[发明专利]一种液相高压放电触发开关

说明书

技术领域

本发明属于高压脉冲液相放电废水处理技术领域，具体涉及一种高压脉冲电源中的旋转触发开关装置。

背景技术

随着现代工业的不断发展，化工、石化、轻纺、制药、食品等工业所排放的大量有机废水，对环境造成了严重的污染，常规的水处理技术很难使其有效降解，己成为环境治理亟待解决的问题之一。近年来人们通过高压脉冲液相放电技术，处理工业有机废水取得了一些进展。该技术通过等离子体产生的高能电子辐射、高温热降解、臭氧氧化、光化学氧化、液电空化降解等多种综合效应，迅速而无选择性地将工业废水中的有机物降解为分子量更小、毒性更低的有机物甚至将其无机化。由于该技术的高效、无二次污染，从而使其具有广阔的开发应用前景。

如图1所示，高压脉冲液相放电处理技术主要分为高压脉冲电源与反应器两大部分。在反应器中预先置入了放电电极，高压脉冲电源将电能输入到反应器中形成放电。两电极间的液体介质在强电场的作用下，出现了从高压电极向外延伸的高电导率的分叉如根须状的通道，当通道一旦到达对面电极时，电能就会沿着通道以浪涌式释放。此时，电容器上存储的电能在微秒级的时间内向放电通道倾入，形成电子雪崩，巨大的脉冲电流(10³～10⁵A)使通道内形成高能密度(10²～10³J/cm³)，由此引起局部高温(10⁴～10⁵K量级)。在放电过程中，放电通道内完全由稠密的等离子体所充满，产生瞬间高温高压，并辐射出很强的紫外线及向外迅速膨胀的冲击波，如此大的电能，可迅速降解有机物。

高压脉冲电源的触发放电开关是实现脉冲等离子体水处理的关键技术之一，根据触发放电开关类型的不同可分为三类：磁脉冲压缩开关、闸流管开关、火花隙开关。其中，磁脉冲压缩开关虽然适用大功率脉冲电源，但在高重复频率、快上升时间的脉冲系统中，对磁型开关材料的选择较为苛刻，且制作成本昂贵，限制了在废水处理上的应用；闸流管具有功率大、开关速度快、寿命长、重复率高等优点，但必须与脉冲变压器配套使用，对不同的有机废水适应力不足；火花隙开关重复频率在100～300 Hz左右，制作较为便捷、成本不高，是目前废水处理的首选。

火花隙开关是在强电场的作用下，击穿空气使间隙开关两端产生放电，形成通道后导通的。如图1所示的火花隙开关的工作原理：直流高压经过限流电阻R，对储能电容器C充电，利用旋转火花隙K实现电压触发放电，电容器C上的电荷经火花隙开关K传到反应器中的阳极电极a及阴极电极b上形成放电。

但是火花隙开关存在着一些先天的问题，如放电噪声较大；开关触头表面易被灼伤，寿命短；火花隙消耗电能约为10%～20%，输出效率低；火花隙被击穿导通受环境影响较大，形成脉冲的稳定性和可靠性不高；火花隙导通为一次放电，在反应器中为二次放电，这两次放电是在瞬间完成的，相互关联度极高，影响对有机物降解的分析与反应条件的优化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种液相高压放电触发开关，具有在液相放电废水处理应用中输出效率高、稳定性和可靠性高、开关触头表面无灼伤、寿命长、实用且成本低的特点。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种液相高压放电联动双触发开关，包括绝缘定子和在绝缘定子的内腔中设置的圆柱形绝缘转子；绝缘转子的中间设置有金属滑环，金属滑环的两侧各设有镶嵌在绝缘转子上并与金属滑环连接的多个转动触头，两侧转动触头分布的数目、间隔角度一致；在绝缘定子的内壁上且位于金属滑环的外侧位置设有一个始终与金属滑环滑动配合接触的固定弹力滚轮，在绝缘定子的内壁上且位于固定弹力滚轮的两侧各设有一个固定弹力触头，两个固定弹力触头在绝缘转子旋转时分别与单侧的转动触头间歇接触，且一侧触头闭合另一侧断开；两个固定弹力触头和固定弹力滚轮的底端各设有一个与外部器件连接的导线接线端。

其中，所述绝缘定子包括圆筒形绝缘外壳，绝缘外壳的顶部设有一个加油排气口，绝缘外壳的两端口各设有一个绝缘端盖，两个绝缘端盖的中心处各安装有一套轴承，两个轴承上套装有转动轴，绝缘转子安装在转动轴上；轴承外侧设有绝缘压盖。

其中，所述两组转动触头均为不锈钢管，不锈钢管的轴线与绝缘转子的轴线平行，并且其一端分别与金属滑环点焊连接。