常壓低溫等離子體流水式粉體材料改性系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種常壓低溫等離子體粉體材料改性系統(tǒng).它包括反應(yīng)器，反應(yīng)器分別與粉體加料器、粉體收集器和等離子體電源連接，粉體加料器與氣體流量計(jì)連接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，采用常壓介質(zhì)阻擋放電形式，管狀阻擋介質(zhì)為石英玻璃管或陶瓷管，同時(shí)又充當(dāng)了反應(yīng)器，由銅網(wǎng)或銅皮作為接地電極、銅棒或不銹鋼棒作為高壓電極，無需昂貴的真空設(shè)備，可以在常壓下產(chǎn)生大面積低溫等離子體；配備了氣體輸送裝置，可采用空氣、氬氣、氦氣等作為工作氣體，成本低廉；用氣體流量計(jì)調(diào)節(jié)氣流，在氣流的作用下粉體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，能夠分離粉體顆粒，使粉體充分暴露于等離子體中，作用時(shí)間連續(xù)可調(diào)，可對較大量的粉體進(jìn)行改性，提高粉體改性效率。
【專利說明】常壓低溫等離子體流水式粉體材料改性系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種常壓低溫等離子體粉體材料改性系統(tǒng)，具體涉及一種采用介質(zhì)阻擋等離子體放電形式，并且整個(gè)工作流程以流水線方式進(jìn)行，作用時(shí)間連續(xù)可調(diào)的常壓低溫等離子體粉體材料改性系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]低溫等離子體具有電子能量高而反應(yīng)體系保持低溫狀態(tài)的優(yōu)點(diǎn)，可以在不破壞材料整體性質(zhì)的情況下對其表面進(jìn)行修飾，被廣泛用于殺菌、材料表面清洗與改良等工業(yè)領(lǐng)域。具有效率較高、處理溫度低、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]目前用于材料改性的低溫等離子體發(fā)生方式主要有電暈放電、輝光放電、微波放電和介質(zhì)阻擋放電等。輝光放電能在較大尺度內(nèi)實(shí)現(xiàn)均勻的活性粒子濃度，但低壓輝光離不開昂貴的真空設(shè)備，限制了其在工業(yè)上的應(yīng)用。常見的大氣壓放電形式有電暈放電和介質(zhì)阻擋放電，但電暈放電常發(fā)生在極不均勻和強(qiáng)電場區(qū)域的小范圍空間，產(chǎn)生的活性粒子效率低。而介質(zhì)阻擋低溫等離子體放電兼具輝光放電的大空間均勻放電和高氣壓運(yùn)行的特點(diǎn)，能夠在大氣壓下產(chǎn)生大體積、高能量密度的低溫等離子體，不需要真空設(shè)備就能夠在較低的溫度下獲得改性需要的活性粒子，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)運(yùn)行。
[0004]低溫等離子體表面改性處理裝置一般都是上下平行電極或環(huán)形電極等，這樣的裝置只能處理三維的塊狀材料。而粉體顆粒小、質(zhì)量輕且容易聚集，材料改性時(shí)可能處理不均勻，傳統(tǒng)的處理方法是將粉體制成成片材料，然后再進(jìn)行改性，這種處理方法存在處理量小、效率低、操作不能連續(xù)等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種常壓低溫等離子體流水式粉體材料改性系統(tǒng)，它能夠解決目前用于粉體材料改性領(lǐng)域的低溫等離子體發(fā)生裝置需昂貴真空設(shè)備、粉體處理量小改性效率低，從而導(dǎo)致難以在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的問題。
[0006]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，常壓低溫等離子體流水式粉體材料改性系統(tǒng)，它包括反應(yīng)器，反應(yīng)器分別與粉體加料器、粉體收集器和等離子體電源連接，粉體加料器與氣體流量計(jì)連接。
[0007]所述的反應(yīng)器為管狀結(jié)構(gòu)，外壁設(shè)有接地電極，反應(yīng)器的內(nèi)部插有高壓電極，反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)有管狀阻擋介質(zhì)，反應(yīng)器的上部側(cè)端開有排氣孔，反應(yīng)器的底部開有輸氣孔。
[0008]所述的接地電極為銅網(wǎng)或銅皮。
[0009]所述的高壓電極銅棒或不銹鋼棒。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，采用常壓介質(zhì)阻擋放電形式，管狀阻擋介質(zhì)為石英玻璃管或陶瓷管，同時(shí)又充當(dāng)了反應(yīng)器，由銅網(wǎng)或銅皮作為接地電極、銅棒或不銹鋼棒作為高壓電極，無需昂貴的真空設(shè)備，可以在常壓下產(chǎn)生大面積低溫等離子體；配備了氣體輸送裝置，可采用空氣、氬氣、氦氣等作為工作氣體，成本低廉；用氣體流量計(jì)調(diào)節(jié)氣流，在氣流的作用下粉體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，能夠分離粉體顆粒，使粉體充分暴露于等離子體中，并且整個(gè)工作流程以流水線方式進(jìn)行，作用時(shí)間連續(xù)可調(diào)，可對較大量的粉體進(jìn)行改性，提高粉體改性效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所提供的常壓低溫等離子體流水式粉體材料改性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0012]圖2為反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中，I反應(yīng)器；2粉體加料器；3粉體收集器；4氣體流量計(jì)；5等離子體電源，6管狀阻擋介質(zhì)；7接地電極；8高壓電極；9輸氣孔；10排氣孔。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹:
[0015]如圖1所示，常壓低溫等離子體流水式粉體材料改性系統(tǒng)包括反應(yīng)器1，反應(yīng)器I分別與粉體加料器2、粉體收集器3和等離子體電源5連接，粉體加料器2與氣體流量計(jì)4連接。
[0016]如圖2所示，反應(yīng)器I為管狀結(jié)構(gòu)采用石英玻璃管或陶瓷管，外壁包有銅網(wǎng)或銅皮作為接地電極7，通過導(dǎo)線接地；反應(yīng)器I的內(nèi)部插一根銅棒或不銹鋼棒作為高壓電極8，通過導(dǎo)線外接高壓電源，反應(yīng)器I內(nèi)部設(shè)有管狀阻擋介質(zhì)6，反應(yīng)器I的上部側(cè)端開有排氣孔10，反應(yīng)器I的底部開有輸氣孔9。工作氣體可采用空氣、氬氣、氦氣等。
[0017]工作時(shí)，粉體由加料器持續(xù)不斷加入，通入工作氣體，用氣體流量計(jì)調(diào)整流量氣流量，使得粉體在反應(yīng)器內(nèi)運(yùn)動(dòng)起來，接通電源后，高壓電極與接地電極之間形成電場，電子激發(fā)反應(yīng)器內(nèi)氣體，產(chǎn)生低溫等離子體，根據(jù)需要，調(diào)整氣流量大小，控制粉體在反應(yīng)器中的改性時(shí)間，由氣流將改性后粉體吹入粉體收集器中。整個(gè)過程屬于流水式作業(yè)，并且作用時(shí)間連續(xù)可調(diào)。
[0018]實(shí)施例1:
[0019]如圖1、圖2所示，本實(shí)施例包括等離子體電源、氣體輸送裝置、粉體加料器和收集器、管狀反應(yīng)器，管狀反應(yīng)器采用圓柱形的石英玻璃管，長約200?300mm，直徑約20?25_，工作氣體采用氬氣，外壁纏有100目的銅網(wǎng)作為接地電極，石英管內(nèi)是一根銅棒電極作為高壓電極，銅棒直徑采用8_，高壓銅棒與接地的銅網(wǎng)之間形成電場，電子激發(fā)石英管內(nèi)氣體，產(chǎn)生低溫等離子體，對粉體進(jìn)行改性。工作時(shí)，氣流量為5L/min，改性粉體隨氣流進(jìn)入粉體收集器，進(jìn)行流水式粉體改性。
[0020]實(shí)施例2:本實(shí)施例包括等離子體電源、氣體輸送裝置、粉體加料器和收集器、管狀反應(yīng)器，管狀反應(yīng)器采用圓柱形的陶瓷管，長約200?300mm，直徑約20?25mm，工作氣體采用氦氣，外壁纏有150目銅網(wǎng)作為接地電極，陶瓷管內(nèi)是一根銅棒電極作為高壓電極，銅棒直徑采用6mm，高壓銅棒與接地的銅網(wǎng)之間形成電場，電子激發(fā)陶瓷管內(nèi)氣體，產(chǎn)生低溫等離子體，對粉體進(jìn)行改性。工作時(shí)，氣流量為3L/min，改性粉體隨氣流進(jìn)入粉體收集器，進(jìn)行流水式粉體改性。
[0021]實(shí)施例3:本實(shí)施例包括等離子體電源、氣體輸送裝置、粉體加料器和收集器、管狀反應(yīng)器，管狀反應(yīng)器采用圓柱形的石英玻璃管，長約200?300mm，直徑約20?25mm，工作氣體采用空氣，外壁纏有銅皮作為接地電極，石英管內(nèi)是一根不銹鋼棒作為高壓電極，不銹鋼棒直徑采用8mm，高壓不銹鋼棒與接地的銅皮之間形成電場，電子激發(fā)石英管內(nèi)氣體，產(chǎn)生低溫等離子體，對粉體進(jìn)行改性。工作時(shí)，氣流量為0.5L/min，改性粉體隨氣流進(jìn)入粉體收集器，進(jìn)行流水式粉體改性。
[0022]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不能因此作為對本發(fā)明專利保護(hù)范圍的限制，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.常壓低溫等離子體流水式粉體材料改性系統(tǒng)，其特征在于:它包括反應(yīng)器(1)，反應(yīng)器⑴分別與粉體加料器(2)、粉體收集器(3)和等離子體電源(5)連接，粉體加料器(2)與氣體流量計(jì)(4)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的常壓低溫等離子體流水式粉體材料改性系統(tǒng)，其特征在于:所述的反應(yīng)器(I)為管狀結(jié)構(gòu)，外壁設(shè)有接地電極(7)，反應(yīng)器(I)的內(nèi)部插有高壓電極(8)，反應(yīng)器(I)內(nèi)部設(shè)有管狀阻擋介質(zhì)(6)，反應(yīng)器(I)的上部側(cè)端開有排氣孔(10)，反應(yīng)器(I)的底部開有輸氣孔(9)。
3.如權(quán)利要求2所述的常壓低溫等離子體流水式粉體材料改性系統(tǒng)，其特征在于:所述的接地電極⑵為銅網(wǎng)或銅皮。
4.如權(quán)利要求2所述的常壓低溫等離子體流水式粉體材料改性系統(tǒng)，其特征在于:所述的高壓電極(8)銅棒或不銹鋼棒。
【文檔編號】H05H1/42GK104284505SQ201410584478
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】常蘭, 王世慶, 李建, 趙成榮 申請人:核工業(yè)西南物理研究院, 成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院