[發明專利]自分離離子源

在審

• 申請號: 201610723479.0
• 申請日: 2016-08-18
• 公開（公告）號: CN107768217A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 孫保勝
• 申請（專利權）人: 孫保勝
• 主分類號: H01J27/02
• 分類號: H01J27/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種可生產低能正離子束流的裝置，其特征是：它由低溫等離子體發生系統、離子分離系統、能量回收系統、進料系統、循環系統、排料系統、啟動系統和控制系統組成。其中，低溫等離子體發生系統主要功能是在較低的能耗成本下生產低溫等離子體和中性原子或分子混合氣，離子分離系統的主要功能一是將等離子體中的電子分離出來，二是把離子從中性分子(原子)和離子組成的混合氣中分離出來，能量回收系統的主要功能是將電子和正離子復合的能量(等于電離能)回收利用，排料系統的主要功能是將電子和正離子復合后的產物排出并保持離子腔內壓強等于等離子腔內靜態壓強(等離子腔內靜態壓強為離子腔內氣體靜止時的壓強，當循環系統啟動后，等離子腔內氣體流動，此時壓強為動態壓強)，循環系統的主要功能是保持等離子腔內氣體以設定速度流動，進料系統的主要功能是保證向循環系統供應和穿過分離單向閥的正離子等量(體積)的原料氣，啟動系統的主要功能是確保離子源啟動時循環系統、等離子腔內氣體是純凈原料氣，控制系統的主要功能是控制其他系統的動作時序和動作幅度，其控制時序和幅度根據工況設定。

2.根據權利要求1所述的生產低能正離子束流的裝置，其特征是：所述低溫等離子體發生系統由多柵型等離子發生器、交流電源及控制系統組成，多柵型等離子發生器由多個(兩個以上)相隔一定距離的柵形(或網格形)的導電極板(以下簡稱電離極板)層疊堆放、電離極板間隔并聯后兩端串接兩個電容(以下簡稱偏壓電容)而成。

3.根據權利要求1所述的生產低能正離子束流的裝置，其特征是：所述離子分離系統由分離腔體、陰極、分離開關、電子儲存器、陽極、分離電源、分離陽極、分離單向閥、控制系統組成。分離腔體在橫向上分為兩部分，一部分為等離子體腔體，一部分為離子腔體，二者通過分離單向閥或單向閥組連接，當分離單向閥等離子腔體端壓強大于離子腔體端壓強時單向閥導通，否則關閉。等離子腔設有進氣口和出氣口，出氣口置于分離單向閥(或單向閥組)一端，和單向閥相鄰，縱向開口，可對稱設置多個，進氣口設置于另一端，可對稱設置多個。多柵型等離子發生器放置于進氣口和出氣口中間，柵形極板平面切線方向為橫向。分離電源為直流電源，一般10伏左右，負極接地，正極接分離陽極。分離陽極呈網狀，覆蓋出氣口，以防止正離子通過出氣口排出。離子腔一端為單向閥，另一端設有出料口，在出料口和單向閥中間放置陽極。單向閥和陽極中間空間放置離子使用裝置，比如離子加速器、電磁同位素分離器等。分離腔體外壁包裹陰極，陰極在橫向上的投影至少要覆蓋柵型等離子發生器、出氣口、分離陽極、分離單向閥、離子使用裝置和陽極。電子儲存器置于分離腔體外，由表面積遠大于多柵型等離子發生器電離極板組表面積的導體制成，它通過兩個分離開關和兩個偏壓電容的極板組端相連接。當所在極板的電壓開始從零上升時，開關導通，當所在極板的電壓上升到波峰時，開關關閉。分離開關可以使用電子開關、電磁開關，也可以使用機械開關等各類可控開關。電子儲存器和陰極直接相連。所述控制系統主要負責分離開關的按時準確動作，它從交流電源采樣，經信號處理、功率放大后驅動分離開關。能量回收系統的輸入負極端接電子儲存器，輸入正極端接陽極。陽極形狀可以多變，根據不同的工況可為蜂窩狀、網格狀、柵狀、板狀等。陽極不僅可置于離子使用裝置和出料口中間，也可以置于離子使用裝置中或用離子使用裝置的極板替代。

4.根據權利要求1所述的生產低能正離子束流的裝置，其特征是：所述能量回收系統可以是各類直流負載，也可以是逆變器。

5.根據權利要求1所述的生產低能正離子束流的裝置，其特征是：所述排料系統根據工況靈活設置。

6.根據權利要求1所述的生產低能正離子束流的裝置，其特征是：所述循環系統由循環泵、管道、循環泵電源、控制系統組成。循環泵通過管道一端和等離子腔的進氣口相連，另一端和等離子腔的出氣口相連，在控制系統的控制下，循環泵的推動氣體以設定速度從等離子腔進氣口進、從出氣口出，特別的，該系統根據工況可以多變甚至可以去掉。

7.根據權利要求1所述的生產低能正離子束流的裝置，其特征是：所述進料系統根據工況可靈活設置，它可以由泵、泵電源及其控制系統實現，也可以用一個減壓閥直接實現。

8.根據權利要求1所述的生產低能正離子束流的裝置，其特征是：所述啟動系統根據工況可靈活設置。