專利名稱：大氣壓介質阻擋放電等離子體槍的制作方法
技術領域：
本發明屬于等離子體應用技術領域，涉及一種大氣壓介質阻擋放電等離子體槍。
背景技術：
現有技術中，放電等離子體源從總體上說有兩類一是真空放電，如輝光放電、微波放電等；二是大氣壓放電類，如電暈放電，介質阻擋放電等；還有其他分類方法按工作氣體的冷熱，分為冷、熱等離子體；按等離子體電子溫度高低，分為高、低溫等離子體，并分別具有不同特點和性能，應用也各不相同。就放電等離子體槍而言，主要有兩種，第一種是直流電弧等離子體槍，其放電結構為兩個工作電極(陽極和陰極)間通以工作氣體，在工作電極之間施加直流電壓使之產生電弧放電而產生等離子體，兩個電極之間流過的工作氣體放電產生等離子體噴射出來，這種等離子體槍噴射出的等離子體屬于熱力學平衡的低溫等離子體，電子溫度和離子溫度相等，宏觀溫度較高，為2千～1萬°K。第二種是感應耦合的射頻等離子體槍，其放電結構為用加在啟動桿(引燃極)上的脈沖高壓來實現等離子體的啟動，另有纏繞線圈通以高頻電源，從而使線圈所包圍的等離子體得以維持，流過的工作氣體放電產生等離子體噴射出來，這種等離子體槍噴射出來的等離子體也屬于熱力學平衡的低溫等離子體，宏觀溫度也較高，為1萬～2萬°K，同時必須在真空條件下才能實現，并且結構復雜。就普通平板型電極大氣壓介質阻擋放電等離子體而言，雖然等離子宏觀溫度低，可為常溫，但等離子體產生不均勻，尤其是僅能發生在兩個電極板之間的空間內，因此，其應用范圍有一定的局限性。
發明內容
解決的技術問題提供一種大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，電介質呈空心管狀，外電極緊貼在其外壁上，而內電極位于其空心內，在內電極和電介質之間產生均勻、穩定的等離子體，流過的工作氣體放電產生等離子體噴射出來；這種結構能很好地克服普通平板型電極大氣壓介質阻擋放電等離子體源在應用范圍中所存在的局限性，使大氣壓介質阻擋放電等離子體向空間延伸、開放，同時噴射出來的等離子體屬于非熱力學平衡的低溫等離子體，宏觀溫度為常溫，并且噴出的等離子體炬可以具有多種形狀，從而能進一步拓寬等離子體技術的應用范圍，提高其應用效果。
技術方案大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，具有槍架1、脈沖電源2及相應接線、配套電極、電介質5，以及工作氣體7，其特征在于電極分為配套的外電極3和內電極4；電介質5呈空心管狀，具有空心6，外電極3緊貼在其外壁上，而內電極4位于其空心6內；由具有調控開關9的專用動力源8提供的工作氣體7充滿電介質5與內電極4之間的空間，空心6的一端具有絕緣堵頭10兼內電極4的定位架；工作氣體7進入空心6有兩種結構方式可以于電介質5的空心管壁上設置進氣口11，也可以是堵頭10兼具進氣口的結構，工作氣體7直接從堵頭10的一端進入；等離子體12分布于電介質5與內電極4之間并與外電極3相對應的空間內，流動的工作氣體7進入空心6，放電產生等離子體12，由空心6的開口端13噴出后，形成等離子體炬14。
有益效果大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，其結構能很好地克服普通平板型電極大氣壓介質阻擋放電等離子體源在應用范圍中所存在的局限性，使大氣壓介質阻擋放電等離子體向空間延伸、開放，同時噴射出來的等離子體屬于非熱力學平衡的低溫等離子體，宏觀溫度為常溫，并且噴出的等離子體炬可以具有多種形狀，因此可以方便地在常溫狀態下對不可移動的工件表面或多種異形工件表面進行改性處理，提高其表面性能，滿足需要；從而進一步拓寬了等離子體技術的應用范圍，提高了其應用效果，同時，易制作、好維護、使用方便、成本低。
圖1、總體結構示意圖；圖2、按圖1所示的A-A剖視圖；圖3、電介質5的空心管狀呈具有α角的彎管型結構示意圖；圖4、內電極4呈空心管狀結構示意圖；圖5、影響等離子體炬14的形狀的空心6的開口端13或獨立連接式噴頭的結構示意圖。
具體實施例方式
結合附圖進一步詳加說明；工作氣體7可以是氬氣、氮氣、氧氣或凈化的空氣等等。
電介質5可以是石英玻璃、派克拉斯玻璃或陶瓷等，厚度0.5～3.5mm。
外電極3和內電極6可以是銅、不銹鋼、鋁等多種金屬導電性材料。
附圖1所示，為電介質5的空心管狀為直管型，內電極6為棒狀，工作氣體7由空心管壁上設置的進氣口11進入，圖中箭頭所示為工作氣體7以及等離子體12流動方向。
附圖3所示，為電介質5的空心管狀呈具有α角的彎管型。
內電極4的下端可以呈錐形；內電極4可以呈棒狀，也可以呈空心管狀。
附圖4所示，為內電極4呈空心管狀，具有空心15，且下端為錐形，其空心15內可以通工作氣體7，也可以通其他流動的功能氣體16，該氣體經等離子體12作用后，并隨等離子體12一起作用于工件表面，能更有利于提高工件的表面性能。
附圖5所示，為影響等離子體炬14的形狀的空心6的開口端13或獨立連接式噴頭的結構示意圖，空心管6的開口端13-即電介質5空心管狀的開口端，可以呈如圖5中a示為圓型，b示為扁平型，c示為錐型，d示為喇叭口型，e示為弧型；也可以是開口端13為萬能接口型，a～e所示噴頭為獨立連接式，并均具有與開口端13的萬能接口配套式可靠而方便地連接在一起或卸下的通用接口。
工作氣體7的流速大小對等離子體炬14的形狀也有一定的影響。
如圖1所示外電極3的長度L、外電極3距開口端13的距離m，以及內電極4距開口端13的距離n，均可在一定范圍內調整。
電介質5呈空心管狀的空心6的徑截面可以呈圓形，也可以呈方形、矩形或多邊形。
權利要求
1.大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，具有槍架(1)、脈沖電源(2)及相應接線、配套電極、電介質(5)，以及工作氣體(7)，其特征在于電極分為配套的外電極(3)和內電極(4)；電介質(5)呈空心管狀，具有空心(6)，外電極(3)緊貼在其外壁上，而內電極(4)位于其空心(6)內；由具有調控開關(9)的專用動力源(8)提供的工作氣體(7)充滿電介質(5)與內電極(4)之間的空間，空心(6)的一端具有絕緣堵頭(10)兼內電極(4)的定位架；工作氣體(7)進入空心(6)有兩種結構方式可以于電介質(5)的空心管壁上設置進氣口(11)，也可以是堵頭(10)兼具進氣口的結構，工作氣體(7)直接從堵頭(10)的一端進入；等離子體(12)分布于電介質(5)與內電極(4)之間并與外電極(3)相對應的空間內，流動的工作氣體(7)進入空心(6)，放電產生等離子體(12)，由空心(6)的開口端(13)噴出后，形成等離子體炬(14)。
2.根據權利要求1所述的大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，其特征在于電介質(5)的空心管狀呈具有α角的彎管型。
3.根據權利要求1或2所述的大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，其特征在于內電極(4)下端可以呈錐形；內電極(4)可以呈棒狀，也可以呈空心管狀；當內電極(4)呈空心管狀時，具有空心(15)，空心(15)內可以通工作氣體(7)，也可以通其他流動的功能氣體(16)。
4.根據權利要求1或2所述的大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，其特征在于影響等離子體炬(14)的形狀的空心(6)的開口端(13)可以為圓型、扁平型、錐型、喇叭口型或弧型，也可以是開口端(13)為萬能接口型，各種型噴頭為獨立連接式，并均具有與開口端(13)的萬能接口配套式可靠而方便地連接在一起或卸下的通用接口。
5.根據權利要求3所述的大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，其特征在于影響等離子體炬(14)的形狀的空心(6)的開口端(13)可以為圓型、扁平型、錐型、喇叭口型或弧型，也可以是開口端(13)為萬能接口型，各種型噴頭為獨立連接式，并均具有與開口端(13)的萬能接口配套式可靠而方便地連接在一起或卸下的通用接口。
6.根據權利要求1或2所述的大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，其特征在于外電極(3)的長度L、外電極(3)距開口端(13)的距離m，以及內電極(4)距開口端(13)的距離n，均可在一定范圍內調整。
7.根據權利要求3所述的大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，其特征在于外電極(3)的長度L、外電極(3)距開口端(13)的距離m，以及內電極(4)距開口端(13)的距離n，均可在一定范圍內調整。
8.根據權利要求4所述的大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，其特征在于外電極(3)的長度L、外電極(3)距開口端(13)的距離m，以及內電極(4)距開口端(13)的距離n，均可在一定范圍內調整。
9.根據權利要求5所述的大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，其特征在于外電極(3)的長度L、外電極(3)距開口端(13)的距離m，以及內電極(4)距開口端(13)的距離n，均可在一定范圍內調整。
10.根據權利要求1或2所述的大氣壓介質阻擋放電等離子體槍，其特征在于電介質(5)呈空心管狀的空心(6)的徑向截面可以呈圓形，也可以呈方形、矩形、或多邊形。
全文摘要
大氣壓介質阻擋放電等離子體槍屬于等離子體應用技術領域，解決現有技術中等離子體宏觀溫度高，以及普通平板型電極大氣壓介質阻擋放電等離子體源在應用范圍中存在的局限性；結構為具有槍架(1)、呈空心管狀的電介質(5)，緊貼在空心管狀電介質(5)外側壁上的外電極(3)，及位于電介質(5)空心(6)內的內電極(4)，空心(6)一端有絕緣堵頭(10)兼內電極(4)的定位架，流動的工作氣體(7)放電產生等離子體(12)，由空心(6)的開口端(13)噴出，形成等離子體炬(14)；有益之處為使大氣壓介質阻擋放電等離子體向空間延伸、開放，噴出的等離子體宏觀溫度為常溫，等離子體矩(14)可有多種形狀，進一步拓寬了等離子體技術的應用范圍，提高其應用效果，易制作、好維護、使用方便。
文檔編號H05H1/26GK1416308SQ02159260
公開日2003年5月7日 申請日期2002年12月30日 優先權日2002年12月30日
發明者葛袁靜, 張廣秋, 張躍飛, 何整風 申請人:北京印刷學院, 北京東方蓋德真空技術有限公司