[发明专利]一种常压等离子体喷枪

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体表面处理设备，尤其涉及一种用于在大气压下对材料表面处理的新型等离子体喷枪。

背景技术

利用放电原理能产生等离子体气流喷出并用于材料的表面改性处理。等离子体包含大量的电子，离子及自由基等活性粒子，接触被处理物体的表面，发生相应的物理或化学反应，以达到其处理目的，来满足实际应用的需要。

然而传统的等离子体表面处理设备运行时需负压环境，造成等离子体制得的成本较高，并且同时存在射流温度较高、等离子体射流与空气长交互不均匀等问题，使得设备使用范围受限较大。

发明内容

鉴于上述现有等离子体表面处理设备的不足，本发明的目的是提出一种常压等离子体喷枪，解决降低等离子体处理成本及拓宽设备使用范围的问题。

本发明的上述目的，将通过以下技术方案得以实现：一种常压等离子体喷枪，其特征在于包括进气进水室和喷嘴组件，其中所述喷嘴组件由喷嘴、气体混合器、空心阴极管、水冷阳极管及两管间的绝缘层构成，所述空心阴极管为等径直管且内侧设有气体混合器，所述空心阴极管偏内侧的一端敞口与进气进水室相接连通，所述水冷阳极管偏内侧的一端与进气进水室相接固定，且水冷阳极管设有循环水冷的壁面，所述喷嘴套接于水冷阳极管偏外侧的一端并具有与空心阴极管相连通的孔道。

进一步地，所述气体混合器为设于空心阴极管两端且与空心阴极管内壁无缝封接的带孔块，所述带孔块设有两个以上相对空心阴极管轴向偏斜的透孔，满足气体通过带孔块发生波浪状扰动、均匀混合。

更进一步地，带孔块所设全部透孔相平行，或全部透孔呈螺旋状组合。

进一步地，所述水冷阳极管的壁面本身设有中空的封闭式内腔及连通所述封闭式内腔的进水口和出水口。

进一步地，所述水冷阳极管的壁面外侧一体缠绕设有带进水口和出水口的循环水管。

进一步地，所述喷嘴的孔道为朝喷射方向管径内收的单孔，且喷嘴的外形呈阶梯锥形。

进一步地，所述喷嘴的孔道为平行多孔或汇聚型的倾斜多孔，且孔道与空心阴极管的直端面对接。

进一步地，所述喷嘴组件外侧设有正对喷口且距离可调的基体，所述基体用于承载待处理材料。

应用本发明的常压等离子体喷枪，较之于传统此类设备：由于结合了空心阴极与等离子体喷枪结构的优点，既不受限于常规空心阴极处理材料表面所需的负压环境，又改善了常规等离子体喷枪的诸多缺点，例如喷口温度过高，喷射流的高能粒子不均匀等。故该结构用于大气压下进行材料的等离子体表面处理效果十分理想。

附图说明

图1是本发明常压等离子体喷枪一较佳实施例的整体结构示意图。

图2是本发明常压等离子体喷枪另一种喷嘴的轴剖结构示意图。

图3是本发明常压等离子体喷枪有一种喷嘴的轴剖结构示意图。

具体实施方式

以下便结合实施例附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。

本发明所提出的该种常压等离子体喷枪，解决降低等离子体处理成本及拓宽设备使用范围的问题。如图1所示其具体结构可知：该喷枪包括进气进水室6和喷嘴组件。细化地来看，该喷嘴组件由喷嘴91、气体混合器7、空心阴极管4、水冷阳极管2及两管间的绝缘层3构成，该空心阴极管4为等径直管且内侧设有气体混合器7，该空心阴极管4偏内侧一端敞口与进气进水室相接连通，该水冷阳极管2偏内侧的一端与进气进水室相接固定，且水冷阳极管设有循环水冷的壁面，且喷嘴91套接于水冷阳极管2偏外侧的一端并具有与空心阴极管相连通的孔道（关于喷嘴的其它具体实施结构将在后文中举例详细描述）。图1所示实施例中，该喷嘴的孔道为朝喷射方向管径内收的单孔，且喷嘴的外形呈阶梯锥形。

更细化地，上述气体混合器7为设于空心阴极管两端且与空心阴极管内壁无缝封接的带孔块，图中该一个带孔块设有两个以上相对空心阴极管轴向偏斜的透孔71，满足气体在通过带孔块时发生波浪状扰动、均匀混合。图示实施例中，该带孔块所设全部透孔为相平行的直孔。当然，该些全部透孔也可以呈螺旋状组合（未图示）。其目的旨在使得进气通过该透孔导向形成具一定方向偏斜性的气流，随着在空心阴极管中的电离、传送中持续混合均匀。

同样地，图示实施例中该水冷阳极管的壁面本身设有中空的封闭式内腔及连通该封闭式内腔的进水口5和出水口8。当然除该种实施例外，该水冷阳极管的壁面外侧也可以一体缠绕设有带进水口和出水口的循环水管（未图示）。