一种连续处理纱线材料的等离子体系统的制作方法

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一种连续处理纱线材料的等离子体系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及等离子体技术应用技术领域,特别涉及一种连续处理纱线材料的等离子体系统。
【背景技术】
[0002]等离子体技术,是应用等离子体发生器产生的部分电离等离子体完成一定工业生产目标的手段。将等离子体技术应用于纺织行业,其中一种较为常用的是大气压介质阻挡放电技术。该技术将其中一个或两个电极用绝缘介质覆盖,或将介质直接悬挂在放电空间,或采用颗粒状的介质填充其中,当在两个放电电极之间充满某种工作气体,并在两电极间施加104?10 6V电压,采用500W?1KW高频或脉冲电源激发工作气体可产生丝状放电等离子体,主要电极形式为平板电极。该种方法主要是丝状放电,存在处理不均匀,容易灼烧纤维等缺点。
[0003]另一种较为常用的是采用功率1KW?10KW的射频或高频电源激发真空室内的微量气体产生低气压等离子体,这种方法的优点是能产生均匀稳定的辉光放电,对纺织材料处理均匀,效果较好。但是由于低气压等离子体的运行需抽真空、设备投资大、操作复杂,不适于连续状纱线材料的加工处理。

【发明内容】

[0004]本发明提供一种连续处理纱线材料的等离子体系统,以解决上述问题。
[0005]本发明实施例提供了一种用于连续处理纱线材料的等离子体系统,包括高频电源、气体流量计、等离子体放电管以及进气管道;
[0006]等离子体放电管包括中空的介质管、内置于介质管的高压电极、均匀缠绕在介质管外部的地电极和位于介质管两端的一对绝缘塞;绝缘塞的横截面上设置有多个用于让纱线通过且使介质管管腔内的气体流出的小孔;
[0007]高频电源与高压电极和地电极电连接;
[0008]进气管道与介质管连通;
[0009]气体流量计设置于进气管道上,用于监测并调控进气管内的气体流量。
[0010]其中,介质管为直的石英管。
[0011]其中,绝缘塞的横截面中心位置设有中心通孔,高压电极插入中心通孔并固定。
[0012]其中,还包括纱线传送装置,该装置包括退绕、传动导辊、张力控制装置以及卷绕槽筒和卷绕装置台架。
[0013]其中,还包括设备台架,用于放置所述高频电源、气体流量计、等离子体放电管,以及固定传动导车昆。
[0014]其中,绝缘塞上的小孔的数量为1?20。
[0015]其中,还包括用于保护等离子体放电管及防止人体触电的安全防护罩,罩在等离子体放电管的外部,为绝缘安全防护罩。
[0016]其中,高频电源的功率为0?500W,频率为10?20KHZ,电压为0?10KV。
[0017]其中,用于处理芳纶时,高频电源的电压5KV,功率100W,通入氩气流量lL/min,氧气流量0.lL/min。
[0018]其中,用于处理100英支纯棉精纺纱线时,高频电源的电压5KV,功率80W,通入氩气流量lL/min0
[0019]本发明实施例提供了一种连续处理纱线材料的等离子体系统,设有管状介质层,高压电极内置于介质管,地电极缠绕在介质管外部,介质管两端设有绝缘塞,绝缘塞上设置有多个让纱线通过的小孔,进气管道与介质管连通,这样将两个电极以及介质层集合为一简单的中空复合管状结构,其管腔则是等离子体产生环境,纱线可通过绝缘塞上的孔经过管腔内部连续传动,管腔内的等离子体可均匀充分地对纱线进行作用,可实现对纱线材料的加工处理,其结构简单而高效,可在通入少量氩气、氦气或者氧气甚至仅使用空气的情况下产生均匀的辉光或半辉光放电等离子体,节约成本。
【附图说明】
[0020]图1为本发明提供的用于连续处理纱线材料的等离子体系统的一个实施例的结构示意图;
[0021]图2为本发明实施例提供的等离子体放电管的示意图;
[0022]图3为本发明实施例提供的绝缘塞以及高压电极的横截面示意图。
【具体实施方式】
[0023]本发明实施例提供了一种用于连续处理纱线材料的等离子体系统。该系统包括高频电源、气体流量计、等离子体放电管以及进气管道。
[0024]等离子体放电管包括中空的介质管、内置于介质管的高压电极、均匀缠绕在介质管外部的地电极和位于介质管两端的一对绝缘塞;绝缘塞的横截面上设置有多个用于让纱线通过且使介质管管腔内的气体流出的小孔。
[0025]高频电源与高压电极和地电极电连接;进气管道与介质管连通;气体流量计设置于进气管道上,用于监测并调控进气管内的气体流量。
[0026]优选地,作为一种可实施方式,参见图1所示,该系统包括:
[0027]一个高频电源1,功率0?500W,频率10?20KHZ,电压0?10KV ;两个数显式气体流量计2 ;呈T型的等离子体放电管4 ;以及配套的进气管道3。进气管道3内部实心箭头所指方向为气体流动方向。
[0028]其中,T型等离子体放电管4为等离子体激发装置,结构如图2所示,采用电感式单介质阻挡亚辉光等离子体放电结构,包括:一根中空石英管A,进气管道垂直于石英管而且与石英管管腔连通,二者组成T字型。进气管道上设有一个进气接头C。石英管A两端设有一对绝缘开孔塞B。
[0029]其中,中空石英管A可以和进气接头C以下的进气管道一体成型。
[0030]中空石英管的管腔直径为1cm?10cm之间,石英管的管壁厚度在0.1cm?0.5cm之间。
[0031]石英管A内置一个高压电极D及一个缠绕在石英管外面的地电极E。优选地,地电极均匀地呈螺旋状缠绕在石英管外部。
[0032]其中,绝缘塞如图3所示,绝缘塞B中心设有中心通孔,高压电极D的两端分别插入两个绝缘塞的中心通孔,可固定高压电极D,中心通孔四周设有小孔F,用于让纱线通过以及供工作气体流出。小开孔F的数量根据实际需要可在1?20之间选用,本发明实施例不列举。
[0033]优选地,该系统还包括安全防护罩8,用以保护T型等离子体放电管及防止人体触电。
[0034]优选地,还包括设备台架5,用以放置等离子体放电管、安全防护罩,以及安装纱线传动导辊7。
[0035]该系统还设有一套纱线传送装置,具体地,同样参见图1所示,包括退绕6,传动导辊7,张力控制装置9以及卷绕槽筒10、卷绕装置台架11。图1中所示空心箭头为纱线传动方向。
[0036]纱线传送装置可方便地调节纱线卷绕速度,对纱线运行速度进行控制。其中,卷绕槽筒10可调控纱线传送速度。
[0037]等离子体处理过程为:纱线从退绕纱筒6退绕后,经导辊7、绝缘塞小开孔F进入管状常压等离子体发生装置进行处理,主要工作参数为:电源功率:0?500W ;频率:10?20KHZ ;电压:0?10KV ;处理速度:0?50m/min ;气体流量:0?5L/min。纱线经等离子体处理后,从另一端绝缘塞的开孔出来,经传动导辊7和纱线张力控制装置9后,经卷绕槽筒10进行卷绕。
[0038]在实际生产过程中,优选地,为了提高生产效率,等离子体放电管4的数量可以为多个,即同一高频电源对应多个等离子体放电管4,多个内置的高压电极并联在高频电源的正极,多个地电极则并联在高频电源的负极。同时设置与之配套的进气管道和气体流量计,这样一台该系统能够处理的纱线数量则成倍增长,生产效率成几倍增加。
[0039]例如,将100英支纯棉精纺纱线从退绕纱筒6退绕后,经导辊7后进入管状常压等离子体发生装置进行处理,电压设为5KV,功率设为80W,通入氩气流量lL/min,处理速度10m/min。纱线经等离子体处理后,经导辊和纱线张力控制装置9后
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