等离子体活化溶液制备装置的制作方法

1.本技术属于等离子体技术领域，具体的涉及一种等离子体活化溶液制备装置。


背景技术：

2.等离子体(plasma)，是由部分电子被剥夺后的原子、原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体。等离子体产生反应性化学物质，富含大量活性自由基、中性粒子、氧离子、羟基等活性粒子(rons)，例如，羟基自由基(oh)，一氧化二氮(n2o)，一氧化氮(no)，臭氧(o3)，超氧化物(o2)。
3.等离子体设置有广谱杀菌能力。等离子体活化溶液(plasma-activated water，paw)是通过在水中或水表面进行大气压低温等离子体放电处理后而获得富含活性氧成分的水溶液。将等离子体活化溶液作为中间媒质对物品进行间接杀菌处理，对多种致病菌设置有良好的杀灭效果，且溶液处理均匀性和流动性好。
4.目前，等离子体活化溶液制备时，使用较多的结构主要包括：介质阻挡放电(dielectric barrier discharge，dbd)、表面介质阻挡放电(surface dielectric barrier discharge，sdbd)、大气压等离子体射流(atmospheric pressure plasma jet，appj)。
5.其中，介质阻挡放电结构，需要在电极之间设置水介质。表面介质阻挡放电结构和大气压等离子体射流结构则是等离子体只与水介质表面接触，因此工作效率低，耗能较大，高压电极裸露在外，存在安全隐患，需要专业人员进行操作，不适合日常家用，并且电源与装置非一体化设计，体型较大，不便携。
6.在相关技术中，产生等离子体活化溶液的装置，采用防水透气膜将产生等离子体的介质阻挡放电结构和水溶液分隔开，等离子体经防水透气膜扩散至水溶液中，实现对水溶液的活化处理。然而，防水透气膜的孔隙往往较小，因此，等离子体在水溶液中的扩散速率受到制约。


技术实现要素：

7.为了弥补现有技术的不足，本技术提出了一种等离子体活化溶液制备装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案如下所示：
8.本技术提供一种等离子体活化溶液制备装置，包括：柱形壳体，所述柱形壳体内设置有分隔板，所述分隔板将所述柱形壳体内的空间分隔为第一容置空间和第二容置空间；所述分隔板上设置有第一通孔；所述柱形壳体对应所述第一容置空间的部分设置有进气孔；所述柱形壳体对应所述第二容置空间的部分设置有开口；等离子体发生器，所述等离子体发生器为介质阻挡放电结构，所述介质阻挡放电结构的地电极层朝向所述第二容置空间的开口；漂浮组件，所述漂浮组件环绕设置在所述柱形壳体的外表面，所述漂浮组件的位置靠近所述分隔板的位置；供气单元，所述供气单元设置于所述第一容置空间，所述供气单元的进风口与所述进气孔连通；所述供气单元的出风口连接的管路穿过所述第一通孔。
9.在一个实施例中，所述装置还包括：供电单元，所述供电单元设置于所述第一容置空间；所述供电单元用于向所述供气单元和所述等离子体发生器供电；所述供气单元用于向所述第二容置空间内持续通入气体，使得所述等离子体发生器产生的等离子体向水溶液表面扩散。
10.在一个实施例中，所述介质阻挡放电结构呈平板状结构，所述平板状结构依次包括：高压电极层、介质阻挡层和地电极层；所述高压电极层靠近所述分隔板的表面，所述地电极层远离所述分隔板的表面。
11.在一个实施例中，所述高压电极层包括磁性电极；或者，在靠近所述高压电极层的位置设置磁场装置。
12.在一个实施例中，所述平板状结构上设置有第二通孔；所述第二通孔和所述第一通孔同轴；所述装置还包括：搅拌机构，所述搅拌机构包括电机、转轴和叶片，所述转轴穿过所述第二通孔；所述叶片设置于所述转轴靠近所述第二容置空间的一端；所述供电单元用于向所述搅拌机构的电机供电。
13.在一个实施例中，所述转轴向远离所述地电极的方向延伸；所述叶片靠近所述第二容置空间的开口。
14.在一个实施例中，所述第一容置空间包括第一空间和第二空间；所述供气单元设置于所述第一空间，所述进气孔设置于所述柱形壳体对应所述第一空间的部分；所述供电单元设置于所述第二空间。
15.在一个实施例中，所述进气孔设置在所述柱形壳体对应所述第一容置空间的顶部端面；所述供气单元包括气泵。
16.在一个实施例中，所述柱形壳体靠近所述开口的侧壁上设置有多个微孔；所述多个微孔间隔设置在所述柱形壳体对应所述第二容置空间的侧壁上。
17.在一个实施例中，所述漂浮组件包括柔性材料制成的气囊或硬质材料制成的气腔。
18.本技术通过设计一种等离子体活化溶液制备装置，在装置放置在液面上时，供气单元和漂浮组件的存在，可以保持装置在液面的漂浮状态，同时，控制等离子发生器的地电极层和液面的间距。介质阻挡放电结构的地电极层朝向开口，这样，在地电极表面产生的等离子体可以向开口处扩散；等离子体活性物质与水溶液直接混合，在水溶液中通入大量细密气泡，有效提高等离子体活化溶液的产生效率，在等离子发生器的结构中没有裸露在外的高压电极，提高了等离子发生器的电气安全性。
附图说明
19.下面结合附图对本技术作进一步说明。
20.图1是本技术实施例提出的等离子体活化溶液制备装置的立体图。
21.图2是本技术实施例提出的等离子体活化溶液制备装置的剖面图。
22.图3是本技术实施例提出的等离子体活化溶液制备装置的剖面图。
23.图4是本技术实施例提出的等离子体活化溶液制备装置的剖面图。
24.图5是本技术实施例提出的等离子体活化溶液制备装置的剖面图。
25.图6是本技术实施例提出的等离子体活化溶液制备装置的等离子发生器的示意
图。
26.图7是本技术实施例提出的等离子体活化溶液制备装置的剖面图。
27.壳体101、分隔板102、第一容置空间103、第二容置空间104、进气孔105、微孔106、供气单元107、等离子体发生器108、漂浮组件109、供电单元110
具体实施方式
28.为了使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，对本技术提供的等离子体发生器进行详细介绍。
29.如图1为本公开实施例提出的等离子体活化溶液制备装置的示意图。如图2、3为本公开实施例提出的等离子体活化溶液制备装置的剖面图。如图1、2和3所示，本技术提出的等离子体活化溶液制备装置100，包括：柱形壳体101，柱形壳体内设置有分隔板102，分隔板102将柱形壳体内的空间分隔为第一容置空间103和第二容置空间104；分隔板上设置有第一通孔。柱形壳体101对应第一容置空间103的部分包括进气孔105；、柱形壳体101对应第二容置空间的部分设置有开口。
30.在一个实施例中，柱形壳体101的形状可以包括圆柱状或者棱柱状或者球壳状。进气孔105可以设置在柱形壳体101对应第一容置空间103的顶部端面。本技术对进气孔105的个数不进行限制。进气孔105的个数可以是一个，也可以是多个。
31.在一个实施例中，参见图1，柱形壳体101对应第二容置空间104的部分包括微孔106。微孔106的个数不进行限制。微孔106的个数可以是一个，也可以是多个。
32.在一个实施例中，如图1-3所示，柱形壳体靠近开口的侧壁上设置有多个微孔106，微孔106可以间隔设置在柱形壳体101对应第二容置空间104的侧壁上。微孔106均匀地间隔设置在柱形壳体101对应第二容置空间104的侧壁上。
33.在一个实施例中，供气单元107设置于第一容置空间103，与进气孔105连通。供气单元107用于从进气孔105吸入空气以向柱形壳体101内持续通入气体。供气单元107例如可以包括气泵。
34.在一个实施例中，等离子体发生器108设置于第二容置空间104。如图2、3所示，等离子体发生器108可以紧邻分隔板102的下侧设置。等离子体发生器为介质阻挡放电结构，介质阻挡放电结构的地电极层朝向第二容置空间104的开口。等离子体发生器108可以连接在分隔板102的下侧、与分隔板102分隔一段距离设置。或者，等离子体发生器108可以通过与壳体101的内表面连接来设置。
35.在一个实施例中，漂浮组件109环绕设置在柱形壳体101的外表面，漂浮组件109的位置靠近分隔板102的位置。漂浮组件109的作用是使等离子体活化溶液制备装置放入水溶液中，离子体活化溶液制备装置的第一容置空间103漂浮在水溶液表面、而第二容置空间104则置于水溶液中。
36.在一个实施例中，漂浮组件109可以包括柔性材料制成的气囊或硬质材料制成的气腔。
37.在一个实施例中，供电单元110设置于第一容置空间103，为供气单元107和等离子体发生器108供电；当等离子体活化溶液制备装置放置在水溶液中，漂浮组件109使等离子体活化溶液制备装置的第一容置空间103漂浮在水溶液表面、第二容置空间104置于水溶液
中，即确保供气单元107、供电单元始终保持在水面上方。
38.在一个实施例中，供电单元110供电后，供气单元107向柱形壳体内持续通入气体，等离子体发生器108产生的等离子体向水溶液表面扩散，与水溶液混合生成等离子体活化溶液，多余的气体从微孔106溢出，从而可以促进水体循环，增益等离子体活化溶液的产生效率。
39.图4、5为本公开实施例提出的等离子体活化溶液制备装置的剖面图。将第一容置空间103进行划分，将供气单元107和供电单元110分隔设置。在图4、5中，第一容置空间包括上下排列的第一空间401和第二空间402，可以将供气单元107设置于第一空间401，将供电单元110设置于第二空间402。相应的，进气孔105对应地设置于柱形壳体对应第一空间401的部分。
40.在一个实施例中，如图6所示，等离子体发生器108可以包括介质阻挡放电结构。介质阻挡放电结构从上至下依次包括：高压电极层601、介质阻挡层602和地电极层603。其中，供电单元110给等离子体发生器108供电时，地电极层与高压电极层两端接入为交流高压激励电源或脉冲高压激励电源。
41.在一个实施例中，如图6所示，等离子体发生器108可以包括介质阻挡放电结构。介质阻挡放电结构从上至下依次包括：高压电极层601、介质阻挡层602和地电极层603。高压电极层601靠近分隔板的第一表面，地电极层603远离分隔板的第一表面；分隔板的第一表面位于第二容置空间。
42.在一个实施例中，在接入电源后，等离子体发生器的地电极层表面将产生均匀的等离子体，供气单元107向装置内部持续通入空气，进而使微孔以上的部分处于无水环境，创造生成等离子体活化溶液的环境，地电极层表面产生的等离子体与水溶液混合生成等离子体活化溶液，产生的多余气体将从微孔溢出，促进水体循环，增益等离子体活化溶液的产生效率。
43.在一个实施例中，高压电极层601可以由钼、钛、不锈钢、铜中的至少一种材料制成。介质阻挡层602由氧化铝、锆、石英或玻璃中的至少一种材料制成。地电极层603由钼、钛、不锈钢、铜中的至少一种材料制成。
44.在本公开实施例中，高压电极层包括磁性电极，例如，可以采用磁性材料形成磁材料电极；或者，在靠近高压电极层的位置设置磁场装置。这样，可以在等离子体放电空间施加磁场，控制等离子体向液面定向扩散。
45.在一个实施例中，如图7所示，平板状结构上设置有第二通孔；第二通孔和第一通孔同轴；等离子体活化溶液制备装置还可以包括：搅拌机构701，搅拌机构包括电机、转轴和叶片，转轴穿过第二通孔；叶片设置于转轴靠近第二容置空间的一端；供电单元110用于向搅拌机构701的电机供电。
46.在一个实施例中，如图7所示，转轴向远离地电极的方向延伸；叶片靠近第二容置空间的开口。当等离子体活化溶液制备装置放置在水溶液中，搅拌机构701的转轴、风叶可以延伸至水溶液中，对水溶液进行搅拌，促进等离子体扩散到水溶液中。
47.本技术提供的等离子体活化溶液制备装置，通过在水溶液中产生等离子体，等离子体活性物质与水溶液直接混合，并且在水溶液中通入大量细密气泡，促进水溶液循环，有效提高等离子体活化溶液的产生效率。
48.在本技术的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
49.以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下，本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。