专利名称：高压旋转脉冲电场杀藻灭菌机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到用高压脉冲电场杀灭液体中的有生物(如病毒、细菌、藻类等微生物)的设备，可广泛用于矿泉水、饮料、熟啤酒、牛奶的生产，也可用于自来水、湖泊水的处理等。属水处理设备领域。
背景技术：
普通液体(如水)内阻很小，相对介电常数又很大(εr＝78)，表现出较大的电容性。当所施加脉冲功率过小时，因液体两端的电压降很大，真正在液体内部形成的电场强度远远没有外加电位梯度高，所以要进行中大规模的液体处理，必须解决低成本、大功率、高电压的获取技术及把这些高压电荷存储在电容器中，同时需解决大功率高压开关的设计制作技术。此外液体中的小生物个体很小，一般在微米级，如病毒和介于动植间的藻类，如果能在这个小个体上施加大于36伏/微米的电场强度，即产生360kv/cm的电位梯度，就可使细胞膜通透性增加，让细胞膜穿孔，破坏内部DNA结构，达到杀死之目的。中国专利01130064.7揭示了一种高压脉冲电场灭菌的方法及其装置，该发明工作原理是让水流穿过两个电极板构成的脉冲电场空间，让水流受高压脉冲电场处理，其电场强度为5-100KV/cm、脉冲宽度为0.1-500μS、脉冲频率为1-3KHz、处理时间100μS-10min的专利保护；该专利使用的脉冲波形可是平方波、指数衰减波、钟形波、正弦波和锯齿波，监测设备使用了摄像机、计算机、脉冲示波器等，虽然系统复杂，附属设备先进，但主设备在运用上仍属小型机，其缺点是电压不够高，功率不够大，其主要作用是杀灭杆菌和螺旋菌，对小个体的病毒和介于动植间的藻类不具杀伤力。中国专利0059888.4公开了另一种借助高压脉冲电场处理饮用水的装置，该装置使用的电场强度为10-30KV/m，脉冲宽度10×10-6-40×10-6S，处理空腔为垂直于水流的两个电极，该装置属微型机，其缺点是电压不够高，功率不够大，其作用也主要是杀灭杆菌和螺旋菌，对小个体的病毒和介于动植间的藻类不具杀伤力。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，发明一种采用多磁路叠加和串级发生器混用的组合，采用旋转法方便获取所需的大功率高压脉冲，能有效杀伤液体中一切有生物，包括小个体的病毒和介于动植间的藻类小个体生物的一种高压旋转脉冲电场杀藻灭菌机。
本实用新型的目的是通过下列结构完成的一种高压旋转脉冲电场杀藻灭菌机，其特征在于灭菌机由至少两个高压电埸柱、一个高压开关和一个同轴动态水处理空腔构成，同轴动态水处理空腔为轴线部位放置有导线的圆筒形形状，导线为阳极，圆筒形外套为阴极，阳极与阴极之间的空腔为高压电场灭菌处，导线与高压开关一端联接，圆筒形外套与高压电埸柱一端联接，高压开关与高压电埸柱另一端联接；每一个高压电埸柱由底部的变压器组和上部的电容器和二极管群组成；多磁路叠加产生高压电的变压器组由2-70个变压器进行同相位叠加组成，存储电荷的电容器和二极管群由50-104个串联连接而成；高压开关外部绝缘箱体，内部装有电机带动旋转的两对导体或者绝缘体，绝缘箱体上下对应位置装有另一对导体；同轴式水处理空腔中的进水口、出水口和空腔为“U”字形或者“L”字形形状；阳极导线放电部位为中央凸出来的短圆筒形，其它不放电的部位套有绝缘材料；所述的高压旋转脉冲开关产生的副产物臭氧可以利用。
本实用新型工作原理是变压器组(1)进行多磁路叠加产生高压电，多磁路叠加技术可将高压绕组从空间上分离，能很好地解决了高电压带来的绝缘问题。
由50-104个电容器构成的电容器和二极管群(2)，其作用是将电压进一步升高并存储电荷。电容器采用低价位的国产电容器串并联而成，从而大幅度地降低了制作成本。本实用新型所产生的脉冲电场因脉冲前沿陡峭，爆炸效应好，杀伤力强，脉冲电场放电时间短，耗能低。
高压开关(3)采用动态旋转法，则旋转的电动机带动两对(四个)导体转动，当旋转的导体与绝缘箱上匹配位置固定的导体相互接近时，开关接通，旋转高压开关(3)瞬间释放高压电荷，获得强功率的脉冲电流。脉冲电流通过导线送入同轴式动态水处理空腔(6)的阳极导线(61)上，在圆筒形外套(62)和凸出来的圆柱体阳极(61)的间隙区域形成高压脉冲电场，高压脉冲电场在这个间隙瞬间放电，流经这个空腔的液体(水)则被杀藻灭菌处理。当旋转高压开关(3)的导体与绝缘箱上固定导体相互离开时，开关断开，完成一个脉冲过程。通过调节高压开关中旋转导体和固定导体的距离可改变脉冲宽度，通过调节电动机的转速可改变脉冲的频率。高压开关(3)也可旋转绝缘体云母，当旋转绝缘体时，可在转盘的边缘处开口或钻小孔，也能达到相同的效果。
本实用新型同轴动态水处理空腔(6)的构造也可以是“山”字形形状，或者“L”字形形状。
本实用新型高压旋转脉冲电场杀藻灭菌具有设备结构简单，加工制作时要求精度低，易于实施。原材料来源方便，成本低廉。由于该种高压旋转脉冲电场杀藻设备是针对杀灭液体中的一切有生物的特征而设计的，并属纯物理的冷杀技术，就为其应用提供了广阔的前景。它既可用于瓶装矿泉水、饮料、熟啤酒、牛奶的杀菌、杀藻，也可用自来水、湖泊水的处理。高压脉冲电场还可用来作用其他一些物质，如使鲜花、蔬菜休眠保鲜，使茶叶、香烟加香等。其结构简单，输出电压高、功率大，周期性好，频率和脉冲易于调节，可用于制作生产中大型杀灭有生物的设备。
以下结合附图所示实施例，就本实用新型作进一步说明，但保护范围不限于实施例。
图1是实用新型一种高压旋转脉冲电场杀藻灭菌机结构示意图。
具体实施方式
本实用新型选用四个高压电埸柱，每个高压电埸柱底部由一箱变压器(1)和四箱电容器及二极管群(2)组成，每一箱变压器内部安装普通20伏/100瓦的变压器2组，每组12个，将变压器的次级线圈串联后反转为初级接在220伏的市电上，再将220伏的初级线圈同相位叠加后获取大功率的高压电，为解决好绝缘问题，它们被分离摆放成4柱，构成四个高压电埸柱，四个高压电埸柱工作获得7000瓦特、260千伏特高电压，本实用新型选用1600个电容器相互串联构成存储电荷的电容器(2)。
高压开关(3)装在一个木箱(或者绝缘箱)内，高压开关(3)摆放置在四个高压电埸柱中电容器和二极管群(2)的顶部，箱内电动机旋转两对(四个)导体，同时在木箱的某处上下对称位置安装另一对导体。当旋转导体和固定导体接近时，开关接通；离开时，开关断开，完成脉冲的形成过程。调节旋转导体和固定导体的距离可改变脉冲宽度，调节电动机的转速可改变脉冲的频率。
同轴动态水处理空腔(6)为圆筒形，其阳极采用细铜棒和铜圆柱体导线(61)制作且置于圆筒形空腔的轴线上，导线(61)放电部位是中央凸出来的短圆柱体，不放电的部位套上绝缘材料；阴极则是圆筒形外套(62)并有良好的接地措施，在阳极和阴极之间形成一个圆筒形间隙空腔，高压脉冲电场正是在这个间隙空腔之间放电。进水口、出水口和空腔选用“U”字形形状。当水流经这个小区域圆筒形空间时，间歇瞬间形成的高压脉冲电场既对水进行杀藻灭菌处理。
本实用新型实施设计水流速2米/秒，脉冲40赫兹，阳极长度5厘米，圆筒形间隙6毫米，脉冲电位梯度430千伏/厘米，水处理量6000升/小时。
1-变压器组；2-电容器和二极管群；3-高压开关；4-进水口；5-出水口；6-同轴动态水处理空腔；61-导线及阳极；62-圆筒形外套及阴极，7-进水水箱；8-出水水箱。
权利要求1.一种高压旋转脉冲电场杀藻灭菌机，其特征在于灭菌机由至少两个高压电埸柱、一个高压开关(3)和一个同轴动态水处理空腔(6)构成，同轴动态水处理空腔(6)为轴线部位放置有导线的圆筒形形状，导线(61)为阳极，圆筒形外套(62)为阴极，阳极与阴极之间的空腔为高压电场灭菌处，导线(61)与高压开关(3)一端联接，圆筒形外套(62)与高压电埸柱一端联接，高压开关(3)与高压电埸柱另一端联接。
2.根据权利要求1所述的一种高压旋转脉冲电场杀藻灭菌机，其特征在于每一个高压电埸柱由底部的变压器组(1)和上部的电容器和二极管群(2)组成。
3.根据权利要求2所述的一利高压旋转脉冲电场杀藻灭菌机，其特征在于多磁路叠加产生高压电的变压器组(1)由2-70个变压器进行同相位叠加组成，存储电荷的电容器和二极管群(2)由50-104个串联连接而成。
4.根据权利要求1或2所述的高压旋转脉冲电场杀藻灭菌机，其特征在于高压开关(3)外部绝缘箱体，内部装有电机带动旋转的两对导体或者绝缘体，绝缘箱体上下对应位置装有另一对导体。
5.根据权利要求1或2所述的一种高压旋转脉冲电场杀藻灭菌机，其特征在于所述的同轴式水处理空腔(6)中的进水口、出水口和空腔最好为“U”字形，或者“L”字形形状。
6.根据权利要求5所述的一种高压旋转脉冲电场杀藻灭菌机，其特征在于阳极导线(61)放电部位为中央凸出来的短圆柱形，其它不放电的部位套有绝缘材料。
专利摘要本实用新型涉及到用高压脉冲电场杀灭液体中的有生物(如病毒、细菌、藻类等微生物)的一种高压旋转脉冲电场杀藻灭菌机，其特征在于灭菌机由至少两个高压电埸柱、一个高压开关和一个同轴动态水处理空腔构成，同轴动态水处理空腔为轴线部位放置有导线的圆筒形形状，导线为阳极，圆筒形外套为阴极，阳极与阴极之间的空腔为高压电场灭菌处，导线与高压开关一端联接，圆筒形外套与高压电埸柱一端联接，高压开关与高压电埸柱另一端联接；每一个高压电埸柱由底部的变压器组和上部的电容器和二极管群组成；多磁路叠加产生高压电的变压器组由2－70个变压器进行同相位叠加组成，存储电荷的电容器和二极管群由50－10
文档编号C02F1/48GK2659875SQ03249380
公开日2004年12月1日 申请日期2003年7月3日 优先权日2003年7月3日
发明者周永才, 周显光, 邹先文 申请人:周永才, 周显光