利用胶盒生成纳米胶体的装置及其所利用的胶盒 |
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| 申请号 | CN200910266185.X | 申请日 | 2009-12-31 | 公开(公告)号 | CN101745357A | 公开(公告)日 | 2010-06-23 |
| 申请人 | 舒科纳米发展株式公司; | 发明人 | 郑容勋; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种利用胶盒生成纳米胶体的装置及其所利用的胶盒。所述生成纳米胶体的装置包括产生高 电压 电源，并通过控制部的控制将所产生的电源提供给设有棒状胶盒的托座部内部 电极 的主装置；内部形成可容纳液体空间的棒状胶盒盒身；在所述胶盒盒身的一侧，以盒盖形态与胶盒盒身结合，并设在所述主装置的托座部，包括与所述托座部内部电极连接的电极及搭接在所述电极一侧的金属丝的胶盒盖部；以及套于胶盒外侧，保护所述胶盒与所述托座部 接触 面的保护套。本发明在纳米胶体生成装置的胶盒内部设置电极和金属丝时，使用压缩方式形成电极与金属丝的搭接面最大化的电极形态，在制造纳米胶体时，因金属丝和电极的搭接面较宽，可实现卓越的生产性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种利用胶盒生成纳米胶体的装置，其特征在于：所述装置包括产生高电压电源，并通过控制部的控制将所产生的高电压电源提供给设有棒状胶盒的托座部内部电极的主装置；内部形成可容纳液体空间的棒状胶盒盒身；在所述胶盒盒身的一侧，以盒盖形态与胶盒盒身结合，并设在所述主装置的托座部，包括与所述托座部内部电极连接的电极及搭接在所述电极一侧的金属丝的胶盒盖部；以及套于所述胶盒外侧，由弹性材料制成的，在所述胶盒设置在所述主装置托座部时，保护所述胶盒与所述托座部接触面的保护套。 |
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| 说明书全文 | 利用胶盒生成纳米胶体的装置及其所利用的胶盒技术领域[0001] 本发明涉及一种胶体生成装置领域，尤其涉及一种制导液体中等离子产生，并生成纳米胶体的装置。 背景技术[0002] 在加工电导性金属而采用的胶体生成方式中，液体中等离子方式是被广泛使用着的。目前这种液体中等离子方式是让在液体溶媒内部所加入的金属丝承受所充入的高密度高电压电源，在1～50μs(micro second)的短时间内，随着电阻发热制导液体中等离子，并生成纳米胶体的技术。 [0004] 这就致使金属丝与电极间所接触部位的断面不一致，使电阻发热的特性因接触电阻的可变而异，同时在纳米胶体生成时，所生成的纳米胶体的浓度也很难达到统一一致，甚至还因接触特性不佳，使高密度电流泄露在水中，最终导致纳米胶体无法生成。 [0005] 对此，最近对存在上述问题的装置进行了改良，并采用将金属丝搭接于消耗性胶盒的方式来生成纳米胶体。这种方式与以往的方式相比，不仅改善了电极与金属丝的接触性难以维持统一的现象，同时还确保了纳米胶体的再现性。 [0006] 但是，在这种装置中，胶盒与液体是分开构成的，它具有用于灵活连接胶盒的结合构成部以及可使其上下移动的上下移动部，还有用来测定水杯中的水是否超出定量的水杯感应部等，结构非常复杂。这种复杂的结构也是导致装置常出故障的原因。 [0007] 此外，水杯上端使用密封的杯盖，使液体中等离子噪音不能完全消除，在水杯位置倾斜于一侧时，感应部无法感应，致使噪音过大。这种噪音会带给使用者情绪上的不快，使使用者精神压力过大，致使使用过程中出现诸多严重的问题。 [0008] 对此，最近正在开发和使用一种在胶盒内部设有包括液体的电极及金属丝的一体型胶盒，并通过使用这种胶盒来制造纳米胶体的装置。 [0009] 但在上述使用电极一体型胶盒的方式中，电极与金属丝搭接时，出现了纳米胶体生成后的特性降低、生产成本上升、生产效率低等问题。即，在使用现有的搭接方式时，在高温下易于变形，同时由于电极与金属丝的一侧搭接，在承受瞬间高密度电流的情况下，未搭接的另一侧，电流会严重泄漏，导致问题发生。 [0010] 同时，在纳米胶体生成时，由于承受瞬间性的高电压电源，胶盒内部会发生激烈的压力变化，此时电极会脱离胶盒盖部，或电极自身发生破损。又因激烈的压力变化，致使承受高电压电源的胶盒易于从托座部弹出。 发明内容[0011] 本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述诸多不足，提供一种在胶盒一体型纳米胶体生成装置的胶盒中，可改善电极与金属丝的搭接方式及搭接时电极的构造等，使操作性及纳米胶体生成后的特性有所提高的纳米胶体生成装置，同时不仅改善了胶盒及胶盒上电极部的盖帽结构，在制造纳米胶体时，可防止破损及液体的泄漏；还改善了胶盒安装结构，可防止胶盒弹出的现象。 [0012] 本发明解决其技术问题所采用的方案是：提供一种利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体的装置，是包括产生高电压电源，并通过控制部的控制将所产生的高电压电源提供给设有棒状胶盒的托座部内部电极的主装置；内部形成可容纳液体空间的棒状胶盒盒身；在所述胶盒盒身的一侧，以盒盖形态与胶盒盒身结合，并设在所述主装置托座部，包括与所述托座部内部电极连接的电极及搭接在所述电极一侧的金属丝的胶盒盖部；以及套于所述胶盒外侧，使用富有弹性的材料的，在所述胶盒设置在所述主装置托座部时，保护所述胶盒与所述托座部接触面的保护套的纳米胶体生成装置。 [0013] 本发明还提供一种以液体中等离子方式，安装于纳米胶体生成装置上，承受高电压电源，生成纳米胶体的一体型胶盒装置，其包括内部形成可容纳液体空间，一侧开放的棒状胶盒盒身；在所述胶盒盒身的一侧，以盒盖形态与胶盒盒身结合，并在与所述胶盒盒身结合的状态下，安装于纳米胶体生成装置的外盖帽；与所述外盖帽结合，具有一对与所述纳米胶体生成装置中主装置的内部电极相接触的电极的嵌入式盖帽；与所述嵌入式盖帽所具有的一对电极通过压缩方式搭接，在承受高电压电源时，生成纳米胶体粒子的金属丝；以及在所述外盖帽和嵌入式盖帽连接的状态下，将所述外盖帽和嵌入式盖帽整体包住，通过压缩密封铝盖帽的、且被用于纳米胶体装置上的棒状液体注入型胶盒装置。 [0014] 本发明的有益效果是，在纳米胶体生成装置的胶盒内部设置电极和金属丝时，使用压缩方式形成电极与金属丝的搭接面最大化的电极形态，在制造纳米胶体时，因金属丝和电极的搭接面较宽，可实现良好的生产性，达到技术值得信赖的良好效果。 [0015] 此外，在将胶盒连接到主装置时，因具有可保护胶盒和主装置的保护套，可有效防止胶盒弹出现象的发生；还因具有将与胶盒连接的外盖帽及有电极的嵌入式盖帽压缩密封的铝盖帽，从而有效防止了液体泄漏及盖帽分离等现象。附图说明 [0016] 图1是本发明利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体装置的外观斜视图。 [0017] 图2是说明图1中A部分的结构横截面视图； [0018] 图3是图1中A部分详细的横截面视图，说明本发明纳米胶体生成装置中所利用的棒状液体注入型胶盒装置的结构； [0019] 图4是图3的分解图，是说明本发明纳米胶体生成装置中所利用的棒状液体注入型胶盒结构的分解横截面视图； [0020] 图5是本发明利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体的装置中，金属丝搭接在电极上第一实施例的结构示意图； [0021] 图6是本发明利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体的装置中，金属丝搭接在电极上第一实施例的结构示意图； [0022] 图7是本发明利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体的装置中，金属丝搭接在电极上第一实施例的结构示意图； [0023] 图8是本发明利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体的装置中，金属丝搭接在电极上第一实施例的结构示意图； [0024] 图9是本发明利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体的装置中，金属丝搭接在电极上第一实施例的结构示意图； [0025] 图10是说明在本发明利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体的装置中，将保护套套在胶盒外部的状态图； [0026] 图11是系统控制部的简略电路图； 具体实施方式[0028] 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。 [0029] 图1是本发明利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体装置的外观斜视图。图2是说明图1中A部分的结构横截面视图。图3是图1中A部分详细的横截面视图，说明本发明纳米胶体生成装置中所利用的棒状液体注入型胶盒装置的结构。图4是图3的分解图，是说明本发明纳米胶体生成装置中所利用的棒状液体注入型胶盒结构的分解横截面视图。 [0030] 参照图1至图4，是本发明示例性附图，说明本发明利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体装置的结构。 [0031] 如图1所示，本发明中的纳米胶体生成装置1包括在电极上搭接金属丝的棒状液体注入型胶盒(cartridge)100；设有所述胶盒100，将高电压电源供向所述胶盒100的主装置200；在将所述胶盒100安装在所述主装置200上时，保护所述胶盒100和所述主装置200的保护套300等。 [0032] 首先，向所述胶盒100提供高电压电源的主装置200的结构包括为可装卸所述胶盒100形成空间，为向所述胶盒100供给高电压电源而具备内部电极的胶盒托座(cartridge holder)210；可临时保管所述胶盒100的胶盒保管部(cartridge keeper)220；由可控制高电压电源充电放电，感应胶盒电极上搭接金属丝的电路构成，控制程序及装置运作的系统控制部(systemcontroller)230等。 [0033] 所述胶盒托座210形成可安装并放入所述胶盒100的空间。所述胶盒托座210具有可与所述胶盒100上的电极接触，并可提供高电压电源的内部电极。所述内部电极具有在安装所述胶盒100时，与胶盒100上的电极接触的结构。因此，所述内部电极与所述胶盒100上的电极相互对应，在所述胶盒100电极成双时，所述内部电极也成双。 [0034] 所述主装置的内部电极的材料主要为不锈钢、铜铍合金、钨合金制材，所述内部电极的制材可减少因反复装卸而导致的电极磨耗及腐蚀。同时，为了防止在内部电极上安装放入胶盒时，由于电极间的大小不符而导致装卸困难的情况，内部电极高为1.5～2.0mm，内部电极的外径比胶盒电极内径小0.05～0.15mm。 [0035] 所述胶盒保管部220是为临时保管纳米胶体生成时所要使用的胶盒及所使用过的胶盒等而形成的空间。如图1所示，所述胶盒保管部220内保管着多个胶盒。此外，所述胶盒100可在电极反面以直线形态倒插入保管。 [0036] 所述系统控制部230包括从外部接收并冲入高电压电源，及瞬间性地将高电压电源供给安装的所述胶盒100的控制电路。所述系统控制部230上具有可感测所述胶盒100是否安装的感应器。所述感应器具有感测所述胶盒100是否正常安装于所述胶盒托座210，胶盒电极与主装置内部电极是否接触的作用。 [0037] 此外，所述感应器可感测所述胶盒100的电极上所搭接的金属丝的连接状态，还可感测胶盒是否已经被使用。通过上述感测，所述系统控制部230可控制装置仅在正常安装胶盒的状态下才能运作，从而防止了因失误操作而导致的安全事故。 [0038] 所述系统控制部230的电路包括逆电压保护电路，可防止因逆电压而导致的故障和事故。同时，所述系统控制部230还包括正电压维持电路，可接收从外部输入的多样高电压电源，并将其以一定的正电压输出。即，在多样高电压电源环境下，无论国家及地区，均可使其多样的外部高电压电源形成一定的恒流电压。 [0039] 同时，所述主装置200通过所述系统控制部230的电路，充入600V～5000V的电压，并将其提供给所述胶盒100。所述系统控制部230的电路具有1μF～500μF的充电容量，可充分充入所需的电压。 [0040] 所述保护套300在所述主装置200上安装所述胶盒100时，以及在安装后胶体生成运作时，可有效地保护所述主装置200与所述胶盒100，防止胶盒弹出现象的发生，并固定胶盒与主装置。所述保护套300具有伸缩特性，其制材为ABS等塑料制材。 [0041] 如图2所示，在主装置200的胶盒托座210上安装有胶盒100，所述保护套300在所述胶盒100与胶盒托座210间，起到保护支撑及固定作用。 [0042] 因此，套于所述胶盒100外表面的保护套300可防止震动、摇晃等现象，使电极能够安全地接触。同时，安装在胶盒托座210的胶盒100因所述保护套300的安全固定，可防止胶盒弹出现象的发生。 [0043] 接下来，本发明中纳米胶体生成装置中所使用的棒状液体注入型胶盒装置100通过图3及图4进行详细说明。 [0044] 参照图3至图4，本发明中的胶盒装置100包括具有胶盒盒身110，外盖帽130，嵌入式盖帽140的胶盒盖部120及铝盖帽180和保护套300等。 [0045] 所述胶盒盒身110形成内部可容纳液体的空间，其一侧呈开放型，由具有柔韧性的塑料制材制成。所述胶盒盒身110的内部可注入要生成纳米胶体的液体。同时，所述胶盒盒身110由具有柔韧性的塑料制材制成，纳米胶体生成时，即使受到强大的压力，也不会破损。 [0046] 所述胶盒盖部120在所述胶盒盒身110开放的一侧，以盒盖的形态与其连接，胶盒盖部120包括外盖帽130，及具有电极150及金属丝160的嵌入式盖帽140。所述外盖帽130的上部与所述胶盒盒身110结合，下部则与所述嵌入式盖帽140插入结合。 [0047] 所述外盖帽130的上部与所述胶盒盒身110的开放面结合，在图示中标出其对应插入的结构，除此以外还可以选择螺丝结构等多种结合或连接方式。此外，所述外盖帽130的下部与所述嵌入式盖帽140的开放面相结合，在图示中标出对应嵌入的结构。除此以外还可以选择螺丝结构、超声波熔接结构等多种结合或连接结构。 [0048] 所述嵌入式盖帽140包括与主装置内部电极接触，接收高电压电源的电极150及搭接于所述电极150上的金属丝160和防水部件190等。所述嵌入式盖帽140位于所述外盖帽130的下端，与其结合后使用铝盖帽180进行密封结合。所述防水部件190用于防止所述外盖帽130结合时液体的泄漏，比如可以使用O型圈(O-ring)等。 [0049] 所述电极150包括一对电极，以相互对称的结构设计而成。所述电极150为嵌入式插座型。所述电极150贯通所述嵌入式盖帽140的上端和下端，位于下端的电极安装在主装置200的胶盒托座210时，与内部电极接触。位于所述嵌入式盖帽140的上端的电极150上搭接金属丝160，高电压电源通电时向金属丝提供瞬间性强高电压电源。从而使金属丝在液体中以液体等离子的现象转变为纳米胶体状态。 [0050] 金属丝160在所述电极150上以压缩方式搭接。所述压缩方式，如冲床压入方式或空气压入方式均可使用。此外，尽可能使所述电极150与所述金属丝160的接触面最大化。 [0051] 图5至图9是示例性结构图，说明在本发明利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体的装置中，搭接金属丝的电极的多种结构图。 [0052] 首先，如图5所示，所述嵌入式盖帽140的上端有一对电极151，所述电极151的上端有一字形槽。所述一字形槽内嵌入金属丝160，通过压缩工程，使金属丝160固定在所述电极151的一字形槽中，并使所述金属丝160的外表面全部都能够接触到所述电极151。 [0053] 接下来，如图6所示，电极152的上端有多个一字形槽，且彼此交错。这使金属丝160能够更加容易地被固定在电极内。 [0054] 即，一对电极152上各有一个槽时，因电极152的固定角度不同，电极152一字形槽的角度不在同一直线上时，金属丝160被固定在所述电极152的一字形槽上时，不易成为一字形形态。但电极上有多个一字形槽时，金属丝160可以选择角度最靠近同一直线的一字形槽，这样一来金属丝160易成为一字形形态。 [0055] 如图6所示，电极上有三个一字形槽，彼此交错。除此以外，有两个一字形槽时，以十字形方式交错，有四个一字形槽时，彼此相互交错。一字形槽的数量及交错形式可多种多样。 [0056] 如图7及图8所示，嵌入式盖帽140的上端电极153上，金属丝的嵌入槽并不在电极153的上表面，而是在其侧面。金属丝160沿着侧面的槽连接并圈住电极153(如图7)，或是以直线形的方式嵌入电极153(如图8)，并通过压缩方式使其与电极153连接结合，并得以固定。 [0057] 再如图9所示，在电极154侧面贯穿与金属丝160粗细相同的贯穿孔。通过电极侧面形成的贯穿孔将金属丝160穿入其中，并通过压缩工程，使金属丝与电极结合搭接。此时两个电极的贯穿孔必须呈直线方向，制造时先在嵌入式盖帽140上形成电极，然后在该电极上同时贯穿贯穿孔，使其呈直线方向。 [0058] 然后，所述金属丝160须准备具有充分的可生成纳米胶体的材料特性的金属丝，准备后搭接在电极上。所述金属丝160直径应在0.3mm以下，所述金属丝160的长度应在5mm～50mm的范围内。上述数值对于生成的纳米胶体的浓度及在其生成时的压力等均有重要的影响，因此只有在上述数值范围内，方可顺利进行生成。 [0059] 图4中所述铝盖帽180将所述外盖帽130及所述嵌入式盖帽140结合而成的胶盒盖部120的外表面围住，所述铝盖帽180为薄膜。所述铝盖帽180在所述外盖帽130及所述嵌入式盖帽140结合的状态下，将其外表面围住后，通过压缩工程密封。 [0060] 通过所述铝盖帽180，所述胶盒盖部120被紧密结合密封。在纳米胶体生成时所发生的强压下，防止内部液体的泄漏及嵌入式盖帽140从外盖帽130中的分离现象。所述铝盖帽180的制材不仅为铝材，还有多种通过压缩工程可以使所述嵌入式盖帽140与外盖帽130密封结合的其他制材。 [0061] 图11是系统控制部的简略电路图，图12是说明图11所示开关连接方式的详细电路图。 [0062] 控制部230如图11所示，B阶段是控制提供给系统控制部高电压电源的开关，在电容器C1上完成充电后关闭。电阻R1及R2用于保护开关。 [0064] D阶段是在液体中等离子生成后，去除残留的逆电压及爆破时残留的电压的开关。此时电阻R3用于保护开关。开关SW1用于手动去除残留电压。 [0065] E阶段是防止触电的安全开关，仅在等离子生成前打开，在其后关闭。 [0066] F阶段，胶盒托座的内部电极置入胶盒，即，在液体中等离子生成时，作为最邻近电路的部分，变阻器RV1为去除瞬间性生成的过度电压浪涌而另外加入的。 [0067] G阶段识别F阶段范围内的胶盒是否安装，为保护检查部和电源部在等离子反应时生成的浪涌下不受影响，另外加入变阻器RV3，RV4。同时为了保护开关加入电阻R4及R5。 [0068] H阶段是为控制等离子反应的电路。电阻R6用于保护包括二极管电桥BR2的电波恒流电路。二极管D1用于控制由硅控整流可控硅SCR Q2入口流入的浪涌，变阻器RV2用于保护浪涌下的硅控整流可控硅SCR Q2。 [0069] 如图12所示，I阶段的K1是控制E阶段的继电器，D2用于去除继电器逆电压，变阻器RV5用于去除浪涌。 [0070] I阶段的K2是控制G阶段的继电器，D3用于去除继电器逆电压，变阻器RV6用于去除浪涌。 [0071] I阶段的K3是控制B阶段的继电器，D4用于去除继电器逆电压，变阻器RV7用于去除浪涌。 [0072] I阶段的K4是控制E阶段的继电器，D5用于去除继电器逆电压，变阻器RV8用于去除浪涌。 [0073] I阶段的K5是控制E阶段的继电器，D6用于去除继电器逆电压，变阻器RV9用于去除浪涌。 [0074] 以下将对本发明实施方式中，通过利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体的装置，生成纳米胶体的过程进行详细说明。 [0075] 如图10所示，图10是示例性状态图，是说明在本发明利用棒状液体注入型胶盒生成纳米胶体的装置中，将保护套套在胶盒外部的状态图。 [0076] 参照图1至图11，就本发明实施方式中纳米胶体生成装置的操作进行说明。 [0077] 首先，在胶盒100的胶盒盒身，注入可生成纳米胶体的液体。此时通过胶盒盒身的开放面注入液体，胶盒盖部与胶盒盒身的开放面结合，并密封胶盒。胶盒100为一次性用品，盖部120的内部电极间由金属丝160连接。 [0078] 第一步，打开系统控制部230的电源。 [0079] 第二步，如图1所示，将胶盒100安装在主装置200上的胶盒托座210中，用保护套300套住胶盒后，使其固定在胶盒托座210的内表面。 [0080] 或者如图10所示，用保护套300套住胶盒。此时胶盒100的盖部120可能会突出于胶盒盒身110的外表面，保护套300从胶盒盒身110的上端套入后，将套有保护套300的胶盒100安装在主装置200的胶盒托座210上。 [0081] 在安装放入胶盒100的同时，托座210的内部电极与胶盒电极接触，由于保护套300，托座部210的内表面与胶盒的外表面彼此接触结合。从而防止在纳米胶体生成时，因产生的压力而使胶盒100弹出托座210的现象。 [0082] 在安装完胶盒100及保护套300后，系统控制部230的绿色指示灯开始闪烁，进入操作待命状态。但是，若胶盒100及胶盒托座210的内部电极间接触不良或盖部120内部的电极150间的金属丝160断开时(即在胶盒100已经使用的状态下)，绿色指示灯无闪烁标示，即使按下操作按键，也无法使装置开始运作，同时会发出提示交换胶盒的提示音。 [0083] 第三步，按下操作按键后，如图11所示，通过系统控制部230，电压瞬间性上升，容电器内充电后，向胶盒托座210的内部电极上所安装的胶盒100瞬间性提供高密度的电流。所述高密度电流通过胶盒100的电极150供向金属丝160，液体内的金属丝160经过液体中的等离子形成纳米胶体化。通过上述操作，可在胶盒内的液体中生成纳米胶体。 |
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