状电极组件和风机组成的空气净化器，所述风机设置在外壳内部，所述风机的出气口设置在所述外壳的侧壁上；与所述出气口不同或相同的侧壁上设置入风口；与所述入风口对应的外壳内部设置柱状电极组件；柱状电极组件包括第一电极板及第二电极板，在第一电极板、第二电极板上均分布设置有柱状突起和孔位，第一电极板的柱状突起及孔位与第二电极板的孔位及柱状突起位置互补；第一电极板与第二电极板的带有柱状突起的突起面相对扣合后，其中一电极板的柱状突起嵌入至另一电极板的孔位之内；第一电极板和第二电极板分别连接高频交流电源的不同输出端，在第一电极板和第二电极板的非突起面上形成向外发射非均电场的作用面，所述柱状电极组件的第一电极板及第二电极板上均设置使气体通过的缝隙；所述柱状电极组件垂直于气流方向，或与气流方向有锐角夹角。在该方案中采用不同的电极板组成柱状电极组件，在电极板之间形成气流通道，但是不同电极板的柱状突起和孔位相互配合，柱状突起增加
了风阻，影响空气流速，降低了空气的净化效率，并且柱状电极组件结构较为复杂，在对吸附的灰尘进行清理或者清洗时，需要拆解和重新组装，在清洁方面还存在一定的局限性。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种介电电泳电极结构、制备方法及气体净化装置。本专利技术中的介电电泳电极结构采用圆柱型的高介电陶瓷体为载体，并在圆柱型陶瓷体上设置垂直于圆柱底面的中心通孔和阵列通孔，而且在中心通孔和陶瓷体外侧壁均涂覆电极层而形成中心电极和环形电极，并将中心电极与环形电极与交流电源相连。本专利技术中的介电电泳结构在工作时，利用高介电陶瓷的在电场中高度极化的特点，使陶瓷体阵列通孔区域内形成高梯度变化的电场强度，从而增强介电电泳力对粒子的吸附捕捉能力。通过这种方式形成的介电电泳电极结构，对气体中灰尘粒子的净化率高，可以达到超级净化的效果，并且在净化装置使用时可以实现自动清洁；另外，陶瓷体中的中心通孔和阵列通孔采用直线式通孔结构，在陶瓷体制备时可以采用挤压的方式批量制备陶瓷坯体，制备工艺成熟，易于工业化批量生产。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下所述的技术方案：一种介电电泳电极结构，其应用于流体净化、分离
，具体包括陶瓷体；所述陶瓷体的介电常数大于5000；所述陶瓷体为圆柱结构，所述陶瓷体上设有垂直于其底面的中心通孔和至少一排阵列通孔，所述阵列通孔由若干个圆周分布的通孔组成，所述中心通孔与陶瓷体中心轴同轴设置，所述阵列通孔设于中心通孔与陶瓷体的外侧壁之间，所述阵列通孔围绕中心通孔圆周分布；所述中心通孔内壁和陶瓷体外侧壁均涂覆有电极层，分别形成中心电极和环形电极；所述中心电极制作完成后，中心通孔通过填充物封闭。
[0007]作为本专利技术提供的所述介电电泳电极结构的一种优选实施方式，所述陶瓷体的直径为20
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50mm，高度为20
‑
1000mm，所述中心通孔的直径为2
‑
6mm，所述阵列通孔中通孔的直径为0.5
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2mm，所述阵列通孔中相邻通孔间的最小壁厚为0.5
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4.5mm。
[0008]作为本专利技术提供的所述介电电泳电极结构的一种优选实施方式，所述陶瓷体的介电常数为11800
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26300。
[0009]作为本专利技术提供的所述介电电泳电极结构的一种优选实施方式，所述中心通孔的截面为圆形，所述阵列通孔的截面为圆形、正多边形的其中一种或两种组合。
[0010]作为本专利技术提供的所述介电电泳电极结构的一种优选实施方式，还包括防护结构，所述防护结构包括套筒，所述套筒包裹在环形电极的外侧，所述套筒上设有安装件。
[0011]上述介电电泳电极结构的制备方法，包括如下步骤：采用介电材料作为陶瓷粉体，通过挤压的方式制备陶瓷胚体，经过高温烧结后形成陶瓷体；然后在陶瓷体的中心通孔和陶瓷体的外侧壁涂覆银浆层，经过200
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220℃烘干、550
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600℃烧结后形成中心电极和环形电极，并在中心电极和环形电极上焊接引线电极；中心电极制作完成后，中心通孔通过填充物封闭，填充物阻断气流从中心电极通过。
[0012]本专利技术还提供了一种气体净化装置，其包括腔体；所述腔体设有进气口和出气口；所述出气口处设置有集尘袋；所述腔体内部设置有前置滤网、风机和净化单元；所述净化单元包括安装结构、高频率的交流电源和至少一个上述所述的介电电泳电极结构；所述介电电泳电极结构通过安装结构固定在腔体内，所述交流电源的两个电极分别与中心电极和环
形电极电性连接。
[0013]作为本专利技术提供的所述气体净化装置的一种优选实施方式，所述交流电源的频率为800
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3000kHz，所述交流电源的电压满足接入到介电电泳电极结构后，所述中心电极到环形电极的场强大于350V/cm。
[0014]作为本专利技术提供的所述气体净化装置的一种优选实施方式，所述交流电源的波形为正弦波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介电电泳电极结构，其特征在于，所述介电电泳电极结构（100）包括陶瓷体（1），所述陶瓷体（1）的介电常数大于5000；所述陶瓷体（1）为圆柱结构，所述陶瓷体（1）上设有垂直于其底面的中心通孔（2）和至少一排阵列通孔（3），所述中心通孔（2）与陶瓷体（1）中心轴同轴设置，所述阵列通孔（3）设于中心通孔（2）与陶瓷体（1）的外侧壁之间；所述中心通孔（2）的内壁和陶瓷体（1）外侧壁均涂覆电极层，分别形成中心电极（4）和环形电极（5）；所述中心电极（4）制作完成后，所述中心通孔（2）通过填充物封闭。2.根据权利要求1所述一种介电电泳电极结构，其特征在于，所述陶瓷体（1）的直径为20
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50mm，高度为20
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1000mm；所述中心通孔（2）的直径为2
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6mm，所述阵列通孔（3）中通孔的直径为0.5
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2mm；所述阵列通孔（3）中相邻通孔间的最小壁厚为0.5
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4.5mm。3.根据权利要求1所述一种介电电泳电极结构，其特征在于，所述陶瓷体（1）的介电常数为11800
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26300。4.根据权利要求1所述一种介电电泳电极结构，其特征在于，所述中心通孔（2）的截面为圆形，所述阵列通孔（3）的截面为圆形、正多边形的其中一种或两种组合。5.根据权利要求1所述一种介电电泳电极结构，其特征在于，所述介电电泳电极结构（100）还包括防护结构，所述防护结构包括套筒（6），所述套筒（6）包裹在所述环形电极（5）的外侧，所述套筒（6）上设有安装件。6.一种如权利要求1
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5任意一项所述介电电泳电极结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：采用介电材料作为陶瓷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旺，杨名超，李志新，马德强，张星，
申请(专利权)人：河北科技师范学院，
类型：发明
国别省市：