導氣杆、真空腔和真空等離子體設備的製作方法
2023-10-11 11:51:29 3
本發明涉及真空等離子體設備領域，特別涉及一種導氣杆、真空腔和真空等離子體設備。
背景技術：
真空等離子體設備由等離子體發生器、氣體輸送管路以及離子噴頭等部分組成，等離子體發生器被設置在真空腔內，高壓高頻能量在噴嘴鋼管中產生無序的低溫等離子體，經由離子噴頭轟擊以達到材料的表面處理及沉積的目的。
在現有技術中，真空等離子體設備的真空腔結構如圖1所示，包括形成腔體的腔體壁和在腔體的兩側開的進氣孔和抽氣口。其中，進氣孔常位於腔體的前部，數量可以是一至多個，當進氣孔在兩個以上時，這些進氣孔通常分布在腔體前部的兩側。而抽氣口則位於與進氣孔的位置相對的腔體後部的中央。
顯然，根據現有技術的結構，氣體從進氣孔流動至抽氣口的路徑較為單一，在真空腔內的密度分布並不均勻。
由於真空腔內的的氣體均勻性直接影響到了真空等離子體設備的處理效果。因此現有技術的真空腔已經逐漸難以滿足越來越高的等離子清洗工藝需求，函待改進。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種導氣杆，在真空腔內設置該導氣杆能夠改進真空腔的氣體均勻性。
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種導氣杆，該導氣杆設置於真空等離子體設備的真空腔內，其外殼圍合形成中空腔體，端部設置有氣體入口，外殼上還開有若干個導氣孔；
氣體入口與真空腔的進氣孔相連通；
氣體經進氣孔和氣體入口進入中空腔體內，通過導氣孔進入真空腔，再從真空腔的抽氣口中流出。
本發明還提供了一種真空等離子體設備，包括真空腔。真空腔由腔體壁圍合而成，真空腔上形成有進氣孔和抽氣口；其中，真空腔內設置有上述的導氣杆，而且氣體入口與進氣孔相連通。
相對於現有技術而言，本發明在真空腔內設置了導氣杆，利用設置在導氣杆上的多個導氣孔，使氣體在進入真空腔時具備了更大的流動範圍，因此提升了氣體均勻性，提高了等離子體設備的清洗效果。
作為優選，進氣孔有兩個且分別位於真空腔的兩側，導氣杆的兩端都設置有氣體入口，且這兩個氣體入口與進氣孔一一對應地相連通。設置兩個進氣孔增加了進氣的路徑，相較於一個進氣孔,能夠更加均勻地覆蓋腔體內的空間，提高氣體密度的均勻性。
另外，作為優選，導氣孔在外殼的表面上等距間隔設置。等距間隔設置時，氣體可以均勻而分散地從導氣孔流出，有效提高氣體的流動均勻性。
另外，作為優選，導氣杆上的各個導氣孔朝向可調。
進一步地，作為優選，導氣杆能夠以自身軸線為旋轉軸旋轉，從而調節導氣孔的朝向。
通過旋轉導氣杆來實現導氣孔朝向的變換，無需增加額外的基於導氣孔的換向機構，因此使得導氣杆的結構簡單化，降低了製造成本。此外，由於在旋轉導氣杆的過程中，僅需要用一定的動力，例如電機或手動調整，就可以實現導氣杆的轉動，而並不需要運動方向上的轉變和傳動，因此操作起來十分簡單方便。
當然，作為優選，導氣孔也可以直接正對抽氣口的所在方向。
另外，作為優選，導氣杆包括主路和從主路分出的至少兩條支路；
氣體入口位於主路的端部，導氣孔分布在支路的表面上。通常，真空腔為方形腔體。而導氣杆設置在真空腔的中部。當設置有多條支路時，多條支路能夠更全面地覆蓋真空腔的一側表面，進而更好地提升了氣體在腔體內部的流動均勻性。
進一步地，作為優選，各條支路等距間隔設置。支路的縱向等間距間隔設置搭配導氣孔的橫向等間距間隔設置，導氣孔的送氣範圍由點、線上升至面，因此也進一步提升了氣體的流動均勻性。
另外，作為優選，各條支路向著背向抽氣口的方向彎曲並形成弧形。形成為曲線的導氣杆支路相比於直線的支路而言，能夠更均勻地覆蓋腔體內的空間。
進一步地，作為優選，各條支路都位於以抽氣口為球心，支路到抽氣口的距離為半徑的同一個球面上。如此一來，各導氣孔和抽氣口的距離相同，因此也進一步地提高了氣體的均勻性。
附圖說明
圖1是本發明第一、第七、第八實施方式真空腔的正視剖視示意圖；
圖1-a是本發明第一實施方式導氣杆的導氣孔所在部位的放大示意圖；
圖2是本發明第二實施方式真空腔的正視剖視示意圖；
圖3是本發明第三實施方式真空腔的正視剖視示意圖；
圖3-a是本發明第三實施方式導氣杆的導氣孔所在部位的放大示意圖；
圖4是本發明第四實施方式真空腔的俯視剖視示意圖；
圖5是本發明第五實施方式真空腔的俯視剖視示意圖；
圖6是本發明第六實施方式真空腔的正視剖視示意圖。
附圖標記說明：
1-真空腔；2-進氣孔；3-氣體入口；4-導氣杆；4a-導氣孔；4b-主路；4c-支路；5-抽氣口。
具體實施方式
實施方式一
本發明的第一實施方式提供了一種導氣杆4，參見圖1、圖2結合所示，導氣杆4設置於真空等離子體設備的真空腔1內，其外殼圍合形成中空腔體，端部設置有氣體入口3，外殼上還開有若干個導氣孔4a；
氣體入口3與真空腔1的進氣孔2相連通；
氣體經進氣孔2和氣體入口3進入中空腔體內的導氣杆4，通過導氣孔4a進入真空腔1，再從真空腔1的抽氣口5中流出。
在本實施方式中，導氣杆4的外殼可以是任意形狀。例如，其橫截面可以是圓形或方形。相比於導氣杆4的外殼形狀而言，更值得關注的是導氣孔4a的數量和孔徑。通常，更多的導氣孔4a數量和與數量所對應的更小的孔徑可以進一步地提高氣體的均勻性。因此，本發明的發明人建議，以每隔5cm至10cm設置一個半徑為1mm至2mm的導氣孔4a為優選的實施方案。當然，實際使用時也可以不限於這一尺寸方案。
在本實施方式中，導氣孔4a可以在外殼的表面上等距間隔設置，也可以分散設置。等距間隔設置時，氣體可以均勻而分散地從導氣孔4a流出，有效提高氣體的流動均勻性。
相對於現有技術而言，本發明在真空腔1內設置了導氣杆4，利用設置在導氣杆4上的多個導氣孔4a，使氣體在進入真空腔1時具備了更大的流動範圍，因此提升了氣體均勻性，提高了等離子體設備的清洗效果。
實施方式二
本發明的第二實施方式提供了一種導氣杆4。第二實施方式是第一實施方式的進一步改進，主要改進之處在於,在本發明的第二實施方式中，參見圖2所示，進氣孔2有兩個,且分別位於真空腔1的兩側。
導氣杆4的兩端都設置有氣體入口3，且這兩個氣體入口3與進氣孔2一一對應地相連通。顯然，設置兩個進氣孔2增加了進氣的路徑，相較於一個進氣孔2,能夠更加均勻地覆蓋腔體內的空間，提高氣體密度的均勻性。
實施方式三
本發明的第三實施方式提供了一種導氣杆4。第三實施方式是第一或第二實施方式的進一步改進，主要改進之處在於,在本發明的第三實施方式中，導氣杆4上的各個導氣孔4a朝向可調。
具體來說，導氣杆4能夠以自身軸線為旋轉軸旋轉，從而調節導氣孔4a的朝向。通過旋轉導氣杆4來實現導氣孔4a朝向的變換，無需增加額外的基於導氣孔4a的換向機構，因此使得導氣杆4的結構簡單化，降低了製造成本。此外，由於在旋轉導氣杆4的過程中，僅需要用一定的動力，例如電機或手動調整，就可以實現導氣杆4的轉動，而並不需要運動方向上的轉變和傳動，因此操作起來十分簡單方便。
當然，在本實施方式中，導氣孔4a也可以直接正對抽氣口5的所在方向,導氣孔4a參見圖3-a。
實施方式四
本發明的第四實施方式提供了一種導氣杆4。第四實施方式是第一至第三實施方式中任意一實施方式的進一步改進，主要改進之處在於,在本發明的第四實施方式中，參見圖4所示，導氣杆4包括主路4b和從主路4b分出的至少兩條支路4c；
氣體入口3位於主路4b的端部，也可僅設單一氣體入口3,導氣孔4a分布在支路4c的表面上。通常，真空腔1為方形腔體。而導氣杆4設置在真空腔1的中部。當設置有多條支路4c時，多條支路4c能夠更全面地覆蓋真空腔1的一側表面，進而更好地提升了氣體在腔體內部的流動均勻性。
實施方式五
本發明的第五實施方式提供了一種導氣杆4。第五實施方式是第四實施方式的進一步改進，在本發明的第五實施方式中，主要改進之處在於,參見圖5所示，各條支路4c等距間隔設置。
通常，可以以每形成10cm至20cm的間隔設置一條支路4c，以保證氣體的均勻性。由於支路4c的縱向等間距間隔設置搭配導氣孔4a的橫向等間距間隔設置，導氣孔4a的送氣範圍由點、線上升至面，因此也進一步提升了氣體的流動均勻性。
實施方式六
本發明的第六實施方式提供了一種導氣杆4。第六實施方式是第一至第五實施方式中任意一實施方式的進一步改進，主要改進之處在於，在本發明的第六實施方式中，參見圖6所示，各條支路4c向著背向抽氣口5的方向彎曲並形成弧形。
形成為曲線的導氣杆4支路4c相比於直線的支路4c而言，能夠更均勻地覆蓋腔體內的空間。
進一步來說，在本實施方式中，各條支路4c還可以都位於以抽氣口5為球心，支路4c到抽氣口5的距離為半徑的同一個球面上。
如此一來，各導氣孔4a和抽氣口5的距離相同，因此也進一步地提高了氣體的均勻性。
實施方式七
本發明的第七實施方式提供了一種真空腔1，參見圖1所示，該真空腔1由腔體壁圍合而成，真空腔1上形成有進氣孔2和抽氣口5；其中，真空腔1內設置有上述第一至第七實施方式所述及的導氣杆4，而且氣體入口3與進氣孔2相連通。
相對於現有技術而言，本發明在真空腔1內設置了導氣杆4，利用設置在導氣杆4上的多個導氣孔4a，使氣體在進入真空腔1時具備了更大的流動範圍，因此提升了氣體均勻性，提高了等離子體設備的清洗效果。
實施方式八
本發明的第八實施方式提供了一種真空等離子體設備，包括有第七實施方式所述及的真空腔1。
相對於現有技術而言，本發明在真空腔1內設置了導氣杆4，利用設置在導氣杆4上的多個導氣孔4a，使氣體在進入真空腔1時具備了更大的流動範圍，因此提升了氣體均勻性，提高了等離子體設備的清洗效果。
本領域的普通技術人員可以理解，在上述的各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，即使沒有這些技術細節和基於上述各實施方式的種種變化和修改，也可以基本實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。因此，在實際應用中，可以在形式上和細節上對上述實施方式作各種改變，而不偏離本發明的精神和範圍。