CN218183580U - 一种线性等离子体喷枪装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种线性等离子体喷枪装置，包括壳体内从上往下依次设置一级气体均分板、二级气体均分板、水路焊接板块、射频高压板、四氟密封垫片及地级板；还包括光伏模块固定在壳体内部，光伏模块通过石英棒导通等离子体光束，所述石英棒通过石英棒固定套管固定于壳体内部；还包括隔板进气接头，隔板进气接头固定在壳体上，所述隔板进气接头可向装置内部通入介质气体分别通过一级气体均分板和二级气体均分板均分气体后抵达高压电极板和地级板之间；本实用新型线性设置减轻喷枪重量，减小喷枪体积，减少零件复杂度，降低制造成本。单位时间内处理材料表面的面积增加；可根据处理材料宽度选择合适的线性等离子体喷枪的宽幅喷头，增加工作效率。

Description

一种线性等离子体喷枪装置

技术领域

本实用新型涉及等离子体表面处理技术领域，具体涉及一种线性等离子体喷枪装置。

背景技术

随着高性能结构材料技术和先进材料加工技术的快速发展，人们对材料的韧性、刚性、环保性、循环利用性以及使用寿命等提出了更高的要求。因此，通过对材料表面处理来改变材料表面的形态、化学成分、组织结构等性质以提高材料各方面性能的技术在近年来得到了迅速发展。在物理处理、化学处理和机械处理等众多表面处理方法中，等离子体表面处理技术因其清洁高效、能耗低、无废弃物等优点而快速发展。目前，针对不同的产业应用，不同条件下的等离子体处理技术已经出现明显分工，需要连续处理的大面积天然或合成材料一般采用常压等离子体进行处理，半导体、生物医用材料等一般采用低压等离子体进行处理。

实用新型内容

本实用新型提出的一种线性等离子体喷枪装置，可解决上述技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种线性等离子体喷枪装置，包括壳体和密封盖板，壳体为腔体结构，壳体内从上往下依次设置一级气体均分板、二级气体均分板、水路焊接板、射频高压板、四氟密封垫片及地级板；

还包括光伏模块，所述光伏模块固定在壳体内部，所述光伏模块通过石英棒导通等离子体光束，所述石英棒通过石英棒固定套管固定于壳体内部；

还包括隔板进气接头，隔板进气接头固定在壳体上，所述隔板进气接头可向装置内部通入介质气体分别通过一级气体均分板和二级气体均分板均分气体后抵达高压电极板和地级板之间；

所述一级气体均分板上设有出水软管一孔、进水软管一孔和黄铜杆断槽一口；

所述二级气体均分板上设有出水软管二孔，进水软管二孔和黄铜杆断槽二口；

所述水路焊接板两端设有进水口接头和出水口接头，所述进水口接头和出水口接头通过螺纹与水路焊接板连接，所述进水口接头通过进水软管分别穿过进水软管二孔和进水软管一孔与隔板式接头进水口连通，所述出水口接头通过出水软管分别穿过出水软管二孔和出水软管一孔与隔板式接头进水口连通；

还包括射频黄铜杆，所述射频黄铜杆分别穿过黄铜杆断槽一口和黄铜杆断槽二口后穿过水路焊接板与射频高压板连通；

还包括地级板，所述地级板通过陶瓷绝缘块上台阶与射频高压板之间保证间距，所述陶瓷绝缘块与射频高压板之间垫有四氟密封垫片。

进一步的，所述射频高压板与水路焊接板边对齐焊接成为一个整体。

进一步的，射频黄铜杆焊接在射频高压板上。

进一步的，进水口接头、出水口接头与水路焊接板通过螺纹连接密封固定。

进一步的，所述四氟密封垫片放置在水路焊接板上，射频高压板放进陶瓷绝缘块中，地级板放进陶瓷绝缘块中，石英棒固定套管中套入石英棒，后将石英棒固定套管放进陶瓷绝缘块中。

进一步的，所述石英棒固定套管与陶瓷绝缘块之间放置密封圈挤压密封。

进一步的，还包括射频同轴线缆接头通过螺纹形式固定在壳体上；射频黄铜杆与射频同轴线缆接头锡焊固定连接。

进一步的，光伏模块中的线路锡焊在航空插头上，航空插头通过螺纹形式固定在壳体上，航空插头带密封垫。

进一步的，还包括气瓶、减压阀、气体管路、质量流量计、电磁阀、13.56MHz 射频电源、光敏数显、电路板电源及水冷箱；

介质气体从气瓶内部依次通过减压阀、质量流量计以及电磁阀，实现气体流量的控制；

其中减压阀与电磁阀，电磁阀与质量流量计之间通过气体软管连接；电磁阀通过软管与隔板进气接头连接，作为在线性等离子体喷枪的进气管路； 13.56MHz射频电源通过同轴电缆与射频同轴电缆接头连接，作为射频电源引出信号线连接控制系统；

光敏数显通过电线与航空插头连接，光敏数显引出信号线连接控制系统；

电路板电源通过电线与航空插头连接，电路板电源引出信号线连接控制系统；

隔板式接头进水口和隔板式接头出水口通过水管软与水冷箱连接，水冷箱引出信号线连接控制系统。

进一步的，一级气体均分板置于壳体上槽口，二级气体均分板置于壳体下槽口，两块分气板均通过密封盖板与壳体压紧固定。

由上述技术方案可知，本实施例的等离子体喷枪装置采用腔体结构，有效的减轻了喷枪重量和体积，降低了零件复杂度，减少了设备的制造成本；线性的等离子体喷枪放电形式，使得单位时间内处理材料表面的面积增加；可根据处理材料宽度选择合适的线性等离子体喷枪的宽幅喷头，可满足不同宽幅材料的表面处理，增加了工作效率；采用分级板的结构分级布气，射频高压电极与地电级之间的气氛相对稳定均匀，提高了地电极与高压电极之间放电的均匀性，保证了材料的表面处理效果一致；光伏模块的诊断，进一步提高了设备的稳定性，为设备工业化安全使用提供了保障。

具体的说：

本实用新型线性等离子体喷枪小型化带来的益处有减轻喷枪重量，减小喷枪体积，减少零件复杂度，降低制造成本。

本实用新型线性等离子体喷枪宽幅带来的益处：单位时间内处理材料表面的面积增加；可根据处理材料宽度选择合适的线性等离子体喷枪的宽幅喷头，增加工作效率。

气体的均匀性使得放电的均匀性导致材料表面处理的均一性所带来的益处：保证线性等离子喷枪在工作时通过材料表面即截面都清洗合格，避免往复清洗带来的麻烦，增加工作效率；

增加了光学诊断的可靠性，保证设备的稳定运行。

附图说明

图1是本实施例的线性等离子体喷腔的内部结构示意图；

图2是本实施例的线性等离子体喷腔系统示意图；

图3是本实施例的一级气体均分板结构示意图；

图4是本实施例的二级气体均分板结构示意图。

1壳体；2密封端面垫圈；3密封盖板；4一级气体均分板；5二级气体均分板；6射频黄铜杆；7水路焊接板；8射频高压板；9四氟密封垫片；10陶瓷绝缘块；11地级板；12石英棒固定套管；13光伏模块；14进水口接头；15 出水口接头；16航空插头；17隔板式接头进水口；18隔板式接头出水口；19 隔板进气接头；20射频同轴线缆接头；401出水软管一孔；402进水软管一孔； 403黄铜杆断槽一口；501出水软管二孔；502进水软管二孔；503黄铜杆断槽二口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例所述的线性等离子体喷枪装置，包括壳体1，密封盖板3，光伏模块，射频高压板8，地级板11，一级气体均分板4，二级气体均分板5；其中壳体1顶部安装航空插头16，隔板式接头进水口17，隔板式接头出水口18，隔板进气接头19及射频同轴线缆接头20；所述光伏模块通过螺钉安装与壳体1内部，所述光伏模块通过石英棒导通等离子体光束，所述石英棒通过石英棒固定套管固定于壳体1内部；所述密封盖板3通过螺钉压紧密封端面垫圈与壳体1连接；所述隔板进气接头19可向装置内部通入介质气体分别通过一级气体均分板4和二级气体均分板5均分气体后抵达射频高压板 8和地级板11之间；所述一级气体均分板4，一级气体均分板4上设有出水软管一孔401，进水软管一孔402和黄铜杆断槽一口403，进水软管可穿过进水软管一孔402，出水软管可穿过出水软管一孔401，黄铜杆断槽一口403可穿过射频黄铜杆；所述二级气体均分板5上设有出水软管二孔501，进水软管二孔502和黄铜杆断槽二口503，进水软管可穿过进水软管二孔502，出水软管可穿过出水软管二孔501，黄铜杆断槽一口403可穿过射频黄铜杆；所述射频高压板与水路焊接板焊接成为一个整体；

所述水路焊接板7两端设有进水口接头14和出水口接头15，所述进水口接头14和出水口接头15通过螺纹与水路焊接板7连接，所述进水口接头14 通过进水软管分别穿过进水软管二孔502和进水软管一孔402与隔板式接头进水口连通，所述出水口接头15通过出水软管分别穿过出水软管二孔501和出水软管一孔401与隔板式接头进水口17连通；所述射频黄铜杆分别穿过黄铜杆断槽一口403和黄铜杆断槽二口503后穿过水路焊接板7与高压电极板连通；所述地级板11通过陶瓷绝缘块10上台阶与射频高压板之间保证间距，所述陶瓷绝缘块10与射频高压板之间垫有四氟密封垫片9，所述四氟密封垫片9保证了高压电极板与陶磁绝缘块之间的气密性。

通过隔板进气接头19向等离子体喷枪装置中通入介质气体，介质气体分别通过一级均分板4，二级均分板5均匀布气后进入射频高压板8与地级板11之间，为射频高压板8与地级板11之间稳定放电提供介质气体环境，达到射频放电所需气流量；

射频高压板8与水路焊接板7焊接成为一整体，水冷焊接板7左右两端分别通过螺纹连接有进水口接头14和出水口接头15，进水口接头14通过进水软管与隔板式接头进水口18相连，通过向隔板式接头进水口17中注入冷却水从而进入水路焊接板7冷却射频高压板8，冷却水通过出水口接头流向出水软管后经过隔板式接头出水口18流出水冷焊接板，实现了射频高压板8的水冷却。

射频高压电通过射频同轴线缆接头经由射频黄铜杆，分别穿过黄铜杆断槽一口403与黄铜杆断槽二口503和水路焊接板7与高压电极板相连，实现射频高压板的高压电连通。

射频高压板8与陶磁绝缘块10之间安装有四氟密封垫片9，避免了气体经过一级气体均分板4以及二级气体均分板5均分后泄露从而导致乱流的可能性。

射频高压板8与地级板11之间通过陶磁绝缘块10的限位保证了射频高压板与地级板之间的放电间距。

光伏模块通过石英棒所传导的等离子体放电光束可实现对该装置的实时监控，避免了空载放电的现象，保证了设备的安全性稳定性以及可靠性。

以下进一步介绍本实施例的线性等离子体喷枪的内部结构及系统工作原理：

其中，一级气体均分板4置于壳体1上槽口，二级气体均分板5置于壳体1下槽口，两块分气板均通过3密封盖板与壳体1压紧固定。

水路焊接板7与射频高压板8边对齐焊接，射频黄铜杆6焊接在射频高压板8 上，进水口接头14、出水口接头15与水路焊接板7通过螺纹连接密封固定，四氟密封垫片9放置在水路焊接板7上，射频高压板8放进陶瓷绝缘块10中，地级板11放进陶瓷绝缘块10中，石英棒固定套管12中套入石英棒，后将石英棒固定套管12放进陶瓷绝缘块10中(石英棒固定套管12与陶瓷绝缘块10之间放置密封圈挤压密封)，完成上述步骤后，射频黄铜杆6、水路焊接板7、射频高压板8、四氟密封垫片9、陶瓷绝缘块10、地级板11、石英棒固定套管12、进水口接头14和出水口接头15放进壳体1中，射频黄铜杆6通过黄铜杆断槽一口403和黄铜杆断槽二口503；

射频黄铜杆6为防止与一级均分版4和二级均分版5安装时的干涉，在一级均分版和二级均分版面上加工出两个槽口黄铜杆断槽一口403和黄铜杆断槽二口503，方便射频黄铜杆6穿过一级均分板4和二级均分板5。

光伏模块13放进壳体1中通过螺栓与螺母固定；射频同轴线缆接头20(带有密封垫)通过螺纹形式固定在壳体1上；射频黄铜杆6与射频同轴线缆接头20锡焊固定连接；光伏模块13中的线路锡焊在航空插头16上，航空插头16(带有密封垫)通过螺纹形式固定在壳体1上；隔板进气接头19(带有密封垫)通过两个螺母固定在壳体1上；

进水口接头14与隔板式接头进水口17之间连接一跟进水软管，进水软管通过进水软管一孔402与进水软管二孔502，隔板式接头进水口17(带有密封垫) 通过两个螺母固定在壳体1上；

出水口接头14与隔板式接头出水口17之间连接一跟出水软管，出水软管通过出水软管一孔401与出水软管二孔501，隔板式接头出水口17(带有密封垫) 通过两个螺母固定在壳体1上；

将密封端面垫圈2放在壳体1上；密封盖板3与壳体1通过螺丝夹持住。

本实施例所述的等离子体射流设备，包括等离子体射流装置主要由气瓶、减压阀、气体管路、质量流量计、电磁阀、13.56MHz射频电源、光敏数显、电路板电源、水冷箱、液体管路、等离子体射流设备等组成。介质气体从气瓶内部依次通过减压阀、质量流量计以及电磁阀，实现气体流量的控制；其中减压阀与电磁阀，电磁阀与质量流量计之间通过气体软管连接；电磁阀通过软管与隔板进气接头19连接，作为在线性等离子体喷枪的进气管路；射频电源通过同轴电缆与射频同轴电缆接头20连接，作为射频电源引出信号线连接控制系统；光敏数显通过电线与航空插头16连接，光敏数显引出信号线连接控制系统；电路板电源通过电线与航空插头16连接，电路板电源引出信号线连接控制系统；隔板式接头进水口17和隔板式接头出水口18通过水管软与水冷箱连接，水冷箱引出信号线连接控制系统；

工作时通过控制系统打开水冷箱，让冷却水在线性等离子体喷枪中循环起来；通过控制系统打开电磁阀，并控制质量流量计的流速值；介质气体进入腔室内部，介质气体通过一级气体均分板4进行第一次气体分配，介质气体通过二级气体均分板5实现气体完全均分，使得介质气体在线性等离子体喷枪出口处有平整的气幕；通过控制系统给13.56MHz射频电源供电，线性等离子体喷枪出口处喷出线束型等离子体气幕；通过控制系统给光敏数显及电路板电源供电，光伏模块将石英棒传导的等离子体光源转换成光信号，光信号通过光敏数显转化成数值显示在光敏数显数字屏幕上。

等离子体从线性等离子体出口处形成一个长方形的气幕，气幕任意水平截面区域内等离子体速度均相同，等离子体均匀穿过该截面。等离子体气幕的长度与清洗件宽度相对应，实现线性直段等效面清洗。本实用新型线性等离子喷头结构紧凑，重量轻，易于集成到机器人扫描系统或连续生产线。

总的来说，本实用新型线性等离子体喷枪小型化带来的益处有减轻喷枪重量，减小喷枪体积，减少零件复杂度，降低制造成本。

具体的说，本实用新型线性等离子体喷枪宽幅带来的益处具体为：单位时间内处理材料表面的面积增加；可根据处理材料宽度选择合适的线性等离子体喷枪的宽幅喷头，增加工作效率。气体的均匀性使得放电的均匀性导致材料表面处理的均一性所带来的益处：保证线性等离子喷枪在工作时通过材料表面即截面都清洗合格，避免往复清洗带来的麻烦，增加工作效率；增加了光学诊断的可靠性，保证设备的稳定运行。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种线性等离子体喷枪装置，包括壳体(1)和密封盖板(3)，壳体(1)为腔体结构，其特征在于，

壳体(1)内从上往下依次设置一级气体均分板(4)、二级气体均分板(5)、水路焊接板(7)、射频高压板(8)、四氟密封垫片(9)及地级板(11)；

还包括光伏模块(13)，所述光伏模块(13)固定在壳体(1)内部，所述光伏模块(13)通过石英棒导通等离子体光束，所述石英棒通过石英棒固定套管(12)固定于壳体(1)内部；

还包括隔板进气接头(19)，隔板进气接头(19)固定在壳体(1)上，所述隔板进气接头(19)可向装置内部通入介质气体分别通过一级气体均分板(4)和二级气体均分板(5)均分气体后抵达高压电极板和地级板(11)之间；

所述一级气体均分板(4)上设有出水软管一孔(401)、进水软管一孔(402)和黄铜杆断槽一口(403)；

所述二级气体均分板(5)上设有出水软管二孔(501)，进水软管二孔(502)和黄铜杆断槽二口(503)；

所述水路焊接板(7)两端设有进水口接头和出水口接头，所述进水口接头和出水口接头通过螺纹与水路焊接板(7)连接，所述进水口接头通过进水软管分别穿过进水软管二孔和进水软管一孔与隔板式接头进水口连通，所述出水口接头通过出水软管分别穿过出水软管二孔和出水软管一孔与隔板式接头进水口连通；

还包括射频黄铜杆(6)，所述射频黄铜杆(6)分别穿过黄铜杆断槽一口和黄铜杆断槽二口后穿过水路焊接板(7)与射频高压板(8)

连通；

还包括地级板(11)，所述地级板(11)通过陶瓷绝缘块(10)

上台阶与射频高压板(8)之间保证间距，所述陶瓷绝缘块(10)与射频高压板(8)之间垫有四氟密封垫片。

2.根据权利要求1所述的线性等离子体喷枪装置，其特征在于：所述射频高压板(8)与水路焊接板(7)边对齐焊接成为一个整体。

3.根据权利要求1所述的线性等离子体喷枪装置，其特征在于：射频黄铜杆(6)焊接在射频高压板(8)上。

4.根据权利要求1所述的线性等离子体喷枪装置，其特征在于：进水口接头、出水口接头与水路焊接板(7)通过螺纹连接密封固定。

5.根据权利要求1所述的线性等离子体喷枪装置，其特征在于：所述四氟密封垫片(9)放置在水路焊接板(7)上，射频高压板(8)放进陶瓷绝缘块(10)中，地级板(11)放进陶瓷绝缘块(10)中，石英棒固定套管(12)中套入石英棒，后将石英棒固定套管(12)放进陶瓷绝缘块(10)中。

6.根据权利要求1所述的线性等离子体喷枪装置，其特征在于：

所述石英棒固定套管(12)与陶瓷绝缘块(10)之间放置密封圈挤压密封。

7.根据权利要求1所述的线性等离子体喷枪装置，其特征在于：

还包括射频同轴线缆接头(20)通过螺纹形式固定在壳体(1)上；射频黄铜杆(6)与射频同轴线缆接头(20)锡焊固定连接。

8.根据权利要求7所述的线性等离子体喷枪装置，其特征在于：

光伏模块(13)中的线路锡焊在航空插头(16)上，航空插头(16)通过螺纹形式固定在壳体(1)上，航空插头(16)带密封垫。

9.根据权利要求8所述的线性等离子体喷枪装置，其特征在于：还包括气瓶、减压阀、气体管路、质量流量计、电磁阀、13.56MHz射频电源、光敏数显、电路板电源及水冷箱；

介质气体从气瓶内部依次通过减压阀、质量流量计以及电磁阀，实现气体流量的控制；

其中减压阀与电磁阀，电磁阀与质量流量计之间通过气体软管连接；电磁阀通过软管与隔板进气接头(19)连接，作为在线性等离子体喷枪的进气管路；13.56MHz射频电源通过同轴电缆与射频同轴电缆接头(20)连接，作为射频电源引出信号线连接控制系统；

光敏数显通过电线与航空插头(16)连接，光敏数显引出信号线连接控制系统；

电路板电源通过电线与航空插头(16)连接，电路板电源引出信号线连接控制系统；

隔板式接头进水口(17)和隔板式接头出水口(18)通过水管软与水冷箱连接，水冷箱引出信号线连接控制系统。

10.根据权利要求1所述的线性等离子体喷枪装置，其特征在于：

一级气体均分板(4)置于壳体(1)上槽口，二级气体均分板(5)置于壳体(1)下槽口，两块分气板均通过密封盖板(3)与壳体(1)压紧固定。

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