[實用新型]一種微波液相等離子體發生裝置

有效

• 申請號: 201320236298.7
• 申請日: 2013-05-03
• 公開（公告）號: CN203225944U
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 孫冰;王波;朱小梅;嚴志宇
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

技術領域

本實用新型涉及一種微波液相等離子體發生裝置。

背景技術

等離子體是物質存在的第四態，因其中含有高能活性粒子而被廣泛應用于環境保護及材料合成等領域。傳統概念的等離子體產生的主要方式為氣相中的輝光放電、電弧放電、微波氣相放電等氣體物理放電，而在氣相放電過程中，由于等離子密度較小，因此在污染物處理及化學氣相沉積方面有所限制。由于微波放電等離子體具有空間分布大、密度相對較高的特點，在等離子體沉積等領域應用廣泛，但在微波氣相放電過程中，如果水蒸汽的含量增加較大，則等離子體發生極易淬滅，對于高水蒸氣應用領域受到限制。除此之外，氣相等離子體在液相中的應用由于存在氣液轉換效率問題，一直以來是一個困擾國內外專家的重要問題。近幾年國內外很多專家力求在液相中產生微波等離子體，從而產生具有較大空間分布和較高密度的等離子體，且液體中產生的等離子體不需要氣液轉換，具有較高的應用效率，但是在微波液相放電中，所設計的放電電極既要保證微波能量有效的注入液體中，同時還要保證電極附近的場強足夠擊穿氣化的液體氣泡，因此，需要解決以下兩個問題：

1、放電電極阻抗與饋線阻抗能較好的匹配，從而減少微波的反射，保證微波能量有效的注入。

2、輸入的微波能量能大量的從局部注入液體中，不僅可以使電極周圍的液體迅速氣化成氣泡，同時產生的場強能將氣泡擊穿。

發明內容

本實用新型針對以上問題的提出，而研制一種既能保證電極阻抗與饋線阻抗實現較好的匹配，又能保證電極附近的場強足夠擊穿氣化的液體氣泡，進而產生等離子體的微波液相等離子體發生裝置。

本實用新型的技術手段如下：

一種微波液相等離子體發生裝置，包括：微波放電電極、固定盤和微波輸入接頭；所述微波放電電極底端通過固定盤與微波輸入接頭頂端活動連接；所述微波放電電極由軸向平行的電極內導體、陶瓷管和電極外導體依次由內到外構成；所述陶瓷管套設于電極內導體外側壁上；所述陶瓷管與電極外導體之間具有的間隙中均勻填充有硅膠；所述陶瓷管頂端端部與電極內導體頂端端部平齊且高于電極外導體頂端端部；所述微波輸入接頭由軸向平行的輸入接頭內導體、密封固定塊和輸入接頭外導體依次由內到外構成；所述輸入接頭內導體通過密封固定塊與輸入接頭外導體密封連接；所述密封固定塊套設于輸入接頭內導體上并與之過盈配合；所述密封固定塊具有嵌入到輸入接頭外導體側壁中的環狀凸起部；所述輸入接頭外導體側壁上設有與環狀凸起部相配合的環狀凹槽；

進一步地，所述電極內導體由鈦金屬材料制成；

進一步地，所述固定盤中心設有兩端分別旋入微波放電電極和微波輸入接頭的螺紋通孔；

進一步地，所述密封固定塊采用聚四氟乙烯材質；所述固定盤上還設有至少4個固定孔；

進一步地，所述陶瓷管底端端部與電極外導體底端端部平齊；所述電極內導體底端端部高于陶瓷管底端端部，該電極內導體底端連接輸入接頭內導體頂端。

由于采用了上述技術方案，本實用新型提供的一種微波液相等離子體發生裝置，采用微波放電電極與微波輸入接頭通過固定盤活動連接，微波放電電極和微波輸入接頭可以分別利用固定盤中心設有的螺紋通孔旋入固定盤并連接，既便于拆卸，也易于操作，使得更換組成部件如陶瓷管、電極內導體等十分方便，通過電極內導體外側壁上套設有陶瓷管，不僅能夠耐高溫，有效保護硅膠介質，延長電極使用壽命，節約成本，且通過調節陶瓷管的長度，能夠實現對放電電極阻抗進行調節，放電電極與饋線的阻抗匹配特性較好，從而減少微波的反射能量，增大放射能量，提高傳導性能，且陶瓷管頂端端部與電極內導體頂端端部平齊，保證電極內導體與液體接觸面較小，這樣微波能量能夠大量從局部注入液體中，使電極周圍的液體迅速氣化成氣泡，同時產生的場強能將氣泡擊穿，在電極內導體尖端產生等離子體，從而在液體中產生大量活性粒子，可以用于污染物處理及物質合成，本實用新型設計靈活、物理結構簡單、性能優良，適于廣泛推廣。

附圖說明

圖1是本實用新型的縱向剖面圖；

圖2是本實用新型所述微波放電電極的縱向剖面圖；

圖3是本實用新型所述固定盤的縱向剖面圖；

圖4是本實用新型所述微波輸入接頭的縱向剖面圖。

圖中：1、電極內導體，2、陶瓷管，3、硅膠，4、電極外導體，5、固定孔，6、固定盤，7、螺紋通孔，8、輸入接頭內導體，9、密封固定塊，10、輸入接頭外導體，11、螺紋。

具體實施方式