專利名稱：等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于基本電氣元件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及絕緣密封裝置，可用于等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極與等離子體腔體的絕緣和密封。
背景技術(shù)：
研究電磁波在等離子體中的傳播特性，以及等離子體與電磁波的相互作用是宇宙飛行器再入、電離層研究、等離子體隱身技術(shù)等研究工作的基礎(chǔ)和關(guān)鍵 內(nèi)容。在地面實(shí)驗(yàn)研究中，利用低氣壓輝光放電可以產(chǎn)生穩(wěn)定的大面積均勻等離子體，從而進(jìn)行電磁波與等離子體的相互作用機(jī)理研究。專利文獻(xiàn)《大面積均勻非磁化等離子體產(chǎn)生裝置及方法》(公開號(hào)102361531A)中提出了一種大面積均勻非磁化等離子體產(chǎn)生裝置及方法，其采用內(nèi)置環(huán)形網(wǎng)狀電極與金屬外壁之間產(chǎn)生等離子體，再利用低氣壓下電子的平均自由程比較長的特性，電子通過電極網(wǎng)孔擴(kuò)散到電極內(nèi)部，從而產(chǎn)生通透的大面積等離子體。但是由于等離子體的電子密度大小與放電功率有關(guān)，在提高放電功率提高電子密度的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱量的增大，尤其在低氣壓下，由于空氣稀薄，熱傳導(dǎo)過程大大降低，內(nèi)置電極只能通過輻射的方式向外散熱，熱量的積累將會(huì)使內(nèi)置電極的溫度迅速升高，內(nèi)置電極溫度過高導(dǎo)致等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)不穩(wěn)定。為了解決這個(gè)問題，通常通過更換內(nèi)部電極，將環(huán)形網(wǎng)狀電極更換為螺旋管狀冷卻電極，降低內(nèi)部電極的溫度。但由于已有的電極密封，是將內(nèi)置冷卻電極固定在放電腔體上，往往導(dǎo)致內(nèi)置冷卻電極不能更換，等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)不靈活；同時(shí)由于電極結(jié)構(gòu)的改變，使電極接口處與放電腔體外壁接近的電極部分容易發(fā)生弧光放電，造成等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述問題，提出一種等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，以方便等離子體產(chǎn)生裝置內(nèi)置冷卻電極的更換，提高等離子產(chǎn)生系統(tǒng)的靈活性；同時(shí)防止電極接口處與放電腔體外壁接近的電極部分發(fā)生弧光放電，提高等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，包括金屬螺桿和絕緣擋板；金屬螺桿內(nèi)開有兩個(gè)并行的通孔，上部固定有鎖緊頂蓋，下部連接有絕緣底座；鎖緊頂蓋下端嵌入絕緣底座上端；絕緣擋板套在絕緣底座上部，絕緣底座固定在等離子放電腔體上。上述等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其中所述的金屬螺桿為帶外螺紋的金屬圓形螺桿，兩個(gè)通孔內(nèi)分別穿有流動(dòng)冷卻硅油的入口電極和出口電極。上述等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其中所述的鎖緊頂蓋通過螺紋與金屬螺桿連接，并在內(nèi)側(cè)下端設(shè)有下部倒角。
上述等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其中所述的絕緣底座通過螺紋與金屬螺桿連接，通過鎖緊螺母固定在等離子體放電腔體上。上述等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置,其中所述的絕緣底座的內(nèi)側(cè)中部位置設(shè)有中部倒角、內(nèi)測上端設(shè)有上部倒角、中部外側(cè)設(shè)有圓環(huán)形臺(tái)階，絕緣擋板放置在圓環(huán)形臺(tái)階上。上述等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其中所述的絕緣底座和絕緣擋板均采用聚四氟乙烯或環(huán)氧樹脂。上述等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置， 其中所述的絕緣底座通過擠壓橡膠密封墊與等離子腔體密封，鎖緊螺母通過擠壓橡膠密封墊與等離子腔體密封。上述等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其中所述的下部倒角、中部倒角和金屬螺桿接合的位置處放置有橡膠密封圈，通過擠壓橡膠密封圈實(shí)現(xiàn)金屬螺桿、鎖緊頂蓋和絕緣底座三者的密封。上述等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其中所述的上部倒角位置處放置有橡膠密封圈，通過擠壓橡膠密封圈實(shí)現(xiàn)鎖緊頂蓋與絕緣底座兩者的密封。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明采用螺紋連接和嵌入式的連接方式，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)置冷卻電極的快速拆裝，不影響等離子產(chǎn)生系統(tǒng)的密封性和絕緣性，方便等離子產(chǎn)生裝置內(nèi)置冷卻電極的更換，大大的提高了等離子產(chǎn)生系統(tǒng)的靈活性。2、本發(fā)明采用絕緣材料隔離電極接口部分與等離子腔體，防止電極接口處與放電腔體外壁接近的電極部分發(fā)生弧光放電，大大的提高了等離子體產(chǎn)生系統(tǒng)穩(wěn)定性。下面結(jié)合附圖對(duì)本將發(fā)明作進(jìn)一步說明


圖I為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，本發(fā)明的等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，包括金屬螺桿I、鎖緊頂蓋2、絕緣底座3、絕緣擋板4、橡膠密封圈5、橡膠密封圈6、鎖緊螺母7、橡膠密封墊8和橡膠密封墊11 ;其中金屬螺桿I為帶外螺紋的金屬圓形螺桿，該金屬圓形螺桿內(nèi)開有兩個(gè)并行的通孔9和10，通孔9和10內(nèi)分別穿有流動(dòng)冷卻硅油的入口電極和出口電極；鎖緊頂蓋2的下部開有倒角21 ;絕緣底座3的中部內(nèi)側(cè)開有倒角31、上部開有倒角32，上部外側(cè)設(shè)有圓形臺(tái)階33。鎖緊頂蓋2，通過螺紋與金屬螺桿I的上部連接，絕緣底座3通過螺紋固定在金屬螺桿I的下部，鎖緊頂蓋2的下端嵌入絕緣底座3的上端5cm ;中部內(nèi)側(cè)倒角31內(nèi)放置有絕緣密封圈5，下部倒角21用于擠壓絕緣密封圈5，上部倒角32內(nèi)放置有絕緣密封圈6 ;沿著金屬螺桿I的螺紋向下旋轉(zhuǎn)鎖緊頂蓋2，鎖緊頂蓋2和絕緣底座3同時(shí)擠壓絕緣密封圈5和絕緣密封圈6，實(shí)現(xiàn)金屬螺桿I與絕緣底座3之間的密封和鎖緊頂蓋2與絕緣底座3之間的密封。絕緣底座3，采用聚四氟乙烯或環(huán)氧樹脂，放置在等離子腔體內(nèi)部，其下端的螺紋部分穿過等離子腔體；等離子腔體通過鎖緊螺母7與絕緣底座3的螺紋連接，橡膠密封墊8放置在絕緣底座3與等離子腔體之間，用于實(shí)現(xiàn)絕緣底座3與等離子腔體的密封；橡膠密封墊11放置在鎖緊螺母7與等離子腔體之間，用于實(shí)現(xiàn)鎖緊螺母7與等離子腔體的密封，旋緊鎖緊螺母7將絕緣底座3固定在等離子腔體上。絕緣擋板4，采用高度為8cm的聚四氟乙烯或環(huán)氧樹脂的圓筒，放置在絕緣底座3的圓環(huán)形臺(tái)階33上，用于防止等離子腔體與內(nèi)置冷卻電極接口部分發(fā)生弧光放電。通過絕緣底座3與金屬螺桿I之間的密封、絕緣底座3與等離子腔體之間的密封，保證了金屬螺桿I與等離子體腔體的密封性；通過絕緣底座3與金屬螺桿I之間的絕緣、絕緣底座3與等離子腔體2之間的絕緣，保證了金屬螺桿I與等離子腔體的絕緣性；通過金屬螺桿I與絕緣底座3之間的螺紋連接和多級(jí)密封的方式，方便了等離子產(chǎn)生裝置內(nèi)置冷卻電極的更換；通過絕緣擋板4隔離內(nèi)置冷卻電極接口處與等離子腔體外 壁，防止發(fā)生弧光放電。工作時(shí)，對(duì)等離子體腔體密封抽真空，在內(nèi)置冷卻電極與等離子腔體之間施加交流高壓，使等離子腔體內(nèi)部產(chǎn)生高密度等離子體，并在內(nèi)置冷卻電極的入口電極和出口電極通有循環(huán)冷卻的硅油，降低內(nèi)置冷卻電極溫度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性；絕緣底座3和絕緣擋板4采用絕緣材料使內(nèi)置冷卻電極與等離子腔體之間具有較好的絕緣性，使得內(nèi)置冷卻電極可以穩(wěn)定放電；絕緣底座3與等離子腔體和金屬螺桿I之間采用多級(jí)密封的方式，保證了等離子腔體的密封性，維持等離子體腔體內(nèi)部的真空狀態(tài)，使得等離子產(chǎn)生系統(tǒng)可以長時(shí)間穩(wěn)定工作。以上實(shí)例僅是對(duì)本發(fā)明的參考說明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明內(nèi)容的任何限制。
權(quán)利要求
1.一種等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其特征在于包括金屬螺桿(1)和絕緣擋板(4);金屬螺桿(I)內(nèi)開有兩個(gè)并行的通孔(9)和(10)，上部連接有鎖緊頂蓋(2)，下部連接有絕緣底座(3);鎖緊頂蓋(2)下端嵌入絕緣底座(3)上端；絕緣擋板(4)套在絕緣底座(3 )上部，絕緣底座(3 )固定在等離子放電腔體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其特征在于金屬螺桿(I)為帶外螺紋的金屬圓形螺桿，通孔(9)和(10)內(nèi)分別穿有流動(dòng)冷卻硅油的入口電極和出口電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其特征在于鎖緊頂蓋(2)通過螺紋與金屬螺桿(I)連接，并在內(nèi)側(cè)下端設(shè)有下部倒角(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其特征在于絕緣底座(3)通過螺紋與金屬螺桿(I)連接，通過鎖緊螺母(7)固定在等離子體放電腔體上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其特征在于絕緣底座(3)的內(nèi)側(cè)中部位置設(shè)有中部倒角(31)、內(nèi)測上端設(shè)有上部倒角(32)、中部外側(cè)設(shè)有圓形臺(tái)階(33)，絕緣擋板(4)放置在圓形臺(tái)階(33)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其特征在于絕緣底座(3)和絕緣擋板(4)均采用聚四氟乙烯或環(huán)氧樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其特征在于絕緣底座(3)通過擠壓橡膠密封墊(8)實(shí)現(xiàn)絕緣底座(3)與等離子腔體的密封，鎖緊螺母(7)通過擠壓橡膠密封墊(11)實(shí)現(xiàn)鎖緊螺母(7)與等離子腔體的密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其特征在于下部倒角(21)、中部倒角(31)和金屬螺桿(I)接合的位置處放置有橡膠密封圈(6)，通過擠壓橡膠密封圈(6)實(shí)現(xiàn)金屬螺桿(I)、鎖緊頂蓋(2)和絕緣底座(3)三者的密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置，其特征在于上部倒角(32)位置處放置有橡膠密封圈(5)，通過擠壓橡膠密封圈(5)實(shí)現(xiàn)鎖緊頂蓋(2)與絕緣底座(3)兩者的密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種等離子體放電腔體內(nèi)置冷卻電極的絕緣密封裝置。主要解決目前等離子產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)置冷卻電極不可更換、電極接口處放電不穩(wěn)定的問題。整個(gè)裝置主要包括金屬螺桿(1)、鎖緊頂蓋(2)、絕緣底座(3)和絕緣擋板(4)，金屬螺桿(1)上部連接鎖緊頂蓋(2)，下部連接絕緣底座(3)，本裝置通過螺紋連接和嵌入式的連接方式，實(shí)現(xiàn)內(nèi)置冷卻電極的快速拆裝，絕緣擋板(4)套在絕緣底座(3)上部，通過絕緣擋板(4)防止電極接口部分與等離子腔體發(fā)生弧光放電。本發(fā)明方便等離子體產(chǎn)生裝置內(nèi)置冷卻電極的更換，同時(shí)防止電極接口部分發(fā)生弧光放電，可用于等離子產(chǎn)生系統(tǒng)內(nèi)置冷卻電極與等離子腔體的絕緣和密封。
文檔編號(hào)H05H1/24GK102769989SQ20121024564
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者劉彥明, 李小平, 謝楷, 賀錚光, 邵明緒 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)