一種等離子體驅動裝置的製作方法
2023-04-27 13:51:46 1
專利名稱：一種等離子體驅動裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種等離子體驅動裝置，屬於等離子體技術領域。
背景技術：
在常溫低壓下，人們可以通過加熱、電極放電、微波等各種方式得到穩定的等離子體。等離子體在工業和科學研究等領域有著很多應用，例如電弧等離子體作為集中加熱源可以用於焊接、切割、噴焊等金屬熱加工；利用等離子體鍍膜可使鍍層更加均勻、緻密；在一些科研工作中還需要各種壓力的等離子粒子束，等等。在很多等離子應用過程中，都需要等離子粒子束做定向運動，這包括各種速度下的等離子鍍膜、低壓等離子粒子束及其它要求等離子體做定向運動的工作。其中，離子泵是需要等離子體進行定向運動的設備之一，在離子泵的設計應用中多採取直流驅動方式，這種方式需要直流電極放電，放電中電弧不易保持穩定，影響設備性能。根據電磁場理論，等離子體受到磁場作用後，將沿著與磁場、電場都垂直的方向作定向運動，在這種理論指導下設計出一種非直流驅動等離子體的方法是技術人員面臨的非常現實的課題。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題是提供一種穩定的等離子體驅動裝置。
解決上述問題的技術方案是；一種等離子體驅動裝置，它包括真空腔、微波源、初級真空泵、出口閥、等離子體輸送管，其改進之處是，環繞等離子體輸送管設有定子鐵芯，定子鐵芯靠近等離子體輸送管一側繞有交流繞組線圈。
上述等離子體驅動裝置，所述定子鐵芯為平板式定子鐵芯，分別配置在等離子體輸送管的上、下方。
上述等離子體驅動裝置，所述等離子體輸送管5採用螺旋狀，定子鐵芯沿等離子體輸送管5外周等距螺旋配置，兩者之間的空間為間隙9。
上述等離子體驅動裝置，所述定子鐵芯為圓筒狀，等離子體輸送管沿定子鐵芯圓筒的軸向配置在定子鐵芯的中心，所述交流繞組線圈配置在定子鐵芯圓筒的內側圓周上。
上述等離子體驅動裝置，所述圓筒狀定子鐵芯的中心有圓鐵棒芯，等離子體輸送管與定子鐵芯圓筒壁和圓鐵棒芯之間的間隙相連接。
採用這種結構的等離子體驅動裝置，可實現等離子體驅動的全封閉，非接觸，高低速任意可調，可以用於超高真空泵，各種速度下的等離子體鍍膜，低壓等離粒子束及實現其它等離子體的定向運動，等等。當它用於超高真空泵時，遠遠超過旋片泵、羅茨泵的真空度，可以達到分子泵和油擴散泵的真空級別，其數值高達10-5～10-6PA。由於該方法更容易控制等離子體處理的量度、純度和氣氛，特別適合於高精尖的材料科學研究和製造領域。
圖1是本實用新型的整體結構示意圖；圖2是另一種實施例的結構示意圖；圖3是圖2的A-A剖面圖。
圖中各標號為真空腔1、微波源2、初級真空泵3、出口閥4、等離子體輸送管5，定子鐵芯6、交流繞組線圈7、內鐵芯8、間隙9、圓鐵棒芯10。
具體實施方式
從圖1看到，這種等離子體驅動裝置包括真空腔1、微波源2、初級真空泵3、出口閥4、等離子體輸送管5，定子鐵芯6、交流繞組線圈7。真空腔1通過等離子體輸送管5與初級真空泵3連接，微波源2也與真空腔1相連接。微波源2的作用是產生等離子體，產生等離子的方式也可以多種多樣。由於微波可以透過玻璃並在金屬面上反射，與離子體沒有任何接觸，因此微波方式最佳。初級真空泵3可以使真空腔1的氣隙達到一定的真空度，氣體容易被電離，產生等離子體。圖中顯示，在等離子體輸送管5的上下方設有定子鐵芯6和交流繞組線圈7，當交流繞組線圈通以設定頻率的電壓後，上下定子鐵芯6之間的氣隙就產生了與磁場方向垂直移動的交變磁場。初級真空泵3使真空腔1達到一定的真空度，啟動微波源2使真空腔1內產生等離子體，等離子體通過電磁氣隙時在交變磁場作用下產生了特定方向的受力(圖中為向右)，使等離子體產生定向移動，從而實現真空腔1的超高真空。等離子體受力大小和速度與磁場強度、交變頻率、等離子體含量、真空度等因素有關。
等離子體輸送管5還可以採用螺旋狀，定子鐵芯沿等離子體輸送管5外周等距螺旋配置，兩者之間的空間為間隙9。這樣的結構，驅動等離子體的性能更好、效率更高。
圖2、圖3顯示的是又一種實施例示意圖，在該實施例中，定子鐵芯6為圓筒狀，等離子體輸送管5沿定子鐵芯6圓筒的軸向配置在定子鐵芯6的中心，交流繞組線圈7配置在定子鐵芯6的內側圓周上，等離子體沿圓筒的軸向方向運動。在本實施例中，還可以增加圓鐵棒芯10，圓鐵棒芯10配置在上述圓筒狀定子鐵芯6的中心，等離子體從定子鐵芯10的圓筒壁和圓鐵棒芯10之間的間隙9通過，增加圓鐵棒芯10的徑向尺寸可以使等離子體受力均勻並提高磁場強度。
交流繞組線圈的輸入一般可設計為工頻三相交流電壓，也可以採用變頻調節或調壓控制。負荷特點為，真空度越高，能耗越低；非電離氣體越多，能耗越大。由於必須存在等離子體才能正常工作，因此，該方法只能作為超高真空泵的後級泵，在普通(如機械)真空泵(初級泵)的配合下進行工作。
權利要求1.一種等離子體驅動裝置，它包括真空腔[1]、微波源[2]、初級真空泵[3]、出口閥[4]、等離子體輸送管[5]，其特徵在於環繞等離子體輸送管[5]設有定子鐵芯[6]，定子鐵芯[6]靠近等離子體輸送管[5]的一側繞有交流繞組線圈[7]。
2.根據權利要求1所述的等離子體驅動裝置，其特徵在於所述定子鐵芯[6]為平板式定子鐵芯，分別配置在等離子體輸送管[5]的上、下方。
3.根據權利要求1所述的等離子體驅動裝置，其特徵在於所述等離子體輸送管[5]採用螺旋狀，定子鐵芯沿等離子體輸送管[5]外周等距螺旋配置，兩者之間的空間為間隙[9]。
4.根據權利要求1所述的等離子體驅動裝置，其特徵在於所述定子鐵芯[6]為圓筒狀，等離子體輸送管[5]沿定子鐵芯[6]圓筒的軸向配置在定子鐵芯[6]的中心，所述交流繞組線圈[7]配置在定子鐵芯[6]圓筒的內側圓周上。
5.根據權利要求4所述的等離子體驅動裝置，其特徵在於所述圓筒狀定子鐵芯[6]的中心有圓鐵棒芯[10]，等離子體輸送管[5]與定子鐵芯[6]圓筒壁和圓鐵棒芯[10]之間的間隙[9]相連接。
專利摘要一種等離子體驅動裝置，屬等離子體技術領域，用於解決利用等離子體作驅動動力的問題，其技術方案是；它包括真空腔、微波源、初級真空泵、出口閥、等離子體輸送管，環繞等離子體輸送管設有定子鐵芯，定子鐵芯靠近等離子體輸送管一側繞有交流繞組線圈。採用這種結構的等離子體驅動裝置，可實現等離子體驅動的全封閉、非接觸、高低速任意可調，可用於超高真空泵、各種速度下的等離子體鍍膜、低壓等離子粒子束及實現其它等離子體的定向運動。由於該方法更容易控制等離子體處理的量度、純度和氣氛，特別適合於高精尖的材料科學研究和製造領域。
文檔編號H05H1/00GK2735710SQ20042002973
公開日2005年10月19日 申請日期2004年9月11日 優先權日2004年9月11日
發明者秦友剛 申請人:石家莊鋼鐵股份有限公司