RU181459U1 - Low temperature plasma generator - Google Patents
Low temperature plasma generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU181459U1 RU181459U1 RU2018112501U RU2018112501U RU181459U1 RU 181459 U1 RU181459 U1 RU 181459U1 RU 2018112501 U RU2018112501 U RU 2018112501U RU 2018112501 U RU2018112501 U RU 2018112501U RU 181459 U1 RU181459 U1 RU 181459U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- piezotransformer
- output end
- low
- dielectric tube
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 11
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004347 surface barrier Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к электронной промышленности и может быть использована для создания устройств для генерации низкотемпературной неравновесной плазмы при атмосферном давлении. Требуемый технический результат, заключающийся в упрощении настройки рабочего режима, упрощении конструкции и в уменьшении его габаритных размеров, достигается в устройстве, выполненном в виде закрепленной в жестком корпусе диэлектрической трубки, образующей ионизационную камеру, внутри которой установлен пьезотрансформатор, выполненный с возможностью подачи на его входной конец низковольтного переменного напряжения, преобразуемого в высоковольтное напряжение на разрядном электроде - выходном конце пьезотрансформатора, а также колпачка из диэлектрика, плотно облегающего выходной конец пьезотрансформатора. 1 з.п. ф-лы; 1 ил.The utility model relates to the electronics industry and can be used to create devices for generating low-temperature nonequilibrium plasma at atmospheric pressure. The required technical result, which consists in simplifying the setting of the operating mode, simplifying the design and reducing its overall dimensions, is achieved in a device made in the form of a dielectric tube fixed in a rigid casing, forming an ionization chamber, inside which a piezotransformer is installed, made with the possibility of feeding it to its input the end of the low-voltage alternating voltage, converted into a high-voltage voltage on the discharge electrode - the output end of the piezotransformer, as well as a dielectric cap tightly fitting the output end of the piezotransformer. 1 s.p. f-ly; 1 ill.
Description
Полезная модель относится к электронной промышленности и может быть использована для создания устройств для генерации низкотемпературной неравновесной плазмы при атмосферном давлении, в частности для применения в плазмохимических источниках, активирующих газовую среду с возможностью обработки поверхности различных, в том числе, термонеустойчивых материалов.The utility model relates to the electronics industry and can be used to create devices for generating low-temperature nonequilibrium plasma at atmospheric pressure, in particular for use in plasma-chemical sources that activate a gas medium with the possibility of surface treatment of various, including thermally unstable materials.
Известно устройство для генерации плазмы [RU 2285348, С2, Н05Н 1/00, Н05Н 1/24, 10.10.2006], содержащее сопло со вставленным заостренным на конце стержневым электродом, соединенное с источником плазмообразующего вещества, и выходной электрод со сквозным каналом для создания электрического поля со стороны выходного канала сопла, при этом, конец стержневого электрода выступает за пределы сопла на расстояние, превышающее два диаметра отверстия выходного канала сопла, а расстояние между выходным отверстием сопла и выходным электродом составляет от трех до пяти диаметров отверстия канала сопла.A device for generating plasma is known [RU 2285348, C2,
Недостатком устройства является его относительно высокая сложность, поскольку оно может быть использовано только в комбинации с устройством, обеспечивающим проток рабочего газа.The disadvantage of this device is its relatively high complexity, since it can only be used in combination with a device that provides a working gas flow.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство [RU 167545, U1, Н05Н 1/24, 10.01.2017], содержащее высоковольтный трансформатор с разрядным электродом во вторичной цепи, размещенным в ионизационной камере, ко входу которой подключены генератор питания первичной цепи высоковольтного трансформатора и устройство формирования газовой смеси, сопло на выходе ионизационной камеры, блок управления напряжением, подключенный к первичной низковольтной цепи высоковольтного трансформатора, компрессор, подключенный ко входу устройства формирования газовой смеси, содержащее элементы регулировки состава газовой смеси, при этом, в зоне выхода сопла установлены устройства магнитного и электрического воздействия, а разрядный электрод выполнен остроконечным.The closest technical solution, selected as a prototype, is a device [RU 167545, U1,
Особенностью наиболее близкого технического решения является то, что, высоковольтный трансформатор выполнен в виде пьезотрансформатора, устройство формирования газовой смеси содержит источник газовой смеси, выходом подсоединенный к газовому смесителю, второй вход которого через дроссель подключен к выходу компрессора, а выход газового смесителя подсоединен к ионизационной камере, оконечность разрядного электрода снабжена иглами в виде щетки, а оконечность разрядного электрода выполнена в виде воронки.A feature of the closest technical solution is that the high-voltage transformer is made in the form of a piezotransformer, the gas mixture forming device contains a gas mixture source connected in output to a gas mixer, the second input of which is connected to the compressor output through a choke, and the gas mixer output is connected to an ionization chamber , the tip of the discharge electrode is provided with needles in the form of a brush, and the tip of the discharge electrode is made in the form of a funnel.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно высокая сложность настройки рабочего режима и относительно высокая сложность конструкции, поскольку оно может быть использовано только в комбинации с устройством, обеспечивающим проток рабочего газа, а также относительно большие габаритные размеры.The disadvantage of the closest technical solution is the relatively high complexity of setting the operating mode and the relatively high complexity of the design, since it can only be used in combination with a device that provides a flow of working gas, as well as relatively large overall dimensions.
Задачей, которая решается в полезной модели, является создание генератора, характеризующегося более простой настройкой рабочего режима, более простой конструкцией и имеющего меньшие габаритные размеры. С возможностью работы как в протоке рабочего газа, так и в режиме без протока газа.The problem that is solved in the utility model is to create a generator characterized by a simpler adjustment of the operating mode, a simpler design and having smaller overall dimensions. With the ability to work both in the flow of the working gas, and in the mode without gas flow.
Требуемый технический результат заключается в упрощении настройки рабочего режима, упрощении конструкции и в уменьшении его габаритных размеров, а также в возможности работы без протока рабочего газа.The required technical result is to simplify the adjustment of the operating mode, simplify the design and reduce its overall dimensions, as well as the possibility of working without a working gas channel.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в генератор низкотемпературной плазмы, выполненный в виде закрепленной в жестком корпусе диэлектрической трубки, образующей ионизационную камеру, внутри которой установлен пьезотрансформатор, выполненный с возможностью подачи на его входной конец низковольтного переменного напряжения, преобразуемого в высоковольтное напряжения на выходном конце пьезотрансформатора, согласно полезной модели, введен колпачок из диэлектрика, плотно облегающий выходной конец пьезотрансформатора.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that, in the low-temperature plasma generator, made in the form of a dielectric tube fixed in a rigid housing forming an ionization chamber, inside which a piezotransformer is installed, configured to supply low-voltage alternating voltage to its input end according to the utility model, a dielectric cap is inserted into the high-voltage voltage at the output end of the piezotransformer, which fits the exit hydrochloric end piezotransformer.
Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, входной конец диэлектрической трубки оснащен средствами прокачки рабочего газа от входного конца до выходного конца диэлектрической трубки, причем, выходной конец диэлектрической трубки выполнен пластичным и оснащен средствами изменения его формы.In addition, the required technical result is achieved in that the inlet end of the dielectric tube is equipped with means for pumping the working gas from the inlet end to the outlet end of the dielectric tube, moreover, the outlet end of the dielectric tube is plastic and equipped with means for changing its shape.
На чертеже представлена функциональная схема генератора низкотемпературной плазмы с генератором низковольтного переменного напряжения и средствами изменения формы выходного конца диэлектрической трубки.The drawing shows a functional diagram of a low-temperature plasma generator with a low-voltage alternating voltage generator and means for changing the shape of the output end of the dielectric tube.
На чертеже обозначены:In the drawing are indicated:
1 - пьезотрансформатор;1 - piezotransformer;
2 - разрядный электрод;2 - discharge electrode;
3 - ионизационная камера;3 - ionization chamber;
4 - диэлектрическая трубка;4 - dielectric tube;
5 - жесткий корпус;5 - hard case;
6 - генератор низковольтного переменного напряжения6 - low voltage alternator
7 - выходной конец диэлектрической трубки;7 - output end of the dielectric tube;
8 - средства изменения формы выходного конца диэлектрической трубки;8 - means for changing the shape of the output end of the dielectric tube;
9 - колпачок из диэлектрика;9 - a cap of a dielectric;
10 - диэлектрик.10 - dielectric.
Генератор низкотемпературной плазмы выполнен в виде закрепленной в жестком корпусе 5 диэлектрической трубки 4, образующей ионизационную камеру 3, внутри которой установлен пьезотрансформатор 1, выполненный с возможностью подачи на его входной конец низковольтного переменного напряжения, например, от генератора 6 низковольтного переменного напряжения, преобразуемого в высоковольтное напряжения на разрядном электроде 2, выполненном на выходном конце пьезотрансформатора 1.The low-temperature plasma generator is made in the form of a
Кроме того, генератор низкотемпературной плазмы содержит колпачок 9 из диэлектрика, плотно облегающий выходной конец пьезотрансформатора 1, что позволяет изменять толщину слоя диэлектрика 10, который позволяет работать в режиме барьерного разряда с созданием неравновесной воздушной плазмы на близком расстоянии от внешнего слоя диэлектрика, например, 1-3 мм.In addition, the low-temperature plasma generator contains a
В генераторе низкотемпературной плазмы входной конец диэлектрической трубки 4 может быть оснащен средствами прокачки рабочего газа (на чертеже не показаны) от входного конца до выходного конца диэлектрической трубки 4, а выходной конец диэлектрической трубки 4 может быть выполнен пластичным и оснащен средствами 8 изменения его формы.In the low-temperature plasma generator, the input end of the
Работает генератор низкотемпературной плазмы следующим образом.A low-temperature plasma generator operates as follows.
Генератор предназначен для создания устройства для генерации низкотемпературной неравновесной плазмы при атмосферном давлении и может быть использован для создания плазмохимических источников, активирующих газовую среду с возможностью обработки поверхности различных материалов.The generator is designed to create a device for generating low-temperature nonequilibrium plasma at atmospheric pressure and can be used to create plasma-chemical sources that activate a gas environment with the possibility of surface treatment of various materials.
Неравновесная плазма образуется в разряде (тлеющем, дуговом, радиочастотном, барьерном и т.д.) и выбрасывается через узкое сопло (круглое или щелевое по сечению) за счет создания в зоне разряда избыточного давления, превышающего атмосферное.Nonequilibrium plasma is formed in the discharge (smoldering, arc, radio frequency, barrier, etc.) and is ejected through a narrow nozzle (round or slotted in cross section) due to the creation of an excess pressure in the discharge zone that exceeds atmospheric pressure.
Возбуждение тлеющим, коронным или барьерным разрядом создает плазму со средней температурой газа от 20 до 60°С и плотностью заряженных частиц, типичной для слабоионизованных газов и концентрацией активных частиц до 100 ppm. Для получения плазмы применяют импульсы напряжения положительной и отрицательной полярности, длительностью порядка 0.1-1μs, амплитудой до 5 kV, частотой следования десятки kHz. Неравновесная плазма со средней температурой, близкой к комнатной, образуется при атмосферном давлении без прокачки рабочего газа с помощью барьерного поверхностного разряда при работе с колпачком 9 из диэлектрика. Плазма возникает за счет барьерного разряда у поверхности диэлектрика 10. Обработка происходит при приближении колпачка на расстояние 1-2 мм к обрабатываемой поверхности.Excitation by a glow, corona, or barrier discharge creates a plasma with an average gas temperature of 20 to 60 ° C and a charged particle density typical of weakly ionized gases and an active particle concentration of up to 100 ppm. To obtain a plasma, voltage pulses of positive and negative polarity are used, with a duration of the order of 0.1-1 μs, an amplitude of up to 5 kV, and a repetition rate of tens of kHz. A nonequilibrium plasma with an average temperature close to room temperature is formed at atmospheric pressure without pumping the working gas using a surface barrier barrier when working with a
Возможно использование генератора с использованием пьезоразряда в случае прокачки рабочего газа при использовании средств прокачки рабочего газа от входного до выходного конца диэлектрической трубки со скоростями прокачки газов от единиц до десятков 1/min.It is possible to use a generator using a piezoelectric discharge in the case of pumping working gas when using means for pumping working gas from the inlet to the output end of the dielectric tube with gas pumping speeds from units to tens of 1 / min.
Средства 8 могут быть использованы для изменения формы выходного конца диэлектрической трубки 4 (формы выходного сопла генератора). Входной конец диэлектрической трубки 4 может быть оснащен средствами прокачки рабочего газа от входного до выходного конца диэлектрической трубки. При этом возможна обработка поверхности изделия как тонкой струей низкотемпературной плазмы в атмосфере аргона или гелия, так и использование барьерно-поверхностного разряда в воздухе без прокачки рабочего газа.
Таким образом, благодаря введенным усовершенствованиям достигается требуемый технический результат, заключающийся в упрощении настройки рабочего режима (путем использования колпачка) и упрощении конструкции и в уменьшении габаритных размеров (за счет отсутствия средств прокачки рабочего газа). Причем, предложенная конструкция позволяет, в случае необходимости, использовать генератор и в режиме прокачки рабочего газа.Thus, thanks to the introduced improvements, the required technical result is achieved, which consists in simplifying the adjustment of the operating mode (by using a cap) and simplifying the design and in reducing the overall dimensions (due to the lack of means for pumping the working gas). Moreover, the proposed design allows, if necessary, to use the generator in the mode of pumping working gas.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112501U RU181459U1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Low temperature plasma generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018112501U RU181459U1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Low temperature plasma generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU181459U1 true RU181459U1 (en) | 2018-07-16 |
Family
ID=62915189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018112501U RU181459U1 (en) | 2018-04-09 | 2018-04-09 | Low temperature plasma generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU181459U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2405226C1 (en) * | 2009-12-15 | 2010-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ВИНТЕЛ" | Barrier discharge-based ionisation source |
RU2472246C1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Прибор" | Source of ionisation based on barrier discharge |
WO2014184544A1 (en) * | 2013-05-13 | 2014-11-20 | Creo Medical Limited | Dual-function plasma and non-ionising microwave coagulating electrosurgical instrument and electrosurgical apparatus incorporating the same |
-
2018
- 2018-04-09 RU RU2018112501U patent/RU181459U1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2405226C1 (en) * | 2009-12-15 | 2010-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ВИНТЕЛ" | Barrier discharge-based ionisation source |
RU2472246C1 (en) * | 2011-06-30 | 2013-01-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Прибор" | Source of ionisation based on barrier discharge |
WO2014184544A1 (en) * | 2013-05-13 | 2014-11-20 | Creo Medical Limited | Dual-function plasma and non-ionising microwave coagulating electrosurgical instrument and electrosurgical apparatus incorporating the same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2756516B1 (en) | Cold plasma treatment devices and associated methods | |
US20090121638A1 (en) | Cold air atmospheric pressure micro plasma jet application nethod and device | |
EP2208404B1 (en) | Transient plasma ball generation system at long distance | |
CN108322983B (en) | Floating electrode reinforced dielectric barrier discharge dispersion plasma jet generating device | |
US20160331437A1 (en) | Plasma device | |
KR20010060200A (en) | Plasma treatment apparatus and plasma generation method using the apparatus | |
JP2016083658A (en) | Plasma generation apparatus | |
CN106572586A (en) | Device for producing uniform and stable jet plasma | |
JP2012084396A (en) | Pulse-power-type low-temperature plasma jet generating apparatus | |
CN105491774A (en) | Array type microplasma generating device based on conductive coating | |
Pekárek | DC corona discharge ozone production enhanced by magnetic field | |
CN201167433Y (en) | Current-jetting apparatus for medium barrier discharging plasma | |
Niu et al. | Atmospheric-pressure plasma jet produced by a unipolar nanosecond pulse generator in various gases | |
RU167645U1 (en) | LOW-TEMPERATURE PLASMA GENERATION DEVICE | |
Panarin et al. | Emission properties of apokamp discharge at atmospheric pressure in air, argon, and helium | |
RU181459U1 (en) | Low temperature plasma generator | |
Bousba et al. | On the stability and turbulences of atmospheric-pressure plasma jet extracted from the exit of a long flexible PVC tube | |
Walsh et al. | Atmospheric dielectric-barrier discharges scalable from 1 mm to 1 m | |
Lei et al. | DBD plasma jet in atmospheric pressure neon | |
CN110418484B (en) | Air jet discharge generating device | |
Thapa et al. | Study of dielectric barrier discharge in air and estimation of electron density and energy deposition | |
RU2555659C2 (en) | Air ozoniser | |
RU2398328C2 (en) | Gas ionisation method | |
RU2616445C1 (en) | Plasma jet source | |
RU2633705C1 (en) | Method of producing plasma jet and device for its implementation |