采用气动旋转的等离子体处理装置的制作方法

1.本实用属于等离子体表面处理技术领域，涉及等离子体处理装置，尤其是涉及一种采用气动旋转的等离子体喷头装置。


背景技术：

2.在工件如玻璃的表面上进行涂层喷涂能起到保护、增加耐磨及达到特殊性能等，在工件喷涂加工前非常必要经过表面清洁处理，以提高涂层的附着牢度，采用等离子体进行表面清洁处理一种比常常见的处理方式。
3.等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，等离子体是一种很好的导电体，主要利用等离子体处理装置的喷嘴喷射至工件表面以达到处理目的。
4.目前市场和行业中，为达处理面积更大，喷嘴通常自射设计成旋转的，一般采用的电机驱动喷嘴转动，喷嘴内有旋转倾斜通道，从而增加处理面积。一般电机驱动由电机部件和传动部件组合而成，由于电机部件和传动部件占用空间导致的结果是同轴等离子体喷头装置尺寸大，质量很重，使得装置不能快速移动，效率下降；处理面积和外形尺寸无法一比一，不能静态排列；高压低频线和电机的传输线在同一套管中，有电磁干扰影响；装置产生的热量使电机致发热严重，电机寿命不长；产生的等离子体、低频高压线、电机等相互电磁影响，不利于分析等离子体粒子组成状态及电极负载特性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种采用气动旋转的等离子体处理装置，通过高压的压缩气体来驱动喷嘴进行旋转。
6.本实用新型是通过如下的技术方案来实现的。
7.本技术方案是一种采用气动旋转的等离子体处理装置，包括具有第一腔室的壳体和中空转轴，壳体上设有连通第一腔室且同轴设置的第一轴孔和第二轴孔，中空转轴定位在第一轴孔和第二轴孔上旋转，中空转轴的外侧设有轴环部，轴环部上设有沿中空转轴的轴线方向呈圆周对称的多个叶片槽，叶片槽内设有活动的叶片，轴环部位于在第一腔室中旋转；
8.壳体上设有连通第一腔室的进气孔与出气孔，在第一腔室中设有套设在轴环部外围的内壳，内壳的内侧壁圆周面与轴环部的外侧壁圆周面呈偏心设置，内壳与轴环部之间形成气流通道，气流通道的两端分别连通进气孔与出气孔；中空转轴的输出端连接套筒，套筒上安装有喷嘴。
9.本技术方案与现有技术相比，有益效果是，采用中空转轴来减小尺寸，使用压缩气体驱动叶片，通过叶片传动到中空转轴实现旋转，进而带动套筒和喷嘴旋转；中空转轴的内部还可以作为气体的通道以及高压电线的通道。
10.气动旋转的工作原理是，由于内壳的内侧壁圆周面与轴环部的外侧壁圆周面呈偏
心设置，高压的压缩气体在气流通道通过时，驱动中空转轴的轴环部进行转动，由于转动的离心作用，叶片会向外滑出叶片槽，叶片侧面与内壳的内侧壁圆周面接触并滑动，叶片受到压缩气体的推动进一步使中空转轴转动，由于两个偏心圆周面的相距最远一侧叶片滑出的面积大，受到的推力大，从而保证了中空转轴始终以一个方向转动，避免了中空转轴反转，但是可以通过改变压缩气体的进入方向来改变中空转轴的旋转方向。
11.在该技术方案的一个较佳示例中，内壳的内侧壁圆周面大于轴环部外侧壁圆周面，内壳的内侧壁圆周面与轴环部外侧壁圆周面相切接触。接触相切是一种最好的实施方式，使气流通道的变成封闭的单一通道，最大程度的利用了压缩气体的推力。
12.进一步的，内壳侧面的设有第一通孔，其端面设有第一通气槽，第一通孔连通第一通气槽与内壳的侧面，并与壳体的进气孔相通，第一通气槽连通气流通道；内壳还设有贯通侧壁的第二通孔，第二通孔连通气流通道与出气孔。
13.在该技术方案的一个较佳示例中，壳体包括有上壳、中壳和下壳，上壳和下壳分别安装在中壳的上端面与下端面，进气孔与出气孔设置在中壳上。
14.在该技术方案的一个较佳示例中，中壳与内壳为一体结构。内壳做成独立的部件，主要是由于中空转轴旋转时，叶片与内壳之间的摩擦会磨损内壳，更换时只需要更换内壳即可，避免了更换整个壳体，同时方便组装，当然中壳与内壳可以是一体结构，一体加工制成。
15.在该技术方案的一个较佳示例中，上壳设有第一轴孔，在第一轴孔中设有第一轴承，下壳设有第二轴孔，第二轴孔中设有第二轴承，中空转轴安装在第一轴承的内圈中和第二轴承的内圈中。
16.在该技术方案的一个较佳示例中，还包括有固定板和轴管，轴管穿过中空转轴并且与中空转轴同轴，轴管的上端连接在固定板上，轴管的下端伸至套筒内，固定板上设有气体进入孔，气体进入孔与轴管相连通。
17.在该技术方案的一个较佳示例中，还包括有中心电极，中心电极通过绝缘套和绝缘套筒固定在轴管的下端，高压电线穿过轴管中连接在中心电极上，高压线通过线罩和线缆接头固定在固定板上，在绝缘套筒上设有通气孔。
18.在该技术方案的一个较佳示例中，还包括有电刷板和石墨碳棒，电刷板安装在下壳上，石墨碳棒安装在电刷板上并且与套筒电性连接。进一步的，套筒通过转盘连接在中空转轴上，石墨碳棒与转盘接触电性连接。
附图说明
19.通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
20.图1是本技术实施例示出的等离子体处理装转置的结构示意图；
21.图2是本技术实施例示出的等离子体处理装转置的剖面结构示意图；
22.图3是本技术实施例示出的等离子体处理装转置的爆炸结构示意图；
23.图4是本技术实施例示出的中空转轴的结构示意图；
24.图5是本技术实施例示出的内壳的结构示意图；
25.图6是本技术实施例示出的内壳的结构示意图；
26.图7是本技术实施例示出的中空转轴和内壳的组装结构示意图；
27.图8是本技术实施例示出的中空转轴和内壳的组装结构示意图；
28.图9是本技术实施例示出的绝缘套筒的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将参照附图更详细地描述本技术的优选实施方式。虽然附图中显示了本技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本技术更加透彻和完整，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
30.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
31.应当理解，尽管在本技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
33.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.参见附图1至9所示，本实施例是提供一种采用气动旋转的等离子体处理装置，包括有具有第一腔室10的壳体，壳体包括上壳11、中壳12和下壳13，上壳和下壳分别安装在中壳的上端面和下端面，上壳、中壳和下壳共同围成第一腔室，在上壳上设有连通第一腔室的第一轴孔111，在下壳上设有连通第一腔室的第二轴孔131，其中第一轴孔和第二轴孔同轴设置。
35.需要说明的是，壳体由上壳、中壳和下壳是为了更方便加工和安装，在其它示例中，上壳、中壳和下壳可以全部或部分呈一体结构，如将下壳与中壳加工为一体结构，或将中壳的一部分与上壳一体，另一部与下壳一体，壳体由上壳与下壳组装形成。
36.在壳体的中壳12上设有连通第一腔室的进气孔121与出气孔122，进气孔上连接有
进气接头123，在出气孔上连接有出气接头124，进气接头输入高压的压缩气体。
37.中空转轴20定位安装在第一轴孔和第二轴孔上旋转，在第一轴孔中设有第一轴承112，在第二轴孔中设有第二轴承132，中空转轴的上部安装在第一轴承的内圈中，其下部安装在第二轴承的内圈中，在中空转轴20的中部外侧设有一个轴环部21，轴环部上设有沿中空转轴的轴线方向呈圆周对称的多个叶片槽211，在每个叶片槽内设有一个活动的叶片22，轴环部位于在第一腔室10中旋转。
38.在第一腔室中设有套设在轴环部21外围的内壳14，内壳的形状为一个内侧壁为圆周面，外侧壁不规侧的筒体形状，内壳14设有第一通孔141，第一通孔141入口位于外侧壁，其出口位于上端面和下端面，在上端面和下端面还设有第一通气槽142，第一通孔连通至第一通气槽中，第一通孔的入口与进气孔相连通，内壳还设有贯通侧壁的第二通孔143。
39.内壳14被定位固定在第一腔室10中，内壳的内侧壁圆周面与轴环部的外侧壁圆周面呈偏心设置，因此内壳14与轴环部21之间的间隙形成气流通道，第二通孔连通气流通道与出气孔。由于偏心设计及内壳的内侧壁圆周面大于轴环部外侧壁圆周面，使气流通道为一环形的通道，具有一个最宽处和一个最窄处，进气孔与出气孔分别连通在最窄处的两侧，当压缩气体进从进气孔进入气流通道中，在第一通气槽的引流下，旋转进入气流通道中，并带动中空转轴旋转，从出气孔排出。一种较好的实施示例是，将内壳的内侧壁圆周面与轴环部外侧壁圆周面相切接触。接触相切是使气流通道的变成封闭的单一通道，最大程度的利用了压缩气体的推力。
40.高压的压缩气体在气流通道通过时，驱动中空转轴20的轴环部21进行转动，由于转动的离心作用，叶片22会向外滑出叶片槽，叶片侧面与内壳的内侧壁圆周面接触并滑动，叶片受到压缩气体的推动使中空转轴转动。
41.在其它的示例中，也可以是中壳与内壳为一体结构。由于中空转轴旋转时，叶片与内壳之间的摩擦会磨损内壳，内壳做成独立的部件，在内壳磨损后只需要更换内壳即可，而不用更换壳体。
42.中空转轴下端，即输出端连接有转盘23，在转盘上连接有套筒24，套筒的下端安装有喷嘴25，喷嘴上设有喷气孔251，喷气孔的方向与喷嘴转动的轴线方向倾斜设置，喷气孔的倾斜能增加喷嘴的处理面积。
43.固定板31安装在上壳的上端面，轴管32穿过中空转轴并且与中空转轴20同轴，轴管的上端连接在固定板上，轴管的下端伸至套筒内，固定板上设有气体进入孔311，气体进入孔与轴管32相连通，气体进入孔311连接有气体接头312。
44.气体接头312可以接入等离子体，等离子体由等离子发生器产生从气体进入孔输出，经过轴管、套筒后，从喷嘴的喷气孔中喷出，对工件进行处理。气体接头还可以接入普通气体，优选氮气，将普通气体在套筒内利用高压电将普通气体进行电离，产生等离子体从喷嘴的喷气孔中喷出，对工件进行处理。
45.为了实现对普通气体电离，在轴管32的下端通过通过绝缘套33和绝缘套筒34固定安装有中心电极35，高压电线36穿过轴管32中通过铜电极37连接在中心电极上，固定板31上设有导线通孔313以便高压电线接入，在导线通孔313处高压电线36通过线套314密封，并且通过线罩38和线缆接头39固定在固定板31上，线缆接头具有防水作用，线罩38上还安装有高压线盖381和外牙接头382。
46.为了保证气体的通过，高压电线的直径要小于轴管的内径，以使气体可以沿高压电线与轴管之间的间隙通过，在绝缘套筒上设有通气孔341，通气孔使气体通过进入套筒中。
47.为了除去电离时产生的静电，装置包括有电刷板41、石墨碳棒42和电刷漏板43，电刷板安装在下壳上，石墨碳棒42安装在电刷板41上并且与转盘23接触电性连接。
48.本实施例的等离子体处理装置具有尺寸小和重量轻，其尺寸和重量是其他同类产品的三分之一到四分之一；采用压缩气体驱动无电磁干扰，使用寿命长；发热少，且能加快同轴等离子处理装置的散热效果；外形尺寸和处理面积相同下，能无缝对接的静态排列，增加处理效率；不带电使用控制简单有效。
49.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。