[發明專利]一種納米粉體制造用帶有放電保護裝置的射頻等離子炬

在審

• 申請號: 202010553498.X
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111770624A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 王慶文;孫偉民;王磊;王永錦;王建軍;徐紀法;杜偉峰;樊榮
• 申請（專利權）人: 河南能微新材料科技股份有限公司
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46;B82Y40/00
• 代理公司: 鄭州中科鼎佳專利代理事務所(特殊普通合伙) 41151
• 代理人: 蔡佳寧

一種涉及納米材料制造領域的納米粉體制造用帶有放電保護裝置的射頻等離子炬，包含等離子炬本體和空氣制備吹送設備；等離子炬本體包含從內到外套設的送粉管、內層管、中間管、外層管和感應線圈，外層管上下端外側分別套設有上密封環座和下密封環座，上密封環座和下密封環座均與外層管之間設有第一密封圈；感應線圈外側套設有送風玻璃罩，送風玻璃罩的底端敞口，送風玻璃罩的頂端與上密封環座的底端密封固定，上密封環座外側壁設有多個送風口；靠近下密封環座的中間管和外層管之間設有用于阻擋等離子火焰光的擋焰環套；該射頻等離子炬不僅能夠防止高頻感應線圈匝間放電，增加降溫效果，而且能夠防止密封圈受熱損壞，提高使用壽命。

技術領域

本發明涉及納米材料制造領域，尤其是涉及一種納米粉體制造用帶有放電保護裝置的射頻等離子炬。

背景技術

公知的，利用射頻等離子體為熱源制取納米粉體的設備，已經在納米材料制造行業被廣泛應用，并具有能源利用率高、產出率高、無污染、安全性好的特點；射頻等離子制粉設備主要有射頻等離子炬、射頻等離子體電源、供氣送粉系統、反應室與收集室、真空抽氣系統、冷水機組、電氣控制及測量系統組成；在射頻等離子炬內，惰性氣體（如氬氣）在高頻感應線圈產生的電磁波的作用下被電離，形成穩定的高溫惰性氣體等離子體，原料粉末通過運載氣體經送粉器噴入等離子炬中，粉末顆粒在高溫等離子體中吸收大量的熱，迅速熔化，并以極高的速度進入反應器，在惰性氣氛下快速冷卻凝固成新的粉末，通過改變線圈電壓和頻率、等離子體火焰形狀、送粉速度等工藝參數，能夠制備不同粒徑的納米粉末，或者只使原料粉末表面熔化，在表面張力的作用下制作出球形化粉體；總之，射頻等離子炬作為等離子體的產生場所，在納米粉體制作過程中起到至關重要的作用；

傳統的等離子炬一般豎直設置，并包含從里到外同軸并間隙套置的送粉管、內層管、中間管和外層管，以及用于固定多層套管上下兩端的上連接座和下連接座，等離子炬的上連接座與上游的供氣送粉系統連接，下連接座與下游的反應室與收集室連接，為了觀察等離子體火焰的形狀，便于進行圖像分析，調整工藝參數，一般內層管、中間管和外層管都會使用透明的玻璃管，而高頻感應線圈環套在外層管的外部；但是，這種傳統的等離子炬存在以下兩個問題：

第一、為了達到高溫惰性氣體等離子體的制備需要，感應線圈的通電電壓很高，達到6000～30000伏，且會產生幾兆赫茲的高頻電磁震蕩，一旦擊穿空氣產生匝間放電，不僅使得線圈不對內工作，影響氬氣電離，而且若對玻璃管或等離子炬的其它部件放電，也會擊毀設備，造成嚴重損失；尤其是在干燥的工作環境，會大大降低空氣的擊穿電壓，增加事故的發生幾率；

第二、上連接座和下連接座分別與外層管的兩端通過密封圈密封連接，由于高頻等離子體火焰的溫度很高，即使在中間管和外層管之間通有冷卻氣體降溫，也會對密封圈的壽命造成影響，因為等離子體火焰被從上向下吹送，距離上連接座較遠，對上連接座的密封圈影響較小，但是下連接座的密封圈容易因高溫損毀，影響整個等離子腔室的密封效果，進而會影響的納米產品的制造質量。

發明內容

為了克服背景技術中的不足，本發明公開了一種納米粉體制造用帶有放電保護裝置的射頻等離子炬，不僅能夠防止高頻感應線圈匝間放電，增加降溫效果，而且能夠防止密封圈受熱損壞，提高使用壽命。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：