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1、10申请公布号CN102351281A43申请公布日20120215CN102351281ACN102351281A21申请号201110195886622申请日20110713C02F1/4820060171申请人重庆大学地址400030重庆市沙坪坝区沙正街174号72发明人杨军赵丽苹胡宁熊兰罗洪艳廖彦剑郑小林杨静74专利代理机构北京同恒源知识产权代理有限公司11275代理人赵荣之54发明名称一种微间距多层脉冲电场流动处理室57摘要本发明涉及了一种微间距多层脉冲电场流动处理室，它包括由多块金属平板电极和绝缘薄层组成的多个并联层状处理室腔室，绝缘薄层设于两金属平板电极之间，绝缘薄层需要特殊剪裁。
2、，使两金属平板电极中间形成流线型处理腔体，绝缘薄层厚度即电极距离，金属平板电极错开放置，两端分别由金属螺杆连接，起固定和导通作用，这样只需两末端的金属板与脉冲电源两极连接，采用多层微间距平板电极，可以减小脉冲电源制作成本，即不需要高压就可达到较高的场强，而且，电场分布均匀，减小了边缘效应，便于液体流通；该装置体积小，有利于脉冲电场处理技术进入民用领域。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图8页CN102351286A1/1页21一种微间距多层脉冲电场流动处理室，其特征在于包括至少一个正电极（1）、至少一个负电极（2）、至少两片绝缘薄层（13）。
3、和绝缘盒体（12）；所述正电极（1）与负电极（2）为板状电极且相对固定放置，所述两片绝缘层（13）分别设置于正负电极的相对面上，所述两片绝缘层（13）相对面之间形成处理腔室（3），所述正电极（1）和负电极（2）分别与脉冲电源的两极连接，所述正电极（1）和负电极（2）之间电场的电力线方向与处理腔室（3）物料流动方向垂直，所述正负电极密封在绝缘盒体（12）中。2根据权利要求1所述的微间距多层脉冲电场流动处理室，其特征在于所述绝缘薄层（13）包括第一绝缘薄层（131）和第二绝缘薄层（132），所述第一绝缘薄层（131）和第二绝缘薄层（132）的中部凹陷，所述第一绝缘薄层（131）和第二绝缘薄层（13。
4、2）之间形成两端窄中间宽的流线型处理腔室。3根据权利要求2所述的微间距多层脉冲电场流动处理室，其特征在于所述第一绝缘薄层（131）的宽度大于第二绝缘薄层（132）与第一绝缘薄层（131）相对应位置的宽度。4根据权利要求3所述的微间距多层脉冲电场流动处理室，其特征在于所述正电极上下端通过第一金属螺杆（4）固定，所述负电极上下端通过第二金属螺杆（5）固定。5根据权利要求4所述的微间距多层脉冲电场流动处理室，其特征在于所述正负电极分别设置有第一接线槽（6）和第二接线槽（7），所述绝缘盒体（12）侧面设置有第一接线口（8）和第二接线口（9），所述第一接线口（8）与第一接线槽（6）相连，所述第二接线口（。
5、9）与第二接线槽（7）相连。6根据权利要求5所述的微间距多层脉冲电场流动处理室，其特征在于所述绝缘盒体（12）上设置有入口（10）和出口（11），所述入口（10）和出口（11）与处理腔室（3）相连通，所述绝缘盒体开设有入口的侧面设置有与处理室（3）宽度匹配的凹槽（14），所述入口位于凹槽部位的中央，所述绝缘盒体开设有出口的侧面设置有与处理室（3）宽度匹配的凹槽（15），所述出口位于凹槽部位的中央。7根据权利要求6所述的微间距多层脉冲电场流动处理室，其特征在于所述正负电极为金属平板电极；所述正负电极还设置有亲水涂层，所述亲水涂层厚度为0至5微米。8根据权利要求7所述的微间距多层脉冲电场流动处理室。
6、，其特征在于所述金属平板电极采用不锈钢材质制作。9根据权利要求8所述的微间距多层脉冲电场流动处理室，其特征在于所述的绝缘薄层采用聚四氟乙烯材质制作。10根据权利要求9所述的微间距多层脉冲电场流动处理室，其特征在于所述正负电极包括12片金属平板，所述金属平板沿螺杆方向平行可重叠。权利要求书CN102351281ACN102351286A1/5页3一种微间距多层脉冲电场流动处理室技术领域0001本发明涉及一种民用水净化的灭菌装置，特别涉及一种微间距多层适用于中等电压的脉冲电场流动处理室。背景技术0002脉冲电场技术具有处理温度低，杀菌时间短，耗能低，无化学副产物等优点，因而得到广泛关注。目前的脉冲。
7、电场处理室较大，往往需要采用高压脉冲电场来形成足可杀灭细菌的电场。绝大部分这类装置仍处于实验室研究阶段，未在工业及民用领域广泛使用。由于在电极形状等因素的影响，处理室内存在电场分布不均匀的问题，使两电极之间各个局部的电场强度相差甚远，导致电场强度过高的局部可能产生电弧放电；或者电场强度过低的局部可能达不到名义电场强度的处理效果。又由于对脉冲电场处理系统的研究基本上是基于较大容量处理室，所以需要高压脉冲发生器。例如，专利号为200410011305的中国发明专利公开了一种高压脉冲电场处理装置，专利号为200710008437的中国发明专利公开了一种可用于连续式高压脉冲电场设备的脉冲电场处理室。这。
8、类装置体积大，成本高，制作难度较大，稳定性不好。微间隙处理室则可使用低电压脉冲发生器实现同样的灭菌效果，但是单个微间隙处理室处理量少，平板电极直角边缘有边缘效应，易产生电火花。0003因此，急需一种结构简单、成本低、使用范围广的能有效处理物料的脉冲电场杀菌设备。发明内容0004有鉴于此，为了解决上述问题，本发明提出一种结构简单、成本低、能有效的处理物料的脉冲电场杀菌设备，通过级联多个电极不但可以扩大处理室容量，还可以在低电压条件下获得高电场，解决了脉冲电场杀菌必须采用高压脉冲电源设备的问题，降低了脉冲电源设备的成本。处理腔室设计成流线型可以减少平板电极直角边缘的边缘效应，并且便于物料流通。采用。
9、错置的平板电极使电场分布均匀，便于更有效的处理物料。0005本发明提供的一种微间距多层脉冲电场流动处理室，包括至少一个正电极、至少一个负电极、至少两片绝缘薄层和绝缘盒体；所述正电极与负电极为板状电极且相对固定放置，所述两片绝缘层分别设置于正负电极的相对面上，所述两片绝缘层相对面之间形成处理腔室，所述正电极和负电极分别与脉冲电源的两极连接，所述正电极和负电极之间电场的电力线方向与处理腔室物料流动方向垂直，所述正负电极密封在绝缘盒体中。0006进一步，所述绝缘薄层包括第一绝缘薄层和第二绝缘薄层，所述第一绝缘薄层和第二绝缘薄层的中部凹陷，所述第一绝缘薄层和第二绝缘薄层之间形成两端窄中间宽的流线型处理。
10、腔室进一步，所述第一绝缘薄层的宽度大于第二绝缘薄层与第一绝缘薄层相对应位置的宽度进一步，所述正电极上下端通过第一金属螺杆固定，所述负电极上下端通过第二金属说明书CN102351281ACN102351286A2/5页4螺杆固定进一步，所述正负电极分别设置有第一接线槽和第二接线槽，所述绝缘盒体侧面设置有第一接线口和第二接线口，所述第一接线口与第一接线槽相连，所述第二接线口与第二接线槽相连进一步，所述绝缘盒体上设置有入口和出口。所述入口和出口与处理腔室相连通，所述绝缘盒体开设有入口的侧面设置有与处理室宽度匹配的凹槽，所述入口位于凹槽部位的中央。所述绝缘盒体开设有出口的侧面设置有与处理室宽度匹配的凹。
11、槽，所述出口位于凹槽部位的中央；进一步，所述正负电极为金属平板电极。所述正负电极还设置有亲水涂层，所述亲水涂层厚度为0至5微米；进一步，所述金属平板电极采用不锈钢材质制作进一步，所述的绝缘薄层采用聚四氟乙烯材质制作进一步，所述正负电极包括12片金属平板，所述金属平板沿螺杆方向平行可重叠。0007本发明的优点在于采用级联多电极不但可以扩大处理室容量，还可以在低压条件下就可获得高电场，解决了脉冲电场杀菌必须采用高压脉冲电源设备的问题，降低了脉冲电源设备的成本，这样能耗相对较低，可以进一步提高能量利用率，装置小；处理腔室设计成流线型可以减少平板电极直角边缘的边缘效应，并且便于物料流通；采用错置的平板。
12、电极，电场分布均匀，便于更有效的处理物料；电极采用金属螺杆固定，只需在两端连接外部电源即可实现所有对应正负电极导通；同时，采用螺杆固定，便于对电极进行拆卸、清洗和更换。因此，本发明大大减小了脉冲电源电压，成本减小，安全性提高，有利于脉冲电场技术进入民用领域。0008本发明的其它优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其它优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明0009为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下。
13、面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中图1是本发明去顶端盖的处理室示意图；图2是本发明电极结构示意图；图3是本发明密封盒示意图；图4是本发明单处理单元内部示意图；图5是本发明密封盒顶部示意图；图6是入口宽2CM，出口宽2CM通道的速度轮廓线（入口速度为001M/S）；图7是入口宽2CM，出口宽2CM通道的出口处速度分布图（入口速度为001M/S）；图8是入口宽2CM，出口宽4CM通道的速度轮廓线（入口速度为001M/S）；图9是入口宽2CM，出口宽4CM通道的出口处速度分布图（入口速度为001M/S）；图10是入口宽2CM，出口宽6CM通道的速度轮廓线（入口速度为001M/S）；说明书C。
14、N102351281ACN102351286A3/5页5图11是图7入口宽2CM，出口宽6CM通道的出口处速度分布图（入口速度为001M/S）；图12是入口宽2CM，出口宽4CM通道的速度轮廓线（入口速度为0001M/S）；图13是入口宽2CM，出口宽4CM通道的速度轮廓线（入口速度为002M/S）。具体实施方式0010以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。0011图1是本发明去顶端盖的处理室示意图；本发明提供的实施例采用6片正电极和6片负电极，图2是本发明电极结构示意图；图3是本发明密封盒示意图；图4是本发明。
15、的单处理单元内部示意图。如图所示本发明提供的一种微间距多层脉冲电场流动处理室，包括至少一个正电极1、至少一个负电极2、至少两片绝缘薄层13和绝缘盒体12；所述正电极1与负电极2为板状电极且相对固定放置，所述两片绝缘层13分别设置于正负电极的相对面上，所述两片绝缘层13相对面之间形成处理腔室3，所述正电极1和负电极2分别与脉冲电源的两极连接，所述正电极1和负电极2之间电场的电力线方向与处理腔室3物料流动方向垂直，所述正负电极密封在绝缘盒体12中；实际放置时，盒子是平放的，即待处理液可以从左边进，右边出。0012作为上述实施例的进一步改进，所述绝缘薄层13包括第一绝缘薄层131和第二绝缘薄层132。
16、，所述第一绝缘薄层131和第二绝缘薄层132的中部凹陷，所述第一绝缘薄层131和第二绝缘薄层132之间形成上窄下宽的流线型处理腔室。0013作为上述实施例的进一步改进，所述第一绝缘薄层131的厚度大于第二绝缘薄层132与第一绝缘薄层131相对应位置的厚度。0014作为上述实施例的进一步改进，所述正电极上下端通过第一金属螺杆4固定，所述负电极上下端通过第二金属螺杆5固定。0015作为上述实施例的进一步改进，所述正负电极分别设置有第一接线槽6和第二接线槽7，第二接线槽7在另一侧电极处位置与第一接线槽6位置相对应，所述绝缘盒体12侧面设置有第一接线口8和第二接线口9，第二接线口在第一接线口8对侧与8。
17、位置相对应，所述第一接线口8与第一接线槽6相连，所述第二接线口9与第二接线槽7相连，绝缘盒体12内部的正负电极上的第一接线槽6、第二接线槽7分别与外部的第一接线口8和第二接线口9位置对应、连接，再与脉冲电源设备实现连接。0016作为上述实施例的进一步改进，所述绝缘盒体12上设置有入口10和出口11，所述入口10和出口11与处理腔室3相连通，所有正负电极固定好，放置在密封盒体12内部空间中，共同构成可用于连续处理的处理室；所述绝缘盒体开设有入口的侧面设置有与处理室3宽度匹配的凹槽14，密封盒出口内侧凹槽在密封盒入口内侧凹槽14对侧与14位置相对应，所述入口位于凹槽部位的中央，所述绝缘盒体开设有出。
18、口的侧面设置有与处理室3宽度匹配的凹槽，所述出口位于凹槽部位的中央。0017作为上述实施例的进一步改进，所述正负电极为金属平板电极；所述正负电极还设置有亲水涂层，所述亲水涂层厚度为0至5微米。0018作为上述实施例的进一步改进，所述金属平板电极采用不锈钢材质制作。说明书CN102351281ACN102351286A4/5页60019作为上述实施例的进一步改进，所述的绝缘薄层采用聚四氟乙烯材质制作。0020作为上述实施例的进一步改进，所述正负电极包括12片金属平板，所述金属平板沿螺杆方向平行可重叠，第一金属螺杆4包括两根金属螺杆分别固定于正电极上下端，第二金属螺杆5包括两根金属螺杆分别固定于负。
19、电极上下端，总共四个螺杆实现同极性的固定、导通。0021每对正负电极之间由绝缘薄片隔开，形成处理腔室，在两端电极开有接线槽6、7，方便与脉冲电场设备两极相连。所述电极个数可以根据实际需要增加或者减少，产生不同数量处理腔室，实现不同的单次处理量。所述绝缘薄片厚度也可适当调整，如200微米，300微米或者更大的厚度,而且也可以不用绝缘薄片，而是直接在金属电极2两侧加工几百微米厚度的绝缘材料。所述电极用金属螺杆固定、导通，便于对电极进行拆卸、清洗和更换。0022绝缘薄层13的形状如图4中的阴影部分，中间形成上窄下宽的流线型处理腔室3，为了与错置开的电极对应，左右绝缘层宽度并不对称。0023金属平板正。
20、负电极1、2材料为不锈钢或者可选择更耐腐蚀的金属电极。所述绝缘薄层13或者绝缘涂层13材料为聚四氟乙烯。所述密封盒12也可采用聚四氟乙烯制作。0024下面详细描述使用单个处理室的工作过程放在绝缘盒体中的处理室横着放置的，即带处理液从左侧进入，右侧流出，实际使用时可以将多个处理室串联起来使用，进一步提高灭菌效果。0025使用单层静态处理室（即一个正电极、一个负电极组成），电场强度为20KV/CM，脉冲个数50个，脉冲宽度为50微米，脉冲间隔400MS时，大肠杆菌有322个数量级下降，实际用于流动处理时，脉冲频率要高得多，更有利于杀菌。0026电极大小可以根据实际需要进行调整，本实例取电极宽10C。
21、M，长15CM,实际处理室的宽度可以适当调节，但最好满足入口窄出口宽；电极个数为12片，电极距离200微米,电极厚度1MM，密封盒大小可以根据所用电极数量进行调节，即内部大小为刚好容纳多层电极，其两端凹槽深5MM。0027图6是入口宽2CM，出口宽2CM通道的速度轮廓线（入口速度为001M/S）；图7是入口宽2CM，出口宽2CM通道的出口处速度分布图（入口速度为001M/S）；图8是入口宽2CM，出口宽4CM通道的速度轮廓线（入口速度为001M/S）；图9是入口宽2CM，出口宽4CM通道的出口处速度分布图（入口速度为001M/S）；图10是入口宽2CM，出口宽6CM通道的速度轮廓线（入口速度为。
22、001M/S）；图11是入口宽2CM，出口宽6CM通道的出口处速度分布图（入口速度为001M/S）；图12是入口宽2CM，出口宽4CM通道的速度轮廓线（入口速度为0001M/S）；图13是入口宽2CM，出口宽4CM通道的速度轮廓线（入口速度为002M/S）。从这些图可以看出，当入口出口宽度一致时，整个处理通道中速度分布相对来说更不均匀；当然，并非出口宽度越大越好，宽度过大时，两侧速度过低，液体积存在处理通道中可能导致液体温升过大。所以综合考虑，本实例选择的是入口宽2CM，出口宽4CM，中间最宽为7CM的处理通道。0028作为一个适用于连续流的处理室，需要对其流速进行控制，尤其是本发明是微间隙通。
23、道，既要保证处理液在通道中受到足够脉冲个数，同时要保证单位时间足够的处理量，还要降低液体流通时产生气泡的可能性，更需要合适的流速。从图8、12、13可以看出，当入口速度达到002M/S时，通道内流速分布开始变得极不规则，容易有气泡产生，入口速度越说明书CN102351281ACN102351286A5/5页7低，整个通道流速分布越均匀。综合因素考虑，可以选择入口速度在0001M/S到001M/S之间。0029以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等。
24、同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。说明书CN102351281ACN102351286A1/8页8图1说明书附图CN102351281ACN102351286A2/8页9图2图3说明书附图CN102351281ACN102351286A3/8页10图4图5说明书附图CN102351281ACN102351286A4/8页11图6图7说明书附图CN102351281ACN102351286A5/8页12图8图9说明书附图CN102351281ACN102351286A6/8页13图10图11说明书附图CN102351281ACN102351286A7/8页14图12说明书附图CN102351281ACN102351286A8/8页15图13说明书附图CN102351281A。