[实用新型]一种电场箍缩离子发生装置

说明书

本实用新型针对有电源离子发生器离子输出少的问题，提出一种电场箍缩离子发生装置，属于石油化工、环境保护、微电子、纺织等静电应用和防静电的行业与领域。本实用新型采用针电极和环电极构成，其中针电极安放在环电极的几何中心的中轴线上，针电极和环电极的电位极性相同，针电极电晕放电产生的离子在电场力作用下飞向环电极，而由于环电极的电位是与离子的极性相同，使电晕放电产生的离子被箍缩成离子束穿过环电极输出，实现离子发生器定向高效输出。本实用新型有益效果是结构简单、节能高效的发生离子，可以应用于行业企业生产的离子注入或喷射工艺中。

技术领域

本实用新型涉及一种电场箍缩离子发生方法与装置，属于石油化工、环境保护、微电子、纺织等静电应用和防静电的行业与领域。

背景技术

在石油化工、微电子和纺织等行业的生产过程中使用很多绝缘材料，这些绝缘材料基本是以气体、液体或固体(粉体、颗粒或表面)等形态存在的，而当这些绝缘材料之间或者与导体之间通过接触(碰撞或摩擦)产生静电，从而使材料表面有积累电荷形成电场，一方面在该电场作用下绝缘材料吸引周围的细小物质，如灰尘等，或者吸引带异号电荷的材料，由此导致行业生产不能稳定运行或者产品质量下降；另一方面随着材料表面电荷积累量增加导致材料表面电场强度增加，当该电场强度达到击穿场强时产生放电，引发火灾或爆炸等灾害事故，因此在这些相关行业生产工艺中必须要应用静电消除技术，中和绝缘材料内部或表面的电荷，保证产品质量和行业安全生产。

在环境污染治理行业，尤其是燃煤锅炉排烟、工业窑炉排烟、柴油机排烟等烟气中含有大量的粉尘，喷漆、涂装、焊接等行业排放的废气中含有粉尘、有机气溶胶和颗粒物，以及化工和电力行业冷却塔排放的水汽，严重的污染了人民赖以生存的大气环境，必须对这些排气中的尘或雾加以治理，研发粉尘、颗粒物和液滴收集技术，其中静电收集技术是一种高效的工业废气净化技术。

在涂装和药剂喷散行业，涂料或者药剂从喷嘴喷出后是靠载气定向驱动附着于靶向目标的，但是该驱动力随着离开喷嘴距离增加而减弱，涂料或者药剂向四周分散，由此导致部分涂料或者药剂不能附着于靶(工件、作物等)的表面，最终致使涂料或者药剂浪费。静电涂装技术通过使涂料的粉体或者药剂的雾滴带电，这些带电的涂料或者药剂在电场力作用下，定向附着于工件或者作物上，即减少了涂料或者药剂的浪费也改善了环境。

而静电消除技术、静电收集技术和静电涂装技术都存在一个关键原理过程，就是通过电晕放电产生高浓度、高产量的离子，利用这些离子中和绝缘材料表面的电荷，或者使废气中气溶胶或者涂料颗粒带电、定向移动，实现应用效果的高效性和能量利用效率的高效性。目前市场上离子发生器原理基本是电晕放电原理，离子发生器形式分为有源(有电源)离子发生器和无源(无电源)离子发生器，其中有源离子发生器又分两种形式，即由曲率半径小的高压电极针和低压电极网孔构成的针-网结构形式和由单独的高压电极针构成的针结构形式(此时无限远处为低压电极处)。而针-网结构形式的离子发生器是高压电源 3的高压输出端与高压电极针相连接，高压电源3的低压输出端和低压电极网孔相连接后再接地，或者高压电源3的低压输出端与低压电极网孔分别接地，这种结构形式的离子发生器产生的离子绝大部分被低压电极网收集了，只有一部分剩余的离子穿过低压电极网输送出来，因此这种离子发生器的离子输送效率低。针结构形式的离子发生器是高压电源3的高压输出端与高压电极针相连接，在高压电极针周围产生电晕放电，离子是在电场力和载气作用下输送出来，其优点是因为没有低压网电极，因此结构简单，但是由于针电极1的电力线是发散的，由此导致定向输送出来的离子数少，也降低了离子输送效率。

实用新型内容

本实用新型针对有电源离子发生器离子输出少的问题，提出一种电场箍缩离子发生方法与装置，就是采用针电极和环电极构成，针电极安放在环电极的几何中心的中轴线上，针电极和环电极的电位极性相同，针电极电晕放电产生的离子在电场力作用下飞向环电极，而由于环电极的电位是与离子的极性相同，因此在环电极电场作用下，电晕放电产生的离子被箍缩成离子束9穿过环电极输出，而通过调控针电极和环电极的相对位置、环电极上的电位大小，调控离子束9流形状，实现离子发生器定向高效输出。