一種連續處理紗線材料的等離子體系統的制作方法
【專利說明】
[0001](a)
技術領域
[0002]本發明涉及等離子體技術應用技術領域，特別涉及一種連續處理紗線材料的等離子體系統。
[0003](b)
【背景技術】
[0004]等離子體技術，是應用等離子體發生器產生的部分電離等離子體完成一定工業生產目標的手段。將等離子體技術應用于紡織行業，其中一種較為常用的是大氣壓介質阻擋放電技術。該技術將其中一個或兩個電極用絕緣介質覆蓋，或將介質直接懸掛在放電空間，或采用顆粒狀的介質填充其中，當在兩個放電電極之間充滿某種工作氣體，并在兩電極間施加14?16V電壓，采用500W?IKW高頻或脈沖電源激發工作氣體可產生絲狀放電等離子體，主要電極形式為平板電極。該種方法主要是絲狀放電，存在處理不均勻，容易灼燒纖維等缺點。
[0005]另一種較為常用的是采用功率IKW?1KW的射頻或高頻電源激發真空室內的微量氣體產生低氣壓等離子體，這種方法的優點是能產生均勻穩定的輝光放電，對紡織材料處理均勻，效果較好。但是由于低氣壓等離子體的運行需抽真空、設備投資大、操作復雜，不適于連續狀紗線材料的加工處理。
[0006](C)
【發明內容】
[0007]本發明提供一種連續處理紗線材料的等離子體系統，以解決上述問題。
[0008]本發明實施例提供了一種用于連續處理紗線材料的等離子體系統，包括高頻電源、氣體流量計、等離子體放電管以及進氣管道；
[0009]等離子體放電管包括中空的介質管、內置于介質管的高壓電極、均勻纏繞在介質管外部的地電極和位于介質管兩端的一對絕緣塞；絕緣塞的橫截面上設置有多個用于讓紗線通過且使介質管管腔內的氣體流出的小孔；
[0010]高頻電源與高壓電極和地電極電連接；
[0011]進氣管道與介質管連通；
[0012]氣體流量計設置于進氣管道上，用于監測并調控進氣管內的氣體流量。
[0013]其中，介質管為直的石英管。
[0014]其中，絕緣塞的橫截面中心位置設有中心通孔，高壓電極插入中心通孔并固定。
[0015]其中，還包括紗線傳送裝置，該裝置包括退繞、傳動導輥、張力控制裝置以及卷繞槽筒和卷繞裝置臺架。
[0016]其中，還包括設備臺架，用于放置所述高頻電源、氣體流量計、等離子體放電管和安全防護罩，以及固定傳動導輥。
[0017]其中，絕緣塞上的小孔的數量為I?20。
[0018]其中，還包括用于保護等離子體放電管及防止人體觸電的安全防護罩，罩在等離子體放電管的外部，為絕緣安全防護罩。
[0019]其中，高頻電源的功率為O?500W，頻率為10?20KHZ，電壓為O?10KV。
[0020]其中，用于處理芳綸時，高頻電源的電壓5KV，功率100W，通入氬氣流量lL/min，氧氣流量0.lL/min。
[0021]其中，用于處理100英支純棉精紡紗線時，高頻電源的電壓5KV，功率80W，通入氬氣流量lL/min。
[0022]本發明實施例提供了一種連續處理紗線材料的等離子體系統，設有管狀介質層，高壓電極內置于介質管，地電極纏繞在介質管外部，介質管兩端設有絕緣塞，絕緣塞上設置有多個讓紗線通過的小孔，進氣管道與介質管連通，這樣將兩個電極以及介質層集合為一簡單的中空復合管狀結構，其管腔則是等離子體產生環境，紗線可通過絕緣塞上的孔經過管腔內部連續傳動，管腔內的等離子體可均勻充分地對紗線進行作用，可實現對紗線材料的加工處理，其結構簡單而高效，可在通入少量氬氣、氦氣或者氧氣甚至僅使用空氣的情況下產生均勻的輝光或半輝光放電等離子體，節約成本。
[0023](d)
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明提供的用于連續處理紗線材料的等離子體系統的一個實施例的結構示意圖；
[0025]圖2為本發明實施例提供的等離子體放電管的示意圖；
[0026]圖3為本發明實施例提供的絕緣塞以及高壓電極的橫截面示意圖。
[0027](c)
【具體實施方式】
[0028]本發明實施例提供了一種用于連續處理紗線材料的等離子體系統。該系統包括高頻電源、氣體流量計、等離子體放電管以及進氣管道。
[0029]等離子體放電管包括中空的介質管、內置于介質管的高壓電極、均勻纏繞在介質管外部的地電極和位于介質管兩端的一對絕緣塞；絕緣塞的橫截面上設置有多個用于讓紗線通過且使介質管管腔內的氣體流出的小孔。
[0030]高頻電源與高壓電極和地電極電連接；進氣管道與介質管連通；氣體流量計設置于進氣管道上，用于監測并調控進氣管內的氣體流量。
[0031]優選地，作為一種可實施方式，參見圖1所示，該系統包括:
[0032]一個高頻電源1，功率O?500W，頻率10?20KHZ，電壓O?1KV ;兩個數顯式氣體流量計2 ;呈T型的等離子體放電管4 ;以及配套的進氣管道3。進氣管道3內部實心箭頭所指方向為氣體流動方向。
[0033]其中，T型等離子體放電管4為等離子體激發裝置，結構如圖2所示，采用電感式單介質阻擋亞輝光等離子體放電結構，包括:一根中空石英管A，進氣管道垂直于石英管而且與石英管管腔連通，二者組成T字型。進氣管道上設有一個進氣接頭C。石英管A兩端設有一對絕緣開孔塞B。
[0034]其中，中空石英管A可以和進氣接頭C以下的進氣管道一體成型。
[0035]中空石英管的管腔直徑為Icm?1cm之間，石英管的管壁厚度在0.1cm?0.5cm之間。
[0036]石英管A內置一個高壓電極D及一個纏繞在石英管外面的地電極E。優選地，地電極均勻地呈螺旋狀纏繞在石英管外部。
[0037]其中，絕緣塞如圖3所示，絕緣塞B中心設有中心通孔，高壓電極D的兩端分別插入兩個絕緣塞的中心通孔，可固定高壓電極D，中心通孔四周設有小孔F，用于讓紗線通過以及供工作氣體流出。小開孔F的數量根據實際需要可在I?20之間選用，本發明實施例不列舉。
[0038]優選地，該系統還包括安全防護罩8，用以保護T型等離子體放電管及防止人體觸電。
[0039]優選地，還包括設備臺架5，用以放置等離子體放電管、安全防護罩，以及安裝紗線傳動導輥7。
[0040]該系統還設有一套紗線傳送裝置，具體地，同樣參見圖1所示，包括退繞6，傳動導輥7，張力控制裝置9以及卷繞槽筒10、卷繞裝置臺架11。圖1中所示空心箭頭為紗線傳動方向。
[0041 ] 紗線傳送裝置可方便地調節紗線卷繞速度，對紗線運行速度進行控制。其中，卷繞槽筒10可調控紗線傳送速度。
[0042]等離子體處理過程為:紗線從退繞紗筒6退繞后，經導輥7、絕緣塞小開孔F進入管狀常壓等離子體發生裝置進行處理，主要工作參數為:電源功率?500W ;頻率:10?20KHZ ;電壓:0?1KV ;處理速度:0?50m/min ;氣體流量:0?5L/min。紗線經等離子體處理后，從另一端絕緣塞的開孔出來，經傳動導輥7和紗線張力控制裝置9后，經卷繞槽筒10進行卷繞。
[0043]在實際生產過程中，優選地，為了提高生產效率，等離子體放電管4的數量可以為多個，即同一高頻電源對應多個等離子體放電管4，多個內置的高壓電極并聯在高頻電源的正極，多個地電極則并聯在高頻電源的負極。同時設置與之配套的進氣管道和氣體流量計，這樣一臺該系統能夠處理的紗線數量則成倍增長，生產效率成幾倍增加。
[0044]例如，將100英支純棉精紡紗線從退繞紗筒6退繞后，經導輥7后進入管狀常壓等離子體發生裝置進行處理，電壓設為5KV，功率設為80W，通入氬氣流量lL/min，處理速度10m/min。紗線經等離子體處理后，經導輥和紗