Генератор холодной плазмы Российский патент 2023 года по МПК H05H1/24 

Изобретение относится к устройству для получения потока холодной плазмы для обработки поверхности.

Известен генератор холодной плазмы [Пат.145 661 Российская Федерация, МПК В03С 3/02, Генератор холодной плазмы (варианты) / Д.Ю. Макаров (RU), П.В. Данченко (RU); заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Д8 ГРУПП" (ООО "Д8") (RU). - №2017145661; заявл. 25.12.2017; опубл. 25.06.2019, Бюл. №18.], содержащий корпус, размещенные в нем электрически соединенные друг с другом первые изолированные электроды, каждый из которых выполнен в виде пластины из изоляционного материала с расположенным внутри металлическим проводником и тоководом, и вторые электроды, электрически соединенные друг с другом и расположенные между первыми изолированными электродами, отличающийся тем, что пластина каждого изолированного электрода имеет выступ с одной стороны, в котором расположен токовод, вторые электроды представляют собой изолированные электроды, выполненные аналогично первым изолированным электродам, при этом выступы пластин с тоководами первых изолированных электродов расположены с одной стороны от металлических проводников, а выступы пластин вторых изолированных проводников расположены с другой стороны от металлических проводников.

Известен генератор холодной плазмы [Пат. 2613213 С1 Российская Федерация, МПК В03С 3/02, Генератор холодной плазмы/ Д.Ю. Макаров (RU); заявитель и патентообладатель Макаров Денис Юрьевич. - №2016100351; заявл. 12.01.2016; опубл. 15.03.2017, Бюл. №8.], характеризующийся тем, что содержит корпус, изолированный электрод в виде пластины из изоляционного материала с расположенным внутри металлическим проводником и тоководом, неизолированный электрод в виде металлической решетки, расположенный между изолированными электродами, при этом неизолированный электрод имеет углубление, расположенное напротив токовода изолированного электрода, изоляционный материал изолированного электрода имеет коэффициент теплового расширения, близкий к коэффициенту теплового решения металлического проводника, металлическая решетка неизолированного электрода состоит из горизонтальных проволок, между которыми расположены вертикальные проволоки с выступами и впадинами, причем выступы каждой последующей вертикальной проволоки расположены напротив впадин предыдущей вертикальной проволоки, плоскости, содержащие выступы крайних вертикальных проволок, расположены под углом от 15 до 60 градусов к плоскости неизолированного электрода.

Известен электрический блок принудительной вентиляции, содержащий маломощный генератор холодной плазмы, и способ его изготовления [Пат.134 118 Российская Федерация, МПК F24F 7/06, Электрический блок принудительной вентиляции, содержащий маломощный генератор холодной плазмы, и способ его изготовления/ А. Джозеф (US), К. Рональд (US), С. Эонгли Цзули (CN); заявитель и патентообладатель Марли Энджиниред Продактс ЛЛК (US). - №2007134118/06; заявл. 13.09.2006; опубл. 20.03.2009, Бюл. №8.], где электрический блок, содержащий воздушный вентилятор, обеспечивающий получение потока воздуха; генератор холодной плазмы, функционально соединенный с первым и вторым высоковольтными проводами, при этом генератор холодной плазмы обеспечивает создание импульсной разности потенциалов между первым и вторым высоковольтным проводом, и второй электрод, электрически соединенный со вторым высоковольтным проводом, при этом первый и второй электроды обеспечивают создание высоковольтного импульсного электрического поля в потоке воздуха.

Известен аппарат холодной плазмы для обработки поверхности [Пат. 2716708 С1 Российская Федерация, МПК Н05Н 1/24, Аппарат холодной плазмы для обработки поверхности/ ВАН АБЕЛЕН, Франк, Антон (NL), ПЕЛССЕРС, Эдуард, Герард, Мария (NL), БАУРКВИН, Янник, Парулиан, Юлиан (NL), ХИЛЬГЕРС, Ахим (NL), ВЮЛДЕРС, Роланд, Корнелис, Мартинус (NL), БРОКЕЙС, Лили-Марьян (NL); заявитель и патентообладатель КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС Н.В. (NL). - №2018136884; заявл. 21.03.2017; опубл. 16.03.2020, Бюл. №8.], где аппарат холодной плазмы для обработки поверхности холодной плазмой, содержащий: генератор холодной плазмы, выполненный с возможностью генерации холодной плазмы, которая создает активные частицы для обработки упомянутой поверхности; обрабатывающую головку, размещаемую относительно упомянутой поверхности так, что упомянутым активным частицам сообщается движение к упомянутой поверхности в ходе обработки; генератор воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности; при этом генератором воздушного потока является вентилятор, и контроллер, выполненный с возможностью управления работой генератора воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности после завершения упомянутой обработки упомянутой поверхности так, что оставшиеся побочные продукты холодной плазмы рассеиваются.

Известно устройство генерирования низкотемпературной плазмы [Пат.167 645 U1 Российская Федерация, МПК H05H 1/24, Устройство генерирования низкотемпературной плазмы / Р.А. Лолейт (RU), А.А. Макаров (RU), С.Н. Щербаков (RU); заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный центр "ПЛАЗМА" (ООО "НПЦ "ПЛАЗМА") (RU). - №2015151679; заявл. 02.12.2015; опубл. 10.01.2017, Бюл. №1.], где устройство генерирования низкотемпературной плазмы, 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, отличающееся тем, что оно снабжено блоком управления напряжением, подключенным к первичной низковольтной цепи высоковольтного трансформатора, компрессором, подключенным ко входу устройства формирования газовой смеси, содержащим элементы регулировки состава газовой смеси, в зоне выхода сопла установлены устройства магнитного и электрического воздействия, а разрядный электрод выполнен остроконечным.

Известен генератор холодной плазмы [Пат.177 612 U1 Российская Федерация, МПК В03С 3/02, Генератор холодной плазмы / Д.Ю. Макаров (RU), П.В. Данченко (RU); заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Д8 ГРУПП" (ООО "Д8") (RU). - №2017145660; заявл. 25.12.2017; опубл. 02.03.2017, Бюл. №7.], где генератор холодной плазмы, содержащий корпус, размещенные в нем первые изолированные электроды, каждый из которых выполнен в виде пластины из изоляционного материала с расположенным внутри металлическим проводником и тоководом, и вторые электроды, расположенные между первыми изолированными электродами, отличающийся тем, что вторые электроды представляют собой изолированные электроды, выполненные аналогично первым изолированным электродам.

Недостатком данного изобретения является то, что не обеспечивается обработка большой площади поверхности с высокой производительностью. Кроме того, известные конструкции генераторов холодной плазмы не обеспечивают высокую эффективности работы и его ресурса, а также имеют большие габариты и массу устройства.

Решаемая техническая задача, предлагаемого генератора холодной плазмы, заключается в получении потока холодной плазмы для обработки большой площади поверхности с высокой производительностью, увеличение эффективности работы генератора холодной плазмы и его ресурса работы, снижение габаритов и массы устройства.

Решаемая техническая задача в генераторе холодной плазмы была решена за счет того, что генератор холодной плазмы содержит цилиндрический корпус из изолятора, находящийся в защитном металлическом кожухе, и крышку из изолятора, отличающийся тем, что внутри корпуса из изолятора установлены два сетчатых металлических электрода к одному из которых подведен токоподвод из медной трубки выполняющее функцию газовода.

Перечень фигур

На фиг. 1 показана схема генератора холодной плазмы.

Генератор холодной плазмы (фиг. 1) содержит два сетчатых металлических электрода 1 из нержавеющей проволоки диаметром 0,5 мм, при этом один из электродов имеет больший диаметр; цилиндрический корпус из изолятора - фторопласта 2; крышку из изолятора - фторопласта 3; медной трубки 4 выполняющее функции токоподвода к меньшему из электродам и газовода; защитного металлического кожуха из алюминиевой трубки 5. Отверстие 6 служит для токоподвода к большему из электродов.

Отличительной особенностью данного устройства является использование двух сетчатых металлических электродов к одному из которых подведен токоподвод из медной трубки выполняющее также функцию газовода. Использование сетчатых электродов позволяет повысить эффективность работы устройства за счет более равномерного горения разряда и более эффективного воздействия потока газа с разрядом, что увеличивает производительность устройства. Применение сетчатых электродов позволяет одновременно их охлаждать потоком плазмообразующего газа, что увеличит ресурс работы сетчатых электродов и плазмотрона в целом. Использование двух сетчатых металлических электродов к одному из которых подведен токоподвод из медной трубки выполняющее также функцию газовода позволяет упростить конструкцию устройства и уменьшить габариты и массу устройства.

Рассмотрим работу генератора холодной плазмы. В генераторе холодной плазмы происходит ионизация плазмообразующего газа - воздуха при атмосферном давлении с помощью высоковольтного высокочастотного диффузионного разряда, горящего между электродами сетками 1. Через эти сетки-электроды свободно попадает плазмообразующий газ (воздух) в разрядную камеру подаваемый от компрессора через медную трубку 4. На поверхности электродов разряд горит равномерно по всей поверхности, и весь подаваемый газ взаимодействует с разрядом и превращается в плазму. Под действием высоковольтного разряда электроды нагреваются незначительно, так как механизм эмиссии электронов в данном случае автоэлектронная, а также они интенсивно охлаждаются потоком плазмообразующего газа. Напряжение питания, подаваемое на электроды 1 составляет 3-5 киловольт с частотой 30кГц. Крышка 3 необходима для удержания в необходимом положении большего электрода 1, ток к которому подается через токоподвод 6 в корпусе 2. Регулировка межэлектродного зазора, при необходимости, осуществляется кольцевыми вставками из фторопласта (на рисунке не указано) между крышкой 3 и корпусом 2. Алюминиевая трубка 5 предназначена для защиты от механических повреждений корпуса 2.

Пример конкретного исполнения

По предложенной схеме изготовлен генератор холодной плазмы с габаритными размерами длиной 205 мм и диаметром 60 мм. Напряжение на разряде составляет 3-5 киловольт с частотой 30кГц. Зазор между электродами составляет 5 мм.

Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает получение потока холодной плазмы для обработки большой площади поверхности с высокой производительностью, увеличение эффективности работы генератора холодной плазмы и его ресурса работы, снижение габаритов и массы устройства.

Изобретение относится к устройству для получения потока холодной плазмы для обработки поверхности. Технический результат - получение потока холодной плазмы для обработки большой площади поверхности с высокой производительностью, увеличение эффективности работы генератора холодной плазмы и его ресурса работы, снижение габаритов и массы устройства. Генератор холодной плазмы содержит цилиндрический корпус из изолятора, находящийся в защитном металлическом кожухе, и крышку из изолятора. Внутри корпуса из изолятора установлены два сетчатых металлических электрода, к одному из которых подведен токоподвод из медной трубки, выполняющий функцию газовода. 1 ил., 1 пр.

Генератор холодной плазмы, содержащий цилиндрический корпус из изолятора, находящийся в защитном металлическом кожухе, и крышку из изолятора, отличающийся тем, что внутри корпуса из изолятора установлены два сетчатых металлических электрода, к одному из которых подведен токоподвод из медной трубки, выполняющий функцию газовода.