一种层流等离子系统的控制装置的制作方法

文档序号:11927318阅读:241来源:国知局

本实用新型涉及层流等离子系统,具体的,涉及一种层流等离子系统的控制装置,属于等离子技术领域。



背景技术:

热等离子体具有高温、高热焓、高能量密度等优异特性,被广泛应用于纳米材料合成、表面改性、危险废弃物处理等诸多领域。这种等离子束可以产生稳定、可控的热源,温度可在15000摄氏度至200摄氏度间调节。但由于层流等离子特性,使得对等离子发生器设备的要求高,如:阴极结构易腐蚀;阳极结构易漏电;而冷却装置对等离子发生器设备内的温度调控;供气装置输入气体介质,保护阴极,产生电弧等离子,这些都与层流等离子系统密切相关。



技术实现要素:

本实用新型旨在解决现有技术问题,而提出了一种层流等离子系统的控制装置。通过微型控制装置的设置,实现层流等离子系统一体化、可控制,进而对工艺流程提供一个平衡、稳定的环境。

为实现上述目的,提出如下的技术方案:

一种层流等离子系统的控制装置,包括等离子发生器和设置在等离子发生器内的微型控制装置,所述微型控制装置包括采集器、处理装置和调控器,所述等离子发生器与采集器连接,采集器与处理装置连接,处理装置与调控器连接;调控器再与等离子发生器连接;所述处理装置包括分析仪和检测仪,分析仪与检测仪连接。

优选的,所述等离子发生器包括电源、阴极结构、阳极结构、电弧通道、冷却装置和供气装置,阴极结构设置在底座上,底座设有冷却装置和供气装置;阳极结构与阴极结构之间设有绝缘层,且阳极结构与阴极结构之间形成电弧通道,电弧通道一端通向底座,电弧通道另一端通向喷嘴;所述电源、阴极结构、阳极结构、电弧通道、冷却装置和供气装置分别与采集器连接。

优选的,所述微型控制装置为PLC控制系统。

优选的,所述调控器包括显示屏、操作台和信号灯。

本实用新型设计原理为:

在层流等离子系统里,等离子态是物质的第四态,宇宙中几乎99%的物质(不包括尚未确认的暗物质)都处于等离子态。等离子体射流与一般流体一样,具有两种流动状态:层流与湍流。对某一指定流体,当其流速小于一特定值时,流体作有规则的层状或流束状运动,流体质点没有横向运动,质点间互不干扰地前进,这种流动形式叫层流;当流体流速大于该值时,流体有规则的运动遭到破坏,质点除了主要的纵向运动外还有附加的横向运动,流体质点交错混乱地前进,这种流动形式叫湍流。在层流等离子发生器内,在氩气、氮气、氦气、氢气或氨气的一种或任意两种以上的混合气体介质的保护下,层流电弧等离子体射流是经电弧加热后从等离子体发生器喷嘴喷出的高温高速束流,层流等离子体炬是非转移弧等离子体炬。

在层流等离子系统里,电源、阴极结构、阳极结构、电弧通道、冷却装置和供气装置分别与采集器连接;采集器采集所连接元件的信息,并传递给处理装置;处理装置接受信号后,分析仪分析,同时将分析结果反馈给检测仪,检测仪又将检测结果传递给调控器,调控器对等离子发生器做出对应的调试,即分别对电源、阴极结构、阳极结构、电弧通道、冷却装置和供气装置做出适当的调整,以适应层流等离子系统的工作状态。微型控制装置为PLC控制系统,能智能、系统的完成直流电源匹配等离子放电,提高稳定性;冷却装置的温度变化;气体介质的密度、流速等;电极中阴阳极的距离,阴极的保护,阳极的放点情况;层流等离子体的温度和射流;电弧的扩散;喷嘴的腐蚀情况,口径的大小,及对电弧的压缩情况。

采用本技术方案,带来的有益效果为:

在层流等离子系统里,通过微型控制装置的设置,实时监控层流等离子系统内阴极的腐蚀情况、阳极的放电情况,并适当控制冷却装置和供气装置对层流等离子系统的调节作用,促使等离子发生器发射电弧等离子束稳定,进而对工艺流程提供一个平衡、稳定的环境。同样,控制装置的设置,采用PLC技术集成工艺、安全保护、人机工程等多种功能,实现可扩展、高安全智能控制。

附图说明

图1 本实用新型结构示意图

图中:1、等离子发生器,101、阴极结构,102、阳极结构,103、电弧通道,104、冷却装置,105、供气装置,106、底座,107、喷嘴,2、微型控制装置,3、采集器,4、处理装置,401、分析仪,402、检测仪,5、调控器,501、显示屏,502、操作台,503、信号灯。

具体实施方式

下面通过对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

一种层流等离子系统的控制装置,包括等离子发生器1和设置在等离子发生器1内的微型控制装置2,所述微型控制装置2包括采集器3、处理装置4和调控器5,所述等离子发生器1与采集器3连接,采集器3与处理装置4连接,处理装置4与调控器5连接;所述处理装置4包括分析仪401和检测仪402,分析仪401与检测仪402连接。

实施例2

一种层流等离子系统的控制装置,包括等离子发生器1和设置在等离子发生器1内的微型控制装置2,所述微型控制装置2包括采集器3、处理装置4和调控器5,所述等离子发生器1与采集器3连接,采集器3与处理装置4连接,处理装置4与调控器5连接;所述处理装置4包括分析仪401和检测仪402,分析仪401与检测仪402连接。

所述发生器包括阴极结构101、阳极结构102、电弧通道103、冷却装置104和供气装置105,阴极结构101设置在底座106上,底座106设有冷却装置104和供气装置105;阳极结构102与阴极结构101之间设有绝缘层,且阳极结构102与阴极结构101之间形成电弧通道103,电弧通道103一端通向底座106,电弧通道103另一端通向喷嘴107;所述阴极结构101、阳极结构102、电弧通道103、冷却装置104和供气装置105分别与采集器3连接。

实施例3

一种层流等离子系统的控制装置,包括等离子发生器1和设置在等离子发生器1内的微型控制装置2,所述微型控制装置2包括采集器3、处理装置4和调控器5,所述等离子发生器1与采集器3连接,采集器3与处理装置4连接,处理装置4与调控器5连接;所述处理装置4包括分析仪401和检测仪402,分析仪401与检测仪402连接。

所述发生器包括阴极结构101、阳极结构102、电弧通道103、冷却装置104和供气装置105,阴极结构101设置在底座106上,底座106设有冷却装置104和供气装置105;阳极结构102与阴极结构101之间设有绝缘层,且阳极结构102与阴极结构101之间形成电弧通道103,电弧通道103一端通向底座106,电弧通道103另一端通向喷嘴107;所述阴极结构101、阳极结构102、电弧通道103、冷却装置104和供气装置105分别与采集器3连接。

所述微型控制装置2为PLC控制系统。

所述调控器5包括显示屏501、操作台502和信号灯503。

实施例4

在层流等离子系统里,等离子态是物质的第四态,宇宙中几乎99%的物质(不包括尚未确认的暗物质)都处于等离子态。等离子体射流与一般流体一样,具有两种流动状态:层流与湍流。对某一指定流体,当其流速小于一特定值时,流体作有规则的层状或流束状运动,流体质点没有横向运动,质点间互不干扰地前进,这种流动形式叫层流;当流体流速大于该值时,流体有规则的运动遭到破坏,质点除了主要的纵向运动外还有附加的横向运动,流体质点交错混乱地前进,这种流动形式叫湍流。在层流等离子发生器1内,在氩气、氮气、氦气、氢气或氨气的一种或任意两种以上的混合气体介质的保护下,层流电弧等离子体射流是经电弧加热后从等离子体发生器喷嘴107喷出的高温高速束流,层流等离子体炬是非转移弧等离子体炬。

如图1所示:在层流等离子系统里,电源、阴极结构101、阳极结构102、电弧通道103、冷却装置104和供气装置105分别与采集器3连接;采集器3采集所连接元件的信息,并传递给处理装置4;处理装置4接受信号后,分析仪401分析,同时将分析结果反馈给检测仪402,检测仪402又将检测结果传递给调控器5,调控器5对等离子发生器1做出对应的调试,即分别对电源、阴极结构101、阳极结构102、电弧通道103、冷却装置104和供气装置105做出适当的调整,以适应层流等离子系统的工作状态。微型控制装置2为PLC控制系统,能智能、系统的完成直流电源匹配等离子放电,提高稳定性;冷却装置104的温度变化;气体介质的密度、流速等;电极中阴阳极的距离,阴极的保护,阳极的放点情况;层流等离子体的温度和射流;电弧的扩散;喷嘴107的腐蚀情况,口径的大小,及对电弧的压缩情况。

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