CN114263035A - 水冷却隧道式连续等离子体装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水冷却隧道式连续等离子体装置，包括水冷却盒体、电极、绝缘体、隧道端面支壁、气体输入管，以及隧道腔体；所述水冷却盒体有一个导热面与所述电极相接触，从而将所述电极表面散发的热量吸收；所述水冷却盒体内部通有冷却介质，通过对流、循环等方式将导热面吸收的热量疏散；所述电极有至少一对，为形状基本相同的呈板状的平面电极，分别通过绝缘体设置在隧道腔体的侧面，对应于隧道腔体内工作区域的位置；当电极被接通电源时，两个平面电极之间会产生电势差，由此使得电场中的电子发生定向运动。
Description
技术领域
本发明涉及一种产生等离子体作用场的装置，特别涉及一种能够产生常温常压下，主要作用于纺织面料连续处理的效应场的装置。
背景技术
等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质。等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。高温等离子体如焊工用高温等离子体焊接金属。现在低温等离子体广泛运用于多种生产领域，例如材料的表面处理。此技术主要作用为清洗材料表面，提高表面的附着能力及粘接能力。等离子技术具有极为广泛的应用领域，这使其成为行业中广受关注的核心表面处理工艺。
现有技术中，常温常压下沿表面放电的等离子体设施的主要技术方案是使用两电极的电位差与中间介质发生作用产生等离子体。这类设施对两电极间的距离要求很严格。在常温常压下，要想得到质量较好的等离子体辉光，两电极板的间距超过4mm就很难实现了。这对人们在日常中遇到的各种材料，特别是各种厚度、超长(几十米乃至几百米)纺织面料的处理，就遇到了相当大的困难。
如果常温常压下可在间隔为5mm-20mm的距离内，都能得到质量很好的等离子体辉光，将在等离子体使用领域产生非常好的技术效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以在大间隔产生高质量辉光等离子体的装置，提高材料处理效率，改善处理效果。
本发明的技术方案如下。
本发明第一方面提供一种水冷却隧道式连续等离子体装置，包括水冷却盒体、电极、绝缘体、隧道端面支壁、气体输入管，以及隧道腔体；
所述水冷却盒体有一个导热面与所述电极相接触，从而将所述电极表面散发的热量吸收；所述水冷却盒体内部通有冷却介质，通过对流、循环等方式将导热面吸收的热量疏散；
所述电极有至少一对，为形状基本相同的呈板状的平面电极，分别通过绝缘体设置在隧道腔体的侧面，对应于隧道腔体内工作区域的位置；当电极02被接通电源时，两个平面电极之间会产生电势差，由此使得电场中的电子发生定向运动。
优选地，所述水冷却盒体通过管路与冷却-循环水泵连接，水冷却盒体01内的冷却介质为循环水。
优选地，电极与电晕机电源连接。
优选地，所述隧道端面支壁有一对，分别位于隧道腔体的两个端面。隧道端面支壁与隧道腔体的侧面相连接，从而将隧道腔体的内部空间封闭，由此形成了类似于真空状态的纯净环境。
优选地，所述两个电极之间的距离满足放电条件，电极接通电源时电场中的电子就会与气体介质发生作用而放电，由此产生等离子体并发出辉光。
优选地，两个电极之间的间隔在5mm-20mm的范围。
优选地，所述隧道端面支壁上设置有气体输入管，所述气体输入管与气体供应系统通过气路连接，用于将气体输入到隧道腔体内部。
优选地，所述气体输入管向隧道腔体内部输入的气体是普通气体。
优选地，气体输入管项隧道腔体内部输入的气体为惰性气体。
本发明第二方面提供一种用于柔性材料处理的等离子体系统，其特征在于，包括一个或多个根据本发明第一方面之一所述的水冷却隧道式连续等离子体装置。
通过以上技术方案，本发明能取得如下有益效果。
1、本发明的等离子装置自身能耗低，对比同种能量的真空等离子体设备，能耗降低50％以上。
2、本发明的等离子装置造价低，可以广泛应用在纺织印染行业。
3、用本发明的等离子装置处理过的面料，在后道印染、脱浆等工序中可以节能、节水、缩短加工周期。
附图说明
图1是根据本发明水冷却隧道式等离子体装置的结构示意图；
图2是图1中的水冷却隧道式等离子体装置工作原理图。
图中各个附图标记的含义如下：
01、水冷却盒体；02、电极；03、绝缘体；04、隧道端面支壁；05、气体输入管；06、隧道腔体；07、冷却-循环水泵；08、电晕机电源；09、气体供应系统。
具体实施方式
如附图1-2所示，根据本发明的水冷器隧道式等离子体装置包括水冷却盒体01、电极02、绝缘体03、隧道端面支壁04、气体输入管05、隧道腔体06、冷却-循环水泵07、电晕机电源08，以及气体供应系统09。
水冷却盒体01有一个导热面与电极02相接触，从而将电极02表面散发的热量吸收。水冷却盒体01内部通有冷却介质，通过对流、循环等方式将导热面吸收的热量疏散。本领域技术人员能够理解，水冷却盒体01可以采用现有技术中的任何适用的技术方案。并且，在一优选的实施方式中，水冷却盒体01通过管路与冷却-循环水泵07连接，水冷却盒体01内的冷却介质为循环水。
电极02共有一对，为形状基本相同的呈板状的平面电极，分别通过绝缘体03设置在隧道腔体06的侧面，对应于隧道腔体06内工作区域的位置。当电极02被接通电源时，两个平面电极之间会产生电势差，由此使得电场中的电子发生定向运动。本领域技术人员能够理解，电极02和绝缘体03可以采用现有技术中任何适用的技术方案，电极02可以采用现有技术中的普通电晕机电源，诸如电晕机电源08。
隧道端面支壁04也有一对，分别位于隧道腔体06的两个端面。隧道端面支壁04与隧道腔体06的侧面相连接，从而将隧道腔体06的内部空间封闭，由此形成了类似于真空状态的纯净环境。在这个环境里，当两个电极02之间的距离满足放电条件时，电场中的电子就会与气体介质发生作用而放电，由此产生等离子体并发出辉光。在一优选的实施方式中，两个电极02之间的间隔在5mm-20mm的范围。
隧道端面支壁04上还设置有气体输入管05，气体输入管05与气体供应系统09通过气路连接，用于将气体输入到隧道腔体06内部。在一优选的实施方式中，向隧道腔体06内部输入的气体是普通气体，诸如氮气、二氧化碳气、氧气。在另一优选的实施方案中，气体输入管05项隧道腔体06内部输入的气体为惰性气体，诸如氦气、氩气等。
本领域技术人员能够理解，虽然以上实施方式中的水冷却隧道式等离子体装置为单体，然而本发明并不局限于此。本发明的水冷却隧道式等离子体装置可以为单体，也可以是排列式多行组合体。在一优选的实施方式中，本发明的水冷却隧道式等离子体装置的纵深长度在100mm以上，并且在一更为优选的实施方式中，本发明的水冷却隧道式等离子体装置的纵深长度在3m以内。
如图2所示，根据本发明的水冷却隧道式等离子体装置的工作原理具体如下。
1、接通电源后，隧道两面的电极02之间产生电位差，使电场中的电子快速的定向运动。
2、在隧道里，由于隧道腔体06的相对封闭，整个隧道腔体(除两端外)都形成了类似于真空状态的纯净环境。
3、在所述纯净环境里，若两电极距离处于放电所需的距离范围之内，电场中的电子都会与气体介质作用而放电，产生等离子体并发出辉光。
4、为防止大腔体的等离子体发生器工作时温度过高，损坏被处理的材料，在电极两侧附加了循环式冷却水来降温。
以上虽然已经示出和描述了本发明的特定实施例，但本发明并不局限于此。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种变化和修改都是显而易见的。因此，本发明涵盖的范围应包括在本发明的精神和范围中各种的替代、变形及等同方式。
Claims (10)
1.一种水冷却隧道式连续等离子体装置，包括水冷却盒体、电极、绝缘体、隧道端面支壁、气体输入管，以及隧道腔体；
所述水冷却盒体有一个导热面与所述电极相接触，从而将所述电极表面散发的热量吸收；所述水冷却盒体内部通有冷却介质，通过对流、循环等方式将导热面吸收的热量疏散；
所述电极有至少一对，为形状基本相同的呈板状的平面电极，分别通过绝缘体设置在隧道腔体的侧面，对应于隧道腔体内工作区域的位置；当电极被接通电源时，两个平面电极之间会产生电势差，由此使得电场中的电子发生定向运动。
2.根据权利要求1所述的一种水冷却隧道式连续等离子体装置，其特征在于，所述水冷却盒体通过管路与冷却-循环水泵连接，水冷却盒体内的冷却介质为循环水。
3.根据权利要求1所述的一种水冷却隧道式连续等离子体装置，其特征在于，电极与电晕机电源连接。
4.根据权利要求1所述的一种水冷却隧道式连续等离子体装置，其特征在于，所述隧道端面支壁有一对，分别位于隧道腔体的两个端面，隧道端面支壁与隧道腔体的侧面相连接，从而将隧道腔体的内部空间封闭，由此形成了类似于真空状态的纯净环境。
5.根据权利要求4所述的一种水冷却隧道式连续等离子体装置，其特征在于，所述两个电极之间的距离满足放电条件，电极接通电源时电场中的电子就会与气体介质发生作用而放电，由此产生等离子体并发出辉光。
6.根据权利要求4所述的一种水冷却隧道式连续等离子体装置，其特征在于，两个电极之间的间隔在5mm-20mm的范围。
7.根据权利要求1所述的一种水冷却隧道式连续等离子体装置，其特征在于，所述隧道端面支壁上设置有气体输入管，所述气体输入管与气体供应系统通过气路连接，用于将气体输入到隧道腔体内部。
8.根据权利要求7所述的一种水冷却隧道式连续等离子体装置，其特征在于，所述气体输入管向隧道腔体内部输入的气体是普通气体。
9.根据权利要求7所述的一种水冷却隧道式连续等离子体装置，其特征在于，气体输入管项隧道腔体内部输入的气体为惰性气体。
10.一种用于柔性材料处理的等离子体系统，其特征在于，包括一个或多个根据权利要求1-9之一所述的一种水冷却隧道式连续等离子体装置。
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