一种可回收利用气体的等离子体射流产生系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可回收利用气体的等离子体射流产生系统，其包括等离子体射流组件、混气腔、工作气体供气通路和前驱气体供气通路，工作气体供气通路接入混气腔，用于提供工作气体，前驱气体供气通路接入混气腔，用于提供携带单体材料的前驱气体，混气腔将工作气体和前驱气体混合后给等离子体射流组件供气，使得等离子体射流组件喷射等离子体射流，还包括防护罩和回气通路，防护罩用于罩设在被处理材料表面形成隔绝外界空气的密闭空间，等离子体射流仅能喷射在密闭空间内，防护罩上设有回气口，回气口通过回气通路接入混气腔。本发明专利技术可以排除外界杂质气体对材料表面处理的干扰，加强等离子体射流处理效果，同时有效减少气体浪费，提升环保经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种可回收利用气体的等离子体射流产生系统
本专利技术涉及等离子体
，特别是一种可回收利用气体的等离子体射流产生系统。
技术介绍
随着等离子体技术的快速发展，等离子体在材料处理、能源化工和生物医学等领域的应用得到了越来越多的推广。等离子体射流通过气体流动将放电区域的活性粒子输运到被处理区域，完成材料改性。但是，在放电过程中，射流管管口处的空气容易被电离，形成各种含氧粒子，不利于材料的疏水改性，极大地限制了等离子体射流处理效果。因此，有必要进一步优化等离子体装置，隔绝外界杂质气体(主要是空气)，提高等离子体作用材料表面的处理效率。目前，产生等离子体射流所需的气体流速一般为3升/分钟，处理时间一般为150秒，一方面，处理过程中工作气体的耗气量较大，成本较高；另一方面，处理后的工作气体直接混入空气中，损害空气质量，极大地限制了利用等离子体射流进行材料表面处理的实际应用。因此，将射流管喷出的工作气体进行收集并回收再利用，是当前亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术的目的就是提供一种可回收利用气体的等离子体射流产生系统，本专利技术可以排除外界杂质气体对材料表面处理的干扰，加强等离子体射流处理效果，同时有效减少气体浪费，提升环保经济性。本专利技术的目的之一是通过这样的技术方案实现的，一种可回收利用气体的等离子体射流产生系统，包括等离子体射流组件、混气腔、工作气体供气通路和前驱气体供气通路，所述工作气体供气通路接入混气腔，用于提供工作气体，所述前驱气体供气通路接入混气腔，用于提供携带单体材料的前驱气体，所述混气腔将工作气体和前驱气体混合后给等离子体射流组件供气，使得等离子体射流组件喷射等离子体射流，还包括防护罩和回气通路，所述防护罩用于罩设在被处理材料表面上形成隔绝外界空气的密闭空间，所述等离子体射流仅能喷射在所述密闭空间内，所述防护罩上设有回气口，所述回气口通过回气通路接入混气腔，以将所述防护罩内的工作气体回收至混气腔。进一步，所述防护罩为内部具有中空空间且底面呈开口的形状，以与被处理材料表面紧密接触。进一步，所述防护罩由绝缘材料制成。进一步，所述回气通路上从出气口开始依次设有干燥瓶和气泵，所述干燥瓶用于对回气通路中的工作气体进行干燥除氧，所述气泵用于将回气通路中的工作气体排入混气腔。进一步，所述工作气体供气通路上设有第一流量阀，所述前驱气体供气通路上设有第二流量阀。进一步，所述工作气体供气通路上设有第一流量计，所述前驱气体供气通路上设有第二流量计，所述回气通路上靠近混气腔的位置设有第三流量计。进一步，还包括流量控制器，所述流量控制器用于读取第一流量计、第二流量计和第三流量计的流量数据，并在开始对被处理材料进行表面处理时，控制气泵的功率、第一流量阀和第二流量阀的开合度，使得第一流量计的流量数据达到第一目标流量、第二流量计的流量数据维持在预定值、第三流量计的流量数据达到第一目标流量；以及在保持预设时间后，关闭第一流量阀、第二流量阀和气泵。进一步，所述等离子体射流组件包括高压电源和至少一根等离子体射流管，所述等离子体射流管的一端伸入并固定有针状电极，所述针状电极与高压电源电连接，所述等离子体射流管的另一端开口并伸入所述密闭空间内，所述等离子体射流管靠近开口处的内部设有接地的地电极，所述混气腔通过固定针状电极的一端给等离子体射流管供气。进一步，所述等离子体射流管采用耐高温绝缘材质制成。进一步，所述针状电极为钨针，所述地电极采用铜箔材料制成。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：1、节约了工作气体的用气量，提升了环保经济性；2、由于材料表面处理过程中隔绝了外界空气，因此有效减少了气体浪费，加快了处理速度；3、回收气体中含有浓度较高的有效离子，再次利用时进一步跟被处理材料表面反应，提升了等离子体的改性效果。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。附图说明本专利技术的附图说明如下：图1为可回收利用气体的等离子体射流产生系统的连接示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例，如图1所示；一种可回收利用气体的等离子体射流产生系统，包括等离子体射流组件10、混气腔20、工作气体供气通路30和前驱气体供气通路40，工作气体供气通路30接入混气腔20，用于提供工作气体，前驱气体供气通路40接入混气腔20，用于提供携带单体材料的前驱气体，混气腔20将工作气体和前驱气体混合后给等离子体射流组件10供气，使得等离子体射流组件10喷射等离子体射流，此外，该系统还包括防护罩50和回气通路60，防护罩50用于罩设在被处理材料表面上形成隔绝外界空气的密闭空间，等离子体射流仅能喷射在密闭空间内，防护罩50上设有回气口51，回气口51通过回气通路60接入混气腔20，以将防护罩50内的工作气体回收至混气腔20。工作气体供气通路30的供气源可以为第一气瓶70，前驱气体供气通路40的供气源可以为第二气瓶80。在本实施例中，防护罩50内部具有中空空间且底面呈开口的形状，与被处理材料表面紧密接触。本实施例中，该形状为半球形。在其他一些实施例中，防护罩50可以为半椭球形和长方体形等能够与被处理材料表面紧密结合的形状。防护罩50通常由绝缘材料制成，例如塑料或橡胶，本实施例采用塑料。为了加快工作气体回收速度，在本实施例中，回气通路60上从出气口51开始依次设有干燥瓶61和气泵62，干燥瓶61用于对回气通路60中的工作气体进行干燥除氧，气泵62用于将回气通路60中的工作气体排入混气腔20。由于可以将工作气体回收利用，工作气体供气通路30就可以减少供气量。为了精确控制各通路的气体流量，在本实施例中，工作气体供气通路30上设有第一流量阀31，前驱气体供气通路40上设有第二流量阀41。工作气体供气通路30上还设有第一流量计32，前驱气体供气通路40上设有第二流量计42，回气通路60上靠近混气腔20的位置设有第三流量计63。通过第一流量阀31、第二流量阀41和气泵62可以控制气体流量，而第一流量计32、第二流量计42、第三流量计63可以反馈流量控制效果。在具体控制流量时，该系统还包括流量控制器(图未示)，流量控制器用于读取第一流量计32、第二流量计42和第三流量计63的流量数据，并在开始对被处理材料进行表面处理时，控制气泵62和第二流量阀41关闭，控制第一流量阀31的开合度，使得第一流量计32的流量数据达到第一目标流量；在维持预设时间后，控制第二流量阀41的开合度，使得第二流量计42的流量数据维持在预定值，且控制第一流量阀31的开合度和气泵62的排气速度，使得第一流量计32的流量数据降低至第一目标流量的一半，同时第三流量计63的流量数据略低于第一流量计32的流量数据；以及在继续维持预本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可回收利用气体的等离子体射流产生系统，包括等离子体射流组件、混气腔、工作气体供气通路和前驱气体供气通路，所述工作气体供气通路接入混气腔，用于提供工作气体，所述前驱气体供气通路接入混气腔，用于提供携带单体材料的前驱气体，所述混气腔将工作气体和前驱气体混合后给等离子体射流组件供气，使得等离子体射流组件喷射等离子体射流，其特征在于，还包括防护罩和回气通路，所述防护罩用于罩设在被处理材料表面上形成隔绝外界空气的密闭空间，所述等离子体射流仅能喷射在所述密闭空间内，所述防护罩上设有回气口，所述回气口通过回气通路接入混气腔，以将所述防护罩内的工作气体回收至混气腔。/n

【技术特征摘要】
1.一种可回收利用气体的等离子体射流产生系统，包括等离子体射流组件、混气腔、工作气体供气通路和前驱气体供气通路，所述工作气体供气通路接入混气腔，用于提供工作气体，所述前驱气体供气通路接入混气腔，用于提供携带单体材料的前驱气体，所述混气腔将工作气体和前驱气体混合后给等离子体射流组件供气，使得等离子体射流组件喷射等离子体射流，其特征在于，还包括防护罩和回气通路，所述防护罩用于罩设在被处理材料表面上形成隔绝外界空气的密闭空间，所述等离子体射流仅能喷射在所述密闭空间内，所述防护罩上设有回气口，所述回气口通过回气通路接入混气腔，以将所述防护罩内的工作气体回收至混气腔。


2.根据权利要求1所述的等离子体射流产生系统，其特征在于，所述防护罩为内部具有中空空间且底面呈开口的形状，以与被处理材料表面紧密接触。


3.根据权利要求1或2所述的等离子体射流产生系统，其特征在于，所述防护罩由绝缘材料制成。


4.根据权利要求1所述的等离子体射流产生系统，其特征在于，所述回气通路上从出气口开始依次设有干燥瓶和气泵，所述干燥瓶用于对回气通路中的工作气体进行干燥除氧，所述气泵用于将回气通路中的工作气体排入混气腔。


5.根据权利要求4所述的等离子体射流产生系统，其特征在于，所述工作气体供气通路上设有第一流量阀，所述前驱气体供气通路上设有第二流量阀。

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【专利技术属性】
技术研发人员：刘熊，甘汶艳，王谦，李永福，李小平，李思全，彭华东，高晨璐，任啸，向竑宇，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50