CN104871650B - 具有可转动支承在把手壳体中的滚筒的等离子体处理设备 - Google Patents

Abstract

一种等离子体处理设备，其用于利用一电介质阻挡式等离子体场处理一表面，等离子体场在一被供给高压的电极(16)与所述表面之间产生，其中，所述电极(16)与一围住电极(16)的电介质(17)构成一可转动地支承在一把手壳体(1)中的滚筒(6)，滚筒能够在所述表面上滚动，等离子体处理设备具有扩宽的处理场并通过如下方式允许了所述表面的受限定的且受控制的等离子体处理，即，滚筒(6)构造得能够柔性地适配所述表面的不平整性并具有一滚动表面，该滚动表面具有凸起(19、19')，构成等离子体场的空隙(20)处在这些凸起之间。

Description

具有可转动支承在把手壳体中的滚筒的等离子体处理设备

技术领域

本发明涉及一种等离子体处理设备，其用于利用一电介质阻挡式等离子体场来处理一表面，所述等离子体场在一被供给高压的电极和所述表面之间产生，其中，所述电极与一围住所述电极的电介质构成一可转动地支承在一把手壳体中的滚筒，所述滚筒能够在所述表面上滚动。

背景技术

已公开了出于不同目的利用等离子体对表面进行处理。这样则例如使若未进行预处理不能或者仅仅艰难进行覆层、例如刷漆的塑料表面可以在等离子体处理后明显更好地被覆层。类似的也适用于角蛋白表面、例如头发，角蛋白表面在进行等离子体处理之后明显更好地吸收处理剂或者护理剂。此外已知的是，利用等离子体处理为表面进行消毒。也可以在活体上进行等离子体处理，以便改进皮肤对护理剂和修复剂的、尤其是对伤口修复的吸收能力并且对所要求的表面进行消毒。

对于用于材料加工的等离子体处理能够在两个电极之间直接生成等离子体场，而在很多情况下有益的是，设置所谓的电介质阻挡式等离子体放电。对于电介质阻挡式等离子体放电，通过一高压场使空气或者另一气体离子化，基于高电势差本身产生的电流然而通过一中间接入的电介质被阻止。因而已公开的是，将一高压电极埋入到电介质中以便可靠地防止电流闪络并以一对应电极产生所述等离子体场，其中，当待处理表面的材料是导电的时，所述待处理表面可以用作通常接地的对应电极。通过WO 2011/076193 A1公开了一种由一埋入到一柔性电介质中的面式电极组成的面式组件，其能够放置到一表面上并基于其柔性能够在一定程度上适配表面的不平整性。在此，电极组件的表面设有类似于毛结的凸起，以便当放置到待处理的表面上时在所述凸起之间的空隙中确保存在空气隙，在所述空气隙中能够构造所述等离子体。这类组件不能被普遍应用，这是由于该电极组件的大小必须适配待处理表面的大小，以便能够有效地且合理地处理所述表面。

在哥廷根的MBM ScienceBridge有限责任公司的网络公布内容中公开了一种所谓的等离子体滚压装置，所述等离子体滚压装置由一作为电极的、陶瓷包罩的铜管制成。滚筒按照颜料滚压装置的方式被引导经过待处理表面，从而使得其与所述表面构造一线形接触。在所述线形接触的两侧上明显构成了所述等离子体场。当所述等离子体滚压装置多次被引导经过待处理表面时，所述等离子体滚压装置应当适合用于为墙壁、地板或者摆设物件进行消毒，以及用于在无溶剂和底漆的情况下为了上漆或者其他覆层对这些物件进行预处理。

所述等离子体滚压装置的前述结构仅仅适合平坦的表面并且其缺点在于，与相对于等离子体滚压装置与所述表面的接触线的间距相关地构造出强烈下降的等离子体场，从而使得不会出现受控的或者被限定的等离子体处理。

发明内容

因而，本发明的任务在于，为等离子体处理扩宽用于构造成滚筒的电极组件的应用领域并能够实现更好限定的且受控的等离子体处理。

为了解决该任务，根据本发明，开头提到类型的等离子体处理设备的特征在于，所述滚筒构造得能柔性适配所述表面的不平整性并且具有一具有凸起的滚动表面，构成所述等离子体场的空隙处在这些凸起之间。

根据本发明的等离子体处理设备因而具有一滚筒，所述滚筒能够柔性地适配表面的不平整性。为此，所述电介质尤其是由一软弹性的材料制成并且优选具有30和60之间的肖氏硬度。适合的软弹性材料是热塑性弹性体(TPE)。因而，即便所述电极本身是刚性的，通过电介质的软弹性构造方案便已经能够使根据本发明的等离子体处理设备适配表面的不平整性。然而在本发明一种优选的实施方式中也可以柔性地构造所述电极，因而所述电极由一柔性材料制成，利用刚性的端块可转动支承在把手壳体中。这种支承优选发生在所述电极的两个端部处。然而也可以在一侧支承所述电极，由此所述电极可以构造有一自由端部。

根据本发明，所述滚筒的表面此外设有凸起，空隙处在这些凸起之间，在所述空隙中构成等离子体场。在此，所述滚筒具有大量可以规则或者不规则布置在表面上的凸起。在这些凸起之间的空隙优选相互连接，从而使得当所述滚筒必要时在压力下贴靠在待处理表面上时，围绕所述凸起能够构成统一的气体腔。通过将电介质的软的构造方案和必要时电极的柔性，在所述滚筒与所述待处理表面之间的接触区域中也构成了较宽的等离子体场，所述等离子体场仅仅在支承点处中断，所述支承点并不构成不间断的线，而是沿着在所述滚筒表面与所述待处理表面之间的接触条构成仅点式的接触面，在这些接触面之间，在所述接触点之间的间隙中能够构成等离子体场。由于在滚动时所述接触点的位态是不断变化的，所以因此得到一具有接近同质的场强的、相对宽的等离子体场，通过所述等离子体场能够实现对表面的受控的并且被限定的等离子体处理。

根据本发明的等离子体处理设备适合于所有上述提到的、已公开的等离子体处理设备适合的应用领域。此外，根据本发明的等离子体处理设备能够利用仍更好限定的等离子体处理实现对任意大小的不平表面进行处理。这尤其是对于活体皮肤的等离子体处理是重要的，因为利用根据本发明的、具有一适当选择的滚筒尺寸的等离子体处理设备能够实现受控的、例如对脸部皮肤或者对其他身体部分上的皮肤的处理。

电极本身的优选的柔性可以通过电极不同的实施方案来实现。在一种特别优选的实施方式中，所述电极由一具有刚性端块的弹簧弹性材料制成，其中，所述端块既可以用于可转动的支承也可以用于电接触。为此，所述刚性的端块中的至少一个端块构造成可导电并且构造得能与一高压源接触。

所述弹簧弹性材料可以是一螺旋弹簧，从而使得所述电极由一空心的螺旋弹簧构成。

在其他的实施方式中，电极的柔性构造方案也可以通过实心的、弹簧弹性的、导电的材料构成。此外可以通过电极的一软管状的套筒来确保所述弹簧弹性，该套筒能够利用一也可以是液体形式的导电材料填充。在此，液体构成电极的进行传导的部分，而所述弹簧弹性的套筒可以是传导的，但是不必一定是传导的。在此将所述弹簧弹性的套筒构造成所述电介质也是可以设想的，在所述电解质中存在可变形的传导材料，利用所述材料将限定的高压电势带入到一通过所述电解质限定的、与待处理表面间隔开的间隔中。

在一种优选的实施方式中，所述把手壳体几乎完全围住所述滚筒并仅仅留出小的开口，从该开口中伸出滚筒的仅很小的圆周区段。伸出的圆周区段因而可以在20至120角度范围上延伸。

在本发明的一种变体方案中，一把手壳体也能够支承多个滚筒，这些滚筒沿运动方向前后相继地经过所述待处理表面被引导。此外，一滚筒也可以在其轴向长度上由多个分滚筒组成。

附图说明

在下文中，根据实施例对本发明进行进一步描述。其示出了：

图1是根据本发明的等离子体处理设备的部分剖开的整体示图；

图2是具有柔性电极的滚筒的第一实施方式的放大示图；

图3是电介质的实施例的表面视角的、根据图1的等离子体处理设备的示图；

图4是根据本发明构造的滚筒的第二实施例的示意图；

图5是穿过根据图4的滚筒的剖面图。

具体实施方式

如根据图1的实施例所示，所述等离子体处理设备能够具有一把手壳体1，所述把手壳体具有一把手区段2和一保持区段3。所述把手区段2适合利用手进行抓握并且能够设有常见的、保险所述把手的防滑表面。

所述保持区段3具有两个远离所述把手区段2指向的平行的臂4，一自由腔5位于这些臂之间。如其在下文中进一步说明的那样，在所述臂4的端部上可转动地支承一滚筒6形式的电极组件。装入所述自由腔5中的滚筒6在其上侧面和下侧面处通过所述把手壳体1几乎完全被遮盖并且仅仅以所述滚筒6的小的圆周区段从所述把手壳体1中伸出。这造成带有所述把手区段2的所述把手壳体1必须保持基本上垂直于待处理表面，因此所述滚筒6的一圆周区段获得与(未示出的)待处理表面的预期接触。

图2以放大剖面示图示出了第一实施方式中的所述把手壳体1的所述保持区段2与所述滚筒6的若干结构细节。所述保持区段3具有朝向所述两个臂4延伸的通道7，在所述通道中引导高压线路。这些高压线路与一金属性的空心柱体8连接，所述空心柱体在所述保持区段3的一所配属的腔室中一定程度上可轴向移动地被引导。支撑在所述空心柱体8中的压缩弹簧9向着所述滚筒6的一金属性端块12的一球形区段11挤压具有一凹形端面10的所述空心柱体。所述金属性端块12与所述滚筒6抗相对转动地连接并利用一柱形区段13可转动地支承在所述保持区段3的一相应通道中。因此，所述球形区段11能够相对于所述凹形端面10旋转，其中，通过所述压缩弹簧9的按压保持获得电接触。

所述端块12利用一相对于所述柱形区段3具有较大直径的螺栓区段14适配地伸入到一螺旋弹簧15的一空心柱形组件中，该螺旋弹簧在其两个端部处利用一金属性端块12关闭并可转动地支承在所述把手壳体1的所述保持区段3中。在所述两个端块12之间，所述螺旋弹簧15构造有所述螺旋弹簧的相互贴靠的线圈。所述螺旋弹簧15利用所述金属性端块12构成一长形的、可转动支承的电极16，所述电极基于所述螺旋弹簧15由于待处理表面的不平整性是能够局部转向的并且在此能够在滚动时跟随所述待处理表面的弯曲。

如此构成的电极16在其整个壳面上被一软管状的电介质17围住。所述电介质17由一柔性材料制成，所述柔性材料能够实现并参与柔性电极的前述变型。所述电介质17在两个端侧端部处分别通过一环形片18关闭，所述环形片分别具有一允许所述柱形区段13通过的穿通开口并在所述环形垫片处能够支撑所述螺旋弹簧15的对应端部。

所述电介质17由一软弹性材料、优选由TPE制成并且在其外表面上具有多个以小圆珠状毛结形式的突起19。

图3的示图清楚地示出了，所述突起19是圆顶状的小毛结，所述毛结具有近似半球的形状，其中，所述毛结的半径能够优选处于0.2和0.5mm之间，从而得到0.4至1.0mm的毛结直径和0.2与0.5mm之间的毛结高度。在图3中示出的实施例中，所述突起19在轴向上成列取向地进行布置，其中，相邻轴向行的所述突起19相互错开地布置。由此得到了两个毛结(以任意方向)之间的对应间隙20，该间隙也大致相当于毛结直径或者比毛结直径略大。所述间隙20相互连接，从而使得在所述表面上不会构成通过这些突起19关闭的小腔室。例如也能够通过蜂房形状的突起实现这样的组件，但是其作为实施方式不是优选的。

电极16在图4和图5中示出的实施方式与在图2和图3中的实施方式的不同之处仅仅在于，所述电介质17由以较大间隔螺旋状环绕的线材形式的突起19'构成，所述线材与所述电介质17的表面连接。所述以线材形式的突起19'能够与所述电介质17一体式构造或者能够事后安装到所述电介质17的表面上。当所述19'与所述电介质17分开构造时，所述突起19'的材料可以是随意的。所述突起19'可以由一传导的或者优选不传导的材料制成。作为传导材料，所述突起19'会接收地电势，如果该材料与待处理的接地表面出现接触的话。通过所述电介质17可靠地阻止了从突起19'向电极16的电流。

能够看出，所述突起19'能够后来地以简单的方式安装到所述电介质17的表面上并在那里进行固定，以便因此在电介质17的表面与待处理表面之间形成间距，用于构成等离子体场的、受限定的空气隙位于该间距中。此外能够看出，当滚筒6在待处理表面上滚动时，对应接触点在所述突起19'与所述待处理表面之间游移，从而确保了表面的均匀的等离子体处理。

所示出的实施例不以任何方式理解成是局限性的。在本发明的框架中也容易实现所述突起19、19'的其他形状和图案。此外涉及按照本领域技术人员角度的尺寸设定，即设置突起19、19'的何种高度对于对应的处理任务是有意义的。然而通常在0.2和1.5mm之间的突起应当是合适的。由所述突起19、19'占据的面积应相对于间隙20的面积占有1至15％的份额。在此核心在于，所述突起19、19'总是导致与待处理表面的点式或者小面积的接触并避免较大的连贯接触面积。

Claims (9)

1.等离子体处理设备，其用于利用一电介质阻挡式等离子体场来处理一表面，所述等离子体场在一被供给高压的电极(16)与所述表面之间产生，其中，所述电极(16)与一围住所述电极(16)的电介质(17)构成一能转动地支承在一把手壳体(1)中的滚筒(6)，所述滚筒能够在所述表面上滚动，其特征在于，所述滚筒(6)构造得能柔性适配所述表面的不平整性并具有一滚动表面，所述滚动表面具有凸起(19、19')，在这些凸起之间存在空隙(20)，所述空隙构成所述等离子体场。

2.按照权利要求1所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述空隙(20)相互连接。

3.按照权利要求1或2所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述电介质(17)由一软弹性的塑料制成。

4.按照权利要求3所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述软弹性的塑料具有在30和60之间的肖氏硬度(A)。

5.按照权利要求1或2所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述滚筒(6)利用它的两个端部能转动地支承在所述把手壳体(1)中。

6.按照权利要求1或2所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述电极(16)柔性地构造。

7.按照权利要求6所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述电极(16)由一具有刚性的端块(12)的弹簧弹性材料构成。

8.按照权利要求7所述的等离子体处理设备，其特征在于，弹簧弹性材料是一螺旋弹簧(15)。

9.按照权利要求7或8所述的等离子体处理设备，其特征在于，所述刚性的端块(12)中的至少一个端块构造成能导电并且能与一高压源接触。