CN103108482A - 一种等离子体射流密度范围调节器 - Google Patents

一种等离子体射流密度范围调节器 Download PDF

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Abstract

一种等离子体射流密度范围调节器，本发明涉及一种等离子体密度调节器，本发明为了解决等离子体射流装置所喷出的等离子体密度范围不易调节，无法满足使用要求的问题，所述调节器包括第一调节器和第二调节器，第二调节器包括第二调节器外环、第二调节器内环、主极铁心和励磁线圈，每个主极铁心上缠绕有一个励磁线圈，第一调节器的横截面为圆环形，第一调节器两端的端面相对加工有两个环形槽，在两个环形槽的槽底面上加工有四个第一通孔，第二调节器内环套设在第二调节器外环内，第二调节器外环固定在第一调节器的一端，第二调节器内环固定在第一调节器的一端，第二调节器外环与第二调节器内环相对安装有主极铁心，本发明用于等离子体射流应用领域。

Description

一种等离子体射流密度范围调节器
技术领域
本发明涉及一种等离子体密度调节器，具体涉及一种等离子体射流密度范围调节器。
背景技术
等离子体作为物质存在的第四态不仅已为人们所认识，而且等离子体技术已进入广泛的实际应用领域，低气压低温等离子体是现代科学技术应用的重要工具，等离子体射流在对金属、微电子、聚合物、生物功能材料、低温灭菌及污染治理等诸多领域的应用研究开始蓬勃发展；在不同应用领域中对等离子体射流密度的要求不尽相同，而各类等离子体射流发生装置(如霍尔推进器等)产生的等离子体射流密度，由于受装置结构及参数的影响，其密度可调节范围非常有限，无法满足各种实验及应用的要求。等离子体又不同于通常的流体，用通常的导流设备等方法无法达到大范围调节等离子体射流密度的目的，因此急需一种能够大范围调节等离子体射流密度的装置。
发明内容
本发明为了解决等离子体射流装置所喷出的等离子体密度范围不易调节，无法满足使用要求的问题，进而提供了一种等离子体射流密度范围调节器。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：所述调节器包括第一调节器和第二调节器，第二调节器包括第二调节器外环、第二调节器内环、2N个主极铁心和2N个励磁线圈，每个主极铁心上缠绕有一个励磁线圈，第一调节器的横截面为圆环形，沿第一调节器1两端的端面相对加工有两个环形槽，在两个环形槽的槽底面上沿圆周方向相对加工有四个第一通孔，四个第一通孔相对于第一调节器的径向中心线对称设置，沿第一调节器的轴向方向在两个环形槽的槽底面上分别均布加工有多个与两个环形槽相通的第二通孔，在第一调节器的外圆面上沿径向加工有多个盲孔，多个第二通孔与多个盲孔相连通，第一通孔与盲孔相连的侧壁上加工有与二者相连通的第三通孔，第三通孔与盲孔连通，第二调节器内环套设在第二调节器外环内，第二调节器与第一调节器的一端固定连接，第二调节器外环的一端固定在第一调节器的外圆周端面的一端上，第二调节器内环一端固定在第一调节器的内圆周端面的一端，第二调节器外环的内侧面与第二调节器内环的外侧面相对安装有2N个主极铁心。
本发明的有益效果是：通过本发明实现等离子体射流密度大范围的调节，通过本发明中的第一调节器1和第二调节器2对等离子体射流装置产生的等离子体射流密度进行调节，以达到各种领域中对等离子体射流密度的要求，本发明具有结构简单、满足设计的要求、便于操作、可适用性强的特点。
附图说明
图1是本发明整体结构主视剖视图，图2是图1中第一调节器的B-B向剖视图，图3是图1中第二调节器2的右侧视图，图中箭头所示的方向为励磁线圈6产生磁感线的方向。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图3说明本实施方式，一种等离子体射流密度范围调节器，所述调节器包括第一调节器1和第二调节器2，第二调节器2包括第二调节器外环3、第二调节器内环4、2N个主极铁心5和2N个励磁线圈6，每个主极铁心5上缠绕有一个励磁线圈6，第一调节器1的横截面为圆环形，沿第一调节器1两端的端面相对加工有两个环形槽1-1，在两个环形槽1-1的槽底面上沿圆周方向相对加工有四个第一通孔1-3，四个第一通孔1-3相对于第一调节器1的径向中心线对称设置，沿第一调节器1的轴向方向在两个环形槽1-1的槽底面上分别均布加工有多个与两个环形槽1-1相通的第二通孔1-6，在第一调节器1的外圆面上沿径向加工有多个盲孔1-5，多个第二通孔1-6与多个盲孔1-5相连通，第一通孔1-3与盲孔1-5相连的侧壁上加工有与二者相连通的第三通孔1-2，第三通孔1-2与盲孔1-5连通，第二调节器内环4套设在第二调节器外环3内，第二调节器2与第一调节器1的一端固定连接，第二调节器外环3的一端固定在第一调节器1的外圆周端面1-7的一端上，第二调节器内环4一端固定在第一调节器1的内圆周端面1-4的一端，第二调节器外环3的内侧面3-1与第二调节器内环4的外侧面4-1相对安装有2N个主极铁心5。
具体实施方式二：结合图1-图3说明本实施方式，一种等离子体射流密度范围调节器，所述第一调节器1的外圆周面1-7所在的圆与第二调节器外环3的外圆的直径相等，第一调节器1的内圆周面1-4所在的圆与第二调节器内环4的内圆相等，其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图3说明本实施方式，一种等离子体射流密度范围调节器，所述N的取值范围为10-50，第二调节器外环3和第二调节器内环4之间设有2N个主极铁芯5和励磁线圈6，这2N个内外相对且对称结构的铁芯线圈可以产生垂直于等离子体射流运动方向的径向磁场，通过2N个数量的铁芯线圈，即可以保证磁场的产生，又可以确保磁场密度的均匀，其它与具体实施方式一或二相同。
工作原理
将本发明的调节器第一调节器1加工有环形盲孔1-1的一端安装在外部件等离子体射流发生装置上，根据工作所需的等离子体射流密度范围进行选择和调节，
1.第一调节器1通过中性气体控制，向盲孔1-5中通入中性气体，中性气体经过第二通孔1-6与第三通孔1-7，中性气体与等离子体射流的进行碰撞，导致部分等离子体正负电荷中和，从而减少了等离子体射流密度，该调节方式可将等离子体射流密度控制在100％-80％的范围内，
2.第二调节器2中励磁线圈6插入电源，励磁线圈6中有电流通过，径向垂直于粒子运动方向的磁场对等离子体射流的粒子具有强烈的束缚作用，可将其束缚在调节器中回旋并做缓慢漂移运动，这样增大了等离子体的电阻，降低了电导，从而减少了等离子体电流，因此大范围降低了射流的密度，该调节方式可将等离子体射流密度控制在40％-5％的范围内，
3.第一调节器1和第二调节器2协同工作，第一调节器1中通入中性气体可以对第二调节器2工作状态下产生的径向磁场共同作用，中性气体粒子可以对被磁场束缚的等离子体粒子产生碰撞，推动其加速漂移运动，可以导致等离子体电流增大，因此其密度发生改变，该调节方式可将等离子体射流密度控制在80％-40％的范围内。

Claims (3)

1.一种等离子体射流密度范围调节器，其特征在于：所述调节器包括第一调节器(1)和第二调节器(2)，第二调节器(2)包括第二调节器外环(3)、第二调节器内环(4)、2N个主极铁心(5)和2N个励磁线圈(6)，每个主极铁心(5)上缠绕有一个励磁线圈(6)，第一调节器(1)的横截面为圆环形，沿第一调节器(1)两端的端面相对加工有两个环形槽(1-1)，在两个环形槽(1-1)的槽底面上沿圆周方向相对加工有四个第一通孔(1-3)，四个第一通孔(1-3)相对于第一调节器(1)的径向中心线对称设置，沿第一调节器(1)的轴向方向在两个环形槽(1-1)的槽底面上分别均布加工有多个与两个环形槽(1-1)相通的第二通孔(1-6)，在第一调节器(1)的外圆面上沿径向加工有多个盲孔(1-5)，多个第二通孔(1-6)与多个盲孔(1-5)相连通，第一通孔(1-3)与盲孔(1-5)相连的侧壁上加工有与二者相连通的第三通孔(1-2)，第三通孔(1-2)与盲孔(1-5)连通，第二调节器内环(4)套设在第二调节器外环(3)内，第二调节器(2)与第一调节器(1)的一端固定连接，第二调节器外环(3)的一端固定在第一调节器(1)的外圆周端面(1-7)的一端上，第二调节器内环(4)一端固定在第一调节器(1)的内圆周端面(1-4)的一端，第二调节器外环(3)的内侧面(3-1)与第二调节器内环(4)的外侧面(4-1)相对安装有2N个主极铁心(5)。
2.根据权利要求1所述一种等离子体射流密度范围调节器，其特征在于：所述第一调节器(1)的外圆周面直径与第二调节器外环(3)的外圆周面的直径相等，第一调节器(1)的内圆周面的直径与第二调节器内环(4)的内圆周面直径相等。
3.根据权利要求1或2所述一种等离子体射流密度范围调节器，其特征在于：所述N的取值范围为10-50。
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