專利名稱：便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種等離子體發(fā)生裝置，尤其涉及一種便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器。
背景技術(shù)：
大多數(shù)等離子體輝光放電需要使用惰性氣體或者惰性氣體和氧氣的混合氣體，或者需要外加氣流來得到穩(wěn)定的放電效果。傳統(tǒng)上，如果用空氣作為工作氣體，需要很高的電壓，或者會產(chǎn)生很高的溫度，即熱平衡等離子體。這樣極大的限制了等離子體射流的應(yīng)用范圍，如人體傷口殺菌的處理、牙齒的美白去污等。因此研究在低溫大氣壓下空氣等離子體均衡、穩(wěn)定的等離子體射流放電技術(shù)具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。目前已經(jīng)出現(xiàn)幾種典型的非熱平衡等離子體發(fā)生裝置:如微波放電非熱平衡等離子體發(fā)生裝置、交流非熱平衡等離子體發(fā)生裝置和脈沖直流非熱平衡等離子體發(fā)生裝置。其中，微波放電非熱平衡等離子體發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，其形成的等離子體面較小且產(chǎn)生的等離子體噴流溫度也偏高，這樣極大的限制了其應(yīng)用范圍，而且容易發(fā)生弧光放電，具體應(yīng)用時存在安全隱患。交流非熱平衡等離子體發(fā)生裝置的電極通常裸露在外部空間中，并與容納其的外殼直接接觸，在實際應(yīng)用中極不安全。而脈沖直流非熱平衡等離子體射流的結(jié)構(gòu)則更為復(fù)雜，其成本也更高。此外，目前現(xiàn)有的等離子體發(fā)生裝置分立部件較多，攜帶不便。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低、形成的等離子體面大且安全性能好的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器。為達到上述目的，本實用新型提供了一種便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，包括高壓直流電源發(fā)生裝置以及為其供電的儲能電池，還包括阻燃性絕緣介質(zhì)容器，所述儲能電池和所述高壓直流電源發(fā)生裝置設(shè)置于一便攜式箱體內(nèi)，所述阻燃性絕緣介質(zhì)容器的前端面中部開有第一凹槽，所述第一凹槽的槽底中部開有縱向凹槽，所述縱向凹槽內(nèi)安裝有正電極，所述正電極的后端與所述高壓直流電源發(fā)生裝置的正極相連，所述正電極的前端為放電端，所述阻燃性絕緣介質(zhì)容器的前端面上在位于其第一凹槽的左右兩側(cè)分別開有一個橫向凹槽，兩個所述橫向凹槽相對于所述第一凹槽軸對稱分布，所述橫向凹槽內(nèi)安裝有一負電極，所述負電極的遠離所述第一凹槽的一端與所述高壓直流電源發(fā)生裝置的負極相連，而其另一端為放電端。本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，所述阻燃性絕緣介質(zhì)容器可根據(jù)需要呈層疊式設(shè)置多個，每個所述阻燃性絕緣介質(zhì)容器的內(nèi)部設(shè)置均與上述的單個阻燃性絕緣介質(zhì)容器相同。本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，所述正電極與高壓直流電源發(fā)生裝置的正極之間，以及所述負電極與高壓直流電源發(fā)生裝置的負極之間串聯(lián)有限流電阻。本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，所述限流電阻的阻值為IOM歐姆。本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，所述高壓直流電源發(fā)生裝置由依次相連的DC-DC變換器和高壓直流生成電路構(gòu)成。本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，所述第一凹槽的深度為2mm，所述正電極的放電端與位于同一阻燃性絕緣介質(zhì)容器上的第一凹槽的開口處之間的距離為3 4mm，同一阻燃性絕緣介質(zhì)容器上的兩個負電極之間的距離為4cm。本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，所述第一凹槽內(nèi)安裝有射流噴嘴，所述射流噴嘴的外形為橢圓形、矩形或其他多邊形中的一種。本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，所述高壓直流電源發(fā)生裝置的輸出為12KV 17KV的高壓直流或脈沖直流。本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器包括高壓直流電源發(fā)生裝置以及為其供電的儲能電池，還包括阻燃性絕緣介質(zhì)容器，阻燃性絕緣介質(zhì)容器內(nèi)嵌有單個正電極和兩個對稱分布的負極型電極，從而構(gòu)成了一個結(jié)構(gòu)簡單成本較低的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，由于正電極內(nèi)嵌于阻燃性絕緣介質(zhì)容器，其不僅安全而且可以避免發(fā)生弧光放電。此外，本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器電離激發(fā)時，正電極隨機與其中一負電極先行輝光放電，進而激發(fā)正電極與另外一負電極放電，最終形成均衡放電的等離子體刷，這與一對正負電極放電相比，其形成的等離子體面增大一倍。此外，由于儲能電池和高壓直流電源發(fā)生裝置設(shè)置于一便攜式箱體內(nèi)，攜帶較為方便。

圖1為本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器中阻燃性絕緣介質(zhì)容器的結(jié)構(gòu)剖視圖(未安裝電極和射流噴嘴);圖3為本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細描述:參考圖1所示，本實施例的參考圖1和圖2所示，本實施例的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器包括高壓直流電源發(fā)生裝置2以及為其供電的儲能電池1，還包括阻燃性絕緣介質(zhì)容器4。其中，儲能電池I和高壓直流電源發(fā)生裝置2設(shè)置于一便攜式箱體8內(nèi)，阻燃性絕緣介質(zhì)容器4的前端面中部開有深度為2mm的第一凹槽401，第一凹槽401的槽底中部開有縱向凹槽402，縱向凹槽402內(nèi)安裝有正電極6，正電極6的放電端與第一凹槽401的開口處之間的距離為約3 4mm，正電極6的后端與高壓直流電源發(fā)生裝置2的正極相連，正電極6的前端為放電端，阻燃性絕緣介質(zhì)容器4的前端面上在位于其第一凹槽401的左右兩側(cè)分別開有一個橫向凹槽403,兩個橫向凹槽403相對于第一凹槽401軸對稱分布,橫向凹槽403內(nèi)安裝有一負電極5,負電極5的遠離第一凹槽401的一端與高壓直流電源發(fā)生裝置2的負極相連，而其另一端為放電端，兩個負電極5之間的距離為4cm。其中，正電極6與高壓直流電源發(fā)生裝置2的正極之間，以及負電極5與高壓直流電源發(fā)生裝置2的負極之間串聯(lián)有阻值為IOM歐姆的限流電阻3，以利于限制放電電流，同時減小等離子體刷噴出的射流間電位差，便于人體直接接觸。此外，第一凹槽401內(nèi)可以安裝有控制射流面的射流噴嘴7，該射流噴嘴7的外形為橢圓形、矩形或其他多邊形中的一種。上述的高壓直流電源發(fā)生裝置2由依次相連的DC-DC變換器和高壓直流生成電路構(gòu)成，高壓直流電源發(fā)生裝置2的輸出為12KV 17KV的高壓直流或脈沖直流。如圖3所示，在本實用新型的另一實施例中，上述的阻燃性絕緣介質(zhì)容器4可根據(jù)需要呈層疊式設(shè)置多個，每個阻燃性絕緣介質(zhì)容器4的內(nèi)部設(shè)置均與上述單個阻燃性絕緣介質(zhì)容器4相同，從而進一步擴展了形成的等離子體的面積。本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器的射流強度較大、放電均勻，同時噴射出來的等離子體屬于非熱力學(xué)平衡的低溫等離子體。根據(jù)不同的具體應(yīng)用，選擇不同的驅(qū)動電源和不同的工作氣體，噴射出來的等離子體噴流溫度可以改變，可以低于室溫、接近室溫或高于室溫。同時噴射出來的等離子體含有的活性物質(zhì)成份的種類及數(shù)量也可以根據(jù)具體應(yīng)用進行選擇，并可以實現(xiàn)常溫常壓下、空氣中大規(guī)模大面積的具體應(yīng)用。因此可以很方便的在常溫常壓下對物品或各種異形物品進行刻蝕、鍍膜、表面改性、表面冶金和殺菌消毒等處理，極大的拓寬了等離子體射流技術(shù)的應(yīng)用范圍，具有很強的現(xiàn)實意義和美好的應(yīng)用前景。以上的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應(yīng)落入本實用新型的權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，其特征在于，包括高壓直流電源發(fā)生裝置(2)以及為其供電的儲能電池(1)，還包括阻燃性絕緣介質(zhì)容器(4)，所述儲能電池(I)和所述高壓直流電源發(fā)生裝置(2 )設(shè)置于一便攜式箱體(8 )內(nèi)，所述阻燃性絕緣介質(zhì)容器(4 )的前端面中部開有第一凹槽(401)，所述第一凹槽(401)的槽底中部開有縱向凹槽(402)，所述縱向凹槽(402)內(nèi)安裝有正電極(6)，所述正電極(6)的后端與所述高壓直流電源發(fā)生裝置(2)的正極相連，所述正電極(6)的前端為放電端，所述阻燃性絕緣介質(zhì)容器(4)的前端面上在位于其第一凹槽(401)的左右兩側(cè)分別開有一個橫向凹槽(403),兩個所述橫向凹槽(403)相對于所述第一凹槽(401)軸對稱分布,所述橫向凹槽(403)內(nèi)安裝有一負電極(5)，所述 負電極(5)的遠離所述第一凹槽(401)的一端與所述高壓直流電源發(fā)生裝置(2)的負極相連，而其另一端為放電端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述阻燃性絕緣介質(zhì)容器(4)可根據(jù)需要呈層疊式設(shè)置多個，每個所述阻燃性絕緣介質(zhì)容器(4)的內(nèi)部設(shè)置均與上述的單個阻燃性絕緣介質(zhì)容器(4)相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述正電極(6)與高壓直流電源發(fā)生裝置(2)的正極之間，以及所述負電極(5)與高壓直流電源發(fā)生裝置(2)的負極之間串聯(lián)有限流電阻(3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述限流電阻(3)的阻值為IOM歐姆。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述高壓直流電源發(fā)生裝置(2)依次相連的DC-DC變換器和高壓直流生成電路構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述第一凹槽(401)的深度為2mm，所述正電極(6)的放電端與位于同一阻燃性絕緣介質(zhì)容器(4)上的第一凹槽(401)的開口處之間的距離為3 4mm，同一阻燃性絕緣介質(zhì)容器(4)上的兩個負電極(5)之間的距離為4cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述第一凹槽(401)內(nèi)安裝有射流噴嘴(7)，所述射流噴嘴(7)的外形為橢圓形、矩形或其他多邊形中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述高壓直流電源發(fā)生裝置(2)的輸出為12KV 17KV的高壓直流或脈沖直流。
專利摘要本實用新型公開了一種便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，其包括高壓直流電源發(fā)生裝置以及為其供電的儲能電池，還包括阻燃性絕緣介質(zhì)容器，儲能電池和高壓直流電源發(fā)生裝置設(shè)置于一便攜式箱體內(nèi)，阻燃性絕緣介質(zhì)容器內(nèi)嵌有單個正電極和兩個對稱分布的負極型電極，從而構(gòu)成了一結(jié)構(gòu)簡單成本較低的便攜式的大氣壓空氣等離子體發(fā)生器，由于正電極內(nèi)嵌于阻燃性絕緣介質(zhì)容器，其不僅安全而且可以避免發(fā)生弧光放電。此外，本實用新型的便攜式大氣壓空氣等離子體發(fā)生器電離激發(fā)時，正電極隨機與其中一負電極先行輝光放電，進而激發(fā)正電極與另外一負電極放電，最終形成均衡放電的等離子體刷，這與一對正負電極放電相比，其形成的等離子體面增大一倍。
文檔編號H05H1/26GK203086834SQ20132007607
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月18日
發(fā)明者陳兆權(quán), 李平, 鄭曉亮, 杜志文, 王球, 王悅, 胡業(yè)林 申請人:安徽理工大學(xué)