CN107509298A - 一种阵列式大面积冷等离子体发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阵列式大面积冷等离子体发生器，其包括：内电极同轴结构，所述内电极同轴结构包括一内电极、完全包裹所述内电极下端头及外部的绝缘毛细管以及同轴套设于所述内电极外且与其下端齐平的绝缘管；包裹于所述绝缘管外、高度小于所述绝缘管高度的外电极；分别套设于所述绝缘管上端开口和下端开口的用于固定所述绝缘管轴向位置的上阀盖和下阀盖；位于所述上阀盖上部且套设于所述内电极和绝缘毛细管外的导气管；套设于上述各元件外、起盛装保护作用的管套；以及设置在所述管套上端、允许所述内电极和绝缘毛细管伸出的上盖。本发明可以广泛应用于冷等离子发生器的制造领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子体发生器，特别是关于一种阵列式大面积冷等离子体发生器。
背景技术
等离子体被广泛应用于化学、物理等多种领域，作为等离子体领域的一个分支，大气压冷等离子体可以在常温常压下产生于开放空间，使得被处理的物体不受空间尺寸的限制，因此可以被应用于化学材料的表面修饰、热敏感材料的表面消毒处理、生物医学等多个领域，具有巨大的应用潜力，成为近年来生物医学领域的研究热点。
现有的冷等离子体射流装置，多为原理性结构，国内并无商品化产品，并且由于一般产生的冷等离子体射流直径小，处理面积有限，所以很难处理较大面积的实验对象，而且其操作时间也较长。另外，通常的等离子体射流装置多采用平板型结构设计，在平板垂直方向产生大面积的等离子体，但这种方式产生的等离子体存在放电间距短的缺点，可处理的物体形状会受到很大限制。为改变等离子体的射流直径，现有一类阵列式等离子体发生器，其组成结构为：将内电极安装在绝缘支座上，外电极外套设于绝缘支座外，外电极与内电极同轴安装，内外电极间被绝缘支座间隔开的空间作为导气管，外电极并联后接地，内电极并联后接射频电源。实际论证此种阵列式等离子体发生器在实际应用时，当气体通过裸露在外面的内电极与外电极时，由于高压的作用很容易造成强烈放电，温度极高，并伴有高压安全隐患，并不适于低温冷等离子体医疗应用领域。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种阵列式大面积冷等离子体发生器，能够产生大面积冷等离子体射流，而且可以根据实际应用部位的需要调整等离子体射流的面积、投射形状及射流强度等，满足医学治疗需求。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种阵列式大面积冷等离子发生器，其特征在于：其包括：内电极同轴结构，所述内电极同轴结构包括一内电极、完全包裹所述内电极下端头及外部的绝缘毛细管以及同轴套设于所述内电极外且与其下端齐平的绝缘管；包裹于所述绝缘管外、高度小于所述绝缘管高度的外电极；分别套设于所述绝缘管上端开口和下端开口的用于固定所述绝缘管轴向位置的上阀盖和下阀盖；位于所述上阀盖上部且套设于所述内电极和绝缘毛细管外的导气管；套设于上述各元件外、起盛装保护作用的管套；以及设置在所述管套上端、允许所述内电极和绝缘毛细管伸出的上盖。
所述内电极同轴结构的数量为一个以上，且各所述内电极同轴结构阵列排布在所述外电极包裹的范围内。
所述内电极同轴结构中，所述绝缘管内径大于所述绝缘毛细管的外径。
所述外电极呈柱状，其中阵列设置与所述内电极同轴结构的数量、外径及排布位置相应的定位孔。
所述上阀盖和下阀盖的表面均设置有若干用于固定所述绝缘管的凹槽，且所述凹槽的数量及直径与所述内电极同轴结构的数量及所述绝缘管的外径相匹配。
所述上阀盖上的各所述凹槽的中心处设置有允许所述内电极和绝缘毛细管穿出的中心孔，围绕各所述中心孔均匀间隔设置有若干过气孔；所述下阀盖上设置有供等离子体射流穿出的出口。
所述管套侧壁设置有进气嘴和电源接口。
所述导气管为两端开口的管形柱状结构，所述导气管的上端面与所述上盖之间、所述导气管的外壁与所述管套内壁之间留有供气体流通的间隙。
所述导气管为多孔柱状结构，包含线形进气通道和内部环形气路通道，所述导气管上端面封闭，仅侧壁与所述管套内壁之间留有供气体流通的间隙。
所述绝缘管与所述上阀盖、所述下阀盖之间以及所述管套上端与所述上盖的接触面之间均设置有密封圈。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于内电极外套设有绝缘毛细管，当通入高压电时绝缘层能够削弱电场，降低电流作用，提高了冷等离子体射流的安全稳定性；2、本发明由于内电极同轴安装在绝缘管中，外电极安装在绝缘管外壁，当通入高压电时与内电极放电，能够吸收漏电流，进一步提高了冷等离子体射流的安全稳定性；3、本发明设置有导气管，可以分流气体，使得进入每个绝缘管的气体更加均匀，同时降低了噪音，稳定了流速，保证产生的大面积等离子射流更均匀平稳。4、本发明可以根据需要增加阵列的数量、调整阵列的排布，进而调整等离子体射流的面积大小、作用区域的形状，应用范围更加广泛。本发明结构简单，操作方便，可以广泛应用于冷等离子体发生器的制造领域。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是图1的A-A面剖视图；
图3是图1的B-B面剖视图；
图4是本发明外电极结构示意图；
图5是本发明上阀盖的结构示意图；
图6是本发明实施例中导气管结构纵剖面示意图和进气气路示意图；
图7是本发明另一实施例中导气管结构横剖面示意图和进气气路示意图；
图中，1、管套；2、上盖；3、导气管；4、进气嘴；5、上阀盖；6、外电极；7、绝缘管；8、绝缘毛细管；9、内电极；10、下阀盖；11、定位孔；12、凹槽；13、中心孔；14、过气孔；15、过气孔组；16、密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1～图3所示，本发明提供的一种阵列式大面积冷等离子体发生器，其包括内电极同轴结构，该内电极同轴结构包括内电极9、完全包裹内电极9下端头及外部的绝缘毛细管8以及同轴套设于内电极9外且与其下端齐平的两端开口的绝缘管7；包裹于绝缘管7外、高度小于绝缘管7高度的外电极6；分别套设于绝缘管7上端开口和下端开口的用于固定绝缘管7轴向位置的上阀盖5和下阀盖10；位于上阀盖5上部且套设于内电极9和绝缘毛细管8外的导气管3；套设于上述各元件外、起盛装保护作用的管套1以及设置在管套1上端、允许内电极9和绝缘毛细管8伸出的上盖2。
内电极同轴结构的数量为一个以上，且各内电极同轴结构阵列排布在外电极6包裹的范围内。其中，各内电极同轴结构的数量及阵列的排布方式可以根据实际需要确定，例如可以采用中心放射形或矩阵形等，本发明中仅以7个内电极同轴结构形成中心放射形为例进行介绍，但不限于此。
内电极同轴结构中，绝缘管7内径大于绝缘毛细管8的外径，绝缘管7内壁与绝缘毛细管8外壁围成的环形空间作为等离子体射流导引通道。
如图4所示，外电极6呈柱状，其中阵列设置与内电极同轴结构的数量、外径及排布位置相应的定位孔11，各定位孔11的内径略大于绝缘管7的外径，用于定位、固定各绝缘管7在外电极6中的径向位置。
如图5所示，上阀盖5的下表面和下阀盖10的上表面均设置有若干用于固定绝缘管7的凹槽12，且凹槽12的数量及直径与内电极同轴结构的数量及绝缘管7的外径相匹配。上阀盖5上的各凹槽12的中心处还设置有允许内电极9和绝缘毛细管8穿出的中心孔13，且各中心孔13外径至凹槽12内径之间的上阀盖5表面均匀间隔设置若干过气孔14，围绕同一个中心孔13的若干过气孔14形成一个过气孔组15。下阀盖10上的凹槽12处设置有供等离子体射流穿出的出口。
管套1上位于上阀盖5以上的侧壁上设置有一进气嘴4，位于上阀盖5以下的管套1侧壁上设置有用于为外电极6提供电源的电源接口(图中未示出)。
上盖2与管套1形成可拆卸或不可拆卸的密封连接。
如图6所示，导气管3为管形柱状结构，两端开口。导气管3底面与上阀盖5紧密连接，导气管3外壁与管套1内壁之间、以及导气管3的上端面与上盖2的下表面之间留有供气体流通的间隙。气体从进气嘴4进入管套1内，沿导气管3外围环形流动，并向上沿着导气管3与上盖2之间的间隙，进入导气管3内，经上阀盖5上的各过气孔14(图中未示出)均匀扩散到各绝缘管7内。
如图7所示，导气管3为沿各过气孔组15的外围形成的横截面为多孔状的柱状结构，包含两个对称的线形进气通道、以及与线形进气通道相连的、连通各过气孔组15的环形气路通道。导气管3上下端面分别与上盖2和上阀盖5紧密连接，但导气管3外壁与管套1内壁之间留有供气体流通的间隙。气体从进气嘴4进入管套1内，沿导气管3外围环形流动，进入线形进气通道后，沿环形气路通道扩散至各进气孔组15，经上阀盖5上的各过气孔14，均匀分配至各绝缘管7内。
上述各实施例中，绝缘管7和绝缘毛细管8采用石英玻璃、陶瓷或其它绝缘材质制成。
上述各实施例中，绝缘管7与上阀盖5、下阀盖10之间以及管套1上端与上盖2的接触面之间均设置有密封圈16。
本发明在使用时，将气体产生装置或气源通过进气嘴4与本发明装置相连，气体经进气嘴4进入导气管3，经导气管3均匀分配到各绝缘管7内。将各内电极9并联后与电源正极相连，外电极6通过套管1下部的电源接口接地，使得内电极9和外电极6之间电导通。高压放电时，高压电击穿绝缘管7，使得绝缘管7内的气体形成冷等离子体，并在绝缘管7末端形成均匀稳定的大面积冷等离子体射流。可以通过调节内电极同轴结构的数量、阵列的排布、射流出口口径等，以调整等离子体射流的面积大小、作用区域的形状，另外，也可以通过选择性的控制某几个内电极同轴结构通电，以实现调节射流辐射形状或强度的目的。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (10)
1.一种阵列式大面积冷等离子发生器，其特征在于：其包括：
内电极同轴结构，所述内电极同轴结构包括一内电极、完全包裹所述内电极下端头及外部的绝缘毛细管以及同轴套设于所述内电极外且与其下端齐平的绝缘管；
包裹于所述绝缘管外、高度小于所述绝缘管高度的外电极；
分别套设于所述绝缘管上端开口和下端开口的用于固定所述绝缘管轴向位置的上阀盖和下阀盖；
位于所述上阀盖上部且套设于所述内电极和绝缘毛细管外的导气管；
套设于上述各元件外、起盛装保护作用的管套；
以及设置在所述管套上端、允许所述内电极和绝缘毛细管伸出的上盖。
2.如权利要求1所述的一种阵列式大面积冷等离子发生器，其特征在于：所述内电极同轴结构的数量为一个以上，且各所述内电极同轴结构阵列排布在所述外电极包裹的范围内。
3.如权利要求1所述的一种阵列式大面积冷等离子发生器，其特征在于：所述内电极同轴结构中，所述绝缘管内径大于所述绝缘毛细管的外径。
4.如权利要求1所述的一种阵列式大面积冷等离子发生器，其特征在于：所述外电极呈柱状，其中阵列设置与所述内电极同轴结构的数量、外径及排布位置相应的定位孔。
5.如权利要求1所述的一种阵列式大面积冷等离子发生器，其特征在于：所述上阀盖和下阀盖的表面均设置有若干用于固定所述绝缘管的凹槽，且所述凹槽的数量及直径与所述内电极同轴结构的数量及所述绝缘管的外径相匹配。
6.如权利要求5所述的一种阵列式大面积冷等离子发生器，其特征在于：所述上阀盖上的各所述凹槽的中心处设置有允许所述内电极和绝缘毛细管穿出的中心孔，围绕各所述中心孔均匀间隔设置有若干过气孔；所述下阀盖上设置有供等离子体射流穿出的出口。
7.如权利要求1所述的一种阵列式大面积冷等离子发生器，其特征在于：所述管套侧壁设置有进气嘴和电源接口。
8.如权利要求1所述的一种阵列式大面积冷等离子发生器，其特征在于：所述导气管为两端开口的管形柱状结构，所述导气管的上端面与所述上盖之间、所述导气管的外壁与所述管套内壁之间留有供气体流通的间隙。
9.如权利要求1所述的一种阵列式大面积冷等离子发生器，其特征在于：所述导气管为多孔柱状结构，包含线形进气通道和内部环形气路通道，所述导气管上端面封闭，仅侧壁与所述管套内壁之间留有供气体流通的间隙。
10.如权利要求1所述的一种阵列式大面积冷等离子发生器，其特征在于：所述绝缘管与所述上阀盖、所述下阀盖之间以及所述管套上端与所述上盖的接触面之间均设置有密封圈。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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