CN101778525A - 气动旋转空气等离子射流源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气动旋转空气等离子射流源，包括有外电极外筒，外电极外筒中有气动旋转腔，前部为喷嘴的喷嘴腔，还包括外电极内筒，外电极内筒的内腔后部隔开为气室，外电极内筒中安装有供气环，供气环中安装有内电极，外电极内筒置于外电极外筒内部的气动旋转腔中，并可与所述外电极外筒相对转动。本发明通过旋转外电极外筒和喷嘴，能够使等离子形成旋转的离子射流。
Description
技术领域
本发明涉及等离子应用领域，尤其是一种新型空气等离子射流源，具体为一种气动旋转空气等离子射流源。
背景技术
在汽车制造流程中，塑料的表面处理技术作为确保产品外观质量的重要工序之一已不可或缺。随着以塑代钢趋势的不断深入，在汽车制造业，汽车保险杠几乎都用塑料材料制造。但塑料汽车保险杠的表面处理技术还不能适应汽车技术的发展要求。因此一种可在线处理、处理效果好、成本低、节能环保，以及可监控性强的表面处理技术具有广阔的市场。
通常，汽车的内、外饰件(如仪表盘、保险杠等)在被喷涂、植绒或粘接前，需要先对其进行表面预处理，以提高塑料零部件的表面能，从而确保部件在喷涂、植绒或粘接后的长期稳定性和可靠性。塑料表面处理的方式有多种类型，不同的材料、不同的产品或者不同的加工制程需要采用不同的表面处理工艺。
现有技术中，空气等离子射流表面处理工艺是具有经济性、环保性及较高的处理效果的一种等离子表面处理技术，即“常压等离子表面处理技术”，空气等离子射流表面处理工艺以其特有的优势在欧洲的汽车制造业中盛行起来。由于该技术能够实现“在线”处理，因此减少了工艺步骤，避免了半成品的周转，从而最大程度地降低了成本，提高了良品率。
常压等离子表面处理技术是10年前由德国的Plasmatreat公司首先提出并拓展商业化的应用。这种常压等离子体对材料的处理是在普通的大气压条件下进行的，它不需要将被处理物放在一个密闭真空的柜体内进行处理。
等离子表面处理技术对制品进行表面处理，其主要作用是表面的“精细”清洗和“高效”活化。清洗的目的在于去除表面的静电、粉尘和油污杂质，通过这种精细化的处理，能够使制品表面得到彻底清洁，哪怕是很微小的粉尘颗粒或者是“嵌入”在表面孔隙结构中的油污都能够被彻底的清洗掉。活化的目的在于对塑胶材料的表面进行化学改性，增加其表面张力。当制品表面在经过“高效”活化处理后，其表面张力能够达到极高的水平，一般可达到72mN/m，这是能够被水完全润湿的表面能水平。与传统的表面处理工艺相比较，常压等离子表面处理技术有其明显的工艺优势，具体而言主要包括：
1、不带电，可以处理各种材料和制品，包括金属或者带有电子元件的产品。
2、温度低，因此也非常适合应用于那些表面材料对温度敏感的制品。
3、不需要箱体，可以直接安装在生产线上。
4、只消耗空气和电，因此运行成本低，操作更安全。
5、不产生臭氧，没有化学污染物排放，符合环保规范的要求。
但目前标准的空气等离子射流直径不到1cm，出口温度达数百度，用于处理塑料挡板需要每分钟数十米的快速运功，用设备来实现这种快速运动技术难度太大，这大大制约了空气等离子射流表面处理工艺在汽车制造工业中的应用。现实的方法是将等离子射流旋转形成大面积处理。
发明内容
本发明的目的是提供一种气动旋转空气等离子射流源，通过旋转外电极外筒和喷嘴，能够使等离子形成旋转的等离子射流，以解决现有的设备难以实现空气等离子射流表面处理工艺的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
气动旋转空气等离子射流源，其特征在于：包括有外电极外筒，所述的外电极外筒尾部和中部通过轴承套装有外电极内筒，在外电极内筒、外电极外筒之间形成空腔，所述的外电极外筒尾部和中部的内壁上安装有气动叶片，所述的外电极内筒尾部筒壁上有进气孔，所述的外电极外筒中部筒壁上有出气孔，气体从进气孔流入冲击外电极外筒上的气动叶片后，从出气孔流出；所述的外电极内筒前部连接有等离子体喷管，等离子体喷管前端连接有等离子体喷嘴；所述的外电极内筒中部内壁上安装有供气环，所述的供气环上有固定安装有内电极，所述的内电极伸入到等离子体喷管内，供气环上位于内电极周边位置设有气道，所述的等离子体喷管位于外电极外筒内，所述的喷嘴的轴心线与外电极内筒旋转轴线有一定夹角。
所述的气动旋转空气等离子射流源，其特征在于：所述外电极内筒内壁与供气环之间设置有绝缘环。
在汽车挡板生产线上可以提供足够的压缩空气，带动射流旋转不需要电动，而使用气动。等离子射流是用气流带出喷口的，而这个气流也可用来带动喷嘴旋转；这样就显著地简化了气动旋转空气等离子射流源的结构，提高了能源使用效率。因此，本发明能够用气动的方法有效地形成等离子射流的旋转。
本发明具有以下优点：
1、本发明使用压缩空气驱动等离子射流旋转，又将等离子带出喷口，简化了气动旋转空气等离子射流源的结构，提高了射流枪的能源使用效率，使其更适用于在汽车挡板生产线上使用。
2、应用在汽车制造工业中，对汽车表面“精细”清洗、“高效”活化和消除静电同步进行，提高了产品品质的可靠性。
3、不带电，可以处理各种材料和制品，可使汽车制造商能够毫无顾忌地导入新材料。
4、不产生臭氧，没有化学污染物排放，更具环保性。
5、只消耗空气和电，因此运行成本低，最大程度地降低了成本。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，气动旋转空气等离子射流源，包括内电极7、供气环6、绝缘环5、外电极内筒4、外电极外筒11、轴承12和13。外电极内筒4后部为气室3，气室3中的气体一部分经过供气环6的气道8进入内电极7和外电极内筒4，以及外电极外筒前部的通道，通过喷嘴9流出，提供放电喷出等离子射流10；由于喷嘴9轴线与内电极7的轴线间形成有夹角，所以放电喷出的等离子射流10偏离内电极轴线。气室3中另一部分气体经过外电极内筒4上的通孔15进入气动旋转腔14，通过固定在外电极外筒11内壁的气动叶片1之间形成的气道，由外电极外筒上的出气孔2排出；由于外电极内筒4和外电极外筒11之间有两只转动轴承12、13，并可以相对转动，所以外电极外筒11将环绕外电极内筒4旋转，即环绕内电极7的轴线旋转，喷嘴9也随着旋转，形成等离子环。这样等离子环以一定的轨迹运动起来就能实现大面积处理样品表面。
Claims (2)
1.气动旋转空气等离子射流源，其特征在于：包括有外电极外筒，所述的外电极外筒尾部和中部通过轴承套装有外电极内筒，在外电极内筒、外电极外筒之间形成空腔，所述的外电极外筒尾部和中部的内壁上安装有气动叶片，所述的外电极内筒尾部筒壁上有进气孔，所述的外电极外筒中部筒壁上有出气孔，气体从进气孔流入冲击外电极外筒上的气动叶片后，从出气孔流出；所述的外电极内筒前部连接有等离子体喷管，等离子体喷管前端连接有等离子体喷嘴；所述的外电极内筒中部内壁上安装有供气环，所述的供气环上有固定安装有内电极，所述的内电极伸入到等离子体喷管内，供气环上位于内电极周边位置设有气道，所述的等离子体喷管位于外电极外筒内，所述的喷嘴的轴心线与外电极内筒旋转轴线有一定夹角。
2.根据权利要求1所述的气动旋转空气等离子射流源，其特征在于：所述外电极内筒内壁与供气环之间设置有绝缘环。
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