專利名稱：：水冷同軸雙玻璃管鍍金屬交流臭氧發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及一種臭氧發(fā)生器，尤其是使用交流電；配置水冷裝置；采用兩支同軸套疊玻璃管，在外玻管的內(nèi)表面鍍以銀，再鍍以一層較厚的銅，然后再鍍上一層銀，而在內(nèi)玻管的內(nèi)表面上用化學(xué)方法加工成無數(shù)凸點(細(xì)齒)然后鍍上銀，再鍍上較厚的銅，兩玻管之間的隙縫為2—3mm之間。當(dāng)純氧通過其間時，利用高電壓產(chǎn)生的火花放電發(fā)生臭氧的臭氧發(fā)生器。
背景技術(shù)：
：臭氧可用來滅菌、消毒，特別是它具有氧化和降解致癌性有機(jī)毒物的能力，己引起廣泛重視。法國巴黎的自來水廠，以塞納河的河水作為飲用水的水源，他們在水質(zhì)處理中，早在10年以前就已注入臭氧。效果很好。2007年度，太湖藍(lán)藻暴發(fā)，國家采取用高錳酸鉀(KMn04)處理，稍得到了改善。但處理后的水達(dá)65'C以上時，仍有臭味?；に巹┑娜ノ勰芰εc其本身的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢密切關(guān)聯(lián)-<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>從表上看出，KMn04的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢比傳統(tǒng)處理水質(zhì)的藥劑Cl2高出0.31V，而03的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢則比KMn04高出0.4V，再則03在水中發(fā)生間接反應(yīng)所產(chǎn)生的H0*自由基，其標(biāo)準(zhǔn)電極電勢竟高出KMn(M.13V，這便是臭氧反應(yīng)能力特強(qiáng)根由，且其反應(yīng)后都不存在任何有毒殘留物。由此可見，處理水質(zhì)(包括治理藍(lán)藻污染)臭氧應(yīng)當(dāng)成為首選藥物。然而，在我國高產(chǎn)率的臭氧發(fā)生器至今還不見問世，本實用新型就簡捷、有效地解決了這一懸念。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的技術(shù)問題通過下列技術(shù)方案解決本實用新型由設(shè)置在中間的水箱和其在兩頭的氧氣室與臭氧、氧氣室，以及穿過水箱連接兩室的同軸套疊雙玻璃鍍金屬管等四部分組成。當(dāng)純氧從氧氣室通過向臭氧、氧氣室所經(jīng)過的同軸套疊雙玻璃管的夾層間時，在高壓電產(chǎn)生的電火花作用下，部分被電離，而發(fā)生臭氧。臭氧發(fā)生的反應(yīng)式是吸熱反應(yīng)_^<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>放熱反應(yīng)或?qū)懗?lt;formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>由于作為電極的玻璃管表面溫度上升會使臭氧產(chǎn)率大大降低，于是，就采用了水冷裝置，冷卻水應(yīng)從水箱的低部通入，高處流出。冷卻水應(yīng)與氧氣室、臭氧、氧氣室絕對隔離。不能滲漏。本實用新型采用的高壓交流電的電壓為15000—20000伏，電壓應(yīng)是可調(diào)節(jié)的，調(diào)至使兩極(內(nèi)、外玻管)之間不產(chǎn)生電弧。研制本實用新型的理論依據(jù)是-欲提高臭氧的產(chǎn)率，必須增大兩電極相對應(yīng)的面積，增多極板表面的凸點(細(xì)齒)；在其中一個極板表面上覆蓋一層l一3mm的電介質(zhì)(硼玻璃)。顯然，制造出理想的內(nèi)玻管和外玻管并加工好玻管的表面是本實用新型的技術(shù)關(guān)鍵。今實施方法如下1、玻璃的選擇要求玻璃能耐熱、機(jī)械強(qiáng)度性能好的特點，且含Si和B高一些。今選擇高硼硅儀器玻璃，如派萊克斯-7740(Pyrex-7740)、派萊克斯(Pyrex)或西曼克斯(Simax)玻璃等。2、內(nèi)、外玻管的規(guī)格發(fā)光區(qū)長度都約1M，玻管的外徑約25-50mm，內(nèi)玻管靠近臭氧、氧氣室一端封閉，另一端開口，外玻管的兩端都開口。內(nèi)玻管的厚度為l-3mm之間。外玻管的厚度為1.5-2.5mm之間。在兩管之間保持2-3mm的放電間隙。3、內(nèi)玻管內(nèi)表面無數(shù)凸點(細(xì)齒)的加工用氣態(tài)HF來進(jìn)行加工HF的工業(yè)制法是基于CaF2和H2S(X(濃)的相互作用，反應(yīng)如下CaF2+H2S04(濃)《aS04+2HFt反應(yīng)在120'C-13(TC時于鐵罐中進(jìn)行，用來收集的裝置部分則以鉛制成。氣態(tài)HF能與組成玻璃成分之一的Si02作用，生成四氟化硅和水Si02+4HF=SiF4t+2H20由于玻璃表面上去掉了Si02的微屑就形成無數(shù)細(xì)齒，這也就是常用的制造毛玻璃和在玻璃上刻字、繪畫的方法。4、外玻管內(nèi)表面和內(nèi)玻管內(nèi)表面鍍銀的加工采用銀鏡反應(yīng)法進(jìn)行加工(1)應(yīng)用甲醛HCH0和銀氨溶液反應(yīng)2[Ag(NH3)2]++20H_+HCH0-HCOO—+NH4++2AgI+3NH31+H20注甲醛HCH0是致癌物質(zhì)，反應(yīng)要在通風(fēng)柜里進(jìn)行。(2)應(yīng)用甲酸HC00H和銀氨溶液反應(yīng)2Ag(NH3)20H+HC00H~^2Ag4+C02t+4NH3t+2H20這是熱水瓶上鍍銀的方法，簡捷易行。5、在外玻管的內(nèi)表面，鍍銀后再鍍上一層稍厚的銅、可采用電鍍或化學(xué)鍍的方法，以防止鍍銀層的脫落，然后，再鍍上一薄層銀，以防止銅的氧化。6、在內(nèi)玻管的內(nèi)表面，鍍銀后再鍍上一層稍厚的銅，一方面可防止銀層的脫落，另一方面，可增加玻璃管的機(jī)械強(qiáng)度。內(nèi)、外玻管的鍍銅是為了節(jié)省成本，若采用全部都鍍以銀，雖節(jié)省了工序，卻多消耗大量昂貴的銀。在國外文獻(xiàn)中提到，金屬鍍層要脫落，今按照本實用新型工藝，其銅鍍層相當(dāng)于己形成銅管就不可能脫落。7、通過以上加工所形成的內(nèi)、外玻管的金屬層，就是實現(xiàn)高電壓下產(chǎn)生無聲放電的兩電極。由于內(nèi)玻管的內(nèi)表面被加工出無數(shù)凸點(細(xì)齒)，顯然，同時也被加工出無數(shù)凹點，從管內(nèi)看起來是凹點，而從管外看正好是凸點，這就形成了無數(shù)凸起的銀齒。由于臭氧的產(chǎn)生率與介電體的介電常數(shù)成正比，與介電體厚度成反比。于是內(nèi)、外玻管套疊后，這個用高硼硅儀器玻璃制成1-3mm厚的整個內(nèi)玻管便成了所需的電介質(zhì)，提高了產(chǎn)率。在國外文獻(xiàn)中還未提到制作這種具無數(shù)細(xì)齒的極板，并在其上復(fù)蓋硼玻璃的這一工藝方法。而在本實用新型中得到了解決。本實用新型的內(nèi)、外玻管，為了使能安裝在同軸位置上，采用了在管的兩頭用幾顆拄頭螺釘穿過外玻管上相匹配帶螺紋小孔的嵌件，進(jìn)行固定定位。本實用新型圖上為三組套管，在實際制作時可制作單套管、兩組套管或多組套管的不同功率的臭氧發(fā)生器。圖l為本實用新型外形示意圖。圖2為本實用新型之剖視圖。圖3為圖2中之同軸雙玻璃管軸向剖視圖。圖4為嵌件示意圖。具體實施方式下面結(jié)合上述附圖對本實用新型作詳細(xì)說明。圖1-4中，1—罩蓋1、2—隔板1、3—防水橡皮圈1、4—水箱、5—出水口、6—防水橡皮圈2、7—罩蓋2、8—臭氧、氧氣室、9一穿孔橡皮塞1、IO—出氣管、ll一嵌件、12—拄頭螺釘、13—隔板2、14一內(nèi)玻管之金屬鍍層、15—內(nèi)玻管、16—外玻管、17—外玻管之金屬鍍層、18—冷卻水、19—進(jìn)水口、20—隔離橡皮塞(每組套管1對)、21—導(dǎo)線1、22—導(dǎo)線2、23—氧氣室、24—優(yōu)質(zhì)耐高電壓絕緣護(hù)套線、25—穿孔橡皮塞2、26—進(jìn)氧管、27—穿孔橡皮塞3、28_插頭、29—支架30—銀鍍層、31—銅鍍層、32—銀鍍層、33—銅鍍層、34—銀鍍層。罩蓋l(1)用有機(jī)玻璃制成；隔板1(2)用有機(jī)玻璃制成；防水橡皮圈1(3)用彈性橡膠制成；水箱(4)用有機(jī)玻璃制成；出水口(5)可以與水箱(4)連成一體制成。防水橡皮圈2(6)用具彈性橡膠制成；罩蓋2(7)用有機(jī)玻璃制成；臭氧、氧氣室(8)因臭氧與橡皮要發(fā)生反應(yīng)，因此在臭氧、氧氣室(8)內(nèi)周圍的橡皮的外表面須涂上硅酸鈉(水玻璃)使與臭氧隔離。穿孔橡皮塞1(9)用具彈性的橡膠制成；出氣管(10)可用不銹鋼制成；嵌件(ll)用銅片制成，中有與拄頭螺釘相匹配的螺孔，每支外玻管的兩頭各有四只嵌件。拄頭螺釘(12)用電木制成，每組套管的兩頭各有四只拄頭螺釘。隔板2(13)用有機(jī)玻璃制成；內(nèi)玻管之金屬鍍層(14)先在管壁上鍍上銀鍍層，再鍍上銅鍍層，可防止銀層脫落，并加固玻管的機(jī)械強(qiáng)度；內(nèi)玻管(15)發(fā)光區(qū)長約1M，管徑25-50mra，用高硼硅儀器玻璃制成。如派萊克斯玻璃及其同類型玻璃。派萊克斯(Pyrex)玻璃的配方是:<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>外玻管(16)材料與內(nèi)玻管相同規(guī)格與內(nèi)玻管匹配，兩管間隙為2-3mm;外玻管之金屬鍍層(17)先在管壁上鍍上銀鍍層后，鍍上較厚的銅鍍層，可防止銀層脫落并加固玻管的機(jī)械強(qiáng)度，然后再鍍上一層銀，防止銅鍍層氧化；冷卻水(18)可在進(jìn)水口(19)與自來水龍頭用皮管聯(lián)接起來，實施供水；進(jìn)水口(19)可與水箱(4)制作時連成一體制成；隔離橡皮塞(20)每一組套管有兩只，用具彈性的橡膠制成；導(dǎo)線l(21)選用具耐高壓絕緣皮的電線，與各內(nèi)玻管內(nèi)表面的金屬鍍層相聯(lián)接；導(dǎo)線2(22)選用具耐高壓絕緣皮的電線，與各外玻管內(nèi)表面的金屬鍍層相聯(lián)接。氧氣室(23)必須密封，與外界空氣隔絕，也必須保證不準(zhǔn)水箱滲漏進(jìn)入氧氣室。優(yōu)質(zhì)耐高電壓絕緣護(hù)套線(24)按安全用電規(guī)范配置；穿孔橡皮塞2(25)用具彈性橡膠制成；進(jìn)氧管(26)用不銹鋼制成；穿孔橡皮塞3(27)用具彈性橡膠制成；插頭(28)按安全用電規(guī)范配置；支架(29)可以選用鋁合金、不銹鋼或聚氯乙烯等制成；銀鍍層(30)用銀鏡反應(yīng)制成，可以鍍得薄一些；銅鍍層(31)防止銀層脫落及加固玻管的機(jī)械強(qiáng)度；銀鍍層(32)用銀鏡反應(yīng)制成，可以鍍得薄一些；銅鍍層(33)防止銀層脫落及加固玻管的機(jī)械強(qiáng)度，可用電鍍或化學(xué)鍍制成。銀鍍層(34)可鍍得薄一些，防止銅鍍層(31)被氧化。本實用新型，基本上都采用模具加工，生產(chǎn)便捷，精確度高，質(zhì)量保證、成本低廉。本實用新型的水箱、罩蓋、隔板等全部采用透光性好的聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃)制成。因此，在運(yùn)作時可直接觀察到內(nèi)、外玻管之間(兩極之間)，是否存在電暈，是否有電弧發(fā)生，管子是否有損壞，冷卻水是否流通等等。而有機(jī)玻璃的機(jī)械強(qiáng)度、電絕緣以及抗氧化等都具有良好性能。本實用新型還具有可拆、可清洗、可更換另件的特點，維修簡便，因此，對純氧的含水、含塵要求不高。本實用新型，可以安裝成臥式也可以安裝成立式。從能耗上來看，制取臭氧耗能極省，按其反應(yīng)-吸熱反應(yīng),<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>放熱反應(yīng)可算出制取1公斤03在理論上所耗的用電量。設(shè)制1公斤03能耗為X焦耳。因制取2mol臭氧，理論上耗能69千卡，即制取96克臭氧耗能287500焦耳，則96:1000=287500:X<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>又因1度電=36乂105焦耳制取1公斤03所耗電能為(30X105)/(36X105):0.83度而1公斤03—般能消毒水量1000噸，僅管實際耗能遠(yuǎn)比理論大得多，但也可推知，如果高出10倍，也是十分值得的由于臭氧的半衰期在常溫下約為15-30mim，所以臭氧不宜儲存，必須現(xiàn)制現(xiàn)用。當(dāng)今世界，用傳統(tǒng)的應(yīng)用氯氣處理水質(zhì)已確認(rèn)不但其去除含致癌性有機(jī)毒物是無法適從，而且在氯化消毒過程中，氯與水中的有機(jī)物反應(yīng)產(chǎn)生三鹵甲烷(THM3)、鹵代乙腈、三氯丙酮、氯化醛類、氯酸及其它特殊化合物和有機(jī)鹵代物。這些化合物有許多被推測是致癌物或是誘變劑，且在較高濃度時有毒。解決生活飲水是直接關(guān)系到健康長壽問題，在己經(jīng)處于水質(zhì)污染的地區(qū)用臭氧去毒是已經(jīng)到了刻不容緩的地步，我國幅員廣闊，人口眾多，所需要的臭氧發(fā)生器數(shù)量甚巨，不僅國內(nèi)需要量大，而且國外也正迫切需要該產(chǎn)品來消除飲水中的毒物。參考資料1、《普通化學(xué)》[原蘇聯(lián)]涅克拉索夫著商務(wù)印書館出版2、《有機(jī)化學(xué)》汪小蘭編高等教育出版社3、《普通物理》[原蘇聯(lián)]福里斯、季莫列娃著商務(wù)印書館出版4、飲用水水質(zhì)對人體健康的影響[美國]約瑟華、溫克勒、J威廉依萊著中國環(huán)境科學(xué)出版社出版5、《水處理新技術(shù)原理與應(yīng)用》苑寶玲王洪杰主編化學(xué)工業(yè)出版社出版權(quán)利要求1、一種水冷同軸雙玻璃管鍍金屬交流臭氧發(fā)生器，包含有罩蓋1(1)、進(jìn)氧管(26)、罩蓋2(7)、出氣管(10)，兩罩蓋的中間部分為水箱(4)，水箱(4)與罩蓋1(1)、罩蓋2(7)的連接處設(shè)有隔板1(2)、隔板2(13)、外玻管(16)與內(nèi)玻管(15)的內(nèi)表面分別有金屬鍍層(14)、(17)，內(nèi)、外玻管相互套疊，穿過水箱(4)，其兩端固定在隔板1(2)、隔板2(13)上，從外玻管(16)的金屬鍍層(17)和內(nèi)玻管(15)的金屬鍍層(14)上，分別引出導(dǎo)線1(21)、導(dǎo)線2(22)與優(yōu)質(zhì)耐高壓絕緣護(hù)套線(24)相連。高壓電的電插頭(28)插入高壓電源引入。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷同軸雙玻璃管鍍金屬交流發(fā)生器，其特征在于內(nèi)玻管(15)的內(nèi)表面加工成無數(shù)細(xì)齒，并鍍以銀鍍層(32),再鍍上一層銅鍍層(33)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷同軸雙玻璃鍍金屬交流臭氧發(fā)生器，其特征在于外玻管(16)的內(nèi)表面鍍以銀鍍層(30)，再鍍以一層銅鍍層(31)，然后再鍍上一層銀鍍層(34)。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷同軸雙玻璃管鍍金屬交流臭氧發(fā)生器，其特征在于內(nèi)玻管(15)靠近臭氧、氧氣室(8)的一端封閉，另一端開口，外玻管(16)兩端都開口。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷同軸雙玻璃管鍍金屬交流臭氧發(fā)生器，其特征在于內(nèi)玻管(15)與外玻管(16)同軸，內(nèi)玻管(15)的定位，用外玻管(16)的兩頭周圍設(shè)置的拄頭螺釘(12)穿過與其相匹配帶螺紋孔的金屬嵌件(11)來實施進(jìn)行固定。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的同軸水冷雙玻璃管鍍金屬交流發(fā)生器，其特征在于設(shè)置了水箱(4)，水箱(4)的下端有一進(jìn)水口(19)，上部有一出水口(5)。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷同軸雙玻璃管鍍金屬交流發(fā)生器，其特征在于設(shè)置了隔板l(2)和隔板2(13)，防水橡皮圈1(3)和防水橡皮圈2(6)的設(shè)置，在當(dāng)罩蓋l(1)、罩蓋2(7)與水箱(4)用螺紋連結(jié)旋緊時起到密封作用，隔離橡皮塞(20)配置于外玻管(16)兩頭的玻管與隔板l(2)、隔板2(13)之間，使冷卻水(18)與氧氣室(23)、冷卻水(18)與臭氧、氧氣室(8)隔離。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷同軸雙玻璃管鍍金屬交流臭氧發(fā)生器，其特征在于設(shè)置了穿孔橡皮塞1(9)夾在出氣管(10)與罩蓋2(7)之間；穿孔橡皮塞2(25)夾在優(yōu)質(zhì)耐高壓絕緣護(hù)套線(24)與罩蓋l(1)之間；穿孔橡皮塞3(27)夾在進(jìn)氧管(26)與罩蓋1(1)之間，使臭氧、氧氣室(8)、氧氣室(23)與外界空氣隔離。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的水冷同軸雙玻璃管鍍金屬交流發(fā)生器，其特征在于罩蓋l(1)、罩蓋2(7)、隔板l(2)、隔板2(13)、水箱(4)等，全部用聚甲基丙烯酸甲酯，即有機(jī)玻璃制成。專利摘要一種用水冷卻的同軸雙玻璃管鍍金屬交流臭氧發(fā)生器，其核心部件是包括設(shè)有兩根同軸套疊的玻璃管，即內(nèi)玻管和外玻管。在外玻管的內(nèi)表面鍍以銀再鍍上一層銅，然后再鍍上一層銀，而在內(nèi)玻管的內(nèi)表面，先用化學(xué)方法加工成無數(shù)細(xì)齒，然后鍍以銀再鍍上一層銅。兩玻管之間的隙縫為2-3mm之間。當(dāng)純氧通過其間時，利用高電壓產(chǎn)生的火花放電發(fā)生臭氧。當(dāng)今對水中含有的致癌性有機(jī)毒物，應(yīng)用傳統(tǒng)的氯氣和漂白粉進(jìn)行去除處理，已無如奈何。一些科技先進(jìn)的國家早已引入臭氧于水質(zhì)處理，而其所顯之卓著功效，為一致公認(rèn)。本實用新型屬高產(chǎn)率臭氧發(fā)生器，具設(shè)計獨特制造工藝簡單，安全可靠，對水質(zhì)重度污染地區(qū)，包括藍(lán)藻暴發(fā)地區(qū)，尤為需要。文檔編號C01B13/11GK201186881SQ200820006399公開日2009年1月28日申請日期2008年2月3日優(yōu)先權(quán)日2008年2月3日發(fā)明者孫友誼申請人:孫友誼