方式】
[0018]以制造DLC塑料啤酒瓶的非真空DLC塑料容器生产装置为例，设计优化实施方案如下:
[0019]将高频偏压电源(1)负极通过导线(30)与位于不锈钢材料圆环形转动仓(8)侧面电刷(5)联通。电刷(5)利于与转动的圆环形转动仓(8)金属外壁导电接触，将高频偏压电源
(1)负极联通到不锈钢制成的圆筒形高频偏压电场负极(2)。高频偏压电源(1)正极通过导线(30)与位于圆环形转动仓(8)下方的电刷(6)联通。电刷(6)利于与转动的不锈钢金属圆环(32)导电接触，将高频偏压电源(1)正极联通到不锈钢制成的圆管形高频偏压电场正极
(3)。圆筒形高频偏压电场负极(2)直径略大于啤酒瓶直径，深度略大于啤酒瓶高度，利于完全容纳塑料啤酒瓶(16)。圆管形高频偏压电场正极(3)管径略小于塑料啤酒瓶(16)开口直径，利于插入塑料啤酒瓶内部。由于圆管形高频偏压电场正极(3)作为电极同时又作为气体导管(23)的末端，其长度须略小于塑料啤酒瓶(16)高度，这样可在塑料啤酒瓶(16)底部与气体导管(23)的末端之间留有一定的间隙，利于气体流出。采用聚四氟乙烯塑料制成的圆柱形绝缘塞(4)作为圆筒形高频偏压电场负极(2)的圆筒底面，再将插入圆柱形绝缘塞(4)中心位置的圆管形高频偏压电场正极(3)固定在圆筒形高频偏压电场负极(2)圆筒内的轴线位置，所构成的圆筒形沉积仓(29)，可以在圆筒形高频偏压电场负极(2)与圆管形高频偏压电场正极(3)之间形成圆柱体形高频偏压电场，利于在原料瓶(16)内壁沉积厚度均匀的类金刚石膜(33)。将塑料啤酒瓶(16)插入镀膜仓(29)时，通过位于塑料啤酒瓶(16)空腔内的圆管形高频偏压电场正极(3)向塑料啤酒瓶(16)内通入氩气惰性气体(19)，将塑料啤酒瓶(16)内空气排干净，然后，加载高频偏压电源(1)，再通入由甲烷与氢气混合制成的原料气体(18)，此时在塑料啤酒瓶(16)内会发生等离子体化学气相沉积类金刚石膜(33)反应。在高频偏压电场作用下，类金刚石(33)快速沉积在塑料啤酒瓶(16)内壁，成为DLC塑料啤酒瓶(17)。
[0020]采用不锈钢三通管(20)利于选择原料气源(18)或惰性气体气源(19)单独供气或混合两种气体供气。采用将不锈钢进气管(21)插入位于转轴(9)轴心的气体通道(22)，再通过与通道(22)联通的聚四氟乙烯材料绝缘充气管(23)向沉积仓(29)供气，解决了向处于圆周运动状态的沉积仓(29)供气的问题。电绝缘的聚四氟乙烯充气管(23)利于将沉积仓(29)与生产装置绝缘。采用不锈钢制成的长方体固定仓(7)将沉积系统密封，既利于将不锈钢制成的长方体固定仓(7)内空气排干净，又可以屏蔽高频偏压电场。由位于不锈钢制成的长方体固定仓(7)顶部的装料口(14)将塑料啤酒瓶(16)开口向下装入位于圆环形转动仓(8)顶部的沉积仓(29)。电动机(11)通过传动带(13)带动固定于转轴(9)上的皮带轮(10)及圆环形转动仓(8)同步转动，此时塑料啤酒瓶(16)由位装料口( 14)依次进入沉积仓(29)。
[0021]以圆环形转动仓(8)内安装10个沉积仓(29)，并且每只塑料啤酒瓶(16)在圆环形转动仓(8)旋转180度，至长方体固定仓(7)底部用时10秒钟完成沉积类金刚石膜(33)沉积，然后依靠自身重力由位于长方体固定仓(7)底部的出料口(15)脱离沉积仓(29)，进入成品仓(34)计算:圆环形转动仓(8)转动一圈，用20秒钟就可以完成10只塑料啤酒瓶(16)沉积类金刚石膜(33)。所以，该DLC塑料啤酒瓶生产装置设计产能为每秒0.5只，即单机日(24小时)产能为43，200只。
【主权项】
1.非真空DLC塑料容器(17)生产装置是采用惰性气体(19)隔离空气，使含碳气体(18)在高频偏压电场(29)作用下发生等离子体化学气相沉积反应，在塑料容器(16)内壁生成类金刚石(33)薄膜的技术设计的DLC塑料容器(17)生产装备，其独有的与现有技术不同的技术特征是非真空DLC塑料容器(17)生产装置由高频偏压系统、沉积系统、气体供应系统及控制系统四部分构成；高频偏压系统用于向沉积系统提供高频偏压电场，沉积系统用于解决不间断连续制造类金刚石膜(33)产品问题，气体供应系统用于提供惰性气体(19)隔离空气及提供等离子体化学气相沉积反应所需要的原料气体(18)，控制系统用于控制高频偏压系统、沉积系统、气体供应系统按照工艺程序运行。2.根据权利要求1所述的高频偏压系统，其特征是由高频偏压电源(1)、圆筒形高频偏压电场负极(2)、圆管形高频偏压电场正极(3)、圆柱形绝缘塞(4)、电刷(5)、电刷(6)、与电刷(6)接触的导电环(32)、及导线(30)构成;高频偏压电源(1)负极通过导线(30)与位于圆环形转动仓(8)侧面的电刷(5)联通，电刷(5)利于与转动的圆环形转动仓(8)金属外壁接触，将高频偏压电源(1)负极联通到圆筒形高频偏压电场负极(2);高频偏压电源(1)正极通过导线(30)与位于圆环形转动仓(8)下方的电刷(6)联通，电刷(6)利于与转动的金属圆环(32)接触，将高频偏压电源(1)正极联通到与金属圆环(32)连接的圆管形高频偏压电场正极⑶。3.根据权利要求1所述的沉积系统，其特征是由长方体固定仓(7)、圆环形转动仓(8)、位于圆环形转动仓(8)内的圆筒形沉积仓(29)、转轴(9)、固定于转轴(9)上的皮带轮(10)、电动机(11)、支架(12)、传动带(13)、原料瓶(16)装料口(14)、成品瓶(17)出料口(15)、沉积在原料瓶(16)内壁的类金刚石膜(33)、成品仓(34)构成。4.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征是由原料气源(18)、惰性气体气源(19)、三通管(20)、进气管(21)、转轴(9)内置的气体通道(22)、电绝缘充气管(23)及导气管(31)构成;三通管(20)利于选择原料气源(18)或惰性气体气源(19)单独供气或混合两种气体供气;采用将进气管(21)插入位于转轴(9)轴心的气体通道(22)，再通过与通道(22)联通的充气管(23)向沉积仓(29)供气，解决了向处于圆周运动状态的沉积仓(29)供气的问题；采用电绝缘充气管(23)利于将沉积仓(29)与生产设备绝缘。5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是由控制柜(24)、原料气源(18)控制电磁阀(25 )、惰性气体气源(19)控制电磁阀(26 )、高频偏压电源(1)启动开关(27 )、电动机(11)启动开关(28)构成。6.根据权利要求3所述的圆环形转动仓(8)，其特征是圆环形转动仓(8)内安装有若干个圆筒形沉积仓(29);原料瓶(16)由位于长方体固定仓(7)顶部的装料口(14)装入沉积仓(29);电动机(11)通过传动带(13)带动皮带轮(10)转动，固定于的转轴(9)上的圆环形转动仓(8)与皮带轮(10)同步转动；原料瓶(16)在圆环形转动仓(8)旋转180度至长方体固定仓(7)底部时，完成类金刚石膜(33)沉积过程;DLC塑料容器(17)依靠自身重力由位于长方体固定仓(7)底部的出料口( 15)自动脱离沉积仓(29)，进入成品仓(34)。7.根据权利要求3所述的圆柱体形沉积仓(29)，其特征是由圆筒形高频偏压电场负极(2)、圆管形高频偏压电场正极(3)、圆柱形绝缘塞(4)共同构成圆柱体形沉积仓(29);圆筒形高频偏压电场负极(2)利于容纳塑料容器(16)，圆管形高频偏压电场正极(3)既作为电极同时又作为气体导管(23)的末端;采用圆柱形绝缘塞(4)作为圆筒形高频偏压电场负极(2)的圆筒底面，圆管形高频偏压电场正极(3)插入圆柱形绝缘塞(4)后固定在圆筒形高频偏压电场负极(2)圆筒内的轴线位置，所构成的圆柱体形沉积仓(29)，可以在圆筒形高频偏压电场负极(2)与圆管形高频偏压电场正极(3)之间形成圆柱体形高频偏压电场，利于在圆柱形塑料容器(16)内壁沉积厚度均匀的类金刚石膜(33)。8.根据权利要求1所述的DLC塑料容器(17)，其特征是将塑料容器(16)开口向下倒置插入圆筒形沉积仓(29)并使圆管形高频偏压电场正极(3)位于塑料容器(16)腔体内，通过圆管形高频偏压电场正极(3)将惰性气体(19)通入塑料容器(16)内排干净空气后，向圆筒形沉积仓(29)加载高频偏压电源(1)，同时通入原料气体(18)，在塑料容器(16)内壁沉积构成类金刚石(33)膜层后，成为DLC塑料容器(17)。
【专利摘要】非真空DLC塑料容器生产装置由高频偏压系统、沉积系统、气体供应系统及控制系统四部分构成。这是采用惰性气体隔离空气，使含碳气体在高频偏压电场作用下发生等离子体化学气相沉积反应，在塑料容器内壁生成类金刚石薄膜的技术设计的生产装备，属于等离子体化学气相沉积技术领域。该生产装置采用由长方体固定仓密封的圆环形转动仓、及位于圆环形转动仓内的圆筒形沉积仓，不仅可以在塑料容器内壁沉积具有阻隔气体和紫外线并且耐化学腐蚀的类金刚石薄膜保护层，还可以实现DLC塑料容器的规模化生产，适用于作为食品、医药、饮料、乳品、化工行业制造包装与储存例如啤酒、葡萄酒、果汁、血液、生化制品的DLC塑料容器。
【IPC分类】C23C16/50, C23C16/27
【公开号】CN105463413
【申请号】CN201610018856
【发明人】刘南林
【申请人】刘南林
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月2日