Способ получения плазменной струи и устройство для его осуществления



Способ получения плазменной струи и устройство для его осуществления
Способ получения плазменной струи и устройство для его осуществления
H05H1/24 - Плазменная техника (термоядерные реакторы G21B; ионно-лучевые трубки H01J 27/00; магнитогидродинамические генераторы H02K 44/08; получение рентгеновского излучения с формированием плазмы H05G 2/00); получение или ускорение электрически заряженных частиц или нейтронов (получение нейтронов от радиоактивных источников G21, например G21B,G21C, G21G); получение или ускорение пучков нейтральных молекул или атомов (атомные часы G04F 5/14; устройства со стимулированным излучением H01S; регулирование частоты путем сравнения с эталонной частотой, определяемой энергетическими уровнями молекул, атомов или субатомных частиц H03L 7/26)

Владельцы патента RU 2633705:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт сильноточной электроники Сибирского отделения Российской академии наук (ИСЭ СО РАН) (RU)

Группа изобретений относится к источникам излучения, в частности к лампам барьерного разряда, и может быть использована в различных областях науки и техники, где необходима подсветка коротковолновым ультрафиолетовым или вакуумным ультрафиолетовым излучением, например в фотохимии, в фотобиологии, фотоионизационных приборах. Технический результат - упрощение конструкции, получение плазменных струй атмосферного давления в воздухе без принудительной прокачки воздуха и снижение расхода газа в средах, содержащих смеси легкоионизуемых газов с электроотрицательными газами. Способ заключается в том, что зажигают искровой разряд между двумя острийными электродами, один электрод оставляют под плавающим потенциалом, причем на второй электрод подают высоковольтные импульсы напряжения положительной полярности с фронтом нарастания 0.1<τ<10 мкс, зажигание разряда осуществляют между электродами, установленными под углом 0<α<160°, формируя плазменную струю в месте максимальной кривизны токового канала. Устройство, реализующее способ, содержит два острийных электрода, образующих искровой разрядный промежуток, один электрод является свободным, высоковольтный источник питания, второй электрод, расположенный под углом 0<α<160° к первому, является высоковольтным и имеет положительную полярность напряжения с фронтом нарастания 0.1<τ<10 мкс, разрядный промежуток составляет 5<d<20 мм. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Предлагаемые способ и устройство относятся к плазменной технике, в частности к источникам получения и управления потоком плазмы атмосферного давления, и могут быть использованы для получения локализованных зон плазменной обработки в процессах очистки поверхностей, свертывания крови, биологического обеззараживания материалов.

Известные способы и устройства для получения плазменных струй атмосферного давления (ПСАД) основаны на использовании тлеющего, дугового, радиочастотного, барьерного разрядов [1] и т.д. За счет создания в зоне разряда избыточного давления, превышающего атмосферное, образуемая в разряде плазма поступает через сопло (круглое или щелевое по сечению), или несколько отверстий, или межэлектродный промежуток, формируя плазменную струю.

Известны способ и устройство, в котором формирование плазменной струи происходит путем пропускания воздуха со скоростью 30-70 м/с через зону стационарного тлеющего разряда, образованную пластинчатыми анодами и штыревыми катодами [3]. Техническое решение позволяет использовать для формирования ПСАД дешевый и доступный воздух, но требует большого расхода газа.

Известны способ и устройство, в котором в газовом промежутке между цилиндрической полостью (полый катод) и помещенным в нее соосно цилиндрическим электродом зажигается радиочастотный γ-разряд на частоте 13.56 МГц. В отличие от плазматронов, сравнительно низкой температуры плазменной струи атмосферного давления (не более 250°C) при вложенной мощности около 300 Вт удается добиться с помощью высоких скоростей потока газа [3]. В других способах и устройствах, основанных на радиочастотном возбуждении, в цилиндрической полости из диэлектрика соосно располагается игольчатый электрод, на который подается напряжение [4]. Плазма формируется на конце электрода и называется плазменной иголкой («plasma needle»). В ряде устройств радиочастотное поле прикладывается к диэлектрическому капилляру, через который поступает возбуждаемый газ, посредством двух или нескольких внешних электродов, расположенных на поверхности капилляра [5]. Недостатком радиочастотного способа возбуждения плазменной струи является большой расход рабочих газов, необходимый для устойчивости плазменной струи атмосферного давления. Кроме того, радиочастотные источники питания отличаются сложностью, требуют дополнительных мер защиты при эксплуатации.

В известных способе и устройстве для формирования плазмы используют разряд между круглыми электродами с центральными отверстиями для прохождения газа с размещенным между ними диэлектрическим диском (или несколькими дисками), так же имеющим центральное отверстие [6, 7]. Достоинством таких источников является их простота (в т.ч. в питании) и низкая температура плазмы, что важно для целого ряда приложений. Плазменная струя формируется как при сравнительно низких расходах газа, так и частотах напряжения. Недостатком является сравнительно низкий срок службы и ограничение на плотность вводимой в плазму мощности, что связано с эрозией краев отверстий в металлических электродах.

Известны устройства, включающие цилиндрическую, трубку из диэлектрического материала, через которую пропускается возбуждаемый газ. На внешней поверхности трубки на расстоянии друг от друга расположена пара электродов. Заземленный электрод располагается на выходе трубки, т.е. у сопла. Электроды подключены к импульсному высокочастотному источнику питания [8]. Часто высоковольтный электрод выполнен в форме стержня с заостренным концом и расположен внутри цилиндрической трубки, соосно ей [9]. Достоинством таких устройств является их конструктивная простота. Для получения плазменных струй длиной от долей до нескольких сантиметров здесь применяют импульсы напряжения положительной и отрицательной полярности, длительностью порядка 0.1-1 мкс, амплитудой до 30 кВ, частотой следования - десятки кГц и скоростями прокачки газов от единиц до десятков л/мин. Недостатком данных устройств является сложность или невозможность формирования протяженных плазменных струй атмосферного давления в смесях инертных газов Не, Ar с электроотрицательным молекулярным газом, а также в воздухе или азоте. В этих газовых средах формируется наибольшее количество химически активных частиц, но при наличии воздуха, азота или электроотрицательного газа качество разряда падает, и для его сохранения требуется увеличивать расход газа (>10 л/мин) и напряжение (>20 кВ). Это удорожает эксплуатацию и повышает требования к электробезопасности установки. Но в ряде случаев даже это не позволяет сформировать плазменную струю.

Из известных способов и устройств для получения плазменной струи атмосферного давления наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ получения плазменной струи, согласно которому между двумя острийными электродами, расположенными соосно, зажигают импульсный искровой разряд, один электрод находится под плавающим потенциалом, а на второй действуют высоковольтным синусоидальным напряжением, электроды впаяны в стенку диэлектрической трубки, через трубку прокачивают аргон. Благодаря этому аргоновая плазма принудительно выдувается из диэлектрической трубки, образуя плазменную струю на ее выходе [12]. Способ реализован в устройстве, в котором электроды помещены в кварцевую трубку внутренним диаметром 5.5 мм, а расстояние между электродами составляет 2.5 мм. Один электрод является плавающим, а на второй подается синусоидальное напряжение с частотой 48 кГц. Плазменная струя формировалась лишь в диапазоне напряжений от 3.8 до 5.4 кВ. В противном случае струя либо не выдувалась из трубки, либо замыкалась на обратный конец трубки, откуда нагнетался аргон.

Достоинством способа является простота получения аргоновой ПСАД. Недостатками является необходимость нагнетания рабочего газа, повышенный расход газа (несколько литров в минуту) и невозможность получения струи в воздухе и азоте.

Таким образом, среди существующих способов и устройств для получения плазменных струй атмосферного давления трудно одновременно обеспечивать формирование протяженной плазменной струи в средах, содержащих воздух, азот или электроотрицательный газ, и сохранять простоту конструкции и применяемого источника питания.

Технической задачей предлагаемой группы изобретений является упрощение конструкции, получение плазменных струй атмосферного давления в воздухе без принудительной прокачки воздуха и снижение расхода газа в средах, содержащих смеси легкоионизуемых газов с электроотрицательными газами.

Для решения поставленной задачи предлагаются способ получения плазменной струи в воздухе атмосферного давления и устройство для его осуществления.

Указанная задача при осуществлении группы изобретений по объекту-способу достигается тем, что в известном способе получения плазменной струи зажигают искровой разряд между двумя острийными электродами, один электрод оставляют под плавающим потенциалом, согласно изобретению на второй электрод подают высоковольтные импульсы напряжения положительной полярности с фронтом нарастания 0.1<τ<10 мкс, зажигание разряда осуществляют между электродами, установленными под углом 0<α<160°, формируя плазменную струю в месте максимальной кривизны токового канала.

Предлагаемый способ может быть реализован устройством, содержащим два острийных электрода, образующих искровой разрядный промежуток, один электрод является свободным, высоковольтный источник питания, согласно изобретению второй электрод, расположенный под углом 0<α<160° к первому, является высоковольтным и имеет положительную полярность напряжения с фронтом нарастания 0.1<τ<10 мкс, разрядный промежуток составляет 5<d<20 мм.

Кроме того, особенность устройства заключается в том, что свободный электрод выполнен в форме плоскости, шара или эллипсоида.

Кроме того, особенность устройства заключается в том, что свободный электрод выполнен из пористой металлокерамики.

Кроме того, особенность устройства заключается в том, что электроды помещены в изогнутую диэлектрическую трубку, имеющую отверстие в вершине, служащее для вывода плазменной струи.

Кроме того, особенность устройства заключается в том, что для получения плазменной струи дополнительно используют азот, гелий, аргон или их смеси между собой, включая добавки кислорода, углеводородов, легкоионизуемых молекулярных газов.

Кроме того, особенность устройства заключается в том, что конец диэлектрической трубки, в котором расположен свободный электрод, является закрытым, а второй конец диэлектрической трубки служит для подачи газа.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства, которое содержит острийные электроды 1 и 2, расположенные под углом α (0<α<160°) и образующие разрядный промежуток 3 величиной 5<d<20 мм. Электрод 1 подключен к источнику питания 4, а электрод 2 является свободным (находится под плавающим потенциалом).

Предлагаемый способ получения плазменной струи реализуется в устройстве следующим образом. Электроды 1 и 2 устанавливают под углом α, на электрод 1 подают импульсы напряжения положительной полярности с фронтом τ, электрод 2 оставляют под плавающим потенциалом, в результате зажигают искровой разряд в разрядном промежутке 3 величиной d. За 2-3 секунды канал разряда быстро разогревается, и вокруг него формируется рассеянное свечение, что связано с конвективным вытеснением разогретых газов из токового канала. Почти сразу разрядный канал начинает изгибаться, и в месте максимального изгиба прорастает одна или несколько светящихся плазменных струй, форма которых может быть игловидной, а может быть конической.

На фиг. 2 изображен результат формирования плазменной струи атмосферного давления на воздухе в этом устройстве. Здесь 1 и 2 - электроды, 3 - межэлектродный промежуток, в котором зажигается искровой разряд, 4 - плазменная струя, формируемая от места максимального изгиба разрядного канала.

По сравнению с прототипом формирование плазменной струи атмосферного давления происходит непосредственно в воздухе: разрядный канал сам является «насосом» для формирования плазменной струи, т.е. принудительная прокачка газа через разрядный промежуток не нужна. Это упрощает конструкцию устройства.

Расположение электродов под углом 0<α<160°, облегчает образование изгиба разрядного канала и соответственно формирование плазменной струи, а именно, ускоряет формирование струи и увеличивает ее стабильность. Если разрядный промежуток d<5 мм, то разрядный канал не изгибается либо изгибается недостаточно, чтобы на месте изгиба сформировать плазменную струю. При d>20 мм разрядный канал неустойчив (соответственно неустойчива и плазменная струя) либо имеет несколько перегибов, что приводит к формированию на местах перегибов нескольких плазменных струй случайной ориентации, линейные размеры, интенсивность излучения и стабильность которых в несколько раз ниже, чем при 5<d<20 мм.

Условие, определяющее величину разрядного промежутка d, и условие, налагаемое на фронт нарастания импульса напряжения τ, являются взаимосвязанными. Они определяют концентрацию возбужденных молекул, достаточную для формирования устойчивой плазменной струи. При τ>10 мкс их концентрация в разрядном канале мала настолько, что процесс их девозбуждения происходит быстрее, чем процесс их вытеснения в область плазменной струи. При τ<0.1 мкс происходит контракция разрядного канала, поэтому место перегиба не образуется. Соответственно в обоих случаях струя не формируется.

При помещении электродов в изогнутую диэлектрическую трубку 5, имеющую отверстие в вершине 6 (фиг. 3), служащее для вывода плазменной струи, положение плазменной струи в пространстве стабилизируется.

Если конец диэлектрической трубки, в котором расположен свободный электрод, сделать закрытым, а второй конец диэлектрической трубки использовать для подачи газа, то устройство позволяет формировать плазменные струи в газовых средах, содержащих смеси легкоионизуемых газов с электроотрицательными газами, расход не превысит литра в минуту, т.е. снизит расход газа по сравнению с прототипом и аналогами.

Таким образом, применение предлагаемого способа и устройства для его реализации позволяет упростить конструкцию, получать плазменные струи атмосферного давления в воздухе без принудительной прокачки воздуха и снижать расхода газа в средах, содержащих смеси легкоионизуемых газов с электроотрицательными газами.

Источники информации

1. Schutze A., Jeong J.Y., Babayan S.E., Park J., Selwyn G.S., Hicks R.F. The atmospheric-pressure plasma jet: a review and comparison to other plasma sources // IEEE Trans. Plasma Sci. 1998. Vol. 26, No. 6. P. 1685-1694.

2. Акишев Ю.С., Грушин М.Е., Трушкин Н.И. Патент RU 2370924. Приоритетная дата: 26.10.2007. Опубл. 20.10.2009. Бюл. №25.

3. Selwyn G.S. Patent US 5961772. Priority data: 23.01.1997. Published: 05.10.1997.

4. Kieft I.E., v d Laan E.P., Stoffels E. Electrical and optical characterization of the plasma needle // New J Phys. 2004. Vol. 6. 149. 14 p.

5. Patelli A., Verga F.E., Scopece P., Pierobon R., Vezzu S. Patent WO 2015071746. Priority data: 14.11.2014. Published: 21.05.2015.

6. Mohamed A.-A.H., Kolb J.F., Schoenbach K.H. US 20060028145. Priority data: 31.05.2005. Published: 09.02.2006.

7. Hong Y.Ch., Uhm H.S. Microplasma jet at atmospheric pressure // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 89. 221504. 4 p.

8. Uchida G., Takenaka K., Setsuhara Y. Effects of discharge voltage waveform on the discharge characteristics in a helium atmospheric plasma jet // J. Appl. Phys. 2015. Vol. 117. 153301. 6 p.

9. Ayan H., Yildirim E.D., Pappas D.D., Sun W. Development of a cold atmospheric pressure microplasma jet for freeform cell printing // Appl. Phys. Lett. 2011. Vol. 99. 111502. 3 p.

10. Nie 1 Q.-Y., Ren Ch.-Sh., Wang De-Zh. and Zhang J.-L. A simple cold Ar plasma jet generated with a floating electrode at atmospheric pressure // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 93, 011503. 3 p.

1. Способ получения плазменной струи в воздухе атмосферного давления, заключающийся в том, что зажигают искровой разряд между двумя острийными электродами, один электрод оставляют под плавающим потенциалом, отличающийся тем, что на второй электрод подают высоковольтные импульсы напряжения положительной полярности с фронтом нарастания 0.1<τ<10 мкс, зажигание разряда осуществляют между электродами, установленными под углом 0<α<160°, формируя плазменную струю в месте максимальной кривизны токового канала.

2. Устройство для получения плазменной струи воздуха атмосферного давления, содержащее два острийных электрода, образующих искровой разрядный промежуток, один электрод является свободным, высоковольтный источник питания, отличающееся тем, что второй электрод, расположенный под углом 0<α<160° к первому, является высоковольтным и имеет положительную полярность напряжения с фронтом нарастания 0.1<τ<10 мкс, разрядный промежуток составляет 5<d<20 мм.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что свободный электрод выполнен в форме плоскости, шара или эллипсоида.

4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что свободный электрод выполнен из пористой металлокерамики.

5. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что электроды размещены в изогнутой диэлектрической трубке, имеющей отверстие в вершине, служащее для вывода плазменной струи.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что для получения плазменной струи дополнительно используют азот, гелий, аргон или их смеси между собой, включая добавки кислорода, углеводородов, легкоионизуемых молекулярных газов.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, конец диэлектрической трубки, в котором расположен свободный электрод, является закрытым, а второй конец диэлектрической трубки служит для подачи газа.



 

Похожие патенты:

Изобретение обеспечивает генерацию плотной объемной импульсной плазмы и может быть использовано для интенсификации процессов взаимодействия частиц в объеме и одновременного ограничения температуры поверхности изделий, нагреваемых ионным потоком из плазмы.

Изобретение относится к области переработки зольных отходов угольных тепловых электростанций с целью их утилизации в качестве, в частности, материалов для производства строительных изделий.

Изобретение относится к плазменной технике и технологии и может быть использовано для получения электрического разряда в большом объеме. Технический результат - увеличение объема горения электрического разряда.

Изобретение относится к области генерирования химически активных частиц физическими методами воздействия и может быть использовано в биомедицинских исследованиях.

Изобретение относится к электроду для плазменных горелок для плазменной резки и применению электрода для указанной плазменной горелки. Электрод для плазменных резаков, выполненный в соответствии с изобретением, содержит держатель электрода и эмиссионную вставку, которые соединены друг с другом запрессовкой и/или подгонкой по форме.

Изобретения относятся к способам и устройствам для осуществления тлеющего разряда и могут найти применение при обработке поверхности и нанесении покрытий на поверхности различных изделий в вакууме, в машиностроении для поверхностной термообработки, напыления и упрочнения, а также для получения излучения, например для накачки лазеров.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в малогабаритных приборах ЯМР- и ЭПР-спектроскопии высокого спектрального разрешения. Технический результат состоит в повышении степени однородности магнитного поля в рабочей области системы и увеличении его напряженности.

Изобретение относится к области исследования физических свойств вещества, в частности к исследованию процессов в газоразрядных приборах и плазме. Между электродами при фиксированном расстоянии между ними подается напряжение, возникающий ток плавит и испаряет тонкую проволочку, которая размещается между электродами, расстояние от катода до анода выбирается таким, при котором разряд без проволочки самопроизвольно не возникает, а между электродами создаются условия для лавинного пробоя разрядного промежутка, возникающего при наличии в воздухе паров испаряющейся проволочки.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано в газоразрядных устройствах с самонакаливаемым полым катодом. Способ изготовления самонакаливаемого полого катода из нитрида титана для систем генерации плазмы включает формирование трубчатого изделия из смеси порошков, содержащей нитрид титана, 10 вес.% титана, не более 2 вес.% пластификатора поливинилбутираля, импульсным или статическим прессованием, экструзией, шликерным литьем или альтернативным способом, отжиг трубчатого изделия в вакуумной печи в потоке азота при давлении 1 Па при температуре 500°С в течение 1 ч для термического разложения пластификатора и удаления продуктов разложения из объема трубчатого изделия, установку трубчатого изделия в качестве катодного электрода в электроразрядную систему, содержащую анодный электрод, постоянную прокачку азота через трубчатое изделие, приложение между анодом и трубчатым изделием напряжения и зажигание тлеющего разряда между трубчатым изделием и анодом, ток которого постепенно увеличивают по мере прекращения дугообразования, что обеспечивает удаление поверхностных загрязнений и рост температуры трубчатого изделия, переход разряда в термоэмиссионный дуговой режим и нагрев катода до температуры 2000°С.

Изобретение относится к способу и устройству для низкотемпературного упрочнения оптического контакта диэлектрических поверхностей газоразрядных приборов, в частности резонаторов моноблочных газовых лазеров, в процессе их технологической сборки.

Изобретение относится к средствам формирования плазмы высокочастотных разрядов и может быть использовано, например, для травления поверхности, проведении газофазных плазмохимических реакций, спектрального анализа жидких и твердых проб. Устройство для генерации высокочастотного разряда содержит катод и анод, установленные через разрядный промежуток. Анод электрически соединен с фидером высоковольтного высокочастотного генератора. Катод выполнен в виде дополнительного электрода, соединенного электрически с одной из обкладок конденсатора переменной емкости. Другая обкладка этого конденсатора электрически изолирована как от шины заземления, так и общего провода высоковольтного ВЧ-генератора. Техническим результатом является возможность формирования неравновесной плазмы высокочастотных разрядов, электронная температура которой сопоставима с электронной температурой плазмы факельного разряда, а газовая температура сопоставима с газовой температурой плазмы дугового разряда. 3 ил.

Изобретение относится к области термообработки посредством плазменной горелки. Расходуемый компонент горелки для термообработки включает в себя приемник, размещенный внутри упомянутой горелки для термообработки, причем расходуемый компонент содержит:- корпус расходуемого компонента; и- сигнальное устройство, содержащее опознавательную метку идентификации по радиочастотным сигналам (RFID), расположенную на или в корпусе расходуемого компонента, для передачи сигнала, связанного с расходуемым компонентом, причем сигнал является независимым от выявляемой физической характеристики расходуемого компонента. Сигнальное устройство выполнено с возможностью хранения информации, которая должна быть передана сигналом, идентифицирующим два или более из наименования, торгового знака, изготовителя, серийного номера, предыстории использования, по меньшей мере одного рабочего параметра и типа расходуемого материала, и при этом упомянутое сигнальное устройство расположено внутри упомянутой горелки для термообработки, когда расходуемый компонент установлен в эту горелку для термообработки, и сигнальное устройство выполнено с возможностью позволять сигналу быть считываемым упомянутым приемником внутри горелки для термообработки. Технический результат - облегчение управления и оптимизация работы плазменной горелки. 5 н. и 26 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области плазменной техники. Устройство включает в себя ускоритель плазмы с воронкообразным участком высокой степени сжатия, отходящим от входа ускорителя, и вытянутым участком, соединенным с воронкообразным участком высокой степени сжатия, который может располагаться между концом воронкообразного участка и выходом ускорителя. Воронкообразный участок может иметь в продольном разрезе форму крутого конуса, тогда как вытянутый участок может обладать более пологой и плавной конусностью по всей своей длине в направлении выхода. Указанное устройство также включает в себя источник питания для возбуждения импульса ускорения, генерирующего толкающий магнитный поток, который обеспечивает ускорение и сжатие тора плазмы по всей длине ускорителя. Импульс тока может иметь такую форму, чтобы его величина за тором плазмы на выходе вытянутого участка была значительно меньше величины импульса тока у первого конца вытянутого участка, а давление тора плазмы на выходе вытянутого участка превышало давление тора плазмы в начале вытянутого участка. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройства. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области плазменной техники. Источник (1) плазмы, предназначенный для нанесения покрытия на подложку (9) и выполненный с возможностью соединения с источником (Р) энергии, содержит электрод (2), магнитный узел (4), находящийся на периферии упомянутого электрода и содержащий совокупность магнитов, соединенных между собой магнитной опорой (46), включающий в себя по меньшей мере первый и второй центральные магниты (43, 44) и по меньшей мере один головной магнит (45), электрически изолирующую оболочку (5), расположенную таким образом, чтобы окружать электрод и магниты. Технический результат - повышение качества покрытия путем повышения плотности и однородности плазмы. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Изобретение относится к соединительному компоненту для сборки в головку горелки для обработки материалов. Этот соединительный компонент содержит цилиндрический корпус, который включает в себя проксимальный конец и дистальный конец, определяющие продольную ось. По меньшей мере две резьбовые области располагаются в радиальном положении на поверхности корпуса около проксимального конца. Каждая резьбовая область включает в себя по меньшей мере одну нитку резьбы, расположенную на поверхности корпуса. В дополнение к этому, по меньшей мере две нерезьбовые области ориентируются продольно в радиальном положении на поверхности корпуса. 6 н. и 54 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к плазменной и медицинской технике и может быть использовано для активации иммунного ответа и процессов заживления, уменьшения микробного обсеменения инфицированных ран и язв, их обеззараживания неравновесной аргоновой плазмой атмосферного давления без инициации новых полирезистентных штаммов, для лечения бактериальных, грибковых и вирусных воспалений кожи. Технический результат - упрощение устройства с одновременным повышением стабильности его работы и обеспечение более равномерного и эффективного дезинфицирующего воздействия низкотемпературной плазмы на раневые поверхности биологической ткани на обширной поверхности, уменьшение габаритов устройства с целью удобства его переносного использования в полевых и/или иных экстремальных условиях. Способ включает создание струи холодной газоразрядной плазмы атмосферного давления. Для создания выносимой плазменной струи используют систему электродов из острийного катода и цилиндрического анода, в которой цилиндрический анод коаксиально охватывает острийный катод. Разряд инициируют подачей между электродами постоянного напряжения 10-20 кВ. Поток аргона напускают вдоль острийного катода с расходом 1-10 л/мин. Устойчивое горение слаботочного высоковольтного искрового разряда достигается балластным сопротивлением 10-63 МОм. Газоразрядное устройство содержит острийный катод, цилиндрический анод, систему напуска газа, источник электрического питания и стерилизуемый (дезинфицируемый) объект. Острийный катод выполнен с радиусом закругления острия 30 мкм и установлен на оси изолятора, на периферии изолятора установлен цилиндрический анод, коаксиально охватывающий острийный катод, в изоляторе выполнены продольные отверстия нагнетания аргона в разрядный промежуток, соплом плазменной струи служит открытый торцевой срез цилиндрического анода. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для плазменной обработки термочувствительных поверхностей, стерилизации, а также для дезинфекции раневых поверхностей и стимулирования процессов их заживления. Газоразрядное устройство для обработки термочувствительных поверхностей содержит разрядную камеру (1), выполненную из диэлектрического материала, систему подачи и контроля газа (2), осевой электрод (3), который продет через изолирующую трубку (4) и установлен внутри разрядной камеры (1) герметичным держателем (5), заземленный кольцевой электрод (6), закрепленный на цилиндрической диэлектрической втулке (7), которая вставлена в разрядную камеру (1). При этом источник переменного напряжения (8) подключен через ограничивающий величину тока резистор (9) и резистор обратной связи (10) к разрядному промежутку между осевым (3) и заземленным кольцевым (6) электродами, а также соединен с модулятором выходного напряжения (11). Изобретение обеспечивает эффективную обработку термочувствительных поверхностей за счет повышения стабильности параметров разряда, а также существенное снижение себестоимости за счет упрощения конструкции устройства. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 пр.

Изобретение относится к наукоемкой технологии и может быть применено для плазменно-электромагнитного воздействия на различные виды материальной среды, расположенной как на близком, так и значительном расстояниях от излучателя. Технический результат - повышение эффективности устройства. Плазмотрон включает коаксиально расположенные конденсаторные пластины, между которыми расположены излучатель и по меньшей мере пара выполненных из пористого проницаемого керамического (фаянсового) состава для подачи кислорода и водорода труб, изолированных диэлектрическим огнеупорным составом, причем кислород и водород по трубам подается в камеру смешивания, после чего в разрядной камере происходит пробой смеси с образованием водяной плазмы, которая, дополнительно ускоряясь электромагнитным полем излучателя, линейно излучается в пространство. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области плазменно-электромагнитного воздействия на различные виды материальной среды, расположенной как на близком, так и значительном расстояниях от излучателя. Технический результат - повышение излучающей мощности плазменного потока, Образованная из гремучего газа плазма ускоряется электромагнитным полем, представляющим собой сумму электрического и магнитного полей, при этом для воспламенения гремучего газа напряженность электрического поля разрядной камеры превышает напряжение пробоя, гремучего газа, подаваемого из смесительной камеры в разрядную, а магнитное поле, ускоряющее образованную плазму, представляет собой сумму нескольких магнитных полей, которые образуются магнитопроводом, его обмоточным проводом и двумя параллельно соединенными индуктивностями, пара индуктивностей последовательно электрически связана со вторичной обмоткой и обмоткой обратной связи трансформатора, эти обмотки имеют форму полой спирали, внутри которой прокачивается охлаждающая вода. Горячая выходная вода из обмоток поступает на вход устройства разложения воды, на выходе которого образованный гремучий газ поступает в разрядную камеру. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способу и системе для нанесения покрытий на подложку. В системе узел нанесения покрытия расположен внутри вакуумной камеры. Узел нанесения покрытия включает источник паров, обеспечивающий наносимый на подложку материал, подложкодержатель, удерживающий подложку, на которую наносят покрытие, таким образом, чтобы они располагались перед источником паров, узел катодной камеры и удаленный анод. Узел катодной камеры включает катод, необязательный первичный анод и экран, изолирующий катод от вакуумной камеры. Указанный экран имеет отверстия для пропускания тока электронной эмиссии от катода в вакуумную камеру. Источник паров расположен между катодом и удаленным анодом, а удаленный анод соединен с катодом. Система включает первичный источник питания, присоединенный между катодом и первичным анодом, и вторичный источник питания, присоединенный между узлом катодной камеры и удаленным анодом. Способ включает генерирование первичной дуги в испускающем электроны катодном источнике между катодной мишенью и первичным анодом, генерирование удаленной дуги, удерживаемой в зоне нанесения покрытия между узлом катодной камеры и анодом, соединенным с катодной мишенью, и генерирование потока паров металла из источника паров металла по направлению к по меньшей мере одной подложке, предназначенной для нанесения покрытия. Получаемые покрытия имеют улучшенную адгезию, гладкость, сверхтонкую микроструктуру, высокую плотность, низкую концентрацию дефектов и пористость и, соответственно, высокие функциональные характеристики.2 н. и 34 з.п. ф-лы, 29 ил.

Группа изобретений относится к источникам излучения, в частности к лампам барьерного разряда, и может быть использована в различных областях науки и техники, где необходима подсветка коротковолновым ультрафиолетовым или вакуумным ультрафиолетовым излучением, например в фотохимии, в фотобиологии, фотоионизационных приборах. Технический результат - упрощение конструкции, получение плазменных струй атмосферного давления в воздухе без принудительной прокачки воздуха и снижение расхода газа в средах, содержащих смеси легкоионизуемых газов с электроотрицательными газами. Способ заключается в том, что зажигают искровой разряд между двумя острийными электродами, один электрод оставляют под плавающим потенциалом, причем на второй электрод подают высоковольтные импульсы напряжения положительной полярности с фронтом нарастания 0.1<τ<10 мкс, зажигание разряда осуществляют между электродами, установленными под углом 0<α<160°, формируя плазменную струю в месте максимальной кривизны токового канала. Устройство, реализующее способ, содержит два острийных электрода, образующих искровой разрядный промежуток, один электрод является свободным, высоковольтный источник питания, второй электрод, расположенный под углом 0<α<160° к первому, является высоковольтным и имеет положительную полярность напряжения с фронтом нарастания 0.1<τ<10 мкс, разрядный промежуток составляет 5<d<20 мм. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх