一种组合式等离子体电极冷却结构的制作方法

    专利查询2025-03-31  3


    本发明涉及等离子体放电装置领域,尤其涉及一种组合式等离子体电极冷却结构。


    背景技术:

    1、感性耦合等离子体(icp:inductively coupled plasma)源由于其具有独特优势,包括结构简单以及能够在低温和气体压力条件下产生较高的等离子体密度和离子通量,在不同行业中有着广泛的应用。例如,icp在半导体制造中的等离子体刻蚀和薄膜沉积、航天中的离子推力器、核聚变领域的中性束注入技术等方面都有应用。在等离子体放电运行时,等离子体电极不可避免的会受到等离子体的轰击,因此等离子体电极上会有大量的热沉积,若不及时移除等离子体电极上的热量,则会造成等离子体电极热变形、放气等问题的出现,也会造成电极附近的真空密封圈出现烧蚀和放气问题,从而导致稳定运行时间受限。


    技术实现思路

    1、为了解决上述等离子体电极在放电运行时会有大量的热沉积在上面,导致电极热变形、放气和电极附近真空密封圈烧蚀、放气等问题,本发明提供了一种组合式等离子体电极冷却结构,该结构简单安装方便,能够提供优异的冷却能力。

    2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

    3、一种组合式等离子体电极冷却结构,所述电极冷却结构包括:腔体盖板、第一密封圈、第二密封圈、电极板、第一半沉头螺钉和第二半沉头螺钉;

    4、所述腔体盖板为su304不锈钢材质制成,上端面开设有同心圆形通孔和第一凹槽,下端面开设有三个同心凹槽,所述同心凹槽分别为第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽;在腔体盖板的侧面开设有两个对称的圆形通道,所述圆形通道分别为进水管道和出水管道;

    5、其中,所述圆形通孔与电极板的通孔配合,用于引出等离子体;所述第一凹槽用于与等离子体腔室配合,第一凹槽内部放置密封圈对真空进行密封;所述第二凹槽用于与所述电极板配合,且在第二凹槽内钻有圆周分布的螺纹孔;所述第三凹槽为密封槽,内部放置密封圈,用于与电极板的上端面配合;所述第四凹槽,用于与电极板上的圆柱配合组合成冷却水道,且在第四凹槽的内部钻有圆周分布的螺纹孔;所述进水管道和出水管道都是一端与第四凹槽相连通,另一端车有螺纹,用于与螺纹快接配合,方便与水管拆装和零件替换;

    6、所述电极板为su304不锈钢材质制成,上端面中心位置设有一个圆柱,所述圆柱用于与第四凹槽配合组合成冷却水道,且在圆柱开设有两个同心凹槽,所述同心凹槽分别为第五凹槽和第六凹槽;下端面上分别钻有两道直径不同圆周分布的半沉头螺纹通孔,与腔体盖板上的螺纹孔相互配合的;

    7、其中所述的第五凹槽为密封槽,内部放置密封圈,用于与腔体盖板的下端面配合;所述第六凹槽中心开通孔,通孔与腔体盖板的圆形通孔配合,用于引出等离子体。

    8、进一步的,所述冷却介质为氟化液或者去离子水。

    9、进一步的,所述腔体盖板和电极板之间通过半沉头螺钉连接。

    10、进一步的,所述第一密封圈、第二密封圈为氟橡胶材质制成,第一密封圈、第二密封圈放入对应的密封凹槽内,腔体盖板和电极板螺纹紧固后,挤压第一密封圈、第二密封圈,从而对冷却水道进行密封。

    11、综上所述,本发明的有益效果是:

    12、1、利用腔体盖板和电极板组合成冷却水道,使冷却介质直接与电极板和腔体盖板接触,能够增加冷却能力,移除更多的热量,避免电极热变形、放气和电极附近真空密封圈烧蚀、放气等问题的出现;

    13、2、电极采用su304不锈钢制成,材料易获取,加工工艺简单,成本低,效率高,适用性高,安装方便。



    技术特征:

    1.一种组合式等离子体电极冷却结构,其特征在于:所述电极冷却结构包括腔体盖板、第一密封圈、第二密封圈、电极板、第一半沉头螺钉和第二半沉头螺钉;所述腔体盖板上端面开设有同心圆形通孔和第一凹槽,下端面开设有三个同心凹槽,所述同心凹槽分别为第二凹槽、第三凹槽和第四凹槽,在第二凹槽和第四凹槽内都分别钻有圆周分布的螺纹孔;在腔体盖板的侧面开设有两个对称的圆形通道,所述圆形通道分别为进水管道和出水管道;

    2.根据权利要求1所述一种组合式等离子体电极冷却结构,其特征在于:所述第三凹槽和第五凹槽为密封槽,内部放置密封圈,用于对冷却水道进行密封。

    3.根据权利要求1所述一种组合式等离子体电极冷却结构,其特征在于:所述第六凹槽中心开通孔,通孔与腔体盖板的圆形通孔配合,用于引出等离子体。

    4.根据权利要求1所述一种组合式等离子体电极冷却结构,其特征在于:所述腔体盖板和电极板之间通过半沉头螺钉连接。

    5.根据权利要求1所述一种组合式等离子体电极冷却结构,其特征在于:所述冷却介质为氟化液或去离子水。

    6.根据权利要求1所述一种组合式等离子体电极冷却结构,其特征在于:所述第一密封圈、第二密封圈为氟橡胶材质制成,第一密封圈、第二密封圈放入对应的密封凹槽内,腔体盖板和电极板螺纹紧固后,挤压第一密封圈、第二密封圈,从而对冷却水道进行密封。


    技术总结
    本发明涉及一种组合式等离子体电极冷却结构,属于等离子体放电装置领域,本发明设有腔体盖板、电极板、密封圈、半沉头螺钉。所述腔体盖板开设有三个同心凹槽,与电极板及其上的圆柱和凹槽相互配合,共同组合成冷却水道结构。通过本发明所述结构,腔体盖板和电极板组合成冷却水道,使冷却介质直接与电极板和腔体盖板接触,能够增加冷却能力,移除更多的热量,避免电极热变形、放气和电极附近真空密封圈烧蚀、放气等问题的出现,从而提高放电装置稳定运行的时长。

    技术研发人员:钱玉忠,朱振清,李猛猛,陶鑫,梁立振,胡纯栋
    受保护的技术使用者:合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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