Аппарат холодной плазмы для обработки поверхности



Аппарат холодной плазмы для обработки поверхности
Аппарат холодной плазмы для обработки поверхности
Аппарат холодной плазмы для обработки поверхности
Аппарат холодной плазмы для обработки поверхности
Аппарат холодной плазмы для обработки поверхности
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 2716708:

КОНИНКЛЕЙКЕ ФИЛИПС Н.В. (NL)

Изобретение относится к аппарату (13) холодной плазмы для обработки поверхности (6) холодной плазмой. Аппарат (13) имеет генератор (14) холодной плазмы, выполненный с возможностью генерации холодной плазмы, которая создает активные частицы для обработки поверхности (6). Аппарат (13) также включает в себя обрабатывающую головку (5), размещаемую относительно поверхности (6) так, что активным частицам сообщается движение к поверхности (6) в ходе обработки. Аппарат (13) также снабжен генератором (8) воздушного потока для генерации воздушного потока по поверхности (6) и контроллером (9), выполненным с возможностью управления работой генератора (8) воздушного потока для генерации воздушного потока по поверхности (6) после завершения обработки. Техническим результатом является рассеяние оставшихся побочных продуктов холодной плазмы при обработке поверхности. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Это раскрытие относится к аппарату холодной плазмы для обработки поверхности холодной плазмой.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известно использование аппарата холодной плазмы для дезинфекции объектов. Холодная атмосферная плазма генерирует активные частицы кислорода и азота, которые биологически активны и способны инактивировать бактерии.

В частности, в US20090206062 раскрыт портативный аппарат распыления плазмы, который генерирует холодную атмосферную плазму и использует вентилятор для выдувания полученных активных частиц из сопла на обрабатываемый объект.

Следует отметить, что в US20130345620 раскрыт аппарат для обработки поверхности кожи холодной плазмой. Аппарат согласно этому раскрытию, может содержать поток газа в ходе применения холодной плазмы для помощи в обработке.

Дополнительно следует отметить, что в DE102009002278 раскрыт аппарат для обработки кожи с использованием комбинации ультразвука и холодной плазмы, в котором обрабатывающая головка образует замкнутый объем между кожей и генерирующими холодную плазму электродами, причем объем может наполняться текучей средой либо в ходе, либо после плазменной обработки.

Такая обработка холодной плазмой создает побочные продукты, например, оставшиеся активные частицы, например, озона и диоксида азота. Эти побочные продукты могут быть нежелательными.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является предоставление аппарата холодной плазмы для обработки поверхности, которое существенно ослабляет или преодолевает одну или более из вышеупомянутых проблем.

Изобретение задается независимыми пунктами формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения задают преимущественные варианты осуществления.

Согласно настоящему изобретению, предусмотрен аппарат холодной плазмы для обработки поверхности холодной плазмой, содержащий:

генератор холодной плазмы, выполненный с возможностью генерации холодной плазмы, которая создает активные частицы для обработки упомянутой поверхности;

обрабатывающую головку, размещаемую относительно упомянутой поверхности так, что упомянутым активным частицам сообщается движение к упомянутой поверхности в ходе обработки;

генератор воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности; и

контроллер, выполненный с возможностью управления работой генератора воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности после завершения упомянутой обработки так, что оставшиеся побочные продукты холодной плазмы рассеиваются.

Помимо рассеивания побочных продуктов воздушный поток будет также рассеивать любые пахучие летучие вещества, в частности, создаваемые бактериями на поверхности кожи.

Завершение обработки может происходить, когда аппарат холодной плазмы перемещается частично или полностью от обрабатываемой поверхности, что обнаруживается, например, датчиком близости, или когда он выходит из контакта с обрабатываемой поверхностью, что обнаруживается, например, датчиком контакта, даже если генератор холодной плазмы все еще работает. Альтернативно, завершение обработки может происходить, когда генератор холодной плазмы отключается.

Если аппарат холодной плазмы использовался для инактивации бактерий на коже (например, дезодорирующее устройство), то воздушный поток будет рассеивать оставшиеся пахучие побочные продукты холодной плазмы.

Контроллер может быть выполнен с возможностью управления генератором воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности только после завершения упомянутой обработки.

Таким образом, обработка холодной плазмой происходит без воздушного потока, что может быть полезно, но воздушный поток обеспечивается для рассеивания оставшихся побочных продуктов обработки холодной плазмой после завершения обработки.

Контроллер может быть выполнен с возможностью управления генератором воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности в ходе упомянутой обработки.

В этом примере, воздушный поток может быть полезен в ходе обработки холодной плазмой (например, проталкивания активных частиц к поверхности), и после отключения генератора холодной плазмы воздушный поток действует для рассеивания оставшихся побочных продуктов холодной плазмы и любых других пахучих летучих веществ.

Контроллер может быть выполнен с возможностью изменения рабочей характеристики генератора воздушного потока после завершения упомянутой обработки.

Таким образом, воздушный поток может генерироваться в ходе обработки для помощи в обработке холодной плазмой, и воздушный поток после завершения обработки будет рассеивать оставшиеся побочные продукты холодной плазмы.

Контроллер может быть выполнен с возможностью повышения мощности генератора воздушного потока после завершения упомянутой обработки.

Например, в ходе обработки может существовать воздушный поток, который подгоняет активные частицы к поверхности, и после завершения обработки скорость воздушного потока может увеличиваться для рассеивания оставшихся побочных продуктов холодной плазмы. Таким образом, разные воздушные потоки используются для помощи в обработке холодной плазмой и для рассеивания любых оставшихся побочных продуктов.

Контроллер может быть выполнен с возможностью обращения направления генератора воздушного потока после завершения упомянутой обработки.

Например, контроллер может быть выполнен с возможностью управления генератором воздушного потока для генерации воздушного потока к поверхности в ходе обработки, и управления генератором воздушного потока для генерации воздушного потока от поверхности после завершения упомянутой обработки.

Таким образом, в ходе обработки воздушный поток будет подгонять активные частицы к коже, но после завершения обработки воздушный поток будет отсасывать оставшиеся побочные продукты холодной плазмы от поверхности для их рассеивания.

Аппарат холодной плазмы может дополнительно содержать датчик, выполненный с возможностью обнаружения, когда обрабатывающая головка расположена в контакте с упомянутой поверхностью или вблизи нее, причем контроллер выполнен с возможностью включения генератора холодной плазмы в ответ на сигнал от датчика.

Таким образом, аппарат холодной плазмы может включаться только, когда обрабатывающая головка находится в надлежащем положении относительно поверхности.

Аппарат холодной плазмы может дополнительно содержать датчик, выполненный с возможностью обнаружения, когда обрабатывающая головка расположена в контакте с упомянутой поверхностью или вблизи нее, и контроллер может быть выполнен с возможностью управления работой генератора воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности после обнаружения датчиком, что обрабатывающая головка отведена от упомянутой поверхности.

Таким образом, можно управлять генератором воздушного потока по-разному в зависимости от того, располагается ли обрабатывающая головка напротив поверхности, вблизи поверхности или на более значительном удалении от поверхности. В одном примере, генератор воздушного потока генерирует воздушный поток по поверхности сразу после отведения обрабатывающей головки от поверхности. Таким образом, побочные продукты рассеиваются, пока аппарат холодной плазмы находится вблизи поверхности.

Контроллер может быть выполнен с возможностью управления работой генератора воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности после отключения упомянутого генератора холодной плазмы.

Таким образом, воздушный поток генерируется для рассеивания побочных продуктов после завершения обработки холодной плазмой.

В другом примере, контроллер выполнен с возможностью управления работой генератора воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности после отключения упомянутого генератора холодной плазмы и после обнаружения датчиком, что обрабатывающая головка отведена от упомянутой поверхности.

Таким образом, контроллер может определять, когда обработка завершена, тремя способами:

- когда обрабатывающая головка отведена от поверхности;

- когда генератор холодной плазмы отключен; или

- когда генератор холодной плазмы отключен и когда обработка головка отведена от поверхности.

Генератор воздушного потока может быть выполнен с возможностью генерации потока воздуха к упомянутой поверхности.

Воздушный поток к поверхности будет рассеивать оставшиеся побочные продукты холодной плазмы, отдувая их от поверхности.

Генератор воздушного потока может быть выполнен с возможностью генерации потока воздуха от упомянутой поверхности.

Воздушный поток от поверхности будет рассеивать оставшиеся побочные продукты холодной плазмы, отсасывая их от поверхности.

Аппарат холодной плазмы может дополнительно содержать фильтр, предназначенный для фильтрации упомянутого воздушного потока.

Фильтр может расположен для удаления побочных продуктов из воздушного потока. Таким образом, любые побочные продукты удаляются из окрестности поверхности. Вместо или помимо фильтра аппарат холодной плазмы может содержать резервуар для хранения воздуха в течение периода достаточно долгого для разложения побочных продуктов.

Генератор холодной плазмы может быть установлен в обрабатывающей головке, и обрабатывающая головка может быть выполнена так, что в ходе обработки генератор холодной плазмы расположен вблизи упомянутой поверхности и разнесен с ней.

Такое расположение является предпочтительным, поскольку разнесение позволяет активным частицам достигать обработанной поверхности более равномерно.

Генератор холодной плазмы может содержать отверстие или несколько отверстий, через которые может проходить воздушный поток, генерируемый генератором воздушного потока.

Таким образом, воздушный поток направляется через область, в которой генерируется холодная плазма, что эффективно для рассеивания оставшихся побочных продуктов холодной плазмы.

Аппарат холодной плазмы может дополнительно содержать проход, предназначенный для направления воздушного потока, генерируемого генератором воздушного потока, и этот проход может обходить генератор холодной плазмы и может содержать отверстие, размещенное в обрабатывающей головке. Можно также обеспечить второе отверстие в рукоятке аппарата, благодаря чему, воздух может всасываться через второе отверстие и смешиваться с воздухом, всасываемым через обрабатывающую головку для разбавления воздуха, всасываемого через обрабатывающую головку.

Таким образом, воздушный поток может действовать для перемещения или отсасывания оставшихся побочных продуктов холодной плазмы, эффективно рассеивая их. Благодаря направлению по проходу воздушного потока, он ускоряется, что позволяет быстрее удалять побочные продукты из области обработки. Проход, который обходит генератор холодной плазмы, также будет защищать внутренние части, например, электронику аппарата от активных побочных продуктов. Контроллер может быть выполнен с возможностью управления генератором воздушного потока так, что воздушный поток по упомянутой поверхности поддерживается в течение фиксированного периода времени после отключения упомянутого генератора холодной плазмы.

Это обеспечивает простое решение для определения того, когда генератор воздушного потока следует отключить после отключения генератора холодной плазмы. Фиксированный период времени будет позволять в достаточной степени рассеивать оставшиеся побочные продукты без необходимости для пользователя вручную отключать генератор воздушного потока.

Эти и другие аспекты изобретения понятны из и объясняются со ссылкой на описанные ниже варианты осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Варианты осуществления изобретения будут описаны ниже исключительно в порядке примера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 показывает вид в разрезе аппарата холодной плазмы для обработки поверхности в области генератора холодной плазмы, причем аппарат холодной плазмы находится в рабочем положении относительно кожи пользователя;

фиг. 2 показывает схему первого примерного аппарата холодной плазмы для обработки поверхности, где показаны генератор холодной плазмы для обработки поверхности и генератор воздушного потока;

фиг. 3 показывает схему второго примерного аппарата холодной плазмы для обработки поверхности, где показаны генератор холодной плазмы для обработки поверхности и генератор воздушного потока;

фиг. 4 показывает вид с торца аппарата холодной плазмы, изображенного на фиг. 3;

фиг. 5 показывает схему третьего примерного аппарата холодной плазмы для обработки поверхности, где показаны генератор холодной плазмы для обработки поверхности и генератор воздушного потока;

фиг. 6 показывает схему четвертого примерного аппарата холодной плазмы для обработки поверхности, где показаны генератор холодной плазмы для обработки поверхности и генератор воздушного потока; и

фиг. 7 показывает схему пятого примерного аппарата холодной плазмы для обработки поверхности, где показаны генератор холодной плазмы для обработки поверхности и генератор воздушного потока.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Аппарат 13 холодной плазмы, показанный на фиг. 1, содержит корпус 4, где располагается генератор 14 холодной плазмы. Аппарат 13 холодной плазмы дополнительно включает в себя разделительный элемент 5, который, при использовании аппарата 13 холодной плазмы, действует для разнесения генератора 14 холодной плазмы с обрабатываемой поверхностью 6. Разделительный элемент 5 фактически образует обрабатывающую головку, которая помещается напротив поверхности 6 в ходе использования аппарата 13. В альтернативных примерах разделительный элемент 5 может не помещаться в контакте с поверхностью 6 в ходе использования аппарата 13, но удерживаться на расстоянии от поверхности 6.

Термин "холодная плазма" используется для описания плазмы при ионной температуре, меньшей примерно 100 градусов Цельсия, и, таким образом, пригодной для использования на людях и вокруг них, в частности на коже. Ионная температура это температура ионов и нейтральных молекул после термализации. Уровень ионизации составляет примерно одну молекулу на миллион. Таким образом, благодаря столкновениям с другими молекулами, ионы достигают теплового равновесия, т.е. они термализуются. При обработке кожи, температура будет возрастать максимум на несколько градусов. Однако для очистки других поверхностей можно использовать более высокую энергию, и температура может достигать 100 градусов.

Генератор 14 холодной плазмы в примере, приведенном на фиг. 1, содержит первый электрод 1, второй электрод 3 и диэлектрический материал 2, размещенный между первым и вторым электродами 1, 3. Как показано на фиг. 1, генератор 14 холодной плазмы простирается через корпус 4 так, что он практически параллелен торцу 15 разделительного элемента 5. Таким образом, генератор 14 холодной плазмы, в частности, второй электрод 3, практически равномерно разнесен с поверхностью 6 в ходе использования (в зависимости от характеристик обрабатываемой поверхности 6). Когда аппарат используется для обработки кожи, может происходить вспучивание кожи, но второй электрод 3 будет оставаться практически параллельным плоскости, которая характеризуется средней нормалью к поверхности.

Генератор 14 холодной плазмы подключен к источнику питания (17, см. фиг. 2) в аппарате 13 так, что между первым и вторым электродами 1, 3 генерируется напряжение. Диэлектрический материал 2 действует для изоляции первого электрода 1 от второго электрода 3.

Вышеописанная конструкция генератора холодной плазмы именуется генератором холодной плазмы на основе диэлектрического барьерного разряда. Импульсное или знакопеременное напряжение с амплитудой в несколько киловольт подается между первым электродом 1 и вторым электродом 3. Диэлектрический материал 2 препятствует прямому разряду между первым электродом 1 и вторым электродом 3. Вместо этого, нити (микроразряды) генерируются между диэлектрическим материалом 2 и вторым электродом 3. Эти нити создаются за счет ионизации молекул, присутствующих между первым и вторым электродами 1, 3, например, молекул азота в воздухе, обусловленной высоким напряжением. Этот процесс ионизации освобождает электроны, которые сталкиваются с, другими молекулами, присутствующими между первым и вторым электродами 1, 3, и ионизируют их.

Таким образом, ионизированные активные частицы генерируются из воздуха между первым и вторым электродами 1, 3. Активные частицы могут включать в себя оксиды азота, атомарный кислород, озон, гидроксил, активные частицы кислорода и активные частицы азота. Эти активные частицы химически активны и могут инактивировать бактерии и, таким образом, полезны для обработки поверхностей.

Специалисту в области техники очевидно, что генератор 14 холодной плазмы может иметь альтернативную конструкцию. Например, в US20140147333 описаны две альтернативные конфигурации генераторов холодной плазмы. Первым примером является генератор холодной плазмы на основе поверхностного микроразряда, в котором диэлектрический материал заполняет весь промежуток между первым и вторым электродами. Другим примером является генератор холодной плазмы самостерилизующейся поверхности, в котором первый и второй электроды заделаны в диэлектрический материал, и поэтому нити исходят из поверхности диэлектрического материала.

Кроме того, специалисту в области техники очевидно, что холодная плазма может генерироваться в текучей среде, которая не является воздухом, как описано выше. Например, другие газы можно подать в промежуток между диэлектрическим материалом 2 и вторым электродом 3, и эти газы будут ионизироваться генератором 14 холодной плазмы и создавать активные частицы. Такие другие газы могут поступать из источника сжатого газа.

В примерах, приведенных на фиг. 2 - фиг. 7 аппарат 13 холодной плазмы имеет генератор холодной плазмы любого из вышеописанных типов, и дополнительно содержит генератор 8 воздушного потока, например, вентилятор. Генератор 8 воздушного потока выполнен с возможностью генерации воздушного потока по обрабатываемой поверхности 6 в ходе использования аппарата 13 холодной плазмы. Контроллер 9 обеспечен для управления работой генератора 8 воздушного потока.

В одном примере контроллер 9 выполнен с возможностью управления работой генератора 8 воздушного потока для генерации воздушного потока по поверхности 6 после завершения обработки для рассеивания пахучих побочных продуктов холодной плазмы. Воздушный поток, созданный генератором 8 воздушного потока, может идти к поверхности 6 или от поверхности 6.

В примере, приведенном на фиг. 2, генератором воздушного потока является вентилятор 8. Как показано, аппарат 13 холодной плазмы включает в себя корпус 4, разделительный элемент 5 и генератор 14 холодной плазмы как описано ранее со ссылкой на фиг. 1.

Вентилятор 8 расположен в конце 16 корпуса 4, противоположном разделительному элементу 5, и этот конец 16 корпуса снабжен впускным отверстием 7, чтобы позволить воздуху течь от вентилятора 8 через конец 16 корпуса 4 в атмосферу (или наоборот). Конец 16 корпуса 4, соседствующий с вентилятором 8, может быть снабжен защитной сеткой, имеющей множественные впускные отверстия 7, которые позволяют воздуху течь, одновременно защищая вентилятор 8.

Между вентилятором 8 и генератором 14 холодной плазмы расположены другие компоненты аппарата холодной плазмы, например, контроллер 9 и источник 17 питания. В этом варианте осуществления корпус 4 действует как проход для воздушного потока, генерируемого вентилятором 8. В частности, вентилятор 8 генерирует воздушный поток от/на обрабатываемую поверхность 6 через корпус 4 и разделительный элемент 5.

Необязательно, как показано на фиг. 2, аппарат 13 холодной плазмы также может включать в себя фильтр 10. В этом примере, фильтр 10 размещен между вентилятором 8 и обрабатываемой поверхностью 6. Таким образом, если вентилятор 8 задействован для генерации воздушного потока от поверхности 6, воздушный поток фильтруется фильтром 10 прежде чем он достигнет вентилятора 8 для удаления любых побочных продуктов холодной плазмы, переносимых в воздушном потоке. В альтернативных конфигурациях фильтр 10 может обеспечиваться на стороне вентилятора 8, противоположной показанной на фиг. 2, так что вентилятор 8 размещен между фильтром 10 и обрабатываемой поверхностью 6. Таким образом, воздушный поток от поверхности 6 фильтруется после прохождения через вентилятор 8 для удаления любых побочных продуктов холодной плазмы, переносимых в воздушном потоке, и воздушный поток к поверхности 6 фильтруется до прохождения через вентилятор 8, благодаря чему обеспечивается чистый воздух для рассеивания побочных продуктов холодной плазмы.

Фильтр может содержать волокнистый материал, который улавливает составляющие воздушного потока, или может содержать поглощающее или абсорбирующее вещество для поглощения или абсорбции, соответственно, составляющих воздушного потока. В других вариантах осуществления фильтр может включать в себя активные ингредиенты, например, активированный уголь, для фильтрации воздушного потока посредством химических реакций. Фильтр также может охватывать другие методы, например, фотокаталитического окисления, (ФКО), УФ излучения, и сухой или влажной очистки.

В примере, приведенном на фиг. 2, воздушный поток, генерируемый вентилятором 8, проходит через генератор 14 холодной плазмы.

Как объяснено ранее, в иллюстрируемом примере генератор 14 холодной плазмы содержит первый и второй электроды 1, 3 и диэлектрический материал 2, размешенный между ними. В других вариантах осуществления генератор 14 холодной плазмы может содержать другие расположения первого и второго электродов и диэлектрического материала, отличные от объясненных ранее.

В этом варианте осуществления, компоненты 1, 2, 3 генератора 14 холодной плазмы снабжены проходными отверстиями 11, через которые может проходить воздушный поток. Таким образом, воздушный поток, генерируемый вентилятором 8 может достигать обрабатываемой поверхности 6.

В примере, приведенном на фиг. 2, каждый из первого и второго электродов 1, 3 генератора 14 холодной плазмы может содержать сетку, которая имеет множество отверстий 11, через которые может проходить воздушный поток. Диэлектрический материал 2 также может иметь отверстия, распределенные по его поверхности.

На фиг. 3 показан пример, аналогичный примеру, приведенному на фиг. 2. В этом примере аппарат 13 холодной плазмы включает в себя корпус 4, генератор 14 холодной плазмы, вентилятор 8 и необязательный фильтр 10. Однако в этом примере по меньшей мере один компонент 1, 2, 3 генератора 14 холодной плазмы снабжен множеством отверстий 11, расположенных вокруг периферийного края генератора 14 холодной плазмы в корпусе 4. Это более наглядно показано на фиг. 4.

В одном примере, представленном на фиг. 3, второй электрод 3, который размещен ближе всего к поверхности 6 в ходе использования, содержит сетку, которая позволяет воздушному потоку проходить через нее, тогда как первый электрод 1 и диэлектрический материал 2 снабжены отверстиями 11, расположенными вокруг периферийного края генератора 14 холодной плазмы, в положениях, показанных на фиг. 4. Электрод 1 покрывает немного меньшую область, чем диэлектрический материал 2, поэтому диэлектрический материал 2 перекрывает электрод 1 по его периферии.

В другом примере, второй электрод 3, размещенный ближе всего к поверхности в ходе использования, содержит отверстия 11, расположенные вокруг периферийного края генератора 14 холодной плазмы, аналогичные показанным на фиг. 4, тогда как первый электрод 1 содержит сетку, которая позволяет воздуху течь через нее. Диэлектрический материал 2 может содержать отверстия 11, расположенные вокруг периферийного края генератора 14 холодной плазмы, аналогичные показанным на фиг. 4.

Во всех этих примерах воздух может течь через генератор 14 холодной плазмы.

Благодаря отверстиям 11 вокруг периферийного края генератора 14 холодной плазмы, как показано на фиг. 4, функция компонентов 1, 2, 3 генератора 14 холодной плазмы не подвергается негативному влиянию. В частности, для функционирования генератора 14 холодной плазмы важно, чтобы диэлектрический материал 2 обеспечивал изолирующий барьер между первым и вторым электродами 1, 3. Размещение отверстий 11 вокруг периферийного края диэлектрического материала 2, в положениях, показанных на фиг. 4, предпочтительно, поскольку оно имеет наименьшее влияние на изолирующую функцию диэлектрического материала 2, и все же существует однородный источник плазмы в центральной части обрабатывающей головки.

В примере, представленном на фиг. 5, аппарат 13 холодной плазмы дополнительно снабжен внутренней оболочкой 12, которая окружает по меньшей мере некоторые из внутренних компонентов аппарата 13 холодной плазмы (например, контроллер 9 и источник 17 питания). Внутренняя оболочка 12 образует проход для воздушного потока, который обходит эти внутренние компоненты. Как показано, внутренняя оболочка 12 образует проход, который проходит от впускного отверстия 7, минуя вентилятор 8, через необязательный фильтр 10, вокруг внутренних компонентов на генератор 14 холодной плазмы.

В этом примере, проход расположен так, что воздушный поток напрямую поступает на периферийный участок генератора 14 холодной плазмы, где отверстия 11 могут обеспечиваться по схеме, аналогичной показанной на фиг. 4. Однако очевидно, что внутренняя оболочка 12 может иметь другую форму так, что проход выставлен с отверстиями 11 в других положениях на генераторе 14 холодной плазмы. Или в случае электродов 1, 3 генератора 14 холодной плазмы, содержащих сетки, проход может обеспечивать воздушный поток напрямую ко всей поверхности генератора 14 холодной плазмы.

В примерах, приведенных на фиг. 6 и фиг. 7 аппарат 13 холодной плазмы расположен так, что воздушный поток проходит не напрямую через генератор 14 холодной плазмы, но вокруг генератора 14 холодной плазмы.

Как показано на фиг. 6 и фиг. 7, аппарат 13 холодной плазмы этих примеров снабжен внутренней оболочкой 12, которая образует проход, аналогичный показанному на фиг. 5. Однако в этих примерах проход простирается за периферийный край генератора 14 холодной плазмы, благодаря чему, воздушный поток обходит генератор 14 холодной плазмы. Одно или более отверстий 11 обеспечено в конце прохода, в этом примере между внутренней оболочкой 12 и разделительным элементом 5, поэтому воздух может течь между обрабатываемой поверхностью 6 и вентилятором 8.

Как показано на фиг. 6 и фиг. 7, генератор 14 холодной плазмы прикреплен к внутренней оболочке 12. Таким образом, что проход, образованный внутренней оболочкой 12 может обходить генератор 14 холодной плазмы.

В примере с фиг. 6 отверстия 11 на конце прохода ориентированы к концу 15 разделительного элемента 5 и, таким образом, к поверхности 6 в ходе обработки.

В примере с фиг. 7 отверстия 11 в конце прохода ориентированы поперек поверхности генератора 14 холодной плазмы, благодаря чему воздушные потоки текут в направлении поперек поверхности 6.

Как упомянуто выше, контроллер 9 выполнен с возможностью управления работой генератора 8 воздушного потока так, что генератор 8 воздушного потока генерирует воздушный поток по обрабатываемой поверхности 6 после завершения обработки.

В вышеприведенных примерах генератор 8 воздушного потока описан как вентилятор. Однако специалисту в области техники будет понятно, что генератором 8 воздушного потока альтернативно может быть воздуходувка, поршневой насос, винтовой насос, безлопастный вентилятор, вакуумный или любой другой компонент, который может создавать воздушный поток.

В каждом из примеров, показанных на фиг. 1 - фиг. 7, контроллер 9 может быть выполнен с возможностью управления генератором 8 воздушного потока так, что воздушный поток генерируется по поверхности 6 (в любом направлении) в течение фиксированного периода времени после завершения обработки. В этом случае, генератор 8 воздушного потока включается в течение фиксированного периода времени после завершения обработки для рассеивания побочных продуктов холодной плазмы.

в этих примерах, контроллер 9 может быть выполнен так, что генератор 8 воздушного потока генерирует воздушный поток по поверхности 6 только после завершения обработки. В этом случае, в ходе обработки генератор 8 воздушного потока отключен.

Таким образом, воздушный поток не будет мешать процессу обработки холодной плазмой за счет рассеивания активных частиц до того, как они получат возможность взаимодействия с поверхностью 6, но воздушный поток будет действовать для рассеивания побочных продуктов холодной плазмы по окончании обработки холодной плазмой.

Альтернативно, контроллер 9 может быть выполнен так, что генератор 8 воздушного потока генерирует воздушный поток в ходе обработки, и продолжает генерировать воздушный поток после завершения обработки. Например, генератор 8 воздушного потока может включаться одновременно с генератором 14 холодной плазмы и продолжать генерировать воздушный поток после завершения обработки.

Альтернативно, контроллер 9 может быть выполнен так, что генератор 8 воздушного потока генерирует воздушный поток до включения генератора 14 холодной плазмы, а также после завершения обработки.

Альтернативно, контроллер 9 может быть выполнен так, что генератор 8 воздушного потока начинает генерировать воздушный поток до включения генератора холодной плазмы, продолжает генерировать воздушный поток в ходе обработки, и продолжает генерировать воздушный поток после завершения обработки.

В каждом из этих примеров контроллер 9 может быть выполнен с возможностью изменения рабочей характеристики генератора 8 воздушного потока, когда обработка завершена.

Например, контроллер 9 может быть выполнен с возможностью задействовать генератор 8 воздушного потока так, что низкоскоростной воздушный поток генерируется к поверхности 6 в ходе обработки. Таким образом, в ходе обработки активные частицы, генерируемые холодной плазмой, подгоняются к поверхности 6 без рассеяния. Затем, после завершения обработки контроллер 9 может быть выполнен с возможностью управления генератором 8 воздушного потока так, что воздушный поток более высокой скорости генерируется к поверхности 6 для рассеивания побочных продуктов холодной плазмы.

В альтернативном примере контроллер 9 может быть выполнен с возможностью задействовать генератор 8 воздушного потока так, чтобы низкоскоростной воздушный поток генерируется к поверхности 6 в ходе обработки. Таким образом, в ходе обработки активные частицы, генерируемые холодной плазмой, подталкиваются к поверхности 6 без рассеяния. Затем, после завершения обработки контроллер 9 может быть выполнен с возможностью задействовать генератор 8 воздушного потока так, что воздушный поток генерируется от поверхности 6 (т.е. направление генератора 8 воздушного потока обращается) для рассеивания побочных продуктов холодной плазмы. Скорость воздушного потока от поверхности 6 (после завершения обработки) может быть выше, чем скорость воздушного потока к поверхности 6 в ходе обработки.

В некоторых примерах контроллер 9 выполнен с возможностью определения, когда обработка завершена на основании того, когда генератор 14 холодной плазмы был отключен.

В альтернативных примерах аппарат 13 холодной плазмы любого из примеров, приведенных со ссылкой на фиг. 1 - фиг. 7, дополнительно содержит датчик 18, который выполнен с возможностью обнаружения, когда аппарат 13 холодной плазмы расположен в контакте с поверхностью 6 или вблизи нее.

Датчик 18 может быть датчиком контакта или датчиком близости, предназначенным для обнаружения контакта и/или близости аппарата 13 холодной плазмы к поверхности 6. Примеры датчиков контакта включают в себя переключатели, которые нажимаются при контакте, электронные или оптические датчики контакта. Примером датчика близости является источник света (например, СИД) и датчик, который измеряет отражение этого света от поверхности (чем больше света отражается, тем ближе поверхность к датчику). Альтернативно, когда обрабатываемая поверхность имеет температуру выше окружающей (например, кожи), датчик близости может содержать инфракрасный датчик температуры или емкостной датчик.

В некоторых примерах, как показано на фиг. 2 и фиг. 6, датчик 18 может располагаться на разделительном элементе 5. Однако, очевидно, что датчик 18 может альтернативно располагаться в другом месте в аппарате холодной плазмы, в частности, если датчик 18 является датчиком близости, который может работать на расстоянии от поверхности 6. Очевидно, что множественные датчики контакта и/или близости можно использовать на одном и том же аппарате.

Предпочтительно, датчик 18 осуществляет связь с контроллером 9, и контроллер 9 выполнен с возможностью управления генератором 14 холодной плазмы и/или генератором 8 воздушного потока в зависимости от сигнала от датчика.

Например, когда датчик 18 обнаруживает, что аппарат 13 холодной плазмы расположен в контакте с поверхностью 6 или рядом ней, то контроллер 9 может включать генератор 14 холодной плазмы, чтобы начать обработку поверхности 6. Дополнительно, контроллер 9 может быть выполнен с возможностью включать или отключать генератор 8 воздушного потока, или изменять его рабочие характеристики, когда датчик 18 обнаруживает, что аппарат 13 холодной плазмы расположен в контакте с поверхностью 6 или рядом с ней, в зависимости от того, какие из вышеописанных вариантов используется.

Затем, когда аппарат 13 холодной плазмы отдаляется (частично или полностью) от поверхности 6, датчик 18 обнаруживает это, и контроллер 9 может быть выполнен с возможностью отключать генератор 14 холодной плазмы.

Дополнительно, контроллер 9 может быть выполнен с возможностью включения генератора 8 воздушного потока или изменения его рабочей характеристики, когда датчик 18 обнаруживает, что аппарат 13 холодной плазмы отдаляется от (частично или полностью) от поверхности 6. В частности, контроллер 9 может быть выполнен с возможностью задействовать генератор 8 воздушного потока для генерации воздушного потока по поверхности 6, после обнаружения датчиком 18, что обрабатывающая головка 5 отведена от поверхности 6. Таким образом, датчик 18 используется для обнаружения того, когда обработка завершена, в зависимости от того, находится ли обрабатывающая головка 5 в положении для обработки.

В альтернативном примере контроллер 9 выполнен с возможностью управления работой генератора 8 воздушного потока в зависимости от того, включен или отключен аппарат 14 холодной плазмы.

В другом примере, контроллер 9 выполнен с возможностью управления генератором 8 воздушного потока на основании комбинации того, включен ли или отключен генератор 14 холодной плазмы, и обнаруживает ли датчик 18, что обрабатывающая головка 5 находится в положении относительно поверхности 6 для обработки поверхности 6.

Таким образом, контроллер 9 способен определять, когда обработка завершена, тремя способами:

- когда обрабатывающая головка 5 отведена от поверхности 6 (что обнаруживается датчиком 18);

- когда генератор 14 холодной плазмы отключен; или

- когда генератор 14 холодной плазмы отключен и когда обрабатывающая головка 5 отведена от поверхности 6.

В вышеописанных вариантах осуществления аппарат 13 холодной плазмы используется для обработки поверхности 6. В конкретных примерах аппарат 13 холодной плазмы может использоваться для обработки кожи, например, человеческой кожи. В одном примере аппарат 13 холодной плазмы является дезодорирующим аппаратом для обработки подмышек для инактивирования бактерий, которые приводят к возникновению запаха тела.

В других конкретных примерах аппарат 13 холодной плазмы может служить для дезинфекции изделий, например, зубных щеток, головок бритв, медицинских инструментов или аналогичных. Альтернативно, аппарат 13 холодной плазмы может служить для дезинфекции поверхностей, например, в больницах или на кухнях.

Вышеописанные варианты осуществления являются только примерными и не призваны ограничивать технические подходы настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение подробно описано в отношении предпочтительных вариантов осуществления, специалистам в области техники будет понятно, что технические подходы настоящего изобретения можно изменять или пересматривать, не выходя за рамки сущности и объема технических подходов настоящего изобретения, которые также подлежат включению в объем защиты формулы изобретения настоящего изобретения. В формуле изобретения слово "содержащий" не исключает наличия других элементов или этапов, и употребление их названий в единственном числе не исключает наличия их множества.

Никакие ссылочные позиции в формуле изобретения не следует рассматривать в порядке ограничения объема.

1. Аппарат (13) холодной плазмы для обработки поверхности (6) холодной плазмой, содержащий:

генератор (14) холодной плазмы, выполненный с возможностью генерации холодной плазмы, которая создает активные частицы для обработки упомянутой поверхности (6);

обрабатывающую головку (5), размещаемую относительно упомянутой поверхности (6) так, что упомянутым активным частицам сообщается движение к упомянутой поверхности (6) в ходе обработки;

генератор (8) воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности (6);

при этом генератором (8) воздушного потока является вентилятор, и

контроллер (9), выполненный с возможностью управления работой генератора (8) воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности (6) после завершения упомянутой обработки упомянутой поверхности (6) так, что оставшиеся побочные продукты холодной плазмы рассеиваются.

2. Аппарат холодной плазмы по п. 1, причем контроллер (9) выполнен с возможностью управления генератором (8) воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности (6) только после завершения упомянутой обработки.

3. Аппарат холодной плазмы по п. 1, причем контроллер (9) выполнен с возможностью управления генератором (8) воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности (6) в ходе упомянутой обработки.

4. Аппарат холодной плазмы по п. 3, причем контроллер (9) выполнен с возможностью изменения рабочей характеристики генератора (8) воздушного потока после завершения упомянутой обработки.

5. Аппарат холодной плазмы по п. 4, причем контроллер (9) выполнен с возможностью повышения мощности генератора (8) воздушного потока после завершения упомянутой обработки.

6. Аппарат холодной плазмы по п. 4, причем контроллер (9) выполнен с возможностью обращения направления генератора (8) воздушного потока после завершения упомянутой обработки.

7. Аппарат холодной плазмы по любому предыдущему пункту, дополнительно содержащий датчик (18), выполненный с возможностью обнаружения того, когда обрабатывающая головка (5) расположена в контакте с упомянутой поверхностью (6) или вблизи нее, причем контроллер (9) выполнен с возможностью включения генератора (14) холодной плазмы в ответ на сигнал от датчика (18).

8. Аппарат холодной плазмы по любому предыдущему пункту, дополнительно содержащий датчик (18), выполненный с возможностью обнаружения того, когда обрабатывающая головка (5) расположена в контакте с упомянутой поверхностью (6) или вблизи нее, причем контроллер (9) выполнен с возможностью управления работой генератора (8) воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности (6) после обнаружения датчиком (18) того, что обрабатывающая головка (5) отведена от упомянутой поверхности (6).

9. Аппарат холодной плазмы по любому предыдущему пункту, причем контроллер (9) выполнен с возможностью управления работой генератора (8) воздушного потока для генерации воздушного потока по упомянутой поверхности (6) после отключения упомянутого генератора (14) холодной плазмы.

10. Аппарат холодной плазмы по любому предыдущему пункту, причем генератор (8) воздушного потока выполнен с возможностью генерации потока воздуха к упомянутой поверхности (6).

11. Аппарат холодной плазмы по любому из пп. 1-9, причем генератор (8) воздушного потока выполнен с возможностью генерации потока воздуха от упомянутой поверхности (6).

12. Аппарат холодной плазмы по любому предыдущему пункту, причем генератор (14) холодной плазмы установлен в обрабатывающей головке (5), и причем обрабатывающая головка (5) выполнена так, что в ходе обработки генератор (14) холодной плазмы расположен вблизи упомянутой поверхности (6) и разнесен с ней.

13. Аппарат холодной плазмы по п. 12, причем генератор (14) холодной плазмы содержит отверстие (11), через которое может проходить воздушный поток, генерируемый генератором (8) воздушного потока.

14. Аппарат холодной плазмы по п. 12, дополнительно содержащий проход, предназначенный для направления воздушного потока, генерируемого генератором (8) воздушного потока, и причем этот проход обходит генератор (14) холодной плазмы и содержит отверстие (11), размещенное в обрабатывающей головке (5).

15. Аппарат холодной плазмы по любому предыдущему пункту, причем контроллер (9) выполнен с возможностью управления генератором (8) воздушного потока так, что воздушный поток по упомянутой поверхности (6) поддерживается в течение фиксированного периода времени после завершения упомянутой обработки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системе электродов для плазменной обработки с диэлектрическим барьером. Согласно изобретению в системе электродов для плазменной обработки с диэлектрическим барьером поверхности электрически проводящего тела, используемой в качестве противоэлектрода, с гибким плоским электродом (1) и диэлектриком (2) из плоского гибкого материала, который посредством слоя (3), предотвращающего протекание постоянного тока, экранирует электрод (1) от обрабатываемой поверхности, причем диэлектрик (2) может прилегать к обрабатываемой поверхности через структуру с выступами, и при этом между выступами образуются воздушные полости для формирования плазмы, технологичность изготовления особенно улучшается тем, что структура представляет собой решетчатую структуру (6) из примыкающих друг к другу стенок (7, 8), которые отграничивают многочисленные камеры (9), образующие воздушные полости, и при этом камеры (9) имеют на стороне дна ограждение посредством предотвращающего протекание постоянного тока слоя (3) диэлектрика (2) и открытую к обрабатываемой поверхности сторону, поверхность контакта которой с обрабатываемой поверхностью состоит из концевых кромок (10) стенок (7, 8) решетчатой структуры (6).

Изобретение относится к области электротермической техники, а именно к устройствам, вырабатывающим плазму. Технический результат заключается в упрощении конструкции, обеспечении регулирования скорости движения, температуры и объема плазмы на выходе трубчатого корпуса.

Изобретение относится к области электротермической техники, а именно к устройствам, вырабатывающим плазму. Технический результат - упрощение конструкции, обеспечение регулирования скорости движения, температуры и объема плазмы на выходе трубчатого корпуса.

Изобретение относится к области электротермической техники, а именно к устройствам, вырабатывающим плазму в электродуговых камерах для сжигания твердых отходов. Технический результат - упрощение процессов регулирования температуры и повышение производительности при сжигании материала за счет дополнительного нагрева сжигаемого материала электрической спиралью, выполненной из тугоплавкого материала.

Изобретение относится к получению плазмы, а именно к устройствам для генерирования плазмы с использованием внешних электромагнитных полей и может применяться для ионно-плазменной обработки поверхностей различных материалов.

Изобретение относится к области электрометаллургии и может быть использовано для прецизионной сварки, наплавки и изготовления деталей способом 3D-печати. Техническим результатом явяляется повышение эффективности способа пространственной стабилизации дуги.

Изобретение относится к области ионно-лучевой вакуумной обработке материалов и может быть использовано в плазменных источниках заряженных частиц и, в частности, в машиностроении для упрочнения режущего инструмента, повышения эксплуатационных свойств деталей машин и механизмов.

Изобретение относится к области физики плазмы, газового разряда, сильноточной электроники и т.д. и может быть использовано для генерации магнитоактивной низкотемпературной плазмы в больших объемах в целях проведения научно-исследовательской деятельности.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано, например, в качестве импульсного источника электромагнитного излучения и направленных потоков заряженных частиц.

Изобретение относится к плазменной технологии в металлургическом производстве, а именно к способам и устройствам для переработки дисперсных материалов, и может быть использовано для получения чистых элементов.

Изобретение относится к аппарату холодной плазмы для обработки поверхности холодной плазмой. Аппарат имеет генератор холодной плазмы, выполненный с возможностью генерации холодной плазмы, которая создает активные частицы для обработки поверхности. Аппарат также включает в себя обрабатывающую головку, размещаемую относительно поверхности так, что активным частицам сообщается движение к поверхности в ходе обработки. Аппарат также снабжен генератором воздушного потока для генерации воздушного потока по поверхности и контроллером, выполненным с возможностью управления работой генератора воздушного потока для генерации воздушного потока по поверхности после завершения обработки. Техническим результатом является рассеяние оставшихся побочных продуктов холодной плазмы при обработке поверхности. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх