專(zhuān)利名稱(chēng)：旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用氣體電弧放電實(shí)現(xiàn)的等離子表面處理裝置， 尤其涉及一種旋轉(zhuǎn)式的等離子表面處理裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，等離子表面處理裝置一般都是運(yùn)用二個(gè)處在同一平面 上，且方向相對(duì)的固定電極之間的氣體放電的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于這種電 弧放電方式具有在常壓下運(yùn)行的特點(diǎn)，因此已在許多領(lǐng)域內(nèi)使用。但是，由于這種現(xiàn)有的等離子表面處理裝置在放電時(shí)產(chǎn)生的電弧不穩(wěn) 定，且為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的放電模式能夠電離空氣的區(qū)域僅發(fā)生在二點(diǎn)之間的一條 線(xiàn)上，這樣只有部分空氣被電離，所以所形成的等離子密度較小，因此當(dāng) 用等離子氣體處理工件表面時(shí)，處理效果就比較差，或者根據(jù)就沒(méi)有產(chǎn)生 處理效果；另外，由于電弧放電電離空氣時(shí)，空氣中的正負(fù)離子會(huì)四處流 動(dòng)形成電流，因此會(huì)在電極周?chē)?0厘米范圍內(nèi)形成感應(yīng)磁場(chǎng)，從而引起 靜電感應(yīng)；除此以外，固定噴嘴09孔處理面積小，而且等離子氣體的溫 度可達(dá)150攝氏度，對(duì)熱敏性材料的表面處理可能發(fā)生熱損傷。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理 裝置，可產(chǎn)生高等離子密度、無(wú)靜電感應(yīng)、處理面積大，且等離子氣體溫 度較低的等離子體射流，從而能夠達(dá)到更好的工件表面處理效果，提高處理效率。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處 理裝置，包括地電極04，且該地電極04的內(nèi)部為一空心的腔體，并且該 地電極04與 一主動(dòng)電機(jī)01傳動(dòng)連接在一起；在所述地電極04底部腔壁的中 軸線(xiàn)處設(shè)有噴嘴09，并且該噴嘴09的中心線(xiàn)與所述中軸線(xiàn)間具有一夾角；一正電極09與電源相連，且該正電極09固定在所述地電極04腔體內(nèi)的中軸 線(xiàn)處，而且該正電極09的底部與所述地電極04的底部腔壁的距離為該正電 極09頂部直徑的1 2倍。本實(shí)用新型由于采用了上述技術(shù)方案，具有這樣的有益效果，即通過(guò) 將電弧放電的兩個(gè)電極分別設(shè)計(jì)成固定的正電極09和可旋轉(zhuǎn)的地電極04， 使得當(dāng)所述正電極09和地電極04之間進(jìn)行電弧放電時(shí)，放電區(qū)域呈圓錐形， 且該放電區(qū)域的截面呈圓形或圓環(huán)形，從而增加了等離子體射流密度，進(jìn) 而提高了對(duì)工件表面的處理效果；另外，由于噴嘴09設(shè)計(jì)成以一定的夾角 外傾，因此大大提升了對(duì)工件的處理面積，提到了工件表面的處理效率； 并且，由于地電極04是可旋轉(zhuǎn)的，使得等離子體射流在旋轉(zhuǎn)時(shí)可不斷與環(huán) 境中的冷空氣接觸，從而起到了降低等離子體射流溫度的目的，避免了對(duì) 熱敏材料表面進(jìn)行改性處理時(shí)引起熱損傷，擴(kuò)大本實(shí)用新型所述裝置所適 用材料的范圍；另外，等離子體射流從噴嘴09中混合噴射出時(shí)，被電離的 正負(fù)離子及中性粒子總體呈電中性，因此避免了靜電感應(yīng)情況的發(fā)生。該 裝置還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)。


以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型所述旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置一個(gè)實(shí)施例的 結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型所述旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，為本實(shí)用新型所述旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，地電極04優(yōu)選為圓柱形和倒圓臺(tái)形的 一體化組合，且該地電極04內(nèi)部為空心的，因此該地電極04的內(nèi)部為呈 圓柱和倒圓臺(tái)組合形狀的腔體;所述地電極04與一主動(dòng)電機(jī)01傳動(dòng)連接， 從而使得所述地電極04可通過(guò)齒輪傳動(dòng)或者皮帶傳動(dòng)等方式，在所述主 動(dòng)電機(jī)Ol的帶動(dòng)下進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，優(yōu)選地，其轉(zhuǎn)速為1000 3000轉(zhuǎn)/分 鐘；在一優(yōu)選實(shí)施例中，地電極04通過(guò)皮帶傳送的方式與主動(dòng)電機(jī)01 進(jìn)行連接，從而起到降低旋轉(zhuǎn)噪聲的作用。為了使得所述地電極04能夠 很好的接地，可在該地電極04的腔壁上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)電刷。在所述地 電極04底部的中軸線(xiàn)處設(shè)有一噴嘴09，且所述噴嘴09為呈圓柱形或者 倒圓臺(tái)形的斜孔，該斜孔的中心線(xiàn)與所述地電極04的中軸線(xiàn)間具有一0 35度的夾角，這樣當(dāng)噴嘴09隨著地電極04旋轉(zhuǎn)時(shí)，從該噴嘴09噴射出 的等離子體射流會(huì)在被處理工件表面掃射出一個(gè)直徑約為5 50mm的圓 形或者圓環(huán)形的等離子射流處理面，從而大大提升了被處理工件的表面處 理面積，進(jìn)而提高了對(duì)工件表面的處理效率。另外，由于所述噴嘴09與 中軸線(xiàn)間具有一定的傾斜角度，使得等離子體射流在旋轉(zhuǎn)時(shí)，可不斷地與 環(huán)境中的冷空氣進(jìn)行接觸，從而起到了降低等離子體射流溫度的作用，經(jīng)測(cè)量等離子體射流的溫度可降低到70。C 80。C左右。因此，本發(fā)明所述等 離子表面處理裝置就可以用處理熱敏材料的表面，而不用擔(dān)心在進(jìn)行等離 子表面處理時(shí)，對(duì)所述熱敏材料表面造成熱損傷了，從而使得本發(fā)明所述 等離子表面處理裝置能夠適用的材料范圍更為豐富。在一個(gè)實(shí)施例中，所 述噴嘴09為開(kāi)設(shè)在所述地電極04底部腔壁的中軸線(xiàn)處的斜孔;在另一個(gè) 實(shí)施例中，如圖2所示，所述噴嘴09為開(kāi)設(shè)在一等離子噴射器件11上的 斜孔，且所述等離子噴射器件11通過(guò)螺紋連接于所述地電極04底部的中 軸線(xiàn)處。一正電極09固定在所述地電極04腔體內(nèi)的中軸線(xiàn)處，其形狀可為倒 圓錐形、倒圓臺(tái)形或者為圓柱與倒圓臺(tái)組合而成的一體化形狀，且該正電 極09的底部與所述地電極04的底部腔壁的距離為該正電極09頂部直徑 的1 2倍。所述電源(圖中未示)與該正電極09連接在一起，用于為所 述正電極09提供一頻率為10 30KHz、電壓為10 20KV的的電壓信號(hào)， 所述電壓信號(hào)可以是任意在上述頻率范圍內(nèi)的正弦波、脈沖波或者方波等 頻率信號(hào)。在所述正電極09頂部安裝有一圓盤(pán)形的固定平面08，可起到 縱向固定所述正電極09的作用，在所述固定平面08四周的邊緣附近開(kāi)設(shè) 有多個(gè)壓縮空氣進(jìn)氣孔06，從而使得壓縮空氣02可以通過(guò)這些壓縮空氣 進(jìn)氣孔06進(jìn)入所述地電極04形腔體內(nèi)部；在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述壓 縮空氣進(jìn)氣孔06相對(duì)所述地電極04的中軸線(xiàn)也傾斜有一定的角度，優(yōu)選 地該角度在30° 60°范圍內(nèi)，這樣當(dāng)?shù)仉姌O04旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)該壓縮空氣 進(jìn)氣孔06進(jìn)入到所述地電極04腔體內(nèi)部的壓縮空氣02也具有旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)， 從而形成渦旋，以使得空氣能夠充分電離。 一定位軸套07與所述地電極04通過(guò)軸承03連接在一起， 一呈圓筒形的絕緣體05固定在該定位軸套 07的底部，用于隔離所述地電極04與所述正電極09，從而起到防止所述 正電極09和地電極04間發(fā)生短路現(xiàn)象的作用，所述絕緣體05的材料可 以是陶瓷或者聚四氟乙烯等。所述固定平面08則固定在所述絕緣體05 的底部，因此所述定位軸套07與所述固定平面08結(jié)合在一起，起到了將 所述正電極09固定在所述等離子表面處理裝置的期望位置(即地電極04 的中軸線(xiàn)處，且該正電極09的底部與所述地電極04的底部腔壁的距離為 該正電極09頂部直徑的1 2倍)的作用。為了實(shí)現(xiàn)報(bào)警和監(jiān)測(cè)的功能，還可在本發(fā)明所述等離子表面處理裝置 中附加專(zhuān)門(mén)的報(bào)警和監(jiān)測(cè)等功能性部件。根據(jù)上面的描述，對(duì)于本實(shí)用新型所述等離子表面處理裝置，當(dāng)通過(guò) 所述電源將一高頻電壓施加到正電極09上之后，會(huì)在所述正電極09的底 部和地電極04的底部之間形成一個(gè)圓錐狀的電場(chǎng)，在該圓錐狀的電場(chǎng)中 充滿(mǎn)了空氣。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到電離空氣的強(qiáng)度時(shí)，通過(guò)壓縮空氣進(jìn)氣孔 06進(jìn)入地電極04腔體內(nèi)部的壓縮空氣02將被電離，從而產(chǎn)生等離子氣 體。當(dāng)正電極09和地電極04之間進(jìn)行電弧放電時(shí)，正電極09和地電極 04之間將形成一放電通路，從而使得正電極09和地電極04之間的空氣 能夠被充分電離，產(chǎn)生等離子氣體；同時(shí)，由于這時(shí)地電極04在主動(dòng)電 機(jī)01的帶動(dòng)下作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得等離子氣體從噴嘴09噴出形成等離 子氣體的放電區(qū)域，由于所述噴嘴09和地電極04的中軸線(xiàn)間具有一定的 夾角，所以當(dāng)噴嘴09隨著地電極04旋轉(zhuǎn)時(shí)，等離子體射流在被處理工件表面掃射出的是呈圓形或者圓環(huán)形的等離子射流處理面，因此等離子體射 流的密度較大，足以處理處理各種工件的表面，達(dá)到較好的工件表面改性 的處理效果。當(dāng)?shù)入x子體射流在壓力作用下從噴嘴09中混合噴射出時(shí)，被電離的 正負(fù)離子及中性粒子總體呈電中性，所以避免了靜電感應(yīng)情況的發(fā)生。
權(quán)利要求1、一種旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置，其特征在于，包括地電極(04)，且該地電極(04)的內(nèi)部為一空心的腔體，并且該地電極(04)與一主動(dòng)電機(jī)(01)傳動(dòng)連接在一起；在所述地電極(04)底部腔壁的中軸線(xiàn)處設(shè)有噴嘴(09)，并且該噴嘴(09)的中心線(xiàn)與所述中軸線(xiàn)間具有一夾角；一正電極(09)與電源相連，且該正電極(09)固定在所述地電極(04)腔體內(nèi)的中軸線(xiàn)處，而且該正電極(09)的底部與所述地電極(04)的底部腔壁的距離為該正電極(09)頂部直徑的1～2倍。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置，其特征在于， 在所述正電極(09)的頂部安裝有一固定平面(08)，且在所述固定平面(08)四周的邊緣處開(kāi)設(shè)有多個(gè)壓縮空氣進(jìn)氣孔(06)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置，其特征在于， 所述壓縮空氣進(jìn)氣孔(06)與所述地電極(04)的中軸線(xiàn)間具有一傾斜角 度。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置， 其特征在于，該裝置包括與所述地電極(04)通過(guò)軸承(03)連接在一 起的一定位軸套(07)，且在所述定位軸套(07)的底部固定有一絕緣體(05)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置，其特征在于， 所述絕緣體(05)的材料為陶瓷或者聚四氟乙烯。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置， 其特征在于，在所述地電極(04)的腔壁上設(shè)有一個(gè)或多有電刷。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置，其特征在于， 所述地電極(04)與所述主動(dòng)電機(jī)(01)通過(guò)皮帶傳動(dòng)連接在一起。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置，其特征在于， 所述噴嘴(09)為一呈圓柱形或者倒圓臺(tái)形的斜孔，且該斜孔的中心線(xiàn)與 所述地電極(04)的中軸線(xiàn)間的夾角為0 35。。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置，其特征在于， 所述噴嘴(09)為開(kāi)設(shè)在所述地電極(04)底部腔壁的中軸線(xiàn)處的斜孔。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置，其特征在 于，所述噴嘴(09)為開(kāi)設(shè)在一等離子噴射器件(11)上的斜孔，所述等 離子噴射器件(11)通過(guò)螺紋連接于所述地電極(04)底部的中軸線(xiàn)處。
11、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置，其特征在于， 所述電源輸出頻率為10 30KHz、電壓為10 20KV的電壓信號(hào)，且所述電壓信號(hào)為正弦波、脈沖波或者方波信號(hào)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種旋轉(zhuǎn)噴射等離子表面處理裝置，包括地電極04，且該地電極04的內(nèi)部為一空心的腔體，并且與一主動(dòng)電機(jī)01傳動(dòng)連接在一起；在所述地電極04底部腔壁的中軸線(xiàn)處設(shè)有噴嘴09，并且該噴嘴09的中心線(xiàn)與所述中軸線(xiàn)間具有一夾角；一正電極09與電源相連，且該正電極09固定在所述地電極04腔體內(nèi)的中軸線(xiàn)處，而且該正電極09的底部與所述地電極04的底部腔壁的距離為該正電極09頂部直徑的1～2倍。通過(guò)該裝置可產(chǎn)生高等離子密度、無(wú)靜電感應(yīng)、處理面積大，且等離子氣體溫度較低的等離子體射流，從而能夠達(dá)到更好的工件表面處理效果，提高處理效率。
文檔編號(hào)H05H1/34GK201119113SQ20072014427
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者佘宣東, 姚志旭, 朱偉鋒 申請(qǐng)人:姚志旭;朱偉鋒;佘宣東;周 巍