用于产生等离子流的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种具有至少一个放电管的用于产生等离子流的装置，处理气体流过所述放电管。按照本发明专利技术，在至少一个放电管上设置了一个导电的放电防护装置。本发明专利技术的优点主要在于，寄生放电被抑制，并且所述装置的各部件和基底的热负荷被降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于产生等离子流的装置本专利技术涉及一种用于产生等离子流的装置，具有至少一个放电管， 一种处理气体流过所述放电管。这种具有一个放电管的装置已由Jungo Toshifuji等人的文章 "Cold arc-plasma jet under atmospheric pressure for surface modification" ， Surface and Coatings Technology 2003,第302页以及 另 一 出版物 "Workshop Plasmabehandlung und Plasma-CVD 陽Beschichtung bei Atmosph2rendruck，， , Dresden, 2004年11月16日 所公开。这种已知的装置具有一个由电介质材料构成的放电管，其中 第一个电极设计成大块的并且以在长度方向上延伸的形式设置在放电 管内部的中心处，并且其中放电管包括第二个电极。这里第二个电极 被构造成同心的，使得在内部的第一个电极、放电管和第二电极构成 一个具有开放端面的、同轴且在横截面上同心的结构，在这个开放端 面上产生等离子流。内部的棒状电极被施加高电压，同时外部的电极 接地。基于电场的情况，等离子体的点火最好在内部棒状电极的尖端 处。等离子体然后在处理气体流的方向上展开。在氦、氮或空气作为 处理气体时，在内部电极的尖端和可以用等离子流处理的基底之间形 成扩散的等离子流。这里涉及"冷"等离子体，其气体温度相对较低， 此温度在室温至最高几百摄氏度的范围内变化。然而如果在这种已知装置中在等离子流点火之后提高所施加的电压来耦入更多的功率，例如为了得到更长或更强的等离子流，则发现 在已知装置的情况下，在内部电极的背面上或者在被置于同样电位上 的内部电极固定件旁形成等离子体，它背对处理气体流。这种附加的 所谓寄生放电是不希望的，因为它对于射流没有贡献。此外，在已知装置中的高工作电压以及很大的耦入功率下，在内4部电极和外部电极之间产生直接的等离子连接，即火花放电。等离子 体不再扩散并且不再是冷的，而是收缩到一些薄的通道中，这些通道 具有高得多的气体温度。这可能导致装置和/或基底的损坏。此外它还 会导致传导处理气体的气体软管的热损伤。因此本专利技术的目的在于给出一种如本说明书开始处所述类型的用 于产生等离子流的装置，其中以合适的方式抑抑了寄生放电，并且在 第 一个与第二个电极之间不出现火花放电。此外本专利技术目的还在于总 体上降低装置各部件和基底的热损耗，这通过只产生"冷的"等离子 体来实现。上述任务由具有权利要求1所述特征的用于产生等离子流的装置 来完成。从属权利要求涉及本专利技术特别具有优点的改进。本专利技术从以下共识出发在一个其上加有电压的金属空腔体的内 部不存在电场。然而本领域技术人员应当知道，如果选用一个空腔圆 柱体，则缺点是在空腔圆柱体的边缘上电场将抵达其内部，从而在某 些情况下在气体软管中一个不希望的位置处出现足以使等离子体点火 的电场。因此，按照本专利技术气体软管的金属支架如此实现，使得它以 某个特定角度呈锥形或以其它方式大致呈阶梯形地延伸，使得在支架 边缘处的轴向电场明显小于常用的具有恒定直径的空腔圆柱体的情 况。在本专利技术的具有优点的改进中，支架的所有边棱被倒圓，以避免 高的电场。按照本专利技术的一个特别具有优点的改进，外部的接地的第二个电 极不再像现有技术已知的那样直接安装在放电管上，而是具有一定的 径向间距。按照本专利技术的特别具有优点的另一改进，在放电管的末端安装一 个由电介质构成的端接帽。这样特别在釆用惰性气体时产生较强的等 离子流。按照本专利技术的一个具有优点的再次经过修改的改进，在气体软管 与放电管之间设置了一个过滤器。从而除本专利技术的上述优点外还抑制了由涡旋产生的噪声。在现有技术已知的装置中的噪声是这样产生的 处理气体直接由气体供给源通过一根软管或类似物流到放电室内，并 且通过内部电极支架的环流导致涡旋并随之出现噪声。下面借助附图举例进一步详细说明本专利技术。附图中附图说明图1示出根据本专利技术的具有一个放电管的装置的第一个实施方式；图2示出这种装置的第二个实施方式；图3示出这种装置的第三个实施方式，它具有一个附加的端接帽； 图4示出这种装置的第四个实施方式，它具有一个变型的端接帽； 图5示出根据本专利技术的具有多个放电管的装置的第一个实施方式；图6示出这种装置的第二实施方式；图7示出根据本专利技术的具有一个放电管的装置的另一个商用实施 方式。首先详细说明图l中简要示出的第一种根据本专利技术的装置。它具 有一个由电介质材料构成的放电管l，在其内部装有一个内部的、棒状的实心电极2。第二个电极3包围着放电管1，可以是直接包围放电 管或者具有径向间距。这里该电极3特别具有优点地被构造成同心的， 使得在内部的电极2、电介质构成的放电管1和外部的电极3构成一 个具有开放端面的、同轴的、并在横截面上同心的结构，在所述开放 端面处形成等离子体流。为此，内部电极l上施加了高电压，同时外 部电极3接地。按照本专利技术，在放电管1的末端设置了一个金属的放 电防护装置4。这里放电防护装置4同时也是气体软管5的支架，处 理气体通过这个软管传导。处理气体的流动方向如箭头所示。放电防 护装置4也是支架并用于连接高压电缆6。按照本专利技术的一个具有优 点的设计，这里还设置有一个由烧结材料构成的过滤器7。这个过滤 器7在后面还要详细说明。例如由鴒构成的内部电极2通过这个过滤器7被支撑，并固定在放电管1内部的中心位置上。在本专利技术的这个 实施方式中，放电防护装置4被如此构造，使用于气体软管5的金属 支架以一个角度a呈锥形地延伸，使得在支架边缘处的轴向电场明显 小于现有技术情况下具有恒定直径的空腔圆柱体时的电场。角度a取 决于最大工作电压及气体软管5的直径与放电管1的直径之比。特别 具有优点的是，放电防护装置4的所有边棱、特别是在支架范围内的 边棱被倒圆，以避免高的电场。通过应用图l所示气体软管5与放电管l之间的过滤器7抑制了 可能由涡旋产生的噪声。在通过过滤器7之后，气流是基本分层的和 平稳的。同样如图l所示，过滤器7可以以一种特殊的实施方式，例 如当由烧结青铜构成时，同时被用作内部电极2的支架。此外在过滤 器7的背面区域中，背对着处理气体的流动方向形成一个背压，它同 样对所希望的寄生放电抑制产生影响，因为处理气体的点火场强是主 要压力的函数。如果认为在所谓巴申曲线(Paschenkurve )的右边分 支上，则用提高压力来提升气体的点火电压。这种关系是本领域技术 人员所熟悉的。图2示出本专利技术所述装置的第二个实施方式，其中放电防护装置 4被设计为不同形式。在这个实施方式中，在放电防护装置4中设置 了一个直径为d且深度为t的孔。在这个实施方式中同样实现了在支 架边缘处有明显更小的轴向电场。在本专利技术框架内也可设想其它实施 方式的放电防护装置4，例如代替角度a，采用阶梯形的延伸。图3示出本专利技术所述装置的另一实施方式。与现有技术不同，这 里外部的接地电极3不再直接置于放电管l上，而是与放电管有一定 的径向间距。此外，在这个实施方式中在放电管1的开放端设置有一 个由电介质构成的端接帽8。所述端接帽8例如由聚四氟乙烯或其它 具有相应热稳定性和机械稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生等离子流的装置，具有至少一个放电管（１），通过一个气体软管（５）馈送的处理气体流过所述放电管，其中放电管（１）的壁由电介质材料构成，并且其中第一个电极（２）构造成实心的，并且以它在其纵向方向延伸的形式被设置在放电管（１）内部的中心处，其中第二个电极（３）在轴向方向上同心地围绕着放电管（１）的壁设置，使得第一个电极（２）、放电管（１）和第二个电极（３）构成一个具有开放端面的、同轴的、并在横截面上同心的结构，在所述开放端面处可产生等离子流，其特征在于，一个由导电材料构成的放电防护装置（４）被设置在放电管（１）上，这个放电防护装置与第一个电极（２）相连接，所述放电防护装置（４）接纳气体软管（５）的开放端，并且放电防护装置（４）的朝向气体软管（５）的开放端的一侧如此延伸，使得它以一个中间间隙包围所述气体软管（５）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德列伊格纳特科夫，简斯雷克，
申请(专利权)人：赖茵豪森机械制造公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]