RU167645U1 - Устройство генерирования низкотемпературной плазмы - Google Patents
Устройство генерирования низкотемпературной плазмы Download PDFInfo
- Publication number
- RU167645U1 RU167645U1 RU2015151679U RU2015151679U RU167645U1 RU 167645 U1 RU167645 U1 RU 167645U1 RU 2015151679 U RU2015151679 U RU 2015151679U RU 2015151679 U RU2015151679 U RU 2015151679U RU 167645 U1 RU167645 U1 RU 167645U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- low
- voltage
- gas mixture
- temperature plasma
- voltage transformer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
Предлагаемое устройство генерирования низкотемпературной плазмы с температурой, сравнимой с температурой тела человека, может найти применение в медицине, для защиты или очистки промышленных материалов от биокоррозии и биоповреждений, для дезинфекции пищевых продуктов и продовольственного сырья и в других областях. Технической задачей предлагаемого устройства является расширение функциональных возможностей и повышение надежности. Поставленная задача решается тем, что известное устройство генерирования низкотемпературной плазмы, содержащее высоковольтный трансформатор 1 с разрядным электродом 2 во вторичной цепи, размещенным в ионизационной камере 4, ко входу которой подключены генератор питания низковольтной первичной цепи высоковольтного трансформатора 5 и устройство формирования газовой смеси 6, сопло на выходе ионизационной камеры 7, снабжено блоком управления напряжением 10, подключенным к первичной низковольтной цепи 3 высоковольтного трансформатора 1, компрессором 14, подключенным ко входу устройства формирования газовой смеси 6, содержащим элементы регулировки и контроля состава газовой смеси, в зоне выхода сопла установлены устройства магнитного и электрического воздействия 17, а разрядный электрод 9 выполнен остроконечным. Кроме того, высоковольтный 1 трансформатор выполнен в виде пьезотрансформатора.1 илл.
Description
Предлагаемое устройство генерирования низкотемпературной плазмы с температурой, сравнимой с температурой тела человека, может найти применение в медицине, для защиты или очистки промышленных материалов от биокоррозии и биоповреждений, для дезинфекции пищевых продуктов и продовольственного сырья и в других областях.
Известны излучатели холодной плазмы атмосферного давления [1, 2, 3], которые используют в качестве источников плазмы газовые смеси воздуха с азотом или гелием, а в качестве ионизирующей области - импульсный высоковольтный разряд [1] с жесткими требованиями к амплитуде импульсов, использование барьерного разряда [2], который требует высокого напряжения для зажигания разряда. Известен также излучатель плазмы [3], в котором излучение реализуется использованием высокочастотного электрического разряда (частота ~2.4 ГГц, напряжение около 800 В), при этом возможно использование одного разрядного электрода.
Прототипом предлагаемого устройства можно принять излучатель [4], в котором ионизирующая область формируется у выходного торца пьезокерамического трансформатора (Uвых ≈15кВ, частота 58 кГц). Через эту область пропускается газовая смесь, а через сопло излучателя выходит в атмосферу плазменная струя. Температура плазменной струи ≈20°-30°C.
К недостаткам аналогов и прототипа следует отнести отсутствие регулировки напряжения высоковольтного трансформатора, формирующего область ионизации, которое меняется в зависимости от используемого газа. Вторым недостатком является отсутствие регулирования состава газовой смеси. Кроме того, в процессе ионизации газовой смеси высоковольтный электрод пьезотрансформатора бомбардируется заряженными частицами, что сокращает срок его работы и может привести к нарушению поляризации пьезотрансформатора. При эксплуатации устройства излучения возникает потребность в «качании» плазменной струи по зоне облучения (из-за ограниченного размера струи) которое не предусмотрено в прототипе, что ограничивает возможности прибора.
Технической задачей предлагаемого устройства является расширение функциональных возможностей и повышение надежности. Поставленная задача решается тем, что известное устройство генерирования низкотемпературной плазмы, содержащее высоковольтный трансформатор с разрядным электродом во вторичной цепи, размещенным в ионизационной камере, ко входу которой подключены генератор питания низковольтной первичной цеди высоковольтного трансформатора и устройство формирования газовой смеси, сопло на выходе ионизационной камеры, согласно полезной модели, снабжено блоком управления напряжением, подключенным к первичной низковольтной цепи трансформатора, компрессором, подключенным ко входу устройства формирования газовой смеси, содержащим элементы регулировки и контроля состава газовой смеси, в зоне выхода сопла установлены устройства магнитного и электрического воздействия, а разрядный электрод выполнен остроконечным. Кроме того, высоковольтный генератор трансформаторного типа выполнен в виде пьезотрансформатора.
Кроме того, устройство формирования газовой смеси содержит источник газовой смеси, выходом подсоединенный к газовому смесителю, второй вход которого через дроссель подключен к выходу компрессора, а выход газового смесителя подсоединен ко входу ионизационной камеры.
Кроме того, оконечность разрядного электрода может быть снабжена иглами в виде щетки или гребенки.
Кроме того, оконечность разрядного электрода может быть выполнена в виде воронки.
Предлагаемое устройство генерирования низкотемпературной плазмы схематично представлено на рисунке.
Устройство генерирования низкотемпературной плазмы содержит высоковольтный трансформатор 1 с разрядным электродом 2 во вторичной цепи и низковольтной первичной цепью 3, размещенный в ионизационной камере 4. К входу ионизационной камеры 4 подключены генератор питания 5 низковольтной первичной цепи 3 высоковольтного трансформатора 1 и устройство формирования газовой смеси 6. На выходе ионизационной камеры расположено сопло 7. Низкочастотную первичную цепь 3 высоковольтного трансформатора 1 снабжают контактами 8, а во вторичной цепи высоковольтного трансформатора 1 помещен металлический остроконечный электрод 9, снабженный на конце иглами (типа щетки), или выполненный в виде воронки (на чертеже не показано). В зоне выхода сопла 7 установлены устройства 10 магнитного и электрического воздействия.
Устройство формирования газовой смеси 6 содержит источник рабочего газа (гелий, аргон) 11, выходом подсоединенный к газовому смесителю 12, второй вход которого через дроссель 13 подключен к выходу компрессора 14, а выход газового смесителя 12 подсоединен ко входу ионизационной камеры 4.
Высоковольтный трансформатор 1, в качестве которого выбран пьезотрансформатор, выполненный в виде стержня, крепится к стенкам ионизационной камеры 4 крепежными конструкциями 15 с отверстиями для прохождения газовой смеси. Блок 16 управления электромагнитами 17.
Кроме того, оконечность разрядного электрода может быть снабжена иглами в виде щетки или гребенки.
Кроме того, оконечность разрядного электрода может быть выполнена в виде воронки.
Предлагаемое устройство генерирования низкотемпературной плазмы схематично представлено на рисунке.
Устройство генерирования низкотемпературной плазмы содержит высоковольтный трансформатор 1 с разрядным электродом 2 во вторичной цепи и низковольтной первичной цепью 3, размещенный в ионизационной камере 4. К входу ионизационной камеры 4 подключены генератор питания 5 низковольтной первичной цепи 3 высоковольтного трансформатора 1 и устройство формирования газовой смеси 6. На выходе ионизационной камеры расположено сопло 7. Низкочастотную первичную цепь 3 высоковольтного трансформатора 1 снабжают контактами 8, а во вторичной цепи высоковольтного трансформатора 1 помещен металлический остроконечный электрод 9, снабженный на конце иглами (типа щетки), или выполненный в виде воронки (на чертеже не показано). В зоне выхода сопла 7 установлены устройства 10 магнитного и электрического воздействия.
Устройство формирования газовой смеси 6 содержит источник рабочего газа (гелий, аргон) 11, выходом подсоединенный к газовому смесителю 12, второй вход которого через дроссель 13 подключен к выходу компрессора 14, а выход газового смесителя 12 подсоединен ко входу ионизационной камеры 4.
Высоковольтный трансформатор 1, в качестве которого выбран пьезотрансформатор, выполненный в виде стержня, крепится к стенкам ионизационной камеры 4 крепежными конструкциями 15 с отверстиями для прохождения газовой смеси. Блок 16 управления электромагнитами 17 подключен к выходу блока 10 управления напряжением низковольтной цепи трансформатора 1.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. При подключении генератора питания 5 низковольтной первичной цепи 3 высоковольтного трансформатора 1 к источнику электроэнергии (сети) возбуждается вторичная цепь 2 высоковольтного трансформатора 1, которая является выходным высоковольтным разрядным электродом. В ионизационной камере 4 формируется холодная плазменная струя в результате воздействия высоковольтного разрядного электрода 2 пьезокерамического трансформатора на газовую смесь.
В процессе работы ионизационная камера имеет нулевой потенциал (заземляется). Выходное сопло 17 имеет сменную накладку 18 для формирования ламинарного течения газа. Устройства магнитного и электрического воздействия 10, выполненные в виде электромагнитов, расположенных вокруг сопла 7, реализуют «качание» плазменной струи, обеспечивающее более широкий участок воздействия плазменной струи.
Ручки управления генератором 5 питания низковольтной первичной цепи 3, блока 10 управления напряжением низковольтной цепи трансформатора 1, блока 16 управления электромагнитами 17 выведены на лицевую панель устройства.
Ионизация газовой смеси при нормальном атмосферном давлении в сильно неоднородном электрическом поле (например, на остриях) осуществляется за счет коронного разряда. Такой разряд возникает вблизи электрода. Степень ионизации оценивается отношением числа ионизированных частиц к общему числу частиц. Для низкотемпературных плазм характерны малые степени ионизации (<1%). Степень ионизации зависит от величины напряженности электрического поля и от состава газовой смеси. Например, ионизация гелия происходит при напряженности.
Источники, принятые во внимание:
1. Балданов Б.Б., Ранжуров Ц.В. // ЖТФ. 2014. Т. 84. Вып. 4. С. 152.
2. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М., 1987. 536 с.
3. Патент РФ №2415522 Класс H05H 1/24 генерирование плазмы.
4. Productbroschuere - Relyon - gb.pdf Piezobruch PZ2 ("Relyon" plasma) http://www.relyon-plasma.com/en/technoligy.html.
Claims (6)
1. 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.
2. Устройство генерирования низкотемпературной плазмы по п. 1, отличающееся тем, что высоковольтный трансформатор выполнен в виде пьезотрансформатора.
3. Устройство генерирования низкотемпературной плазмы по п. 1, отличающееся тем, что устройство формирования газовой смеси содержит источник газовой смеси, выходом подсоединенный к газовому смесителю, второй вход которого через дроссель подключен к выходу компрессора, а выход газового смесителя подсоединен к ионизационной камере.
4. Устройство генерирования низкотемпературной плазмы по п. 1, отличающееся тем, что оконечность разрядного электрода снабжена иглами в виде щетки.
5. Устройство генерирования низкотемпературной плазмы по п. 1, отличающееся тем, что оконечность разрядного электрода выполнена в виде воронки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151679U RU167645U1 (ru) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Устройство генерирования низкотемпературной плазмы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015151679U RU167645U1 (ru) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Устройство генерирования низкотемпературной плазмы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU167645U1 true RU167645U1 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015151679U RU167645U1 (ru) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Устройство генерирования низкотемпературной плазмы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU167645U1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU188887U1 (ru) * | 2018-03-20 | 2019-04-29 | Дмитрий Владимирович Шитц | Устройство генерирования низкотемпературной плазмы |
| RU2695819C1 (ru) * | 2018-07-30 | 2019-07-29 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Источник интенсивных потоков низкотемпературной плазмы с высокой степенью ионизации |
| RU202393U1 (ru) * | 2020-03-12 | 2021-02-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | Устройство для генерации потока нетермальной плазмы |
| CN112725162A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-04-30 | 山东大学 | 一种全自动微生物核酸提取检测装置及提取检测方法 |
| RU211773U1 (ru) * | 2021-07-13 | 2022-06-22 | Общество с ограниченной ответственностью «Плазмаджет» | Устройство для генерации потока низкотемпературной плазмы |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080237484A1 (en) * | 2005-09-16 | 2008-10-02 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V. | Plasma Source |
| WO2011110342A1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. | Method and arrangement for treating an object with a low-temperature plasma |
-
2015
- 2015-12-02 RU RU2015151679U patent/RU167645U1/ru active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080237484A1 (en) * | 2005-09-16 | 2008-10-02 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Forderung Der Wissenschaften E.V. | Plasma Source |
| RU2415522C2 (ru) * | 2005-09-16 | 2011-03-27 | Макс-Планк-Гезелльшафт Цур Фердерунг Дер Виссеншафтен Е.Ф. | Плазменный источник |
| WO2011110342A1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V. | Method and arrangement for treating an object with a low-temperature plasma |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU188887U1 (ru) * | 2018-03-20 | 2019-04-29 | Дмитрий Владимирович Шитц | Устройство генерирования низкотемпературной плазмы |
| RU2695819C1 (ru) * | 2018-07-30 | 2019-07-29 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Источник интенсивных потоков низкотемпературной плазмы с высокой степенью ионизации |
| RU202393U1 (ru) * | 2020-03-12 | 2021-02-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта" (БФУ им. И. Канта) | Устройство для генерации потока нетермальной плазмы |
| CN112725162A (zh) * | 2021-01-15 | 2021-04-30 | 山东大学 | 一种全自动微生物核酸提取检测装置及提取检测方法 |
| CN112725162B (zh) * | 2021-01-15 | 2022-03-01 | 山东大学 | 一种全自动微生物核酸提取检测装置及提取检测方法 |
| RU211773U1 (ru) * | 2021-07-13 | 2022-06-22 | Общество с ограниченной ответственностью «Плазмаджет» | Устройство для генерации потока низкотемпературной плазмы |
| RU216154U1 (ru) * | 2022-09-13 | 2023-01-19 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии" (ФГБНУ ВНИИРАЭ) | Плазменный источник |
| RU2810566C1 (ru) * | 2023-01-21 | 2023-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "АГРОПЛАЗ" | Генератор холодной плазмы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2756516B1 (en) | Cold plasma treatment devices and associated methods | |
| RU167645U1 (ru) | Устройство генерирования низкотемпературной плазмы | |
| JP6310458B2 (ja) | 低圧プラズマを用いて生体組織を処置するための装置および方法 | |
| US20100133979A1 (en) | RC plasma jet and method | |
| US20160331437A1 (en) | Plasma device | |
| US20160193475A1 (en) | Apparatus and method for treatment of organic human tissue with a low pressure plasma | |
| Zhang et al. | A repetitive microsecond pulse generator for atmospheric pressure plasma jets | |
| JP2009016288A (ja) | 高電圧発生回路、イオン発生装置、および電気機器 | |
| JP2012084396A (ja) | パルスパワー方式低温プラズマジェット発生装置 | |
| RU2138213C1 (ru) | Устройство для коагуляции и стимуляции заживления раневых дефектов биологических тканей | |
| US20150306411A1 (en) | Apparatus and method for treatment of organic human tissue with a low pressure plasma | |
| Evans et al. | High-voltage, high-frequency pulse generator for nonequilibrium plasma generation and combustion enhancement | |
| Moshkunov et al. | A compact source of flash-corona discharge for biomedical applications | |
| Wu et al. | A bipolar DC-driven touchable helium plasma jet operated in self-pulsed mode | |
| WO2014039647A1 (en) | Plasma treatment system | |
| RU181459U1 (ru) | Генератор низкотемпературной плазмы | |
| RU2005124979A (ru) | Способ бесконтактной дискретнокогерентной холодноплазменной коагуляции и устройство для его осуществления | |
| Nakai et al. | Comparison of ozone generation characteristics by filamentary discharge mode and townsend discharge mode of dielectric barrier discharge in oxygen | |
| Yao et al. | Comparative simulation analysis on the ignition threshold of atmospheric He and Ar dielectric barrier discharge | |
| RU211773U1 (ru) | Устройство для генерации потока низкотемпературной плазмы | |
| Florez et al. | Impact of the Electrical Operating Point over a DBD Driven Plasma Jet | |
| US11638769B1 (en) | Device for disinfectant agent application and generation and method of use | |
| Giuliani et al. | Electrical characterization of an air microplasma jet operated at a low frequency ac voltage | |
| Parvataneni et al. | Exploring the Vibrational and Rotational Temperatures of a DBD Plasma Jet for Wound Healing | |
| RU136271U1 (ru) | Плазмотрон |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20171203 |
|
| NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20190402 |
|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20201203 |
|
| NF9K | Utility model reinstated |
Effective date: 20211203 |