大功率微波等离子体炬的结构制造技术

本发明专利技术公开了一种大功率微波等离子体炬的结构，耦合波导为矩形波导且矩形波导的内腔底面上形成有截面为直角梯形的凸台，凸台上开设有通孔，通孔穿透矩形波导的上下侧板；基座固接在通孔的下端，基座的上端安装有石英管，基座的下端固接有内套筒，外套筒套设并固定在内套筒外部，内电极固接在内套筒内部并延伸至石英管内；外套筒上沿切线方向形成有一对方向相反的边进气管，内套筒上沿周向方向形成有多个切向孔；喷管固接在通孔上端的矩形波导的上侧板上，炬帽可拆卸地连接在喷管上；波导法兰和短路板分别固接在耦合波导的左右两端。其产生的微波等离子体饱满均匀，效率高、工作稳定和寿命长，能够有效应用于对等离子体要求较高的场景中。的场景中。的场景中。

【技术实现步骤摘要】
大功率微波等离子体炬的结构


[0001]本专利技术涉及微波能应用
，具体地，涉及一种大功率微波等离子体炬的结构。

技术介绍

[0002]微波等离子体是一种无极放电的高电子密度和高电子温度的准平衡的低温等离子体，近些年来在化学气相沉积、材料表面改性、微电路制造、等离子喷涂和等离子化工等方面获得了极其广泛的应用，因此对不同功率和特性的微波等离子炬有着极大的需求。
[0003]但是，现有的等离子体炬的结构效率低下，工作不稳定，寿命较短，难以满足大功率微波的使用需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种大功率微波等离子体炬的结构，该大功率微波等离子体炬的结构产生的微波等离子体饱满均匀，具有效率高、工作稳定和寿命长的特点，能够有效应用于对等离子体要求较高的场景中。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种大功率微波等离子体炬的结构，该大功率微波等离子体炬的结构包括波导法兰、耦合波导、短路板、基座、石英管、喷管、炬帽、内套筒、外套筒、内电极和边进气管，其中，
[0006]耦合波导为矩形波导且矩形波导的内腔底面上形成有截面为直角梯形的凸台，凸台上开设有通孔，通孔穿透矩形波导的上下侧板；
[0007]基座固接在通孔的下端，基座的上端安装有石英管，基座的下端固接有内套筒，外套筒套设并固定在内套筒外部，内电极固接在内套筒内部并延伸至石英管内；
[0008]外套筒上沿切线方向形成有一对方向相反的边进气管，内套筒上沿周向方向形成有多个切向孔；
[0009]喷管固接在通孔上端的矩形波导的上侧板上，炬帽可拆卸地连接在喷管上；
[0010]波导法兰和短路板分别固接在耦合波导的左右两端。
[0011]优选地，基座通过钎焊焊料AgCu28焊接至通孔上。
[0012]优选地，喷管与通孔上端的矩形波导的上侧板焊接。
[0013]优选地，波导法兰和短路板分别焊接在耦合波导的左右两端。
[0014]优选地，内电极氩弧焊接在内套筒的内部。
[0015]优选地，外套筒焊接在内套筒的外部。
[0016]优选地，炬帽通过螺纹连接在喷管上。
[0017]根据上述技术方案，耦合波导内有圆柱形腔，在圆柱形腔内有筒状结构的内电极，构成了同轴线的结构。微波能通过波导法兰，进入耦合波导，通过波导同轴能量耦合，在圆柱形腔内产生强电磁场，从内电极和边进气管进入的空气在强电磁场中发生电离，产生等离子体从炬帽口喷出，形成饱和均匀的微波等离子体炬。微波能通过波导同轴能量耦合，在
圆柱形腔内产生强电磁场，具有较高的品质因数，低损耗，产生等离子体的效率高的特点。电离气体一部分通过内电极进入，可以对内电极进行冷却，同时内电极采用筒状结构，更有利于散热和减小电极的烧蚀，大大延长了炬的工作寿命。另一部分从边进气孔两路切向进入到由内套筒和外套筒组成的腔体后经内套筒侧壁上的切向孔进入到圆柱腔内，气体在圆柱腔内螺旋上升，使产生的等离子体具有非常均匀的特点，同时也大大降低了石英管和喷管内壁的温度，使炬工作更稳定。此外，等离子体从炬帽口喷出，对等离子进行一定的压缩，使等离子体炬具有更饱和的特点。
[0018]本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0019]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0020]图1是本专利技术提供的大功率微波等离子体炬的结构的示意图；
[0021]图2是图1中A
‑
A的剖视图；
[0022]图3是图1中B
‑
B的剖视图；
[0023]图4是本专利技术提供的耦合波导的剖视图；
[0024]图5是本专利技术提供的耦合波导的俯视图；
[0025]图6是图4中D
‑
D的剖视图；
[0026]图7是图5中C
‑
C的剖视图；
[0027]附图标记说明
[0028]1‑
波导法兰2
‑
耦合波导
[0029]3‑
短路板4
‑
基座
[0030]5‑
石英管6
‑
喷管
[0031]7‑
炬帽8
‑
内套筒
[0032]9‑
外套筒10
‑
内电极
[0033]11
‑
边进气管
具体实施方式
[0034]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0035]在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，“上、下、左、右、内、外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
[0036]参见图1，本专利技术提供一种大功率微波等离子体炬的结构，该大功率微波等离子体炬的结构包括波导法兰1、耦合波导2、短路板3、基座4、石英管5、喷管6、炬帽7、内套筒8、外套筒9、内电极10和边进气管11，其中，
[0037]耦合波导2为矩形波导且矩形波导的内腔底面上形成有截面为直角梯形的凸台，凸台上开设有通孔，通孔穿透矩形波导的上下侧板；
[0038]基座4固接在通孔的下端，基座4的上端安装有石英管5，基座4的下端固接有内套
筒8，外套筒9套设并固定在内套筒8外部，内电极10固接在内套筒8内部并延伸至石英管5内；
[0039]外套筒9上沿切线方向形成有一对方向相反的边进气管11，内套筒8上沿周向方向形成有多个切向孔；
[0040]喷管6固接在通孔上端的矩形波导的上侧板上，炬帽7可拆卸地连接在喷管6上；
[0041]波导法兰1和短路板3分别固接在耦合波导2的左右两端。
[0042]在本实施方式中，优选地，基座4通过钎焊焊料AgCu28焊接至通孔上。
[0043]在本实施方式中，优选地，喷管6与通孔上端的矩形波导的上侧板焊接。
[0044]在本实施方式中，优选地，波导法兰1和短路板3分别焊接在耦合波导2的左右两端。
[0045]在本实施方式中，优选地，内电极10氩弧焊接在内套筒8的内部。
[0046]在本实施方式中，优选地，外套筒9焊接在内套筒8的外部。
[0047]在本实施方式中，优选地，炬帽7通过螺纹连接在喷管6上。
[0048]在制作该大功率微波等离子体炬的结构时，选择的耦合波导2(如图4至图7所示)是在一个矩形波导的内腔底面上有一个截面是直角梯形的凸台，在凸台的上端有一个通孔，该通孔穿透矩形波导的上下侧板板。用钎焊焊料AgCu28将基座4钎焊在通孔的下端，将喷管6钎焊在通孔上端的矩形波导的上侧板上，将波导法兰1和短路板3分别焊接在耦合波导2的左右两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率微波等离子体炬的结构，其特征在于，所述大功率微波等离子体炬的结构包括波导法兰(1)、耦合波导(2)、短路板(3)、基座(4)、石英管(5)、喷管(6)、炬帽(7)、内套筒(8)、外套筒(9)、内电极(10)和边进气管(11)，其中，所述耦合波导(2)为矩形波导且所述矩形波导的内腔底面上形成有截面为直角梯形的凸台，所述凸台上开设有通孔，所述通孔穿透所述矩形波导的上下侧板；所述基座(4)固接在所述通孔的下端，所述基座(4)的上端安装有所述石英管(5)，所述基座(4)的下端固接有所述内套筒(8)，所述外套筒(9)套设并固定在所述内套筒(8)外部，所述内电极(10)固接在所述内套筒(8)内部并延伸至所述石英管(5)内；所述外套筒(9)上沿切线方向形成有一对方向相反的边进气管(11)，所述内套筒(8)上沿周向方向形成有多个切向孔；所述喷管(6)固接在所述通孔上端的所述矩形波导的上侧板上，所述炬帽(7)可拆卸地连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，贺兆昌，席洪柱，邓清东，郭起家，刘岩，俞畅，朱刚，查放，
申请(专利权)人：安徽华东光电技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：