可攜式大氣壓空氣等離子體發生器的製作方法

2023-10-11 12:31:49

專利名稱：可攜式大氣壓空氣等離子體發生器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種等離子體發生裝置，尤其涉及一種可攜式大氣壓空氣等離子體發生器。
背景技術：
大多數等離子體輝光放電需要使用惰性氣體或者惰性氣體和氧氣的混合氣體，或者需要外加氣流來得到穩定的放電效果。傳統上，如果用空氣作為工作氣體，需要很高的電壓，或者會產生很高的溫度，即熱平衡等離子體。這樣極大的限制了等離子體射流的應用範圍，如人體傷口殺菌的處理、牙齒的美白去汙等。因此研究在低溫大氣壓下空氣等離子體均衡、穩定的等離子體射流放電技術具有重要的理論價值和現實意義。目前已經出現幾種典型的非熱平衡等離子體發生裝置:如微波放電非熱平衡等離子體發生裝置、交流非熱平衡等離子體發生裝置和脈衝直流非熱平衡等離子體發生裝置。其中，微波放電非熱平衡等離子體發生裝置的結構複雜、成本較高，其形成的等離子體面較小且產生的等離子體噴流溫度也偏高，這樣極大的限制了其應用範圍，而且容易發生弧光放電，具體應用時存在安全隱患。交流非熱平衡等離子體發生裝置的電極通常裸露在外部空間中，並與容納其的外殼直接接觸，在實際應用中極不安全。而脈衝直流非熱平衡等離子體射流的結構則更為複雜，其成本也更高。此外，目前現有的等離子體發生裝置分立部件較多，攜帶不便。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種結構簡單、成本低、形成的等離子體面大且安全性能好的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器。為達到上述目的，本實用新型提供了一種可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，包括高壓直流電源發生裝置以及為其供電的儲能電池，還包括阻燃性絕緣介質容器，所述儲能電池和所述高壓直流電源發生裝置設置於一可攜式箱體內，所述阻燃性絕緣介質容器的前端面中部開有第一凹槽，所述第一凹槽的槽底中部開有縱向凹槽，所述縱向凹槽內安裝有正電極，所述正電極的後端與所述高壓直流電源發生裝置的正極相連，所述正電極的前端為放電端，所述阻燃性絕緣介質容器的前端面上在位於其第一凹槽的左右兩側分別開有一個橫向凹槽，兩個所述橫向凹槽相對於所述第一凹槽軸對稱分布，所述橫向凹槽內安裝有一負電極，所述負電極的遠離所述第一凹槽的一端與所述高壓直流電源發生裝置的負極相連，而其另一端為放電端。本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，所述阻燃性絕緣介質容器可根據需要呈層疊式設置多個，每個所述阻燃性絕緣介質容器的內部設置均與上述的單個阻燃性絕緣介質容器相同。本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，所述正電極與高壓直流電源發生裝置的正極之間，以及所述負電極與高壓直流電源發生裝置的負極之間串聯有限流電阻。本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，所述限流電阻的阻值為IOM歐姆。本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，所述高壓直流電源發生裝置由依次相連的DC-DC變換器和高壓直流生成電路構成。本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，所述第一凹槽的深度為2mm，所述正電極的放電端與位於同一阻燃性絕緣介質容器上的第一凹槽的開口處之間的距離為3 4mm，同一阻燃性絕緣介質容器上的兩個負電極之間的距離為4cm。本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，所述第一凹槽內安裝有射流噴嘴，所述射流噴嘴的外形為橢圓形、矩形或其他多邊形中的一種。本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，所述高壓直流電源發生裝置的輸出為12KV 17KV的高壓直流或脈衝直流。本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器包括高壓直流電源發生裝置以及為其供電的儲能電池，還包括阻燃性絕緣介質容器，阻燃性絕緣介質容器內嵌有單個正電極和兩個對稱分布的負極型電極，從而構成了一個結構簡單成本較低的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，由於正電極內嵌於阻燃性絕緣介質容器，其不僅安全而且可以避免發生弧光放電。此外，本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器電離激發時，正電極隨機與其中一負電極先行輝光放電，進而激發正電極與另外一負電極放電，最終形成均衡放電的等離子體刷，這與一對正負電極放電相比，其形成的等離子體面增大一倍。此外，由於儲能電池和高壓直流電源發生裝置設置於一可攜式箱體內，攜帶較為方便。

圖1為本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器的一種結構示意圖；圖2為本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器中阻燃性絕緣介質容器的結構剖視圖(未安裝電極和射流噴嘴);圖3為本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器的另一種結構示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細描述:參考圖1所示，本實施例的參考圖1和圖2所示，本實施例的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器包括高壓直流電源發生裝置2以及為其供電的儲能電池1，還包括阻燃性絕緣介質容器4。其中，儲能電池I和高壓直流電源發生裝置2設置於一可攜式箱體8內，阻燃性絕緣介質容器4的前端面中部開有深度為2mm的第一凹槽401，第一凹槽401的槽底中部開有縱向凹槽402，縱向凹槽402內安裝有正電極6，正電極6的放電端與第一凹槽401的開口處之間的距離為約3 4mm，正電極6的後端與高壓直流電源發生裝置2的正極相連，正電極6的前端為放電端，阻燃性絕緣介質容器4的前端面上在位於其第一凹槽401的左右兩側分別開有一個橫向凹槽403,兩個橫向凹槽403相對於第一凹槽401軸對稱分布,橫向凹槽403內安裝有一負電極5,負電極5的遠離第一凹槽401的一端與高壓直流電源發生裝置2的負極相連，而其另一端為放電端，兩個負電極5之間的距離為4cm。其中，正電極6與高壓直流電源發生裝置2的正極之間，以及負電極5與高壓直流電源發生裝置2的負極之間串聯有阻值為IOM歐姆的限流電阻3，以利於限制放電電流，同時減小等離子體刷噴出的射流間電位差，便於人體直接接觸。此外，第一凹槽401內可以安裝有控制射流面的射流噴嘴7，該射流噴嘴7的外形為橢圓形、矩形或其他多邊形中的一種。上述的高壓直流電源發生裝置2由依次相連的DC-DC變換器和高壓直流生成電路構成，高壓直流電源發生裝置2的輸出為12KV 17KV的高壓直流或脈衝直流。如圖3所示，在本實用新型的另一實施例中，上述的阻燃性絕緣介質容器4可根據需要呈層疊式設置多個，每個阻燃性絕緣介質容器4的內部設置均與上述單個阻燃性絕緣介質容器4相同，從而進一步擴展了形成的等離子體的面積。本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器的射流強度較大、放電均勻，同時噴射出來的等離子體屬於非熱力學平衡的低溫等離子體。根據不同的具體應用，選擇不同的驅動電源和不同的工作氣體，噴射出來的等離子體噴流溫度可以改變，可以低於室溫、接近室溫或高於室溫。同時噴射出來的等離子體含有的活性物質成份的種類及數量也可以根據具體應用進行選擇，並可以實現常溫常壓下、空氣中大規模大面積的具體應用。因此可以很方便的在常溫常壓下對物品或各種異形物品進行刻蝕、鍍膜、表面改性、表面冶金和殺菌消毒等處理，極大的拓寬了等離子體射流技術的應用範圍，具有很強的現實意義和美好的應用前景。以上的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護範圍內。
權利要求1.一種可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，其特徵在於，包括高壓直流電源發生裝置(2)以及為其供電的儲能電池(1)，還包括阻燃性絕緣介質容器(4)，所述儲能電池(I)和所述高壓直流電源發生裝置(2 )設置於一可攜式箱體(8 )內，所述阻燃性絕緣介質容器(4 )的前端面中部開有第一凹槽(401)，所述第一凹槽(401)的槽底中部開有縱向凹槽(402)，所述縱向凹槽(402)內安裝有正電極(6)，所述正電極(6)的後端與所述高壓直流電源發生裝置(2)的正極相連，所述正電極(6)的前端為放電端，所述阻燃性絕緣介質容器(4)的前端面上在位於其第一凹槽(401)的左右兩側分別開有一個橫向凹槽(403),兩個所述橫向凹槽(403)相對於所述第一凹槽(401)軸對稱分布,所述橫向凹槽(403)內安裝有一負電極(5)，所述 負電極(5)的遠離所述第一凹槽(401)的一端與所述高壓直流電源發生裝置(2)的負極相連，而其另一端為放電端。
2.根據權利要求1所述的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，其特徵在於，所述阻燃性絕緣介質容器(4)可根據需要呈層疊式設置多個，每個所述阻燃性絕緣介質容器(4)的內部設置均與上述的單個阻燃性絕緣介質容器(4)相同。
3.根據權利要求2所述的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，其特徵在於，所述正電極(6)與高壓直流電源發生裝置(2)的正極之間，以及所述負電極(5)與高壓直流電源發生裝置(2)的負極之間串聯有限流電阻(3)。
4.根據權利要求3所述的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，其特徵在於，所述限流電阻(3)的阻值為IOM歐姆。
5.根據權利要求4所述的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，其特徵在於，所述高壓直流電源發生裝置(2)依次相連的DC-DC變換器和高壓直流生成電路構成。
6.根據權利要求3所述的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，其特徵在於，所述第一凹槽(401)的深度為2mm，所述正電極(6)的放電端與位於同一阻燃性絕緣介質容器(4)上的第一凹槽(401)的開口處之間的距離為3 4mm，同一阻燃性絕緣介質容器(4)上的兩個負電極(5)之間的距離為4cm。
7.根據權利要求3所述的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，其特徵在於，所述第一凹槽(401)內安裝有射流噴嘴(7)，所述射流噴嘴(7)的外形為橢圓形、矩形或其他多邊形中的一種。
8.根據權利要求5所述的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，其特徵在於，所述高壓直流電源發生裝置(2)的輸出為12KV 17KV的高壓直流或脈衝直流。
專利摘要本實用新型公開了一種可攜式大氣壓空氣等離子體發生器，其包括高壓直流電源發生裝置以及為其供電的儲能電池，還包括阻燃性絕緣介質容器，儲能電池和高壓直流電源發生裝置設置於一可攜式箱體內，阻燃性絕緣介質容器內嵌有單個正電極和兩個對稱分布的負極型電極，從而構成了一結構簡單成本較低的可攜式的大氣壓空氣等離子體發生器，由於正電極內嵌於阻燃性絕緣介質容器，其不僅安全而且可以避免發生弧光放電。此外，本實用新型的可攜式大氣壓空氣等離子體發生器電離激發時，正電極隨機與其中一負電極先行輝光放電，進而激發正電極與另外一負電極放電，最終形成均衡放電的等離子體刷，這與一對正負電極放電相比，其形成的等離子體面增大一倍。
文檔編號H05H1/26GK203086834SQ20132007607
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月18日 優先權日2013年2月18日
發明者陳兆權, 李平, 鄭曉亮, 杜志文, 王球, 王悅, 胡業林 申請人:安徽理工大學