專利名稱：高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到用高壓脈沖電場(chǎng)殺滅液體中的有生物(如病毒、細(xì)菌、藻類等微生物)的設(shè)備，可廣泛用于礦泉水、飲料、熟啤酒、牛奶的生產(chǎn)，也可用于自來水、湖泊水的處理等。屬水處理設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
普通液體(如水)內(nèi)阻很小，相對(duì)介電常數(shù)又很大(εr＝78)，表現(xiàn)出較大的電容性。當(dāng)所施加脈沖功率過小時(shí)，因液體兩端的電壓降很大，真正在液體內(nèi)部形成的電場(chǎng)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有外加電位梯度高，所以要進(jìn)行中大規(guī)模的液體處理，必須解決低成本、大功率、高電壓的獲取技術(shù)及把這些高壓電荷存儲(chǔ)在電容器中，同時(shí)需解決大功率高壓開關(guān)的設(shè)計(jì)制作技術(shù)。此外液體中的小生物個(gè)體很小，一般在微米級(jí)，如病毒和介于動(dòng)植間的藻類，如果能在這個(gè)小個(gè)體上施加大于36伏/微米的電場(chǎng)強(qiáng)度，即產(chǎn)生360kv/cm的電位梯度，就可使細(xì)胞膜通透性增加，讓細(xì)胞膜穿孔，破壞內(nèi)部DNA結(jié)構(gòu)，達(dá)到殺死之目的。中國(guó)專利01130064.7揭示了一種高壓脈沖電場(chǎng)滅菌的方法及其裝置，該發(fā)明工作原理是讓水流穿過兩個(gè)電極板構(gòu)成的脈沖電場(chǎng)空間，讓水流受高壓脈沖電場(chǎng)處理，其電場(chǎng)強(qiáng)度為5-100KV/cm、脈沖寬度為0.1-500μS、脈沖頻率為1-3KHz、處理時(shí)間100μS-10min的專利保護(hù)；該專利使用的脈沖波形可是平方波、指數(shù)衰減波、鐘形波、正弦波和鋸齒波，監(jiān)測(cè)設(shè)備使用了攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)、脈沖示波器等，雖然系統(tǒng)復(fù)雜，附屬設(shè)備先進(jìn)，但主設(shè)備在運(yùn)用上仍屬小型機(jī)，其缺點(diǎn)是電壓不夠高，功率不夠大，其主要作用是殺滅桿菌和螺旋菌，對(duì)小個(gè)體的病毒和介于動(dòng)植間的藻類不具殺傷力。中國(guó)專利0059888.4公開了另一種借助高壓脈沖電場(chǎng)處理飲用水的裝置，該裝置使用的電場(chǎng)強(qiáng)度為10-30KV/m，脈沖寬度10×10-6-40×10-6S，處理空腔為垂直于水流的兩個(gè)電極，該裝置屬微型機(jī)，其缺點(diǎn)是電壓不夠高，功率不夠大，其作用也主要是殺滅桿菌和螺旋菌，對(duì)小個(gè)體的病毒和介于動(dòng)植間的藻類不具殺傷力。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，發(fā)明一種采用多磁路疊加和串級(jí)發(fā)生器混用的組合，采用旋轉(zhuǎn)法方便獲取所需的大功率高壓脈沖，能有效殺傷液體中一切有生物，包括小個(gè)體的病毒和介于動(dòng)植間的藻類小個(gè)體生物的一種高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌機(jī)。
本實(shí)用新型的目的是通過下列結(jié)構(gòu)完成的一種高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌機(jī)，其特征在于滅菌機(jī)由至少兩個(gè)高壓電埸柱、一個(gè)高壓開關(guān)和一個(gè)同軸動(dòng)態(tài)水處理空腔構(gòu)成，同軸動(dòng)態(tài)水處理空腔為軸線部位放置有導(dǎo)線的圓筒形形狀，導(dǎo)線為陽極，圓筒形外套為陰極，陽極與陰極之間的空腔為高壓電場(chǎng)滅菌處，導(dǎo)線與高壓開關(guān)一端聯(lián)接，圓筒形外套與高壓電埸柱一端聯(lián)接，高壓開關(guān)與高壓電埸柱另一端聯(lián)接；每一個(gè)高壓電埸柱由底部的變壓器組和上部的電容器和二極管群組成；多磁路疊加產(chǎn)生高壓電的變壓器組由2-70個(gè)變壓器進(jìn)行同相位疊加組成，存儲(chǔ)電荷的電容器和二極管群由50-104個(gè)串聯(lián)連接而成；高壓開關(guān)外部絕緣箱體，內(nèi)部裝有電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的兩對(duì)導(dǎo)體或者絕緣體，絕緣箱體上下對(duì)應(yīng)位置裝有另一對(duì)導(dǎo)體；同軸式水處理空腔中的進(jìn)水口、出水口和空腔為“U”字形或者“L”字形形狀；陽極導(dǎo)線放電部位為中央凸出來的短圓筒形，其它不放電的部位套有絕緣材料；所述的高壓旋轉(zhuǎn)脈沖開關(guān)產(chǎn)生的副產(chǎn)物臭氧可以利用。
本實(shí)用新型工作原理是變壓器組(1)進(jìn)行多磁路疊加產(chǎn)生高壓電，多磁路疊加技術(shù)可將高壓繞組從空間上分離，能很好地解決了高電壓帶來的絕緣問題。
由50-104個(gè)電容器構(gòu)成的電容器和二極管群(2)，其作用是將電壓進(jìn)一步升高并存儲(chǔ)電荷。電容器采用低價(jià)位的國(guó)產(chǎn)電容器串并聯(lián)而成，從而大幅度地降低了制作成本。本實(shí)用新型所產(chǎn)生的脈沖電場(chǎng)因脈沖前沿陡峭，爆炸效應(yīng)好，殺傷力強(qiáng)，脈沖電場(chǎng)放電時(shí)間短，耗能低。
高壓開關(guān)(3)采用動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)法，則旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩對(duì)(四個(gè))導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)體與絕緣箱上匹配位置固定的導(dǎo)體相互接近時(shí)，開關(guān)接通，旋轉(zhuǎn)高壓開關(guān)(3)瞬間釋放高壓電荷，獲得強(qiáng)功率的脈沖電流。脈沖電流通過導(dǎo)線送入同軸式動(dòng)態(tài)水處理空腔(6)的陽極導(dǎo)線(61)上，在圓筒形外套(62)和凸出來的圓柱體陽極(61)的間隙區(qū)域形成高壓脈沖電場(chǎng)，高壓脈沖電場(chǎng)在這個(gè)間隙瞬間放電，流經(jīng)這個(gè)空腔的液體(水)則被殺藻滅菌處理。當(dāng)旋轉(zhuǎn)高壓開關(guān)(3)的導(dǎo)體與絕緣箱上固定導(dǎo)體相互離開時(shí)，開關(guān)斷開，完成一個(gè)脈沖過程。通過調(diào)節(jié)高壓開關(guān)中旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體和固定導(dǎo)體的距離可改變脈沖寬度，通過調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可改變脈沖的頻率。高壓開關(guān)(3)也可旋轉(zhuǎn)絕緣體云母，當(dāng)旋轉(zhuǎn)絕緣體時(shí)，可在轉(zhuǎn)盤的邊緣處開口或鉆小孔，也能達(dá)到相同的效果。
本實(shí)用新型同軸動(dòng)態(tài)水處理空腔(6)的構(gòu)造也可以是“山”字形形狀，或者“L”字形形狀。
本實(shí)用新型高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制作時(shí)要求精度低，易于實(shí)施。原材料來源方便，成本低廉。由于該種高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻設(shè)備是針對(duì)殺滅液體中的一切有生物的特征而設(shè)計(jì)的，并屬純物理的冷殺技術(shù)，就為其應(yīng)用提供了廣闊的前景。它既可用于瓶裝礦泉水、飲料、熟啤酒、牛奶的殺菌、殺藻，也可用自來水、湖泊水的處理。高壓脈沖電場(chǎng)還可用來作用其他一些物質(zhì)，如使鮮花、蔬菜休眠保鮮，使茶葉、香煙加香等。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸出電壓高、功率大，周期性好，頻率和脈沖易于調(diào)節(jié)，可用于制作生產(chǎn)中大型殺滅有生物的設(shè)備。


以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例，就本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但保護(hù)范圍不限于實(shí)施例。
圖1是實(shí)用新型一種高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型選用四個(gè)高壓電埸柱，每個(gè)高壓電埸柱底部由一箱變壓器(1)和四箱電容器及二極管群(2)組成，每一箱變壓器內(nèi)部安裝普通20伏/100瓦的變壓器2組，每組12個(gè)，將變壓器的次級(jí)線圈串聯(lián)后反轉(zhuǎn)為初級(jí)接在220伏的市電上，再將220伏的初級(jí)線圈同相位疊加后獲取大功率的高壓電，為解決好絕緣問題，它們被分離擺放成4柱，構(gòu)成四個(gè)高壓電埸柱，四個(gè)高壓電埸柱工作獲得7000瓦特、260千伏特高電壓，本實(shí)用新型選用1600個(gè)電容器相互串聯(lián)構(gòu)成存儲(chǔ)電荷的電容器(2)。
高壓開關(guān)(3)裝在一個(gè)木箱(或者絕緣箱)內(nèi)，高壓開關(guān)(3)擺放置在四個(gè)高壓電埸柱中電容器和二極管群(2)的頂部，箱內(nèi)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)兩對(duì)(四個(gè))導(dǎo)體，同時(shí)在木箱的某處上下對(duì)稱位置安裝另一對(duì)導(dǎo)體。當(dāng)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體和固定導(dǎo)體接近時(shí)，開關(guān)接通；離開時(shí)，開關(guān)斷開，完成脈沖的形成過程。調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)體和固定導(dǎo)體的距離可改變脈沖寬度，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可改變脈沖的頻率。
同軸動(dòng)態(tài)水處理空腔(6)為圓筒形，其陽極采用細(xì)銅棒和銅圓柱體導(dǎo)線(61)制作且置于圓筒形空腔的軸線上，導(dǎo)線(61)放電部位是中央凸出來的短圓柱體，不放電的部位套上絕緣材料；陰極則是圓筒形外套(62)并有良好的接地措施，在陽極和陰極之間形成一個(gè)圓筒形間隙空腔，高壓脈沖電場(chǎng)正是在這個(gè)間隙空腔之間放電。進(jìn)水口、出水口和空腔選用“U”字形形狀。當(dāng)水流經(jīng)這個(gè)小區(qū)域圓筒形空間時(shí)，間歇瞬間形成的高壓脈沖電場(chǎng)既對(duì)水進(jìn)行殺藻滅菌處理。
本實(shí)用新型實(shí)施設(shè)計(jì)水流速2米/秒，脈沖40赫茲，陽極長(zhǎng)度5厘米，圓筒形間隙6毫米，脈沖電位梯度430千伏/厘米，水處理量6000升/小時(shí)。
1-變壓器組；2-電容器和二極管群；3-高壓開關(guān)；4-進(jìn)水口；5-出水口；6-同軸動(dòng)態(tài)水處理空腔；61-導(dǎo)線及陽極；62-圓筒形外套及陰極，7-進(jìn)水水箱；8-出水水箱。
權(quán)利要求1.一種高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌機(jī)，其特征在于滅菌機(jī)由至少兩個(gè)高壓電埸柱、一個(gè)高壓開關(guān)(3)和一個(gè)同軸動(dòng)態(tài)水處理空腔(6)構(gòu)成，同軸動(dòng)態(tài)水處理空腔(6)為軸線部位放置有導(dǎo)線的圓筒形形狀，導(dǎo)線(61)為陽極，圓筒形外套(62)為陰極，陽極與陰極之間的空腔為高壓電場(chǎng)滅菌處，導(dǎo)線(61)與高壓開關(guān)(3)一端聯(lián)接，圓筒形外套(62)與高壓電埸柱一端聯(lián)接，高壓開關(guān)(3)與高壓電埸柱另一端聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌機(jī)，其特征在于每一個(gè)高壓電埸柱由底部的變壓器組(1)和上部的電容器和二極管群(2)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一利高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌機(jī)，其特征在于多磁路疊加產(chǎn)生高壓電的變壓器組(1)由2-70個(gè)變壓器進(jìn)行同相位疊加組成，存儲(chǔ)電荷的電容器和二極管群(2)由50-104個(gè)串聯(lián)連接而成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌機(jī)，其特征在于高壓開關(guān)(3)外部絕緣箱體，內(nèi)部裝有電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的兩對(duì)導(dǎo)體或者絕緣體，絕緣箱體上下對(duì)應(yīng)位置裝有另一對(duì)導(dǎo)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌機(jī)，其特征在于所述的同軸式水處理空腔(6)中的進(jìn)水口、出水口和空腔最好為“U”字形，或者“L”字形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌機(jī)，其特征在于陽極導(dǎo)線(61)放電部位為中央凸出來的短圓柱形，其它不放電的部位套有絕緣材料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到用高壓脈沖電場(chǎng)殺滅液體中的有生物(如病毒、細(xì)菌、藻類等微生物)的一種高壓旋轉(zhuǎn)脈沖電場(chǎng)殺藻滅菌機(jī)，其特征在于滅菌機(jī)由至少兩個(gè)高壓電埸柱、一個(gè)高壓開關(guān)和一個(gè)同軸動(dòng)態(tài)水處理空腔構(gòu)成，同軸動(dòng)態(tài)水處理空腔為軸線部位放置有導(dǎo)線的圓筒形形狀，導(dǎo)線為陽極，圓筒形外套為陰極，陽極與陰極之間的空腔為高壓電場(chǎng)滅菌處，導(dǎo)線與高壓開關(guān)一端聯(lián)接，圓筒形外套與高壓電埸柱一端聯(lián)接，高壓開關(guān)與高壓電埸柱另一端聯(lián)接；每一個(gè)高壓電埸柱由底部的變壓器組和上部的電容器和二極管群組成；多磁路疊加產(chǎn)生高壓電的變壓器組由2－70個(gè)變壓器進(jìn)行同相位疊加組成，存儲(chǔ)電荷的電容器和二極管群由50－10
文檔編號(hào)C02F1/48GK2659875SQ03249380
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2003年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月3日
發(fā)明者周永才, 周顯光, 鄒先文 申請(qǐng)人:周永才, 周顯光