CN102368887A

CN102368887A - 低温等离子发生器的阴极组件

Info

Publication number: CN102368887A
Application number: CN2011103023514A
Authority: CN
Inventors: 刘飞; 耿荐; 华伟
Original assignee: NANJING CHUANGNENG ELECTRIC POWER TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: NANJING CHUANGNENG ELECTRIC POWER TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2031-09-28
Also published as: CN102368887B

Abstract

本发明公开了一种低温等离子发生器的阴极组件，包括两端敞口设置的阴极壳体、内设空腔的阴极以及阴极导电杆；所述阴极导电杆与阴极的内腔螺纹连接后，将阴极电弧控制器固定；所述阴极电弧控制器包括旋流件本体，该旋流件本体沿轴线开设有中心喷管；所述旋流件本体包括旋流圆柱段以及沿圆柱段的一端收缩延伸而成的旋流圆锥段，同时，所述旋流圆柱段的外表面开设螺旋槽；所述中心喷管、螺旋槽均通过阴极导电杆上开设的导流通孔与阴极进气室连通，且中心喷管的大端与阴极导电杆相邻，因此，本发明能够促使进入阴极内腔的压缩空气发生旋转，从而使阴极内腔的电弧发生旋转，以不停地改变电弧起弧点的位置，极大地提高了阴极的使用寿命。

Description

低温等离子发生器的阴极组件

技术领域

本发明涉及一种低温等离子发生器的阴极组件。

背景技术

现有技术中，常用的等离子发生器，如中国专利200620013110.2所述，一般包括阴极、阳极、引弧装置以及将阴极、阳极连接的直流电源；阴极由可更换阴极头和阴极导电杆连接组成，可更换阴极头为圆柱筒形结构，且该可更换阴极头上加工有水冷环形槽；阳极为空心筒体，内部设置呈拉法尔喷管式结构，外围则与不锈钢套筒形成水冷环形槽。该类等离子发生器结构庞大、复杂；维修不便；同时，该等离子发生器采用的点对点产生电弧方式，易造成电极损伤，影响了阴阳极的使用寿命。

因此，有必要提供一种新型结构的等离子发生器，通过改变等离子发生器的阳极组件结构、阴极组件结构以及阳极组件与阴极组件之间的连接结构，以减化等离子发生器的结构，便于维修，节约成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种低温等离子发生器的阴极组件，其能够促使进入阴极内腔的压缩空气发生旋转，从而导致阴极内腔的电弧发生旋转，以不停地改变电弧起弧点的位置，极大地提高了阴极的使用寿命。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种低温等离子发生器的阴极组件，包括两端敞口设置的阴极壳体、内设空腔的阴极以及阴极导电杆；阴极壳体的上端与阴极顶盖封接，且阴极壳体的内壁面加工有水冷环形槽；阴极外壁的两端分别与水冷环形槽上下两侧的凸缘对应地液密封连接；阴极导电杆的一端伸出阴极顶盖后与阴极接线板紧固，另一端则置于阴极的内腔，且阴极导电杆、阴极、阴极壳体以及阴极顶盖装配后形成阴极进气室，且阴极外壳上对应地开设有与阴极进气室贯通的进气口以及分别与水冷环形槽连通的进水口和出水口，所述阴极导电杆与阴极的内腔通过螺纹连接后将阴极电弧控制器固定；所述阴极电弧控制器包括旋流件本体，该旋流件本体沿轴线开设有中心喷管；所述旋流件本体包括旋流圆柱段以及沿圆柱段的一端收缩延伸而成的旋流圆锥段，同时，所述旋流圆柱段的外表面开设螺旋槽；所述中心喷管、螺旋槽均通过阴极导电杆上开设的导流通孔与阴极进气室连通，且中心喷管由锥段喷管以及沿锥段喷管细端延伸而成的柱段喷管组成，所述柱段喷管开设于旋流圆锥段内，而锥段喷管则开设于旋流圆柱段内，且中心喷管的大端与阴极导电杆相邻。

所述阴极外壁与水冷环形槽之间的空间通过设置阴极水套分隔成连通的冷却水进水室和冷却水出水室；且阴极水套的一端与水冷环形槽螺纹连接，进水口与冷却水进水室连通，出水口则与冷却水出水室连通。

所述阴极壳体分体设置成阴极上壳体和阴极下壳体，且阴极上壳体和阴极下壳体通过氩弧焊焊接成一体；所述阴极水套的一端与阴极上壳体通过螺纹连接。

所述进气口、出水口的轴线均与阴极的轴线垂直设置，进水口的轴线与阴极的轴线切向设置。

所述导流通孔的轴线与阴极的轴线倾斜设置，且导流通孔至少为3个呈环形均布的通孔。

根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：

1、本发明采用阴极电弧控制器以及阴极导电杆的配合，使得进气室内的压缩空气通过阴极导电杆上的导流通孔、阴极电弧控制器的中心喷管及圆周螺旋槽进入阴极的内腔，形成旋转的气流。在与等离子发生器阳极组件配合拉弧后，该旋转的气流能够使阴极内腔的电弧产生旋转，并不停的改变电弧起弧点的位置，产生低温等离子体的同时，极大地提高了阴极的使用寿命。

2、本发明采用阴极水套将冷却水进水室与冷却水出水室隔开。冷却水由进水口切向进入冷却水进水室，对阴极自上而下均匀冷却后，由冷却水出水口排出，因此，本发明可以有效地提高冷却效果，进一步减少阴极的烧蚀，提高阴极使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的A向示意图；

图3是本发明阴极电弧控制器的放大结构示意图；

图4是本发明阴极导电杆的放大结构示意图；

图5是图4的B向结构示意图；

其中：阴极1；阴极水套2；阴极下壳体3；阴极上壳体4；阴极顶盖5；阴极接线板6；阴极导电杆7；导流通孔71；螺母8；橡胶密封圈9；垫片10；O型密封圈11；阴极电弧控制器12；螺旋槽121；中心喷管122；O型密封圈13。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明所涉及优选实施例的结构示意图；以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。

如图1至5所示，本发明所述低温等离子发生器的阴极组件，包括两端敞口设置的阴极壳体、内设空腔的阴极以及阴极导电杆；阴极壳体的上端与阴极顶盖封接，且阴极壳体的内壁面加工有水冷环形槽；阴极外壁的两端分别与水冷环形槽上下两侧的凸缘对应地液密封连接；阴极导电杆的一端伸出阴极顶盖后与阴极接线板固紧，另一端则置于阴极的内腔，且阴极导电杆、阴极、阴极壳体以及阴极顶盖装配后形成阴极进气室，且阴极外壳上对应地开设有与阴极进气室贯通的进气口以及分别与水冷环形槽连通的进水口和出水口，所述阴极导电杆与阴极的内腔通过螺纹连接后将阴极电弧控制器固定；所述阴极电弧控制器包括旋流件本体，该旋流件本体沿轴线开设有中心喷管；所述旋流件本体包括旋流圆柱段以及沿圆柱段的一端收缩延伸而成的旋流圆锥段，同时，所述旋流圆柱段的外表面开设螺旋槽；所述中心喷管、螺旋槽均通过阴极导电杆上开设的导流通孔与阴极进气室连通，且中心喷管由锥段喷管以及沿锥段喷管细端延伸而成的柱段喷管组成，所述柱段喷管开设于旋流圆锥段内，而锥段喷管则开设于旋流圆柱段内，且中心喷管的大端与阴极导电杆相邻。因此，本发明采用阴极电弧控制器，使得进气口通入的一部分压缩空气通过中心喷管的进一步压缩膨胀处理，从旋流件本体的中心喷射而出；而另一部压缩空气则沿旋流件本体外缘开设的螺旋槽旋转，两者的结合可以不停地改变阴极径向电弧起弧点的位置，避免电弧起弧点表面的定点烧损，极大地提高阴极的使用寿命。所述阴极外壁与水冷环形槽之间的空间通过设置阴极水套分隔成连通的冷却水进水室和冷却水出水室；且阴极水套的一端与水冷环形槽螺纹连接，进水口与冷却水进水室连通，出水口则与冷却水出水室连通。所述阴极壳体分体设置成阴极上壳体和阴极下壳体，且阴极上壳体和阴极下壳体通过氩弧焊焊接成一体；所述阴极水套的一端与设置于阴极上壳体螺纹连接。所述进气口、出水口的轴线均与阴极的轴线垂直设置，进水口的轴线与阴极的轴线切向设置。所述导流通孔的轴线与阴极的轴线倾斜设置，且导流通孔至少为3个呈环形均布的通孔。

因此，本发明所述低温等离子发生器的阴极组件，主要由阴极1、阴极水套2、阴极下壳体3、阴极上壳体4、阴极顶盖5、阴极接线板6、阴极导电杆7、螺母8、橡胶密封圈9、垫片10、O型密封圈11、13、阴极电弧控制器12组成。

阴极上壳体4、阴极顶盖5、阴极导电杆7与阴极1装配后形成阴极进气室，压缩空通过进气口a进入进气室。

阴极上壳体4内表面的凹槽与阴极1的外表面形成冷却水进水室，阴极下壳体3内表面的凹槽与阴极水套2的外表面形成冷却水出水室。

阴极水套2与阴极上壳体4通过螺纹连接，阴极下壳体3与阴极上壳体4通过氩弧焊焊接，阴极上壳体4与阴极顶盖5通过螺栓连接，阴极导电杆7与阴极1通过螺纹连接，阴极1的下端与阴极下壳体3、阴极1的上端与阴极上壳体4均采用间隙配合，并通过O型密封圈11、13进行密封。

进气室内的压缩空气通过阴极导电杆7上的导流通孔、阴极电弧控制器12中心喷管及圆周上的螺旋槽进入阴极1的内腔，形成旋转的气流。

在与等离子发生器阳极组件配合拉弧后，该旋转的气流能够使阴极1内腔的电弧产生旋转，并不停的改变电弧起弧点的位置，产生低温等离子体的同时，极大的提高了阴极1的使用寿命。

阴极水套2将冷却水进水室与冷却水出水室隔开，整个冷却水室通过O型密封圈11、13进行密封。冷却水由进水口b切向进入冷却水进水室，对阴极1自上而下均匀冷却后，由冷却水出水口c排出。

综上所述，本发明具有以下优点：

1、与低温等离子发生器阳极组件配合，能够产生低温等离子体；

2、通过阴极电弧控制器12进入阴极1内腔的压缩空气产生旋转，改变电弧起弧点的位置，极大的提高阴极1的使用寿命，同时产生低温等离子体；

3、通过冷却水进口b切向进入冷却水进水室的冷却水，能够均匀的对阴极进行冷却，提高冷却效果；

通过阴极水套2将进入的冷却水与冷却后的热水隔离，提高冷却效果，同时有利于冷却水的均匀流入与排出。

Claims

1.一种低温等离子发生器的阴极组件，包括两端敞口设置的阴极壳体、内设空腔的阴极以及阴极导电杆；阴极壳体的上端与阴极顶盖封接，且阴极壳体的内壁面加工有水冷环形槽；阴极外壁的两端分别与水冷环形槽上下两侧的凸缘对应地液密封连接；阴极导电杆的一端伸出阴极顶盖后与阴极接线板固紧，另一端则置于阴极的内腔，且阴极导电杆、阴极、阴极壳体以及阴极顶盖装配后形成阴极进气室，且阴极外壳上对应地开设有与阴极进气室贯通的进气口以及分别与水冷环形槽连通的进水口和出水口，其特征在于：所述阴极导电杆与阴极的内腔通过螺纹连接后将阴极电弧控制器固定；所述阴极电弧控制器包括旋流件本体，该旋流件本体沿轴线开设有中心喷管；所述旋流件本体包括旋流圆柱段以及沿圆柱段的一端收缩延伸而成的旋流圆锥段，同时，所述旋流圆柱段的外表面开设螺旋槽；所述中心喷管、螺旋槽均通过阴极导电杆上开设的导流通孔与阴极进气室连通，且中心喷管由锥段喷管以及沿锥段喷管细端延伸而成的柱段喷管组成，所述柱段喷管开设于旋流圆锥段内，而锥段喷管则开设于旋流圆柱段内，且中心喷管的大端与阴极导电杆相邻。

2.根据权利要求1所述低温等离子发生器的阴极组件，其特征在于：所述阴极外壁与水冷环形槽之间的空间通过设置阴极水套分隔成连通的冷却水进水室和冷却水出水室；且阴极水套的一端与水冷环形槽螺纹连接，进水口与冷却水进水室连通，出水口则与冷却水出水室连通。

3.根据权利要求2所述低温等离子发生器的阴极组件，其特征在于：所述阴极壳体分体设置成阴极上壳体和阴极下壳体，且阴极上壳体和阴极下壳体通过氩弧焊焊接成一体；所述阴极水套的一端与阴极上壳体通过螺纹连接。

4.根据权利要求1或2所述低温等离子发生器的阴极组件，其特征在于：所述进气口、出水口的轴线均与阴极的轴线垂直设置，进水口的轴线与阴极的轴线切向设置。

5.根据权利要求1或2所述低温等离子发生器的阴极组件，其特征在于：所述导流通孔的轴线与阴极的轴线倾斜设置，且导流通孔至少为3个呈环形均布的通孔。