CN104363690B - 一种双级喷管结构的等离子体喷枪 - Google Patents
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Abstract
一种双级喷管结构的等离子体喷枪，涉及等离子体设备，由后座、阴极、第一绝缘枪架、第一喷管、第一管套、第二绝缘枪架、第二喷管和第二管套组成，阴极安装在后座中心前端，第一喷管安装在第一管套中，第二喷管安装在第二管套中，后座携阴极安装在第一绝缘枪架的后安装槽中，第一管套携第一喷管安装在第一绝缘枪架的前安装槽与第二绝缘枪架的后连接槽口中，第二管套携第二喷管安装在第二绝缘枪架的前连接槽口中；阴极的头部伸入到第一喷管后端的喇叭口空间中，第一喷管后端的喇叭口空间构成第一放电区。本发明在等离子体喷枪内产生双级高温等离子体电弧，提高等离子体喷枪的加热效率及分解能力，以满足热解水制氢、固体废物处置及有害气体处理领域的应用要求。
Description
技术领域
本发明涉及等离子体设备，特别是涉及到一种等离子体喷枪的喷管结构。
背景技术
当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧废物处理等。等离子体的处理方式和一般的方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，伴随着放电现象将会生成了激发原子、激发分子、离解原子、游离原子团、原子或分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体发生器中，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，温度可达几万度以上。
等离子热解水制氢技术是最近几年提出来的水制氢候选技术之一，因为水是一种相当稳定的物质，在常压条件下，温度在2000K时水分子几乎不分解，2500K时有25%的水发生分解，3400～3500K时氢气和氧气的摩尔分数达到最大，分别为18%和6%，当温度达到4200K以上时，水分子将全部分解为氢气、氢、氧气、氧和氢氧原子团，一般的加热方式难以达到这么高的温度，而使用等离子体喷枪则能做到；应用等离子体喷枪处理危险有害的废弃物和生活垃圾，使气化炉不需输入空气或氧气，使生活垃圾转化的合成气品质好，达到化工原料的要求，合成气再通过后级设备生产甲醇或二甲醚产品，实现资源化和无污染处理生活垃圾；在煤气化生产线上如利用等离子体喷枪把水蒸汽加热分解后再喷入气化炉内，与煤炭进行化学反应，所发生的反应是放热反应，使气化炉不需输入空气或氧气助燃，生产的合成气中氢气的分数比例高，废气的含量低，实现节能减排。
现有的等离子体喷枪多为单级结构，存在加热效率不高及原料分解不完全的缺点。
发明内容
本发明的目的是要克服现有等离子体喷枪存在分解不完全及加热效率不高的缺点，提供一种双级喷管结构的等离子体喷枪，使等离子体喷枪达到更高的处理温度，提高等离子体喷枪的加热效率及分解能力，以满足热解水制氢、固体废物处置及有害气体处理领域的应用要求。
本发明的一种双级喷管结构的等离子体喷枪，其特征是等离子体喷枪由后座1、阴极3、第一绝缘枪架2、第一喷管4、第一管套5、第二绝缘枪架6、第二喷管7和第二管套8组成，其中，后座1为回转体结构，在后座1的回转体结构内有冷却水回路，在后座1回转体结构中心的前端有阴极接口1-2；阴极3为圆棒体结构，阴极3的圆棒体结构中有冷却腔Ⅹ；第一绝缘枪架2为回转体结构，第一绝缘枪架2的回转体结构中有前安装槽2-3和后安装槽2-1，在前安装槽2-3与后安装槽2-1之间有贯通的圆形孔道；第一喷管4的后部为喉口结构4-1，喉口结构4-1的后端为收窄的喇叭口结构，喉口结构4-1的前端为圆锥形喷管结构，第一喷管4以嵌入方式安装在第一管套5中，第一喷管4与第一管套5壁体之间的空间构成第一冷却水套Ⅵ，第一冷却水套Ⅵ有冷却剂进口5-7接入和冷却剂出口5-1接出；第二绝缘枪架6为回转体结构，第二绝缘枪架6的回转体结构中有前连接槽口6-2和后连接槽口6-1，前连接槽口6-2与后连接槽口6-1之间贯通；第二喷管7的后端为收窄的喇叭口结构，第二喷管7的前端为扩张的圆锥管结构，第二喷管7后端的喇叭口结构与前端的圆锥管结构之间为贯通的圆形孔道，第二喷管7以嵌入方式安装在第二管套8中，第二喷管7与第二管套8壁体之间的空间构成第二冷却水套Ⅱ，第二冷却水套Ⅱ有冷却水进口8-4接入和冷却水出口8-1接出；阴极3安装在后座1中心前端的阴极接口1-2中，后座1携阴极3安装在第一绝缘枪架2的后安装槽2-1中，第一管套5携第一喷管4安装在第一绝缘枪架2的前安装槽2-3与第二绝缘枪架6的后连接槽口6-1中，第二管套8携第二喷管7安装在第二绝缘枪架6的前连接槽口6-2中；阴极3的头部伸入到第一喷管4后端的喇叭口空间中，第一喷管4后端的喇叭口空间构成第一放电区Ⅸ，第一喷管4后部的喉口结构4-1内空间构成第一压缩孔道Ⅷ，第一喷管4的圆锥形喷管结构内空间构成第一喷射腔Ⅶ，第二喷管7后端的喇叭口结构内空间构成第二放电区Ⅳ，第二喷管7的后端与前端之间贯通的圆形孔道构成第二压缩孔道Ⅲ，第二喷管7前端扩张的圆锥管结构内空间构成第二喷射腔Ⅰ。
本发明中，阴极3由阴极头3-2和阴极套3-1构成，阴极套3-1为空心的圆棒体结构，阴极套3-1的壁体后端有螺纹接口3-3，阴极套3-1壁体的内空间构成冷却腔Ⅹ，阴极头3-2嵌入在阴极套3-1的前部，阴极头3-2的头端从阴极套3-1中伸出，阴极头3-2的头端为圆弧形结构，阴极头3-2的后部有定位凸缘3-5，阴极头3-2的后端有冷却尾突3-6，冷却尾突3-6伸入到冷却腔Ⅹ中；在后座1回转体结构内的冷却水回路中有导流管1-6，导流管1-6伸入到阴极3的冷却腔Ⅹ中，导流管1-6的管内空间构成冷却供水通道Ⅻ，导流管1-6的管外空间构成冷却回水通道ⅩⅢ，冷却供水通道Ⅻ有冷却水输入接口1-7接入，冷却回水通道ⅩⅢ有冷却水输出接口1-8接出；在后座1回转体结构内有第一气室Ⅺ，第一气室Ⅺ有第一工作气进口1-1接入；在第一绝缘枪架2的圆形孔道壁体上有第一螺旋导流肋2-2，第一螺旋导流肋2-2的螺距空间构成第一螺旋通道，第一气室Ⅺ通过第一螺旋通道连通到第一放电区Ⅸ；第一管套5的前部有外套5-3，外套5-3与第一管套5前部壁体之间的空间构成第二气室Ⅴ，第二气室Ⅴ有第二工作气进口5-2接入；在第二绝缘枪架6回转体中段的壁体内侧有第二螺旋导流肋6-3，第二螺旋导流肋6-3的螺距空间构成第二螺旋通道，第二气室Ⅴ通过第二螺旋通道连通到第二放电区Ⅳ。
上述的发明应用时，第一路冷却水通过冷却水输入接口1-7进入到后座1内的冷却供水通道Ⅻ中，经导流管1-6前端的出水口对阴极头后端的冷却尾突3-6进行冲刷冷却，冷却水吸收了阴极头的热量后，再经冷却腔Ⅹ进入到冷却回水通道ⅩⅢ，然后由冷却水输出接口1-8返回到冷却系统的回路中；第二路冷却水通过冷却剂进口5-7进入到第一冷却水套Ⅵ中，吸收第一喷管4的热量后，再由冷却剂出口5-1返回到冷却系统的回路中；第三路冷却水通过冷却水进口8-4进入到第二冷却水套Ⅱ中，吸收第二喷管7的热量后，再由冷却水出口8-1返回到冷却系统的回路中；一路工作气或被加热的气体由第一工作气进口1-1进入到第一气室Ⅺ中，然后通过第一螺旋通道以螺旋方式进入到第一放电区Ⅸ，再通过第一压缩孔道Ⅷ和第一喷射腔Ⅶ从第一喷管4中喷出，再经第二放电区Ⅳ和第二压缩孔道Ⅲ进入到第二喷射腔Ⅰ；另一路工作气或被加热的气体由第二工作气进口5-2进入到第二气室Ⅴ中，然后通过第二螺旋通道以螺旋方式进入到第二放电区Ⅳ，再与从第一喷管4中喷出的气体混合，通过第二压缩孔道Ⅲ进入到第二喷射腔Ⅰ，然后从喷枪中喷出；后座1作为阴极3的电气连接件，第二管套8作为第二喷管7的电气连接件，阴极3构成第一阴极，第一喷管4的管身构成第一阳极，第一喷管4前端的管头构成第二阴极，第二喷管7构成第二阳极。在第一阴极与第二阳极之间施加电能，阴极头3-2的头端便发射电子，阴极头3-2的头端发射的电子受到工作气流约束，经第一压缩孔道Ⅷ进入第一喷射腔Ⅶ，被第一喷管4的壁体吸收，使得阴极头3-2的头端形成圆弧放电面3-4、第一喷管4的内壁上形成第一圆锥放电面4-4，在圆弧放电面3-4与第一圆锥放电面4-4之间产生第一级高温等离子体电弧；第一喷管4前端的管头内壁同时发射电子，第一喷管4的管头发射的电子受到工作气流约束，经第二压缩孔道Ⅲ进入到第二喷射腔Ⅰ，被第二喷管7的壁体吸收，使得在第一喷管4的管头内壁上形成圆环放电面4-2、在第二喷管7的内壁上形成第二圆锥放电面7-2，在圆环放电面4-2与第二圆锥放电面7-2之间产生第二级高温等离子体电弧。上述过程中，当采用水蒸汽作为工作气或被加热的气体进入到第一放电区Ⅸ时，水蒸汽在强电场的作用下被电离成为活性化学物，活性化学物与第一级高温等离子体电弧混合，通过第一压缩孔道Ⅷ进入第一喷射腔Ⅶ，在高温环境中被分解为氢气和氧气，然后又在第二放电区Ⅳ、第二压缩孔道Ⅲ与第二级高温等离子体电弧混合，得到进一步的电离和升温，使水蒸汽的分解率达到更大。水蒸汽的分解物与等离子体电弧从第二喷管7的出口喷出，形成等离子体火炬。
本发明把等离子体喷枪设计为双级喷管结构，使得在等离子体喷枪内产生双级高温等离子体电弧，等离子体电弧的能量更大，使喷枪的加热效率得到更大的提高，从而使水分子处在更高的温度中，水分子的分解率更高。当本发明用于处理有害废气时，能使有害气体得到更完全的分解。
本发明的有益效果是：提供的一种双级喷管结构的等离子体喷枪，在等离子体喷枪内产生双级高温等离子体电弧，使等离子体喷枪达到更高的处理温度，提高等离子体喷枪的加热效率及分解能力，以满足热解水制氢、固体废物处置及有害气体处理领域的应用要求。
附图说明
图1是本发明的一种双级喷管结构的等离子体喷枪结构图。
图2是本发明的等离子体喷枪中的阴极结构图。
图3是图1的A-A剖面图。
图4是图1的B-B剖面图。
图5是图1的C-C剖面图。
图中：1.后座，1-1.第一工作气进口，1-2.阴极接口，1-3.螺纹接头，1-4.后座的外层壁体，1-5.后座的中间层壁体，1-6.后座中的导流管，1-7.冷却水输入接口，1-8.冷却水输出接口，2.第一绝缘枪架，2-1.第一绝缘枪架的后安装槽，2-2.第一螺旋导流肋，2-3.第一绝缘枪架的前安装槽，3.阴极，3-1.阴极套，3-2.阴极头，3-3.阴极的螺纹接口，3-4.阴极头端的圆弧放电面，3-5.阴极头的定位凸缘，3-6.阴极头的冷却尾突，4.第一喷管，4-1.第一喷管的喉口结构，4-2.圆环放电面，4-3.第一喷管的管头，4-4.第一圆锥放电面，5.第一管套，5-1.冷却剂出口，5-2.第二工作气进口，5-3.第一套管的外套，5-4.安装螺口，5-5.第一管套的前端头，5-6.第一管套的前安装接头，5-7.冷却剂进口，5-8.第一管套的后安装接头，6.第二绝缘枪架，6-1.第二绝缘枪架的后连接槽口，6-2.第二绝缘枪架的前连接槽口，6-3.第二螺旋导流肋，7.第二喷管，7-1.第二喷管的前榫头，7-2.第二圆锥放电面，8.第二管套，8-1.冷却水出口，8-2.锁紧螺纹，8-3.第二管套的榫口，8-4.冷却水进口，8-5.第二管套的安装螺纹，9.锁紧螺母，10.密封圈，11.密封垫；Ⅰ.第二喷射腔，Ⅱ.第二冷却水套，Ⅲ.第二压缩孔道，Ⅳ.第二放电区，Ⅴ.第二气室，Ⅵ.第一冷却水套，Ⅶ.第一喷射腔，Ⅷ.第一压缩孔道，Ⅸ.第一放电区，Ⅹ.冷却腔，Ⅺ.第一气室，Ⅻ.冷却供水通道，ⅩⅢ.冷却回水通道。
具体实施方式
实施例 1 图1所示的实施方式中，一种双级喷管结构的等离子体喷枪由后座1、阴极3、第一绝缘枪架2、第一喷管4、第一管套5、第二绝缘枪架6、第二喷管7和第二管套8组成，其中，后座1为回转体结构，在后座1回转体结构中心的前端有阴极接口1-2，在后座1的回转体结构内有冷却水回路，冷却水回路中有导流管1-6，导流管1-6伸入到阴极3的冷却腔Ⅹ中，导流管1-6的管内空间构成冷却供水通道Ⅻ，导流管1-6的管外空间构成冷却回水通道ⅩⅢ，冷却供水通道Ⅻ有冷却水输入接口1-7接入，冷却回水通道ⅩⅢ有冷却水输出接口1-8接出，在后座1回转体结构内有第一气室Ⅺ，第一气室Ⅺ有第一工作气进口1-1接入；阴极3由阴极头3-2和阴极套3-1构成，阴极套3-1为空心的圆棒体结构，阴极套3-1的壁体后端有螺纹接口3-3，阴极套3-1壁体的内空间构成冷却腔Ⅹ，阴极头3-2嵌入在阴极套3-1的前部，阴极头3-2的头端从阴极套3-1中伸出，阴极头3-2的头端为圆弧形结构，阴极头3-2的后部有定位凸缘3-5，阴极头3-2的后端有冷却尾突3-6，冷却尾突3-6伸入到冷却腔Ⅹ中；第一绝缘枪架2为回转体结构，第一绝缘枪架2的回转体结构中有前安装槽2-3和后安装槽2-1，在前安装槽2-3与后安装槽2-1之间有贯通的圆形孔道；第一喷管4的后部为喉口结构4-1，喉口结构4-1的后端为收窄的喇叭口结构，喉口结构4-1的前端为圆锥形喷管结构，第一喷管4以嵌入方式安装在第一管套5中，第一喷管4与第一管套5壁体之间的空间构成第一冷却水套Ⅵ，第一冷却水套Ⅵ有冷却剂进口5-7接入和冷却剂出口5-1接出；第二绝缘枪架6为回转体结构，第二绝缘枪架6的回转体结构中有前连接槽口6-2和后连接槽口6-1，前连接槽口6-2与后连接槽口6-1之间贯通；第二喷管7的后端为收窄的喇叭口结构，第二喷管7的前端为扩张的圆锥管结构，第二喷管7后端的喇叭口结构与前端的圆锥管结构之间为贯通的圆形孔道，第二喷管7以嵌入方式安装在第二管套8中，第二喷管7与第二管套8壁体之间的空间构成第二冷却水套Ⅱ，第二冷却水套Ⅱ有冷却水进口8-4接入和冷却水出口8-1接出；阴极3安装在后座1中心前端的阴极接口1-2中，后座1携阴极3安装在第一绝缘枪架2的后安装槽2-1中，第一管套5携第一喷管4安装在第一绝缘枪架2的前安装槽2-3与第二绝缘枪架6的后连接槽口6-1中，第二管套8携第二喷管7安装在第二绝缘枪架6的前连接槽口6-2中；阴极3的头部伸入到第一喷管4后端的喇叭口空间中，第一喷管4后端的喇叭口空间构成第一放电区Ⅸ，第一喷管4后部的喉口结构4-1内空间构成第一压缩孔道Ⅷ，第一喷管4的圆锥形喷管结构内空间构成第一喷射腔Ⅶ，第二喷管7后端的喇叭口结构内空间构成第二放电区Ⅳ，第二喷管7的后端与前端之间贯通的圆形孔道构成第二压缩孔道Ⅲ，第二喷管7前端扩张的圆锥管结构内空间构成第二喷射腔Ⅰ。本实施例中，在第一绝缘枪架2的圆形孔道壁体上有第一螺旋导流肋2-2，第一螺旋导流肋2-2的螺距空间构成第一螺旋通道，第一气室Ⅺ通过第一螺旋通道连通到第一放电区Ⅸ；第一管套5的前部有外套5-3，外套5-3与第一管套5前部壁体之间的空间构成第二气室Ⅴ，第二气室Ⅴ有第二工作气进口5-2接入；在第二绝缘枪架6回转体中段的壁体内侧有第二螺旋导流肋6-3，第二螺旋导流肋6-3的螺距空间构成第二螺旋通道，第二气室Ⅴ通过第二螺旋通道连通到第二放电区Ⅳ；把第一喷管4分为管身和管头4-3二个部件进行加工，管身选用紫铜材料制作，管头4-3选用难熔金属制作，管头4-3以嵌入方式安装在管身的前端；为了方便把第一喷管4的管身和管头4-3安装在第一管套5中，把第一管套5分为套身和前端头5-5二个部件进行加工，第一管套5的套身选用不锈钢材料制作，前端头5-5选用紫铜材料制作，前端头5-5的前端嵌套在第一喷管4的管头4-3上，前端头5-5的后端旋合在第一管套5的套身前端。本实施例中，阴极套3-1选用紫铜材料制作，阴极头3-2选用难熔金属材料制作，所述的难熔金属材料包括钨、钽、钼、铌的合金材料，优选钨镧锆合金材料。
本实施在应用时，第一路冷却水通过冷却水输入接口1-7进入到后座1内的冷却供水通道Ⅻ中，经导流管1-6前端的出水口对阴极头后端的冷却尾突3-6进行冲刷冷却，冷却水吸收了阴极头的热量后，再经冷却腔Ⅹ进入到冷却回水通道ⅩⅢ，然后由冷却水输出接口1-8返回到冷却系统的回路中；第二路冷却水通过冷却剂进口5-7进入到第一冷却水套Ⅵ中，吸收第一喷管4的热量后，再由冷却剂出口5-1返回到冷却系统的回路中；第三路冷却水通过冷却水进口8-4进入到第二冷却水套Ⅱ中，吸收第二喷管7的热量后，再由冷却水出口8-1返回到冷却系统的回路中；一路工作气或被加热的气体由第一工作气进口1-1进入到第一气室Ⅺ中，然后通过第一螺旋通道以螺旋方式进入到第一放电区Ⅸ，再通过第一压缩孔道Ⅷ和第一喷射腔Ⅶ从第一喷管4中喷出，再经第二放电区Ⅳ和第二压缩孔道Ⅲ进入到第二喷射腔Ⅰ；另一路工作气或被加热的气体由第二工作气进口5-2进入到第二气室Ⅴ中，然后通过第二螺旋通道以螺旋方式进入到第二放电区Ⅳ，再与从第一喷管4中喷出的气体混合，通过第二压缩孔道Ⅲ进入到第二喷射腔Ⅰ，然后从喷枪中喷出；后座1作为阴极3的电气连接件，第二管套8作为第二喷管7的电气连接件，阴极3构成第一阴极，第一喷管4的管身构成第一阳极，第一喷管4前端的管头构成第二阴极，第二喷管7构成第二阳极。在第一阴极与第二阳极之间施加电能，阴极头3-2的头端便发射电子，阴极头3-2头端发射的电子受到工作气流约束，经第一压缩孔道Ⅷ进入第一喷射腔Ⅶ，被第一喷管4的壁体吸收，使得阴极头3-2的头端形成圆弧放电面3-4、第一喷管4的内壁上形成第一圆锥放电面4-4，在圆弧放电面3-4与第一圆锥放电面4-4之间产生第一级高温等离子体电弧；同时，第一喷管4前端的管头内壁有电子发射，第一喷管4前端的管头发射的电子受到工作气流约束，经第二压缩孔道Ⅲ进入到第二喷射腔Ⅰ，被第二喷管7的壁体吸收，使得在第一喷管4前端的管头内壁上形成圆环放电面4-2、在第二喷管7的内壁上形成第二圆锥放电面7-2，在圆环放电面4-2与第二圆锥放电面7-2之间产生第二级高温等离子体电弧；上述过程中，把水蒸汽作为工作气或被加热的气体进入到第一放电区Ⅸ，水蒸汽在强电场的作用下被电离成为活性化学物，活性化学物与第一级高温等离子体电弧混合，通过第一压缩孔道Ⅷ进入第一喷射腔Ⅶ，在高温环境中被分解为氢气和氧气，然后又在第二放电区Ⅳ、第二压缩孔道Ⅲ与第二级高温等离子体电弧混合，得到进一步的电离和升温，使水蒸汽的分解率达到更大。水蒸汽的分解物与等离子体电弧从第二喷管7的出口喷出，形成等离子体火炬。
Claims (5)
1.一种双级喷管结构的等离子体喷枪，其特征是等离子体喷枪由后座（1）、阴极（3）、第一绝缘枪架（2）、第一喷管（4）、第一管套（5）、第二绝缘枪架（6）、第二喷管（7）和第二管套（8）组成，其中，后座（1）为回转体结构，在后座（1）的回转体结构内有冷却水回路，在后座（1）回转体结构中心的前端有阴极接口（1-2）；阴极（3）为圆棒体结构，阴极（3）的圆棒体结构中有冷却腔（Ⅹ）；第一绝缘枪架（2）为回转体结构，第一绝缘枪架（2）的回转体结构中有前安装槽（2-3）和后安装槽（2-1），在前安装槽（2-3）与后安装槽（2-1）之间有贯通的圆形孔道；第一喷管（4）的后部为喉口结构（4-1），喉口结构（4-1）的后端为收窄的喇叭口结构，喉口结构（4-1）的前端为圆锥形喷管结构，第一喷管（4）以嵌入方式安装在第一管套（5）中，第一喷管（4）与第一管套（5）壁体之间的空间构成第一冷却水套（Ⅵ），第一冷却水套（Ⅵ）有冷却剂进口（5-7）接入和冷却剂出口（5-1）接出；第二绝缘枪架（6）为回转体结构，第二绝缘枪架（6）的回转体结构中有前连接槽口（6-2）和后连接槽口（6-1），前连接槽口（6-2）与后连接槽口（6-1）之间贯通；第二喷管（7）的后端为收窄的喇叭口结构，第二喷管（7）的前端为扩张的圆锥管结构，第二喷管（7）后端的喇叭口结构与前端的圆锥管结构之间为贯通的圆形孔道，第二喷管（7）以嵌入方式安装在第二管套（8）中，第二喷管（7）与第二管套（8）壁体之间的空间构成第二冷却水套（Ⅱ），第二冷却水套（Ⅱ）有冷却水进口（8-4）接入和冷却水出口（8-1）接出；
阴极（3）安装在后座（1）中心前端的阴极接口（1-2）中，后座（1）携阴极（3）安装在第一绝缘枪架（2）的后安装槽（2-1）中，第一管套（5）携第一喷管（4）安装在第一绝缘枪架（2）的前安装槽（2-3）与第二绝缘枪架（6）的后连接槽口（6-1）中，第二管套（8）携第二喷管（7）安装在第二绝缘枪架（6）的前连接槽口（6-2）中；
阴极（3）的头部伸入到第一喷管（4）后端的喇叭口空间中，第一喷管（4）后端的喇叭口空间构成第一放电区（Ⅸ），第一喷管（4）后部的喉口结构（4-1）内空间构成第一压缩孔道（Ⅷ），第一喷管（4）的圆锥形喷管结构内空间构成第一喷射腔（Ⅶ），第二喷管（7）后端的喇叭口结构内空间构成第二放电区（Ⅳ），第二喷管（7）的后端与前端之间贯通的圆形孔道构成第二压缩孔道（Ⅲ），第二喷管（7）前端扩张的圆锥管结构内空间构成第二喷射腔（Ⅰ）。
2. 根据权利要求1所述的一种双级喷管结构的等离子体喷枪，其特征是阴极（3）由阴极头（3-2）和阴极套（3-1）构成，阴极套（3-1）为空心的圆棒体结构，阴极套（3-1）的壁体后端有螺纹接口（3-3），阴极套（3-1）壁体的内空间构成冷却腔（Ⅹ），阴极头（3-2）嵌入在阴极套（3-1）的前部，阴极头（3-2）的头端从阴极套（3-1）中伸出，阴极头（3-2）的头端为圆弧形结构，阴极头（3-2）的后部有定位凸缘（3-5），阴极头（3-2）的后端有冷却尾突（3-6），冷却尾突（3-6）伸入到冷却腔（Ⅹ）中。
3. 根据权利要求1所述的一种双级喷管结构的等离子体喷枪，其特征是在后座（1）回转体结构内的冷却水回路中有导流管（1-6），导流管（1-6）伸入到阴极（3）的冷却腔（Ⅹ）中，导流管（1-6）的管内空间构成冷却供水通道（Ⅻ），导流管（1-6）的管外空间构成冷却回水通道（ⅩⅢ），冷却供水通道（Ⅻ）有冷却水输入接口（1-7）接入，冷却回水通道（ⅩⅢ）有冷却水输出接口（1-8）接出。
4. 根据权利要求1所述的一种双级喷管结构的等离子体喷枪，其特征是在后座（1）回转体结构内有第一气室（Ⅺ），第一气室（Ⅺ）有第一工作气进口（1-1）接入；在第一绝缘枪架（2）的圆形孔道壁体上有第一螺旋导流肋（2-2），第一螺旋导流肋（2-2）的螺距空间构成第一螺旋通道，第一气室（Ⅺ）通过第一螺旋通道连通到第一放电区（Ⅸ）。
5. 根据权利要求1所述的一种双级喷管结构的等离子体喷枪，其特征是第一管套（5）的前部有外套（5-3），外套（5-3）与第一管套（5）前部壁体之间的空间构成第二气室（Ⅴ），第二气室（Ⅴ）有第二工作气进口（5-2）接入；在第二绝缘枪架（6）回转体中段的壁体内侧有第二螺旋导流肋（6-3），第二螺旋导流肋（6-3）的螺距空间构成第二螺旋通道，第二气室（Ⅴ）通过第二螺旋通道连通到第二放电区（Ⅳ）。
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