CN206595225U - 一种微波等离子体粉体处理器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种微波等离子体粉体处理器，包括由石英、陶瓷或耐热玻璃介质制成的管式微波等离子体源，管式微波等离子体源穿过微波矩形波导的H面，矩形波导的一端连接微波源，矩形波导的另一端连接可调节短路板，穿过微波矩形波导的H面的介质管的上下两端由水冷金属法兰和O形胶圈密封形成真空室，其一端与水冷金属法兰相连接，另一端与矩形波导的H面相连接。本实用新型增添放置处理粉体的石英(或陶瓷)制成的杯形的流化床(流化床杯)，构成一种微波等离子体粉体处理器。用这种装置，将无机材料粉体放置入流化床杯，在管式微波等离子体源的高密度等离子体区域(等离子体球中)进行表面清洗、净化、活化、氢化、刻蚀、接枝、沉积及其它功能化等处理。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种微波等离子体粉体处理器。
背景技术
无机材料粉体的表面净化、活化和功能化能改变粉体的分散性(解团聚性)、与溶液(水、油和其它液体)的亲和性、与其它材料的粘附性以及增加其它表面功能性(催化性、敏感性、抗氧化性等)，对开拓粉体的应用极为重要。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种增添放置处理粉体的石英制成的杯形的流化床，构成一种微波等离子体粉体处理器。用这种装置，将无机材料粉体放置入流化床杯，在管式微波等离子体源的高密度等离子体区域进行表面清洗、净化、活化、氢化、刻蚀、接枝、沉积及其它功能化等处理。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：一种微波等离子体粉体处理器，包括由石英、陶瓷或耐热玻璃介质制成的管式微波等离子体源，管式微波等离子体源穿过微波矩形波导的H面，矩形波导的一端连接微波源，矩形波导的另一端连接可调节短路板，穿过微波矩形波导的H面的介质管的上下两端由水冷金属法兰和O形胶圈密封形成真空室，介质管穿出矩形波导管的部分用带观察网孔的金属管或金属网卷成的管包围，其一端与水冷金属法兰相连接，另一端与矩形波导的H面相连接，反应室上端的水冷金属法兰用金属法兰密封，流化床杯装入反应室内。
作为优选的技术方案，所述流化床杯由石英、陶瓷或耐热玻璃介质制成杯状容器，底部是中间空心的介质细管，该介质细管装入一个与KF快卸法兰相连接的中空支撑管上，KF快卸法兰下端的侧向有一节细管进气口，进气口的另一端与支撑管相连通，杯状容器底部与介质细管连接处放置一段甁塞状多孔陶瓷块或石英棉团，与杯状容器共同承载粉体。
作为优选的技术方案，反应室下端的水冷金属法兰连接一个金属腔体。
作为优选的技术方案，所述金属腔体的一侧与真空规管连接，通过真空计检测工作气压，金属腔体的另一侧向连接旋风分离器、粉体过滤器、粗调和细调节流阀、放气阀，然后接真空泵用的截断放气阀、相应的真空管路,最后接真空泵。
作为优选的技术方案，所述金属腔体的下端有KF快卸法兰接口，通过KF快卸法兰卡箍，可将流化床杯装入反应室内。
作为优选的技术方案，还包括一气路系统，气路系统包括气体钢瓶及气体、流量控制器、截止阀以及输气管道，通过O形胶圈真空密封接头将气路系统的输气管道与流化床杯的细管进气口连接起来。
本实用新型的有益效果是：本实用新型增添放置处理粉体的石英(或陶瓷)制成的杯形的流化床(流化床杯)，构成一种微波等离子体粉体处理器。用这种装置，将无机材料粉体放置入流化床杯，在管式微波等离子体源的高密度等离子体区域(等离子体球中)进行表面清洗、净化、活化、氢化、刻蚀、接枝、沉积及其它功能化等处理。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的一些实施例，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为本实用新型的整体结构示意图；
图2为流化床杯的结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图1所示，本装置的管式微波等离子体源3由石英、陶瓷或耐热玻璃等介质制成的管，穿过微波矩形波导的H面(寛边面)。矩形波导的一端连接微波源1(频率为2450MHz或915MHz，包括微波发生器，阻抗匹配器，有需要时尚可加入环行器与水负载和定向耦合器等)。矩形波导的另一端连接可调节短路板2，调节短路板2至适当位置时高密度等离子体区域(等离子体球)会出现在介质管的中心区。当工作参数(包括气体种类、工作气压、输入流量、微波功率等)的改变不会引起微波阻抗的显著变化时，可使短路板定位于固定位置。
穿过微波矩形波导的H面(寛边面)的介质管4的上下两端由水冷金属法兰和O形胶圈密封形成真空室(亦是激发等离子体进行粉体表面处理的反应室)。介质管4穿出矩形波导管的部分用带观察网孔的金属管或金属网卷成的管包围，其一端与水冷金属法兰5相连接，另一端与矩形波导的H面(寛边面)相连接，以防止工作时的微波泄漏导致对人体及环境的损害。反应室上端的水冷金属法兰用(帽状)金属法兰密封。
反应室下端水冷金属法兰连接一个金属腔体6，金属腔体6的一个侧向与真空规管7连接，通过真空计检测工作气压。金属腔体6的另一侧向连接旋风分离器8、粉体过滤器9、粗调11和细调节流阀10、放气阀12，然后接真空泵用的截断放气阀13、相应的真空管路,最后接真空泵14，通过真空泵14气体排出口将装置中抽出的无害气体用排气管道排出户外，或将有害气体排到废气处理器进行无害化处理。金属腔体的下端有KF快卸法兰接口，通过KF快卸法兰卡箍15，可将流化床杯16装入反应室17。
本装置的流化床杯16由石英、陶瓷或耐热玻璃等介质制成杯状容器20，底部是中间空心的细介质管21，将这段介质细管装入一个与KF快卸法兰相连接的中空支撑管22上，KF快卸法兰23下端的侧向有一节细管进气口24，进气口的另一端与支撑管相连通。杯状容器底部与细介质管连接处放置一段甁塞状多孔陶瓷块或石英棉团25，与杯状容器20共同承载粉体。流化床杯的结构见图2。
气路系统18包括气体钢瓶及气体、流量控制器、截止阀、输气管道等。通过O形胶圈真空密封接头将气路系统输气管道与流化床杯的细管进气口连接起来。装卸粉体时，需要卸开这个密封接头和KF快卸法兰卡箍15，从真空室中取出流化床杯，然后装卸粉体。
当粉体装入流化床杯后，再将流化床杯装入反应室，拧紧KF快卸法兰卡箍形成真空连接。用O形胶圈真空密封接头将气路系统的输气管道与流化床杯的细管进气口连接起来。然后开动真空泵，由调节阀控制抽气速率防止流化床杯内的粉体随抽气气流飞扬。抽至本底真空后由气路系统输入工作气体和参与反应的反应气体(这里统称工作气体)。当有特殊需要时可能要使用液相单体，这时需要用载气(通常使用Ar气)在加热的液相单体中通过，将单体分子送入反应室；
这时启动微波源，在反应室中激发出微波等离子体。当调节工作气体流量、压强、微波功率等参数达到工艺要求后，粉体在杯状容器底部输入气流中流化，使粉体表面与等离子体相接触而得到均匀处理。在粉体处理至规定时间后，相继关闭工作气体、真空泵、微波源后；
然后打开放气阀，使反应室内达到大气压，断开气路系统的输气管道与流化床杯的细管进气口之间的连接，就可卸去KF快卸法兰卡箍，取出流化床杯，并取出处理好的粉体。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种微波等离子体粉体处理器，其特征在于：包括由石英、陶瓷或耐热玻璃介质制成的管式微波等离子体源，管式微波等离子体源穿过微波矩形波导的H面，矩形波导的一端连接微波源，矩形波导的另一端连接可调节短路板，穿过微波矩形波导的H面的介质管的上下两端由水冷金属法兰和O形胶圈密封形成真空室，介质管穿出矩形波导管的部分用带观察网孔的金属管或金属网卷成的管包围，其一端与水冷金属法兰相连接，另一端与矩形波导的H面相连接，反应室上端的水冷金属法兰用金属法兰密封，流化床杯装入反应室内。
2.如权利要求1所述的微波等离子体粉体处理器，其特征在于：所述流化床杯由石英、陶瓷或耐热玻璃介质制成杯状容器，底部是中间空心的介质细管，该介质细管装入一个与KF快卸法兰相连接的中空支撑管上，KF快卸法兰下端的侧向有一节细管进气口，进气口的另一端与支撑管相连通，杯状容器底部与介质细管连接处放置一段甁塞状多孔陶瓷块或石英棉团，与杯状容器共同承载粉体。
3.如权利要求1所述的微波等离子体粉体处理器，其特征在于：反应室下端的水冷金属法兰连接一个金属腔体。
4.如权利要求3所述的微波等离子体粉体处理器，其特征在于：所述金属腔体的一侧与真空规管连接，通过真空计检测工作气压，金属腔体的另一侧向连接旋风分离器、粉体过滤器、粗调和细调节流阀、放气阀，然后接真空泵用的截断放气阀、相应的真空管路,最后接真空泵。
5.如权利要求3所述的微波等离子体粉体处理器，其特征在于：所述金属腔体的下端有KF快卸法兰接口，通过KF快卸法兰卡箍，可将流化床杯装入反应室内。
6.如权利要求1所述的微波等离子体粉体处理器，其特征在于：还包括一气路系统，气路系统包括气体钢瓶及气体、流量控制器、截止阀以及输气管道，通过O形胶圈真空密封接头将气路系统的输气管道与流化床杯的细管进气口连接起来。
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2017
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