CN109005634A - 等离子喷枪、旋转靶材等离子处理系统 - Google Patents

等离子喷枪、旋转靶材等离子处理系统 Download PDF

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许天保
刘芸芸
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/28—Cooling arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
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Abstract

本发明公开了一种等离子喷枪，包括喷嘴、等离子腔室、通气管道、冷却气管和工艺气体管；喷嘴、等离子腔室和通气管道依次连接，冷却气管与通气管道连通，通气管道的外壁上设置有冷却气排气孔，工艺气体管穿过通气管道与等离子腔室连通。还公开了旋转靶材等离子处理系统。本发明的等离子喷枪，通过向通气管道通入冷却气，从而克服前端高温向后端蔓延的问题；本发明的系统通过喷枪支撑件调整喷嘴位置，通过旋转靶材支撑件带动旋转靶材转动，实现旋转靶材内部和表面的清洗。

Description

等离子喷枪、旋转靶材等离子处理系统
技术领域
本发明涉及一种等离子喷枪、旋转靶材等离子处理系统，属于靶材处理设备技术领域。
背景技术
现在市面上有很多等离子清洗机，也叫等离子表面处理仪，清洗旋转靶材必须有1200~1800℃高温才能完成，这种设备的喷枪结构前端高温容易向后端蔓延。因此现有等离子清洗机无法对旋转靶材进行清洗。
现在的靶材清洗还是采用传统的清洗，即将旋转靶材放入超声波清洗机中，先用酒精、丙酮等对旋转靶材进行约10分钟的清洗，然后使用纯水将靶材表面的酒精或丙酮洗掉后风干，接着采用真空等离子清洗机，通入4种特殊气体，在真空腔室内处理30分钟。
但是传统的清洗方案存在以下缺点：
1、工艺设备多，必须使用2台超声波清洗机和一台真空等离子清洗机，使用有毒的丙酮作为清洗剂，后续使用清水作为清洗剂去除丙酮会产生有毒废水；
2、无法在线自动化生产，通入的4种特殊气体都是特殊气体，其中2种是有毒有害气体。
因此现在急需一种针对旋转靶材的清洗装置。
发明内容
本发明提供了一种等离子喷枪、旋转靶材等离子处理系统，克服了现有清洗装置的问题，使其适用于旋转靶材。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
等离子喷枪，包括喷嘴、等离子腔室、通气管道、冷却气管和工艺气体管；喷嘴、等离子腔室和通气管道依次连接，冷却气管与通气管道连通，通气管道的外壁上设置有冷却气排气孔，工艺气体管穿过通气管道与等离子腔室连通。
喷嘴为倾斜喷嘴。
等离子腔室也倾斜设置，等离子腔室相对于通气管道的倾斜度小于喷嘴相对于通气管道的倾斜度。
等离子腔室内壁与内置电极之间设置若干倾斜45度的进气孔，所有进气孔排列成圆。
冷却气排气孔位于通气管道外壁的后端。
旋转靶材等离子处理系统，包括壳体和控制器，壳体为可开合的壳体，壳体内设置有喷枪支撑件和旋转靶材支撑件，旋转靶材支撑件用以支撑旋转靶材，并在旋转驱动件的驱动下带动旋转靶材旋转，喷枪支撑件为可升降支撑件，喷枪支撑件上滑移设置有等离子喷枪，等离子喷枪在滑移驱动件的驱动下滑移，控制器控制旋转驱动件启闭、滑移驱动件启闭、喷枪支撑件升降以及等离子喷枪启闭。
旋转靶材支撑件包括相对设置的两个托辊，至少一个托辊在旋转驱动件的驱动下旋转。
壳体内设置有分隔板，喷枪支撑件和旋转靶材支撑件均设置在分隔板顶面上。
本发明所达到的有益效果：1、本发明的等离子喷枪，通过向通气管道通入冷却气，从而克服前端高温向后端蔓延的问题；2、本发明将喷嘴设置为倾斜式，通过喷枪支撑件调整喷嘴位置，通过旋转靶材支撑件带动旋转靶材转动，实现旋转靶材内部和表面的清洗。
附图说明
图1为等离子喷枪的结构示意图；
图2为等离子喷枪的剖视图；
图3为等离子腔室的进气口的结构图；
图4为系统的结构示意图；
图5为系统的侧视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1和2所示，等离子喷枪，包括喷嘴1、等离子腔室2、通气管道3、冷却气管和工艺气体管。
喷嘴1、等离子腔室2和通气管道3依次连接，冷却气管与通气管道3连通，通气管道3的外壁后端设置有冷却气排气孔4，工艺气体管穿过通气管道3与等离子腔室2连通。
喷嘴1为倾斜喷嘴，让等离子沿着一定角度从侧面高强度喷出。
等离子腔室2也倾斜设置，等离子腔室2相对于通气管道3的倾斜度小于喷嘴1相对于通气管道3的倾斜度；如图3所示，等离子腔室2内壁与内置电极之间设置若干倾斜45度的进气孔11，所有进气孔11排列成圆，在圆周上这些进气孔11均匀分布，充分混合均匀的工艺气体通过进气孔11后，由直线变成了45°螺旋状喷射而出，然后在高压高频电源的激发下产生等离子，最后等离子气体呈螺旋状从喷嘴1喷出。
工艺气体采用氮气和氢气，这两种气体均是无毒气体，更加安全。
冷却气管和工艺气体管均穿在波纹管内。
等离子喷枪在工作时，充分混合均匀的工艺气体在等离子腔室2内（工艺气体在从储气罐通入工艺气体管后就因气体本身特性迅速混合均匀，因此在到达等离子腔室2之前就已混合充分），在高压高频下被激发产生1200℃~1800℃等离子体，等离子喷枪后端通有冷却气，热量不会向后蔓延，不会损坏等离子喷枪。
如图4和5所示，旋转靶材等离子处理系统，包括壳体9和控制器；壳体9为可开合的壳体9，壳体9内设置有分隔板10，分隔板10顶面上设置有喷枪支撑件8和旋转靶材支撑件，旋转靶材支撑件用以支撑旋转靶材5，并在旋转驱动件的驱动下带动旋转靶材5旋转，喷枪支撑件8为可升降支撑件，喷枪支撑件8上滑移设置有上述的等离子喷枪，等离子喷枪在滑移驱动件的驱动下滑移，控制器控制旋转驱动件启闭、滑移驱动件启闭、喷枪支撑件8升降以及等离子喷枪启闭。
旋转靶材支撑件包括相对设置的两个托辊6，托辊6轴接在支架7上，支架7固定在分隔板10上，至少一个托辊6在旋转驱动件的驱动下旋转，从而带动旋转靶材5旋转。
旋转驱动件可以使用电机，电机可设置在分隔板10下方的空间内，通过传动装置带动托辊6旋转。
喷枪支撑件8可以使用升降平台（升降平台的结构是常识，同时也多种多样，这里不详细叙述了），升降平台上可设置滑轨，等离子喷枪设置在滑轨上。滑移驱动件可以使用常见的电缸或气缸。
为了系统更加智能化，可在壳体9内壁上增加开启传感器和关闭传感器，开启传感器正对旋转靶材5前端，关闭传感器正对旋转靶材5后端，开启传感器和关闭传感器均连接控制器，当等离子喷枪靠近旋转靶材5前端时，控制离子喷枪启动，当等离子喷枪到达旋转靶材5后端时，控制离子喷枪关闭。
上述系统的工作过程为：将旋转靶材5放在靶材支撑件上并旋转，调整喷枪支撑件8的升降，到达适当高度时，控制等离子喷枪伸向旋转靶材5，当等离子喷枪靠近旋转靶材5前端时，离子喷枪启动，当等离子喷枪到达旋转靶材5后端时，控制离子喷枪关闭，一段时间后将清洗后的旋转靶材5取出即可。
上述系统通过喷枪支撑件8调整喷嘴1位置，通过旋转靶材支撑件带动旋转靶材5转动，实现旋转靶材5内部和表面的清洗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.等离子喷枪，其特征在于：包括喷嘴、等离子腔室、通气管道、冷却气管和工艺气体管；喷嘴、等离子腔室和通气管道依次连接，冷却气管与通气管道连通，通气管道的外壁上设置有冷却气排气孔，工艺气体管穿过通气管道与等离子腔室连通。
2.根据权利要求1所述的等离子喷枪，其特征在于：喷嘴为倾斜喷嘴。
3.根据权利要求2所述的等离子喷枪，其特征在于：等离子腔室也倾斜设置，等离子腔室相对于通气管道的倾斜度小于喷嘴相对于通气管道的倾斜度。
4.根据权利要求3所述的等离子喷枪，其特征在于：等离子腔室内壁与内置电极之间设置若干倾斜45度的进气孔，所有进气孔排列成圆。
5.根据权利要求1所述的等离子喷枪，其特征在于：冷却气排气孔位于通气管道外壁的后端。
6.旋转靶材等离子处理系统，其特征在于：包括壳体和控制器，壳体为可开合的壳体，壳体内设置有喷枪支撑件和旋转靶材支撑件，旋转靶材支撑件用以支撑旋转靶材，并在旋转驱动件的驱动下带动旋转靶材旋转，喷枪支撑件为可升降支撑件，喷枪支撑件上滑移设置有权利要求1~5任意一项所述的等离子喷枪，等离子喷枪在滑移驱动件的驱动下滑移，控制器控制旋转驱动件启闭、滑移驱动件启闭、喷枪支撑件升降以及等离子喷枪启闭。
7.根据权利要求6所述的旋转靶材等离子处理系统，其特征在于：旋转靶材支撑件包括相对设置的两个托辊，至少一个托辊在旋转驱动件的驱动下旋转。
8.根据权利要求6所述的旋转靶材等离子处理系统，其特征在于：壳体内设置有分隔板，喷枪支撑件和旋转靶材支撑件均设置在分隔板顶面上。
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