专利名称：旋转喷射等离子表面处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种利用气体电弧放电实现的等离子表面处理装置， 尤其涉及一种旋转式的等离子表面处理装置。
背景技术：
在现有技术中，等离子表面处理装置一般都是运用二个处在同一平面 上，且方向相对的固定电极之间的气体放电的结构来实现的。由于这种电 弧放电方式具有在常压下运行的特点，因此已在许多领域内使用。但是，由于这种现有的等离子表面处理装置在放电时产生的电弧不稳 定，且为点对点的放电模式能够电离空气的区域仅发生在二点之间的一条 线上，这样只有部分空气被电离，所以所形成的等离子密度较小，因此当 用等离子气体处理工件表面时，处理效果就比较差，或者根据就没有产生 处理效果；另外，由于电弧放电电离空气时，空气中的正负离子会四处流 动形成电流，因此会在电极周围20厘米范围内形成感应磁场，从而引起 静电感应；除此以外，固定喷嘴09孔处理面积小，而且等离子气体的温 度可达150摄氏度，对热敏性材料的表面处理可能发生热损伤。实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种旋转喷射等离子表面处理 装置，可产生高等离子密度、无静电感应、处理面积大，且等离子气体温 度较低的等离子体射流，从而能够达到更好的工件表面处理效果，提高处理效率。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种旋转喷射等离子表面处 理装置，包括地电极04，且该地电极04的内部为一空心的腔体，并且该 地电极04与 一主动电机01传动连接在一起；在所述地电极04底部腔壁的中 轴线处设有喷嘴09，并且该喷嘴09的中心线与所述中轴线间具有一夹角；一正电极09与电源相连，且该正电极09固定在所述地电极04腔体内的中轴 线处，而且该正电极09的底部与所述地电极04的底部腔壁的距离为该正电 极09顶部直径的1 2倍。本实用新型由于采用了上述技术方案，具有这样的有益效果，即通过 将电弧放电的两个电极分别设计成固定的正电极09和可旋转的地电极04， 使得当所述正电极09和地电极04之间进行电弧放电时，放电区域呈圆锥形， 且该放电区域的截面呈圆形或圆环形，从而增加了等离子体射流密度，进 而提高了对工件表面的处理效果；另外，由于喷嘴09设计成以一定的夹角 外倾，因此大大提升了对工件的处理面积，提到了工件表面的处理效率； 并且，由于地电极04是可旋转的，使得等离子体射流在旋转时可不断与环 境中的冷空气接触，从而起到了降低等离子体射流温度的目的，避免了对 热敏材料表面进行改性处理时引起热损伤，扩大本实用新型所述装置所适 用材料的范围；另外，等离子体射流从喷嘴09中混合喷射出时，被电离的 正负离子及中性粒子总体呈电中性，因此避免了静电感应情况的发生。该 装置还具有结构简单，易于实现的特点。
以下结合附图与具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明图1为本实用新型所述旋转喷射等离子表面处理装置一个实施例的 结构示意图；图2为本实用新型所述旋转喷射等离子表面处理装置另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
在一个实施例中，如图1所示，为本实用新型所述旋转喷射等离子表面处理装置的结构示意图。其中，地电极04优选为圆柱形和倒圆台形的 一体化组合，且该地电极04内部为空心的，因此该地电极04的内部为呈 圆柱和倒圆台组合形状的腔体;所述地电极04与一主动电机01传动连接， 从而使得所述地电极04可通过齿轮传动或者皮带传动等方式，在所述主 动电机Ol的带动下进行高速旋转，优选地，其转速为1000 3000转/分 钟；在一优选实施例中，地电极04通过皮带传送的方式与主动电机01 进行连接，从而起到降低旋转噪声的作用。为了使得所述地电极04能够 很好的接地，可在该地电极04的腔壁上设置一个或多个电刷。在所述地 电极04底部的中轴线处设有一喷嘴09，且所述喷嘴09为呈圆柱形或者 倒圆台形的斜孔，该斜孔的中心线与所述地电极04的中轴线间具有一0 35度的夹角，这样当喷嘴09随着地电极04旋转时，从该喷嘴09喷射出 的等离子体射流会在被处理工件表面扫射出一个直径约为5 50mm的圆 形或者圆环形的等离子射流处理面，从而大大提升了被处理工件的表面处 理面积，进而提高了对工件表面的处理效率。另外，由于所述喷嘴09与 中轴线间具有一定的倾斜角度，使得等离子体射流在旋转时，可不断地与 环境中的冷空气进行接触，从而起到了降低等离子体射流温度的作用，经测量等离子体射流的温度可降低到70。C 80。C左右。因此，本发明所述等 离子表面处理装置就可以用处理热敏材料的表面，而不用担心在进行等离 子表面处理时，对所述热敏材料表面造成热损伤了，从而使得本发明所述 等离子表面处理装置能够适用的材料范围更为丰富。在一个实施例中，所 述喷嘴09为开设在所述地电极04底部腔壁的中轴线处的斜孔;在另一个 实施例中，如图2所示，所述喷嘴09为开设在一等离子喷射器件11上的 斜孔，且所述等离子喷射器件11通过螺纹连接于所述地电极04底部的中 轴线处。一正电极09固定在所述地电极04腔体内的中轴线处，其形状可为倒 圆锥形、倒圆台形或者为圆柱与倒圆台组合而成的一体化形状，且该正电 极09的底部与所述地电极04的底部腔壁的距离为该正电极09顶部直径 的1 2倍。所述电源(图中未示)与该正电极09连接在一起，用于为所 述正电极09提供一频率为10 30KHz、电压为10 20KV的的电压信号， 所述电压信号可以是任意在上述频率范围内的正弦波、脉冲波或者方波等 频率信号。在所述正电极09顶部安装有一圆盘形的固定平面08，可起到 纵向固定所述正电极09的作用，在所述固定平面08四周的边缘附近开设 有多个压縮空气进气孔06，从而使得压縮空气02可以通过这些压縮空气 进气孔06进入所述地电极04形腔体内部；在一个优选实施例中，所述压 縮空气进气孔06相对所述地电极04的中轴线也倾斜有一定的角度，优选 地该角度在30° 60°范围内，这样当地电极04旋转时，通过该压縮空气 进气孔06进入到所述地电极04腔体内部的压縮空气02也具有旋转趋势， 从而形成涡旋，以使得空气能够充分电离。 一定位轴套07与所述地电极04通过轴承03连接在一起， 一呈圆筒形的绝缘体05固定在该定位轴套 07的底部，用于隔离所述地电极04与所述正电极09，从而起到防止所述 正电极09和地电极04间发生短路现象的作用，所述绝缘体05的材料可 以是陶瓷或者聚四氟乙烯等。所述固定平面08则固定在所述绝缘体05 的底部，因此所述定位轴套07与所述固定平面08结合在一起，起到了将 所述正电极09固定在所述等离子表面处理装置的期望位置(即地电极04 的中轴线处，且该正电极09的底部与所述地电极04的底部腔壁的距离为 该正电极09顶部直径的1 2倍)的作用。为了实现报警和监测的功能，还可在本发明所述等离子表面处理装置 中附加专门的报警和监测等功能性部件。根据上面的描述，对于本实用新型所述等离子表面处理装置，当通过 所述电源将一高频电压施加到正电极09上之后，会在所述正电极09的底 部和地电极04的底部之间形成一个圆锥状的电场，在该圆锥状的电场中 充满了空气。当电场强度达到电离空气的强度时，通过压縮空气进气孔 06进入地电极04腔体内部的压縮空气02将被电离，从而产生等离子气 体。当正电极09和地电极04之间进行电弧放电时，正电极09和地电极 04之间将形成一放电通路，从而使得正电极09和地电极04之间的空气 能够被充分电离，产生等离子气体；同时，由于这时地电极04在主动电 机01的带动下作高速旋转运动，使得等离子气体从喷嘴09喷出形成等离 子气体的放电区域，由于所述喷嘴09和地电极04的中轴线间具有一定的 夹角，所以当喷嘴09随着地电极04旋转时，等离子体射流在被处理工件表面扫射出的是呈圆形或者圆环形的等离子射流处理面，因此等离子体射 流的密度较大，足以处理处理各种工件的表面，达到较好的工件表面改性 的处理效果。当等离子体射流在压力作用下从喷嘴09中混合喷射出时，被电离的 正负离子及中性粒子总体呈电中性，所以避免了静电感应情况的发生。
权利要求1、一种旋转喷射等离子表面处理装置，其特征在于，包括地电极(04)，且该地电极(04)的内部为一空心的腔体，并且该地电极(04)与一主动电机(01)传动连接在一起；在所述地电极(04)底部腔壁的中轴线处设有喷嘴(09)，并且该喷嘴(09)的中心线与所述中轴线间具有一夹角；一正电极(09)与电源相连，且该正电极(09)固定在所述地电极(04)腔体内的中轴线处，而且该正电极(09)的底部与所述地电极(04)的底部腔壁的距离为该正电极(09)顶部直径的1～2倍。
2、 根据权利要求l所述的旋转喷射等离子表面处理装置，其特征在于， 在所述正电极(09)的顶部安装有一固定平面(08)，且在所述固定平面(08)四周的边缘处开设有多个压縮空气进气孔(06)。
3、 根据权利要求2所述的旋转喷射等离子表面处理装置，其特征在于， 所述压縮空气进气孔(06)与所述地电极(04)的中轴线间具有一倾斜角 度。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的旋转喷射等离子表面处理装置， 其特征在于，该装置包括与所述地电极(04)通过轴承(03)连接在一 起的一定位轴套(07)，且在所述定位轴套(07)的底部固定有一绝缘体(05)。
5、 根据权利要求4所述的旋转喷射等离子表面处理装置，其特征在于， 所述绝缘体(05)的材料为陶瓷或者聚四氟乙烯。
6、 根据权利要求1至3中任一项所述的旋转喷射等离子表面处理装置， 其特征在于，在所述地电极(04)的腔壁上设有一个或多有电刷。
7、 根据权利要求l所述的旋转喷射等离子表面处理装置，其特征在于， 所述地电极(04)与所述主动电机(01)通过皮带传动连接在一起。
8、 根据权利要求l所述的旋转喷射等离子表面处理装置，其特征在于， 所述喷嘴(09)为一呈圆柱形或者倒圆台形的斜孔，且该斜孔的中心线与 所述地电极(04)的中轴线间的夹角为0 35。。
9、 根据权利要求8所述的旋转喷射等离子表面处理装置，其特征在于， 所述喷嘴(09)为开设在所述地电极(04)底部腔壁的中轴线处的斜孔。
10、 根据权利要求8所述的旋转喷射等离子表面处理装置，其特征在 于，所述喷嘴(09)为开设在一等离子喷射器件(11)上的斜孔，所述等 离子喷射器件(11)通过螺纹连接于所述地电极(04)底部的中轴线处。
11、 根据权利要求l所述的旋转喷射等离子表面处理装置，其特征在于， 所述电源输出频率为10 30KHz、电压为10 20KV的电压信号，且所述电压信号为正弦波、脉冲波或者方波信号。
专利摘要本实用新型公开了一种旋转喷射等离子表面处理装置，包括地电极04，且该地电极04的内部为一空心的腔体，并且与一主动电机01传动连接在一起；在所述地电极04底部腔壁的中轴线处设有喷嘴09，并且该喷嘴09的中心线与所述中轴线间具有一夹角；一正电极09与电源相连，且该正电极09固定在所述地电极04腔体内的中轴线处，而且该正电极09的底部与所述地电极04的底部腔壁的距离为该正电极09顶部直径的1～2倍。通过该装置可产生高等离子密度、无静电感应、处理面积大，且等离子气体温度较低的等离子体射流，从而能够达到更好的工件表面处理效果，提高处理效率。
文档编号H05H1/34GK201119113SQ20072014427
公开日2008年9月17日 申请日期2007年10月26日 优先权日2007年10月26日
发明者佘宣东, 姚志旭, 朱伟锋 申请人:姚志旭;朱伟锋;佘宣东;周 巍