[发明专利]一种基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置和方法，该装置包括：通过导线连接的自清洁环境装置和调节电源；其中，自清洁环境装置，包括：流体腔、油污薄膜表面、介电材料层、基底金属和低导电率流体；低导电率流体盛装于流体腔之内，作为油污薄膜表面自清洁过程的操作环境；介电材料层喷涂于基底金属外表面，将基底金属完全包裹；油污薄膜表面紧密贴合在介电材料层的外表面。本发明以介电润湿效应为基础，将需要进行处理的油污薄膜表面置于低导电率流体之中，在油污薄膜表面形成液‑液接触角，通过施加外加电压，使油膜侧的接触角快速增大，当瞬态接触角达到180度后，在动态能的驱动下脱离油污薄膜表面，从而实油污表面的自清洁。

技术领域

本发明属于流体控制与管理技术领域，尤其涉及一种基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置和方法。

背景技术

薄膜层表面油滴或油膜的自清洁是一项难题，许多薄膜表面有较好的亲油性，污染后油膜完成铺开，形成的接触角几乎为零度，因此很难用常规物理清洗的方法将油污完全冲洗干净。且通过外在作用力(比如物理冲洗、化学试剂清洁)清洗薄膜表面也会带来许多新的问题，比如，物理清洁过程容易破坏薄膜层，化学试剂法容易改变薄膜表面的性质特征。因此，传统的清洁手段，对于贵重薄膜表面，或具有微结构的薄膜表面，均有较大局限性。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置和方法，以介电润湿效应为基础，将需要进行处理的油污薄膜表面置于低导电率流体之中，在油污薄膜表面形成液-液接触角，通过施加外加电压，使油膜侧的接触角快速增大，当瞬态接触角达到180度后，在动态能的驱动下脱离油污薄膜表面，从而实油污表面的自清洁。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置，包括：通过导线连接的自清洁环境装置和调节电源；其中，自清洁环境装置，包括：流体腔、油污薄膜表面、介电材料层、基底金属和低导电率流体；

低导电率流体盛装于流体腔之内，作为油污薄膜表面自清洁过程的操作环境；

介电材料层喷涂于基底金属外表面，将基底金属完全包裹；

油污薄膜表面紧密贴合在介电材料层的外表面。

在上述基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置中，还包括：正极接线端子和负极接线端子；

正极接线端子悬置于低导电率流体之中，通过导线与调节电源的输出正端连接；

负极接线端子设置在基底金属的一侧端，通过导线与调节电源的输出负端连接。

在上述基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置中，还包括：断路开关；

断路开关设置在用于连接正极接线端子与调节电源的输出正端的导线上。

在上述基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置中，置于低导电率流体之中的负极接线端子和导线均采用绝缘包覆结构。

在上述基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置中，低导电率流体与油污薄膜表面上携带的油膜不互溶。

在上述基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置中，低导电率流体密度大于油污薄膜表面上携带的油膜的密度。

在上述基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置中，还包括：交流电源；

交流电源接入调节电源的输入端，并通过调节电源的输出端输出直流可调节电压或交流可调节电压。

在上述基于反电润湿效应的油污表面自清洁装置中，调节电源的输出电压阈值V满足：