CN104582226A - 等离子体焰炬喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种通过螺栓将石墨材料的焰炬喷嘴结合在等离子体焰炬前电极，以促进更换焰炬喷嘴的等离子体焰炬喷嘴。为了达到上述目的，根据本发明的等离子体焰炬喷嘴的特征在于，以螺栓为媒介将焰炬喷嘴固定设置在等离子体焰炬前电极。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子体焰炬喷嘴，特别是涉及一种在等离子体焰炬前电极设置石墨材料的焰炬喷嘴的等离子体焰炬喷嘴。
背景技术
通常，在废物的应用处理、新材料开发、有害气体去除等中利用热等离子体（thermal plasma）。
这种热等离子体中的核心与产生超高温的等离子体的等离子体焰炬（plasmatorch）相关联，在上述等离子体焰炬中，最为广泛应用的是中空型（hollow type）直流电弧等离子体焰炬。
其中，所述中空型等离子体焰炬的内部具有产生直流电弧的电极，在该电极的内部，对前电极（front electrode）及后电极（rear electrode）的内部空间进行了特殊的设计，以对作为超高温的导电性流体的等离子体进行约束的同时赋予所需的特性，且所述中空型等离子体焰炬与焰炬喷嘴（nozzle）的前电极连接以使流动的电弧点集中于内部，同时执行最终将等离子体排出到外部的导向作用。
特别是，为了容易地进行电弧的点火（ignition），所述等离子体焰炬使用无氧铜（oxygen free cupper，OPC）材料的电极及电极喷嘴。
然而，所述无氧铜材料的前电极及电极喷嘴作为在产生等离子体时直流电弧点（arc spot）集中的地方，在高温电弧热下腐蚀的很快。
此外，在反极性（reverse polarity）焰炬的情况下，阴极点（cathode spot）中的腐蚀比阳极点（anode spot）中的腐蚀大。
此外，在利用等离子体焰炬的熔融炉系统中，无氧铜材料的焰炬前电极部分插入熔融炉中而运作，因此，外部暴露在高温的等离子体氛围中。
因此，为了减小焰炬前部的消耗速度，必须伴随水冷却（water cooling），从而降低等离子体焰炬的热效率。
此外，在熔融炉内，等离子体行为的再现性少，总是具有大的不确定性，暴露在这种情况下的焰炬喷嘴即使受到小的异常放电（side arcing）冷却通道也容易受到损坏。
在此情况下，发生需要中断工作并更换喷嘴的情况，因此工作效率降低。
而且，无氧铜的生产成本昂贵，且加工成喷嘴的过程困难，因此，部件的价格高从而整体经济性也降低。
现有的等离子体焰炬的无氧铜材料的电极喷嘴的价格昂贵，并且异常放电导致较难使用至所意图的寿命期间，因此，存在有降低设备的运行效率及经济性的问题。
发明内容
技术课题
为此，本发明为了解决如上所述的诸多问题而提出，本发明的目的在于提供一种通过螺栓将石墨材料的焰炬喷嘴结合在等离子体焰炬前电极，以促进更换焰炬喷嘴的等离子体焰炬喷嘴。
技术方案
为了达到所述目的，根据本发明的等离子体焰炬喷嘴的特征在于，以螺栓为媒介将焰炬喷嘴固定设置在等离子体焰炬前电极。
有益效果
如上所述，根据本发明的等离子体焰炬喷嘴具有如下的效果。
第一，在本发明中，内部不设置冷却通道，而是能够在使用一段时间后周期性地进行更换，因此，在根本上改善等离子体焰炬的热效率的同时，也能够创新性地改善等离子体焰炬的运行安全性、设备利用率、运行经济性等。
第二，在本发明中，作为廉价的消耗性材料的石墨材料的喷嘴可以在使用一小段时间后周期性地进行更换，而无需另外的冷却，从而能够以低成本的等离子体焰炬确保技术的全球竞争力。
附图说明
图1是示出根据本发明的等离子体焰炬喷嘴的示意图；
图2是示出采用根据本发明的等离子体焰炬喷嘴的等离子体焰炬的示意图；
图3是示出图2的等离子体焰炬前电极的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明进行详细的说明。
图1是示出根据本发明的等离子体焰炬喷嘴的示意图。
如图所示，根据本发明的等离子体焰炬喷嘴8以螺栓11为媒介固定设置在等离子体焰炬前电极1。
其中，所述焰炬喷嘴8由石墨构成。
即，根据本发明的等离子体焰炬喷嘴8作为等离子体焰炬前电极1的延伸部分，是在产生等离子体时内部集中有电弧点的构件。
其中，所述等离子体前电极1及焰炬喷嘴8的作用是对作为高温流体的等离子体进行约束并赋予所需的特性。
特别是，所述等离子体焰炬喷嘴8是通过螺栓11与等离子体焰炬前电极1连接结合的结构。
因此，明确的是：根据本发明的等离子体焰炬喷嘴8由石墨材料构成，可作为耗材使用而无需另外的冷却，外部暴露在高温等离子体中，内部被高温电弧点逐渐腐蚀，在进行了一定程度的消耗时，可将螺栓松开并更换为新的焰炬喷嘴8而进行使用。
图2是示出采用根据本发明的等离子体焰炬喷嘴的等离子体焰炬的示意图，图3是示出图2的前电极的结构图。
如图所示，根据本发明的等离子体焰炬喷嘴8作为等离子体前电极1的延伸部分，是在产生等离子体时内部集中有电弧点的构件。
其中，所述等离子体前电极1和焰炬喷嘴8的作用是对作为高温流体的等离子体进行约束并赋予所需的特性。
特别是，根据本发明的等离子体焰炬喷嘴8是通过螺栓11与等离子体焰炬前电极1连接结合的结构。
其中，在利用高温等离子体的操作中，等离子体前电极1插入在熔融炉（或反应炉）中，整体暴露在高温电弧中。
此外，等离子体焰炬壳体4不仅被电气绝缘（isolation），而且在内部循环冷却水，从而能够在高温等离子体状态下防止外部损伤。
[附图标记的说明]
1：等离子体焰炬前电极 2：中空型前电极
3：中空型后电极 4：等离子体焰炬壳体
5：电极冷却水连接部 6：DC电源连接部
7：等离子体气体连接部 8：等离子体焰炬喷嘴
9、10：等离子体喷嘴设置 11：螺栓
Claims (2)
1.一种等离子体焰炬喷嘴，其特征在于，以螺栓（11）为媒介将焰炬喷嘴（8）固定设置在等离子体焰炬前电极（1）上。
2.根据权利要求1所述的等离子体焰炬喷嘴，其特征在于，所述焰炬喷嘴（8）由石墨构成。
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