CN115334735A - 一种大气压等离子体刷装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大气压等离子体刷装置，涉及大气压低温等离子体技术领域。本发明包括等离子体主体单元、过渡金属套环、金属电极片、刷毛组件；所述刷毛组件与所述过渡金属套环同轴连接，并与等离子体主体单元连接；等离子体主体单元由弹性绝缘聚合物材料制成，并可根据需求设置成不同数量与形状的阵列形式。当接通高压电源并通入工作气体，产生等离子体射流，并经过刷毛前叉喷出；移动等离子体主体单元，可带动刷毛在物体表面运动，可同时实现对复杂物体表面的物理清洁与等离子体处理；结构简单，操作简便，可实现对物体表面的等离子体清理，又可以借助刷毛实现对物体表面的物理清洁，极大的增加了物体表面污染物或油污的清除速率与质量。

Description

一种大气压等离子体刷装置

技术领域

本发明属于大气压低温等离子体技术领域，特别是涉及一种大气压等离子体刷装置。

背景技术

物体表面(如机械零部件表面)由于长时间工作时，会在其表面吸附很多灰尘、颗粒物杂质以及油污等，这些吸附物会对机械零部件的正常工作带来很大的影响，因此对机械零部件表面定期清理至关重要。目前，常用的物体表面清洁方法使用过程中尚存在诸多问题：

A、有机械法(如打磨)：难以对物体表面等一些油污等有机污染物进行有效去除；深度打磨则会损伤零部件；

B、化学辅助清洗方法：不仅会对物体表面造成腐蚀，且使用后的废液处理比较麻烦。

大气压等离子体是在常压常温下产生的非平衡等离子体，由于其无需真空装置且具有等离子体温度低、活性强等优势，使其在物体表面清洁、有机污染物去除等方面有着广阔的应用前景。然而，现有技术中，大气压等离子体多采用介质阻挡放电结构或者等离子体射流方式对物体表面进行处理，然而这些方式难以对一些复杂表面进行等离子体处理，而且受制于等离子体射流面积的影响，难以实现对物体表面进行大面积等离子体处理。此外，现有技术只是采用等离子体进行物体表面油污的清除，对吸附的一些大的颗粒污染物或杂质无法有效去除。因此，对于机械零部件表面清理，亟需一种既能实现对零件表面进行物理清洁又能实现大面积及复杂零件表面的等离子体处理装置。

鉴于上述缺陷，本发明的发明人经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大气压等离子体刷装置，通过等离子体主体单元、过渡金属套环、金属电极片、刷毛等的设置；刷毛与过渡金属套环同轴连接，并与等离子体主体单元连接，解决了现有的背景技术中的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种大气压等离子体刷装置，包括：至少一个等离子体主体单元；

金属电极片，其安装在等离子体主体单元的空腔内部；

若干刷毛组件，所述刷毛组件通过过渡金属套环安装在等离子体主体单元上；

所述刷毛组件包括刷毛筒，所述刷毛筒的内外壁上分别设有内金属薄膜层、外金属薄膜层，所述刷毛筒远离金属电极片的端部设有刷毛前叉。

进一步地，所述等离子体主体单元的一侧还开设有与刷毛组件相配合的刷毛安装孔。

进一步地，所述过渡金属套环包括相连通的套环上段、套环下段。

进一步地，所述套环上段安装在刷毛安装孔内，所述套环下段与刷毛筒同轴装配。

进一步地，所述金属电极片上开设有与刷毛组件相配合的电极片通孔。

进一步地，所述内金属薄膜层为通过磁控溅射或真空蒸镀方法沉积在刷毛筒内壁上的金属层、所述外金属薄膜层为通过磁控溅射或真空蒸镀方法沉积在刷毛筒外壁上的金属层。

进一步地，所述金属电极片与高压电源正极相连；所述外金属薄膜层接地，所述电极片通孔与刷毛安装孔相配合对应。

进一步地，所述等离子体主体单元上设置有与其空腔相连通的进气孔。

进一步地，通过气源将工作气体经进气孔通入空腔时：

所述工作气体经过电极片通孔、刷毛安装孔进入刷毛筒上的刷毛中心孔并最终喷出；

接通高压电源后，产生等离子体射流，所述等离子体射流经过刷毛前叉喷出。

进一步地，所述等离子体主体单元由弹性绝缘聚合物材料制成。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过改变等离子体主体单元尺寸和增减刷毛的数量和布置形式，实现物体表面等离子体处理面积的大范围调节；

2、本发明的等离子体刷装置既可以实现对物体表面的等离子体清理，又可以借助刷毛实现对物体表面的物理清洁，极大的增加了物体表面污染物或油污的清除速率与质量。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明大气压等离子体刷装置的结构示意图；

图2为图1的结构主视图；

图3为等离子体主体单元的结构视图；

图4为过渡金属套环的结构视图；

图5为金属电极片的结构视图；

图6为刷毛的结构视图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-等离子体主体单元；2-过渡金属套环；3-金属电极片；4-刷毛组件；5-等离子体射流；6-气源；7-高压电源；101-空腔；102-刷毛安装孔；103-进气孔；201-套环通孔；202-套环上段；203-套环下段；301-电极片通孔；401-刷毛筒；402-外金属薄膜层；403-内金属薄膜层；404-刷毛前叉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”、“侧”、“端”、“底”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-6所示，本发明为一种大气压等离子体刷装置，包括：至少一个等离子体主体单元1；

金属电极片3，其安装在等离子体主体单元1的空腔101内部；

若干刷毛组件4，所述刷毛组件4通过过渡金属套环2安装在等离子体主体单元1上，刷毛组件4与过渡金属套环2同轴连接，并与等离子体主体单元1连接；

如图6所示，所述刷毛组件4包括刷毛筒401，所述刷毛筒401的内外壁上分别设有内金属薄膜层403、外金属薄膜层402，所述刷毛筒401远离金属电极片3的端部设有刷毛前叉404，所述刷毛前叉404既可以保证刷毛组件4在工作时不被大体积的颗粒污染物堵塞，使得工作气体与产生的等离子体射流顺利从刷毛筒401内的刷毛中心孔喷出；又可以辅助清除物体表面的颗粒污染物。

优选的，具体的，所述刷毛安装孔102、电极片通孔301以及等离子体主体单元1可根据需求设置成不同数量与形状的阵列形式，如图1中所示，本例中，选取4×4阵列排列的16个刷毛组件4，等离子体主体单元1设置一个，且等离子体主体单元1选择矩形，且带有把手，刷毛组件4的刷毛筒401选择圆筒结构。

优选的，如图6中所示，刷毛前叉404包括4个阵列设置的缺口。

在其他实施例里，可以通过增减刷毛组件4的数量和布置形式，从而增减等离子体处理面积。

作为本发明提供的一个实施例，优选的，所述等离子体主体单元1的一侧还开设有与刷毛组件4相配合的刷毛安装孔102。

如图4所示，作为本发明提供的一个实施例，优选的，所述过渡金属套环2包括相连通的套环上段202、套环下段203，所述套环上段202、套环下段203相连通内部形成套环通孔201，套环上段202的外直径大于套环下段203的外直径，假设：套环上段202的内直径＝A内、外直径＝A外，套环下段203的内直径＝B内、外直径＝B外，则A外＞B外，

如图1-4所示，作为本发明提供的一个实施例，优选的，所述套环上段202安装在刷毛安装孔102内，所述套环下段203与刷毛筒401同轴装配，具体的，过渡金属套环2的套环下段203同轴安装在刷毛筒401的刷毛中心孔中。

如图5所示，作为本发明提供的一个实施例，优选的，所述金属电极片3上开设有与刷毛组件4相配合的电极片通孔301。

如图6所示，作为本发明提供的一个实施例，优选的，所述内金属薄膜层403为通过磁控溅射或真空蒸镀方法沉积在刷毛筒401内壁上的超薄金属层、所述外金属薄膜层402为通过磁控溅射或真空蒸镀方法沉积在刷毛筒401外壁上的超薄金属层；

如图6所示，所述内金属薄膜层403从刷毛筒401远离刷毛前叉404的一端起至刷毛筒401长度的4/5止，由图中可以看出，即内金属薄膜层403从刷毛筒401右上端起，沉积至图中虚线所示；且外金属薄膜层402的位置，对应内金属薄膜层403长度的1/3～2/3处，或以内金属薄膜层403长度的一半为中心线作为外金属薄膜层402长度的中心线，外金属薄膜层402从中心线沿刷毛筒401外壁向远离刷毛前叉404方向延伸的长度＝2*外金属薄膜层402从中心线沿刷毛筒401外壁向靠近刷毛前叉404方向延伸的长度。

作为本发明提供的一个实施例，优选的，所述金属电极片3与高压电源正极相连；所述外金属薄膜层402接地，所述电极片通孔301与刷毛安装孔102相配合对应。

作为本发明提供的一个实施例，优选的，所述等离子体主体单元1上设置有与其等离子体主体单元1内的空腔101相连通的进气孔103，气源6中的工作气体经过所述进气孔103进入空腔101中，经过电极片通孔301、刷毛安装孔102进入刷毛中心孔并最终喷出。

作为本发明提供的一个实施例，优选的，通过气源将工作气体经进气孔103通入空腔101时：

所述工作气体经过电极片通孔301、刷毛安装孔102进入刷毛筒401上的刷毛中心孔并最终喷出；

接通高压电源7后，产生等离子体射流5，所述等离子体射流5经过刷毛前叉404喷出。

作为本发明提供的一个实施例，优选的，所述等离子体主体单元1由弹性绝缘聚合物材料制成。本发明采用的等离子体主体单元1由弹性绝缘聚合物材料制成，因此对复杂物体表面有很好的适应性与包覆性，可实现复杂物体表面的等离子体处理。

在使用时，移动所述等离子体主体单元1，可带动所述刷毛组件4在物体表面运动，可同时实现对复杂物体表面的物理清洁与等离子体处理。

本发明通过改变等离子体主体单元尺寸和增减刷毛的数量和布置形式，实现物体表面等离子体处理面积的大范围调节；本发明的等离子体刷装置既可以实现对物体表面的等离子体清理，又可以借助刷毛实现对物体表面的物理清洁，极大的增加了物体表面污染物或油污的清除速率与质量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种大气压等离子体刷装置，其特征在于，包括：

至少一个等离子体主体单元(1)；

金属电极片(3)，其安装在等离子体主体单元(1)的空腔(101)内部；

若干刷毛组件(4)，所述刷毛组件(4)通过过渡金属套环(2)安装在等离子体主体单元(1)上；

所述刷毛组件(4)包括刷毛筒(401)，所述刷毛筒(401)的内外壁上分别设有内金属薄膜层(403)、外金属薄膜层(402)，所述刷毛筒(401)远离金属电极片(3)的端部设有刷毛前叉(404)。

2.根据权利要求1所述的一种大气压等离子体刷装置，其特征在于，所述等离子体主体单元(1)的一侧还开设有与刷毛组件(4)相配合的刷毛安装孔(102)。

3.根据权利要求2所述的一种大气压等离子体刷装置，其特征在于，所述过渡金属套环(2)包括相连通的套环上段(202)、套环下段(203)。

4.根据权利要求3所述的一种大气压等离子体刷装置，其特征在于，所述套环上段(202)安装在刷毛安装孔(102)内，所述套环下段(203)与刷毛筒(401)同轴装配。

5.根据权利要求4所述的一种大气压等离子体刷装置，其特征在于，所述金属电极片(3)上开设有与刷毛组件(4)相配合的电极片通孔(301)。

6.根据权利要求5所述的一种大气压等离子体刷装置，其特征在于，所述内金属薄膜层(403)为通过磁控溅射或真空蒸镀方法沉积在刷毛筒(401)内壁上的金属层、所述外金属薄膜层(402)为通过磁控溅射或真空蒸镀方法沉积在刷毛筒(401)外壁上的金属层。

7.根据权利要求6所述的一种大气压等离子体刷装置，其特征在于，所述金属电极片(3)与高压电源正极相连；所述外金属薄膜层(402)接地，所述电极片通孔(301)与刷毛安装孔(102)相配合对应。

8.根据权利要求7所述的一种大气压等离子体刷装置，其特征在于，所述等离子体主体单元(1)上设置有与其空腔(101)相连通的进气孔(103)。

9.根据权利要求8所述的一种大气压等离子体刷装置，其特征在于，通过气源将工作气体经进气孔(103)通入空腔(101)时：

所述工作气体经过电极片通孔(301)、刷毛安装孔(102)进入刷毛筒(401)上的刷毛中心孔并最终喷出；

接通高压电源后，产生等离子体射流(5)，所述等离子体射流(5)经过刷毛前叉(404)喷出。

10.根据权利要求1所述的一种大气压等离子体刷装置，其特征在于，所述等离子体主体单元(1)由弹性绝缘聚合物材料制成。

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