[發明專利]一種引入保護氣的大氣壓非平衡等離子體射流裝置

有效

• 申請號: 201810814512.X
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN108770169B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 張芝濤;劉璞;俞哲;劉蕊;曹慧娟;孫振宇
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種引入保護氣的大氣壓非平衡等離子體射流裝置，其特征在于，所述的裝置包括大氣壓等離子體射流槍體(A)和供氣供電控制裝置(B)；大氣壓等離子體射流槍體(A)用于產生可利用保護氣調控活性粒子成分的大氣壓等離子體射流；供氣供電控制裝置(B)用于為大氣壓等離子體射流槍體(A)提供可控的工作氣體、保護氣體以及高頻高電壓激勵，是大氣壓等離子體射流槍體(A)的控制裝置；

所述的大氣壓等離子體射流槍體(A)，包括外殼(1)、石英玻璃放電管(2)、支撐隔板(3)、帶孔支撐隔板(4)、端蓋(5)、保護氣體入口(6)、噴嘴(7)、放電電極(8)、接地電極(9)、工作氣體入口(10)、等離子體射流出口(11)和控制按鍵(12)；

所述的外殼(1)為空心的圓管，外殼(1)的前端設有噴嘴(7)，尾端設有端蓋(5)；所述的噴嘴(7)用于箍縮石英玻璃放電管(2)噴出的大氣壓等離子體射流，并在大氣壓等離子體射流周圍形成保護氣體層流，減弱大氣環境對大氣壓等離子體射流的影響；所述的端蓋(5)用以實現工作氣體輸入、工作氣體和保護氣體通道密封以及高頻高壓電接入；

所述的石英玻璃放電管(2)為空心的圓管，通過圓環形的支撐隔板(3)和帶孔支撐隔板(4)固定在外殼(1)的內部，用以形成工作氣體通道和保護氣體通道，石英玻璃放電管(2)的尾端通過端蓋(5)實現與外殼(1)的進一步固定與密封；石英玻璃放電管(2)的內部作為工作氣體通道，石英玻璃放電管(2)的外壁與外殼(1)的內壁之間的空隙作為保護氣體通道；石英玻璃放電管(2)的尾端作為工作氣體入口(10)，石英玻璃放電管(2)的前端作為等離子體射流出口(11)；支撐隔板(3)和帶孔支撐隔板(4)之間對應的外殼(1)上開有通孔，作為保護氣體入口(6)，用以輸入保護氣體，并在外殼(1)和石英玻璃放電管(2)之間的保護氣體通道內完成均流；所述的帶孔支撐隔板(4)設置有8～16個等間距孔洞(13)，用以平衡保護氣體流速，使保護氣體在圍繞等離子體射流同一截面內的流速相同，誤差不超過5％；所述的放電電極(8)涂覆在石英玻璃放電管(2)的內表面，所述的接地電極(9)涂覆在石英玻璃放電管(2)的外表面，放電電極(8)與高頻高壓電源(14)相連，接地電極(9)與大地相連；

所述的控制按鍵(12)設置在外殼(1)的外表面，通過信號電纜連接至供氣供電控制裝置(B)，為供氣供電控制裝置(B)提供工作信號；所述的供氣供電控制裝置(B)，包括高頻高壓電源(14)、工作氣體儲罐(15)、質量流量控制器a(16)、保護氣體儲罐(17)、質量流量控制器b(18)和控制電路(19)；所述的控制電路(19)，分別與控制按鍵(12)、高頻高壓電源(14)、質量流量控制器a(16)和質量流量控制器b(18)相連；高頻高壓電源(14)與放電電極(8)相連；工作氣體儲罐(15)通過質量流量控制器a(16)控制工作氣體流量并與工作氣體入口(10)相連；保護氣體儲罐(17)通過質量流量控制器b(18)控制保護氣體流量并與保護氣體入口(6)相連；

所述的高頻高壓電源(14)為大氣壓等離子體射流槍體(A)提供高頻高電壓激勵；所述的工作氣體儲罐(15)為大氣壓等離子體射流槍體(A)提供工作氣體，由質量流量控制器a(16)控制工作氣體輸入到大氣壓等離子體射流槍體(A)的工作氣體入口(10)，工作氣體流量為1～6L/min；所述的保護氣體儲罐(17)為大氣壓等離子體射流槍體(A)提供保護氣體，由質量流量控制器b(18)控制保護氣體輸入到大氣壓等離子體射流槍體(A)的保護氣體入口(6)，保護氣體流量為2～10L/min；

所述的工作氣體儲罐(15)儲存的工作氣體為氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氮氣中的一種或兩種以上混合；所述的保護氣體儲罐(17)儲存的工作氣體為氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氮氣或二氧化碳中的一種。

2.根據權利要求1所述的一種引入保護氣的大氣壓非平衡等離子體射流裝置，其特征在于，產生大氣壓非平衡等離子體射流的放電模式為大氣壓介質阻擋放電模式。

3.根據權利要求1或2所述的一種引入保護氣的大氣壓非平衡等離子體射流裝置，其特征在于，所述的外殼(1)的材質為PVC；所述的端蓋(5)的材質為PVC；所述的噴嘴(7)的材質為石英。