專利名稱：安全環保等離子處理機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種等離子處理機，尤其是一種安全環保的等離子處理機，屬于材料表面處理技術領域。
背景技術：
目前對材料表面處理工藝中，經常需要使用火焰機。火焰機是以水為原料的氫氧火焰機的簡稱，它利用水在通直流電情況下進行電化學反應，生成氫氣和氧氣的氣體生成設備。該設備產生的氫氣做為燃料，氧氣助燃，輸出的氣體經安全閥、阻火器、氫氧火焰槍點火形成氫氧火焰，可對各種金屬進行焊接。但是，目前使用的火焰機需要液化氣，同時也有明火，工廠使用存在很大的安全隱患，且工作時需要液化氣成本很高，易燒傷產品。等離子處理機(plasma cleaner)也叫等離子表面處理儀(Plasma surfacetreatment)，是一種全新的高科技技術，利用等離子體來達到常規清洗方法無法達到的效果。等離子體和固體、液體或氣體一樣，是物質的一種狀態，也叫做物質的第四態。對氣體施加足夠的能量使之離化便成為等離子狀態。等離子體的“活性”組分包括離子、電子、活性基團、激發態的核素(亞穩態)、光子等。等離子體表面處理儀就是通過利用這些活性組分的性質來處理樣品表面，從而實現清潔、改性、光刻膠灰化等目的。等離子體清洗的機理，主要是依靠等離子體中活性粒子的“活化作用”達到去除物體表面污漬的目的。就反應機理來看，等離子體清洗通常包括以下過程無機氣體被激發為等離子態；氣相物質被吸附在固體表面；被吸附基團與固體表面分子反應生成產物分子； 產物分子解析形成氣相；反應殘余物脫離表面。等離子體清洗技術的最大特點是不分處理對象的基材類型，均可進行處理，對金屬、半導體、氧化物和大多數高分子材料，如聚丙烯、 聚脂、聚酰亞胺、聚氯乙烷、環氧、甚至聚四氟乙烯等都能很好地處理，并可實現整體和局部以及復雜結構的清洗。等離子處理機具有上述的優點，所以廣泛的應用于材料表面處理行業、表面涂裝行業、汽車密封條、車燈及剎車片上膠前處理、上膠、印刷前預處理、糊盒行業以及醫療器材行業。但目前市面上應用的等離子處理機還存在著安全性不高、價格較為昂貴，操作不夠簡潔直觀的缺點，限制了其更廣泛的應用。
發明內容本實用新型即是針對目前材料表面處理工藝技術領域，提供一種新型的安全環保的等離子處理機，所述的等離子清洗降低了成本，可監控性強，可以在線處理，提高了效率， 而且無臭氣排放，等離子體射出電壓為“0” V，在操作上更加安全。本實用新型所述的等離子處理機的設計思路如下由220V單相交流電壓整流，經濾波得到直流電壓，用數字處理技術控制驅動觸發逆變電路，使之得到頻率為22. 5KHz及 5000V左右的高電壓，在特殊設計的等離子射出槍體里，激發壓縮空氣流，使之形成等離子
3體，再由特殊設計的噴槍嘴，激射到被處理材料表面，使材料表面分子鏈結構斷裂、使之活化，從而達到提高表面張力的作用。具體來說，本實用新型所述的安全環保等離子處理機，其特征在于所述的等離子處理機由壓縮空氣及調節機構、單相電源、整流處理單元、CPU數控模塊、IXD顯示模塊、 雙IGBT正激模式逆變單元、等離子發生裝置以及等離子射出槍構成，各部分的連接關系如下1)單相電源、整流處理單元、CPU數控模塊、IXD顯示模塊和雙IGBT正激模式逆變單元安裝于等離子處理機機殼內部；2)單相電源與整流處理單元電連接，為所述的等離子處理機供電；3)CPU數控模塊與雙IGBT正激模式逆變單元、等離子發生裝置電連接，并控制等離子發生裝置的工作；4)等離子射出槍與等離子發生裝置連接；5)壓縮空氣及調節機構與等離子發生裝置連接。本實用新型所述的安全環保等離子處理機，其特征在于采用了中央處理單控制系統，實行精密的PWM脈沖控制，功率輸出精密調控，在各種不利條件下如電源電壓波動、 氣壓波動等狀況時穩定跟蹤輸出功率大小，并實行多方面的報警檢測如缺氣壓、過溫、過壓、欠壓、過流、高壓開路、高壓短路、輸出不穩定、外設不良等等。采用雙IGBT正激模式開關轉換電路機制。本實用新型所述的安全環保等離子處理機，其特征在于所述的等離子射出槍包括旋轉槍體、位于旋轉槍體前端的發射嘴以及驅動旋轉槍體的旋轉馬達。本實用新型所述的安全環保等離子處理機，其特征在于所述的等離子射出槍的數目為一個以上。本實用新型所述的安全環保等離子處理機，其特征在于所述的等離子發生裝置包括脈沖變壓器和與脈沖變壓器相連的等離子體激活腔。本實用新型所述的安全環保等離子處理機，其特征在于所述的等離子處理機機殼前面設有主電源開關、噴槍氣壓調節閥、噴槍氣壓顯示表、LCD顯示屏和控制鍵板。本實用新型所述的安全環保等離子處理機，其特征在于所述的等離子處理機機殼后面設有主電源插座、主電源保險絲盒、外部準備OK信號輸入端、外部控制輸入端、壓縮空氣輸入插口和等離子輸出線纜。本實用新型所述的安全環保等離子處理機，其特征在于所述的空氣壓縮機產生的壓縮空氣的壓力> 400KPa。本實用新型所述的安全環保等離子機通過等離子對材料表面分子鍵鏈打斷，提高了材料表面張力，增強表面的附著力，使其印刷、涂覆或噴涂上去的墨、粉、膠等浸透到材料基層，從而達到印得不掉粘得很牢的效果。此處理方式不會改變材料的原來特性，一般材料 M小時后表面張力將恢復至未處理況態，故一般建議最好的使用效果為與生產線連線處理。本實用新型所述的安全環保等離子處理機具有以下的優點1、智能化操作采用智能工控芯片控制處理，等離子輸出功率的大小可以精確調節和設定，設定功率可記憶至下次開機，且不受停電影響，設定后功率會智能精確鎖定，不受外部電壓波動及工作條件的影響，從而等離子處理效果穩定，減少了人工被動干預；2、安全可靠具有機器報警顯示，現場外部準備OK信號輸入，確認現場外部設備就緒，本機方能啟動工作，而且等離子體射出電壓為“0”v，在操作上更加安全；3、本實用新型所述的安全環保等離子機無任何有害氣體排放，符合環境保護；本產品采用開關式電源逆變切換，電能轉換效率高，達90%以上，有利于節能。4、本機可根據實際處理需要，對等離子體射流壓力進行連續可調控，而且還可以根據用戶處理表明特性的要求，配備了多款特別設計的等離子體射出噴嘴；5、本機內部設計具備多款外部控制及數據交互接口，可根據要求，結合實際生產現場加裝各種自動化控制功能。根據需要，可配備多槍頭。6、應用廣泛本機可廣泛應用于多個領域，例如在糊盒機封口、啤盒上膠前預處理，各種塑膠包裝盒封口、勾底，密封膠條、汽車剎車片等領域中，提高了產品包裝效果及生產效率，并達到水溶性膠的環保要求；還可以應用于
圖1是本實用新型所述的安全環保等離子處理機的結構框圖；圖2是本實用新型所述的安全環保等離子處理機的功能框圖；圖3是本實用新型所述的安全環保等離子處理機的機殼面板結構示意圖，其中，1 為主電源開關、2為噴槍氣壓調節閥、3為噴槍氣壓顯示表、4為IXD顯示屏、5為控制鍵板；圖4是本實用新型所述的安全環保等離子處理機的機殼后部結構示意圖，其中，6 為主電源插座、7為主電源保險絲盒、8為外部準備OK信號輸入端、9為外部控制輸入端、10 為壓縮空氣輸入插口、11為等離子輸出線纜、12為散熱風扇；圖5是本實用新型所述的安全環保等離子處理機的控制鍵板示意圖，其中，4為LCD顯示屏、51為啟動按鍵、52為暫停按鍵、53為功率調節_增加按鍵、M為多功能顯示切換鍵、55為功率調節_減小按鍵、56為運行指示燈、57為暫停指示燈、58為故障指示燈、59為多功能顯示選擇上移鍵、510為多功能顯示選擇下移鍵。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型所述的安全環保等離子處理機進行詳細的說明，目的是為了公眾更好的理解本實用新型申請所述的技術內容，而不是對本實用新型所述技術內容的限制，事實上，在不違反本實用新型所述的發明精神實質內進行的相關元器件的增減、 替換和改進，都在本實用新型所要求保護的技術方案之內。如圖1和圖2所示，本實用新型所述的安全環保等離子處理機，由空氣壓縮機、電源、等離子處理機機殼、整流器、中央處理單元、等離子發生裝置以及等離子射出槍構成，其中，整流器、中央處理單元、等離子發生裝置位于等離子處理機機殼內部；電源與將單相交流電壓整流為直流電壓的整流器電連接，為所述的等離子處理機供電；中央處理單元與等離子發生裝置電連接，并控制等離子發生裝置的工作；等離子射出槍與等離子發生裝置連接；用于產生壓縮空氣并將等離子送出的空氣壓縮機與等離子發生裝置連接。本實用新型所述的安全環保等離子處理機，其中，所述的中央處理單元包括CPU 控制模塊、接受CPU控制模塊控制的脈沖控制檢測電路以及與脈沖控制檢測電路電連接的雙IGBT正激模式開關轉換單元；所述的等離子射出槍包括旋轉槍體、位于旋轉槍體前端的發射嘴以及驅動旋轉槍體的旋轉馬達；所述的等離子射出槍的數目根據需要可以為一個以上；所述的等離子發生裝置包括脈沖變壓器和與脈沖變壓器相連的等離子體激活腔。圖3-5對本實用新型所述的安全環保等離子處理機的機殼的前后面板和控制鍵板的結構設計進行了描述，如圖可知，本實用新型所述的安全環保等離子處理機，其中，在所述的等離子處理機機殼內設置供所述等離子處理機散熱的散熱風扇；所述的等離子處理機機殼前面設有主電源開關、噴槍氣壓調節閥、噴槍氣壓顯示表、LCD顯示屏和控制鍵板； 所述的等離子處理機機殼后面設有主電源插座、主電源保險絲盒、外部準備OK信號輸入端、外部控制輸入端、壓縮空氣輸入插口和等離子輸出線纜；其中，控制鍵板的設計又包括啟動按鍵、暫停按鍵、功率調節_增加按鍵、多功能顯示切換鍵、功率調節_減小按鍵、運行指示燈、暫停指示燈、故障指示燈、多功能顯示選擇上移鍵、多功能顯示選擇下移鍵。下面結合具體的操作使用說明來對本實用新型所述的安全環保等離子處理機的結構和功能進行進一步的描述1、產品基本電性參數電源要求-AC 220V/230V(+/"10% ), 50Hz/60Hz ；要求單相電源(三線連接一相火線\零線\接地線)；輸出功率實際有效功率300W 600W可調節；工作頻率22. 5KHz ；電性參數以AC 220V 50Hz供電條件下測試為準。2、壓縮空氣要求氣源壓力要求0. 3Mpa以上；氣源要求無油、無水！壓縮空氣內如含有一定程度油質、水份，容易會引起噴槍體內積污，影響等離子處理效果；氣體含過多的水份或油污雜質，可能導致設備發生故障，對不確定之氣源，建議加裝二次油水分離器。3、面板部分1)主電源開關該開關上按為開啟，該開關下按為關閉；2)噴槍氣壓調節閥該旋鈕向外拔出后，順時針旋轉為增大氣壓調節，該旋鈕向外拔出后，逆時針旋轉為減小氣壓調節，該旋鈕向內按入，調節閥被鎖定；3)噴槍氣壓顯示表顯示噴槍的氣壓大小；4) IXD顯示屏顯示功率及狀態；5)控制鍵板控制主機的工作。4、背板部分6)主電源插座注本產品隨機有與該插座相配的標準電源線1條。[0063]7)主電源保險絲盒8)外部準備OK信號輸入端子該端子接線接通時，為外部設備準備好信號輸入，該端子接線斷開時，為外部設備未準備好信號輸入；9)外部啟動或暫停控制信號輸入端子該端子接線接通時，為開啟信號輸入，該端子接線斷開時，為暫停信號輸入；10)外部壓縮空氣輸入插口 11)等離子電氣輸出線纜，接噴槍組件12)散熱風扇用于主機散熱。5、本產品與外部連接要求，以及使用前準備在連接本產品時，需確認面板的主電源開關置為關閉狀態，外部準備OK信號輸入端子，接至合適的外設信號開關，該端子引出線需要與生產線專門設定外部開關的獨立引腳連接，但注意要避免與外設的其它電源、機殼、地線發生連接，如有必要，建議以繼電器方式作隔離連接。本產品檢測到外部設備狀態0K，即接至的開關閉和，方可作啟動操作，否則發出報警“Err7”；如用戶不需要設置外部狀態檢測，可以直接將該端子的兩線短路。外部啟動或暫停控制信號輸入端，接合適的外設信號開關，作為外部啟動和停機控制輸入；該端子引出線需要與生產線專門設定外部開關的獨立引腳連接；但注意要避免與外設的其它電源、機殼、地線發生連接，如有必要，建議以繼電器方式作隔離連接。該端子可以拔出不接。本主機將自動判別為完全面板操控模式狀態。外部壓縮空氣管道接入插口，接入氣管口徑為8mm，氣源壓力要達到0. 3Mpa以上， 以確保本機正常工作。主機開機后，MCU會隨時檢測氣壓狀態，如無氣壓或氣壓太低，發出報警“Err2”.必須確認使用無油、無水氣源！本設備的機箱外殼接地端必須就近可靠接到工作現場的大地接地回路，不可靠接地，可能會導致設備損壞；將電源線插入主機背面電源插座，并與外部單相電源連接。要求單相市電220/230VaC，50/60Hz，要求必須有規范的電源地線連接，如無接地連接，會出現靜電和有電擊危險！檢查主電源保險絲盒內保險絲為正確正常狀態，本產品保險絲規格為 lOAASOVac，本產品出廠時已有保險絲接入，且盒內另附有1只同規格備用保險絲。用戶在更換保險絲時，必須使用相同規格保險絲。6、操作規程1)開機在做好開機前的準備及必要連接后，可以打開主電源開關，電源開啟；接通電源后，氣源輸入電磁開關打開，噴槍開始有空氣氣流射出；調節氣壓閥，觀察氣壓表，使氣壓調節在0. IMpa 0. 3Mpa之間；本設備自動進入自檢狀態，如氣源氣壓欠壓、溫控開關斷開、外部準備信號、電源過壓或欠壓等等；系統自檢(大約1秒鐘)結束后，進入待機狀態。2)啟動[0087]如系統是初次上電，須在系統自檢完成后(約1-2秒)；按啟動操作，本設備開始工作；啟動操作有兩種方式a.按主機面板啟動按鍵；b.通過外部操控信號輸入端子，做啟動操作控制.兩線由開關閉合即為開啟；注本機設定，接通電源后首次啟動動作需要人工確認現場正常后，并由面板按鍵做首次啟動控制。開機后的輸出功率為系統內已存儲的功率設定值；啟動后，噴槍有等離子氣流射出，開始等離子處理操作；設備開始工作時，運行指示燈點亮；3)系統功率設定使用功率調節_增加/減小按鍵，可以設定和調節本等離子處理機的輸出功率；LCD顯示屏上顯示當前所設定功率；最大可設定功率為600W(平均有用功率，對應峰值功率為1200W左右)，最小可設定功率為300W(平均有用功率，對應峰值功率為600W左右)；在設備工作時，復按面板啟動鍵，顯示器能夠切換顯示當前的實際(動態的)輸出功率；電源電壓的波動，以及氣源氣壓不同，會影響到等離子的實際輸出強度(實際輸出功率)；本產品系統根據電源電壓波動及氣壓的不同，能夠使實際輸出功率自動跟蹤并鎖定到設定功率值；保持輸出功率穩定，可以保持等離子處理的一致效果；10秒鐘后，顯示器會自動回到設定功率顯示狀態。4)系統存儲功率設定值每設定功率持續時間達1分鐘后，系統會自動存儲當前所設功率；每次系統進入暫停狀態時，系統會自動存儲當前所設功率；每次設備初開機或暫停再次啟動后的設定功率為系統內存的功率設定值。5)暫停按暫停操作，本設備轉入暫停狀態；暫停操作有兩種方式a.按主機面板啟動按鍵；b.外部操控信號輸入端子，亦可同時并行做暫停操作控制.兩線由開關斷開即為
暫停；設備工作暫停時，暫停指示燈點亮。6)氣壓調節使用氣壓閥，能夠調節噴槍等離子射流的壓力；氣壓表顯示調節后的氣流壓力值；實際使用時，要求在0. IMpa 0. 3Mpa范圍之間調節氣壓值；噴槍氣壓調節閥，往外拉出時放可調節，調節到合適位置后，往里按回原位即鎖定；等離子體輸出功率的大小，噴槍的射流壓力調節會綜合地決定等離子的處理效果；噴槍的壓力低，射流的離子濃度相對高，對處理材料的影響溫度高，噴槍的壓力高，射流的離子濃度相對低，對處理材料的影響溫度低，用戶可根據實際的不同處理材料及效果，配合功率大小調節，再作適當的氣體壓力調節；在等離子功率輸出功率較小時，要適當調低氣壓，過高氣壓壓力會容易導致等離子射流出現斷續現象，尤為較小功率時，應避免；調節到過低氣壓(小于0. IMpa)，既影響等離子處理的穩定效果，也能導致設備損壞。7)關機關閉主電源開關，電源關斷；電源關斷后，內部氣壓閥自動關閉切斷噴槍氣源。本機具有實時工作狀態檢測功能，并具有報警功能，不同報警標志內容在顯示屏上顯示。報警時，故障指示燈亮，同時蜂鳴器有連續的報警聲發出。使用者可以根據相關內容進行處理，以防止危險發生。等離子技術在橡塑行業的應用已非常成熟，其相關產值逐年增加，國外市場比國內市場產值高，但國內可發展空間大，應用前景誘人。隨著經濟的發展，人們的生活水平不斷提高，對消費品的質量要求也越來越高，等離子技術隨之逐步進入生活消費品生產行業中；另外，科技的不斷發展，各種技術問題的不斷提出，新材料的不斷涌現，越來越多的科研機構已認識到等離子技術的重要性，并投入大量資金進行技術攻關，等離子技術在其中發揮了非常大的作用。我們深信等離子技術應用范圍會越來越廣；技術的成熟，成本的降低， 其應用會更加普及。
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權利要求1.一種安全環保等離子處理機，其特征在于所述的等離子處理機由壓縮空氣及調節機構、單相電源、整流處理單元、CPU數控模塊、IXD顯示模塊、雙IGBT正激模式逆變單元、等離子發生裝置以及等離子射出槍構成，各部分的連接關系如下1)單相電源、整流處理單元、CPU數控模塊、LCD顯示模塊和雙IGBT正激模式逆變單元安裝于等離子處理機機殼內部；2)單相電源與整流處理單元電連接，為所述的等離子處理機供電；3)CPU數控模塊與雙IGBT正激模式逆變單元、等離子發生裝置電連接，并控制等離子發生裝置的工作；4)等離子射出槍與等離子發生裝置連接；5)壓縮空氣及調節機構與等離子發生裝置連接。
2.根據權利要求1所述的安全環保等離子處理機，其特征在于所述的等離子射出槍包括旋轉槍體、位于旋轉槍體前端的發射嘴以及驅動旋轉槍體的旋轉馬達。
3.根據權利要求1所述的安全環保等離子處理機，其特征在于所述的等離子射出槍的數目為一個以上。
4.根據權利要求1所述的安全環保等離子處理機，其特征在于所述的等離子處理機機殼前面設有主電源開關、噴槍氣壓調節閥、噴槍氣壓顯示表、LCD顯示屏和控制鍵板。
5.根據權利要求1所述的安全環保等離子處理機，其特征在于所述的等離子處理機機殼后面設有主電源插座、主電源保險絲盒、外部準備OK信號輸入端、外部控制輸入端、壓縮空氣輸入插口和等離子輸出線纜。
專利摘要本實用新型提供一種安全環保等離子處理機，由壓縮空氣及調節機構、單相電源、整流處理單元、CPU數控模塊、LCD顯示模塊、雙IGBT正激模式逆變單元、等離子發生裝置以及等離子射出槍構成，其中，單相電源、整流處理單元、CPU數控模塊、LCD顯示模塊和雙IGBT正激模式逆變單元安裝于等離子處理機機殼內部，單相電源與整流處理單元電連接，為所述的等離子處理機供電，CPU數控模塊與雙IGBT正激模式逆變單元、等離子發生裝置電連接，并控制等離子發生裝置的工作，等離子射出槍與等離子發生裝置連接，壓縮空氣及調節機構與等離子發生裝置連接。
文檔編號B08B7/00GK201988542SQ201020573568
公開日2011年9月28日 申請日期2010年10月21日 優先權日2010年10月21日
發明者李小琴 申請人:李小琴