CN107960001A - 非转移弧等离子枪及具有其的非转移弧等离子系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非转移弧等离子枪及具有其的非转移弧等离子系统，非转移弧等离子枪包括：阴极结构件，阴极结构件内形成有进气通道，进气通道沿阴极结构件的轴向延伸；绝缘枪体，绝缘枪体套设在阴极结构件外，且阴极结构件的轴向两端分别从绝缘枪体的两端穿出；阳极结构组件，阳极结构组件包括阳极结构件和外壳，阳极结构件设在外壳内，外壳与绝缘枪体相连，阳极结构件内形成有第一通道，阴极结构件的轴向一端从绝缘枪体内穿出后伸入第一通道，阴极结构件与阳极结构件之间形成间隙，间隙与进气通道连通。根据本发明实施例的非转移弧等离子枪，不但可对阴极结构件进行气冷，而且优化了非转移弧等离子枪的结构，有利于降低生产成本。

Description

非转移弧等离子枪及具有其的非转移弧等离子系统

技术领域

本发明涉及等离子体应用领域，具体涉及一种非转移弧等离子枪及具有其的非转移弧等离子系统。

背景技术

等离子态是物质的第四态，宇宙中几乎99﹪的物质(不包括尚未确认的暗物质)都处于等离子态。

等离子体的温度分布范围从10K的低温到核聚变等离子体的10亿K超高温并且拥有一系列独特性质，使等离子体在纳米材料生产、新材料合成、热加工制造、冶炼、钻探、煤化工、垃圾废物处理、材料表面处理、电子、新能源、军事、航空航天等领域获得广泛应用。

近几十年来，等离子体发生器的研制及等离子诊断技术的开发均取得了巨大的进展，并且等离子体研制与开发的重点已不再局限于航天航空方面的应用，而是更多地转向机械、化工、冶金、环保等工业部门的应用，特别是在材料加工与新材料研制方面的应用。

等离子系统有转移弧与非转移弧两种，非转移弧等离子体的正极和负极均在一个等离子枪内部，现有技术中的非转移弧等离子枪的结构复杂、生产成本高，在一定程度上影响是非转移弧等离子技术的发展，目前亟需一种价格便宜、结构简单的非转移弧等离子枪以促进等离子技术的广泛应用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种非转移弧等离子枪，所述非转移弧等离子枪的结构简单，有利于降低生产成本。

本发明还提出了一种具有上述非转移弧等离子枪的非转移弧等离子系统。

根据本发明实施例的非转移弧等离子枪，包括：阴极结构件，所述阴极结构件内形成有进气通道，所述进气通道沿所述阴极结构件的轴向延伸；绝缘枪体，所述绝缘枪体套设在所述阴极结构件外，且所述阴极结构件的轴向两端分别从所述绝缘枪体的两端穿出；阳极结构组件，所述阳极结构组件包括阳极结构件和外壳，所述阳极结构件设在所述外壳内，所述外壳与所述绝缘枪体相连，所述阳极结构件内形成有第一通道，所述阴极结构件的轴向一端从所述绝缘枪体内穿出后伸入所述第一通道，所述阳极结构件与所述阴极结构件之间适于产生等离子弧，所述阴极结构件与所述阳极结构件之间形成间隙，所述间隙与所述进气通道连通。

根据本发明实施例的非转移弧等离子枪，通过使阴极结构件内形成有进气通道、使阳极结构件内形成有第一通道，并且阴极结构件与阳极结构件之间形成间隙，间隙与进气通道连通，离子气体可通过第一通道进入间隙，由此，不但对阴极结构件实现了气冷、有利于增强非阴极结构件工作时的可靠性，而且不必在非转移弧等离子枪内额外设置为阳极结构件与阴极结构件之间提供离子气体的气体通道，优化了非转移弧等离子枪的结构，有利于降低生产成本。

在本发明的一些实施例中，所述阴极结构件的侧壁上形成有用于连通所述进气通道和所述间隙的连通孔。

具体地，在由所述进气通道至所述间隙的方向上，所述连通孔的中心轴线朝向远离所述绝缘枪体的方向倾斜延伸。

具体地，所述连通孔的中心轴线与所述进气通道的中心轴线之间的夹角为α，所述α满足：30°≤α≤60°。

在本发明的一些实施例中，所述阳极结构件形成为中空结构以在所述阳极结构件内限定出阳极冷却通道，所述阳极冷却通道具有第一冷却液入口和第一冷却液出口，所述非转移弧等离子枪还包括进液管，所述进液管与所述第一冷却液入口连通且与所述阳极结构件电连接。

具体地，所述非转移弧等离子枪进一步包括冷却件，所述冷却件套设在所述阴极结构件外且位于所述绝缘枪体的远离所述阳极结构件的一端，所述冷却件上形成有阴极冷却通道，所述阴极冷却通道具有第二冷却液入口和第二冷却液出口，所述第二冷却液入口与所述第一冷却液出口连通，所述第二冷却液出口处设有出液管，所述出液管与所述阴极结构件电连接。

在本发明的一些实施例中，所述阳极结构件形成为螺旋状。

具体地，所述阳极结构件为铜管电极。

根据本发明实施例的非转移弧等离子系统，包括：非转移弧等离子枪，所述非转移弧等离子枪为上述实施例中的非转移弧等离子枪。

根据本发明实施例的非转移弧等离子系统，通过设置上述的非转移弧等离子枪，可提高非转移弧等离子枪工作时的可靠性，进而提高了非转移弧等离子系统工作的可靠性，并降低非转移弧等离子系统的生产成本。

具体地，所述转移等离子弧系统还包括用于制造氮气的制氮系统，所述制氮系统具有供气口，所述供气口与所述进气通道连通。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的非转移弧等离子系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的非转移弧等离子枪的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的非转移弧等离子枪的局部示意图；

图4是根据本发明实施例的阴极结构件的结构示意图。

附图标记：

非转移弧等离子系统1000；

非转移弧等离子枪100；

阴极结构件1；进气通道1a；连通孔1b；安装孔1c；

绝缘枪体2；

阳极结构组件3；阳极结构件31；第一通道31a；阳极冷却通道311；第一冷却液入口311a；第一冷却液出口311b；外壳32；进液管321；

冷却件4；第二冷却液入口4a；第二冷却液出口4b；出液管41；阴极冷却通道42；

绝缘水管5；

制氮系统200；空压机2001；制氮机2002；

非转移弧等离子电源300；

冷水机400；

转接柜500；

氮气进气管600；

正极水电缆700；

负极水电缆800。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的非转移弧等离子枪100。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的非转移弧等离子枪100，可以包括阴极结构件1、绝缘枪体2和阳极结构组件3。

阴极结构件1内形成有进气通道1a，进气通道1a沿阴极结构件1的轴向延伸。需要说明的是，进气通道1a与离子气体进气管相连通，离子气体可通过离子气体进气管进入进气通道1a并对阴极结构件1实现气冷。可选地，离子气体为氮气或氩气。

绝缘枪体2套设在阴极结构件1外，且阴极结构件1的轴向两端(例如，图2中的上下方向)分别从绝缘枪体2的两端穿出。例如，如图2所示，绝缘枪体2形成为圆柱状、绝缘枪体2的轴向方向上形成有贯通的螺纹孔，阴极结构件1的轴向两端分别从螺纹孔穿出以实现阴极结构件1与绝缘枪体2的螺纹连接。

阳极结构组件3包括阳极结构件31和外壳32，阳极结构件31设在外壳32内，外壳32与绝缘枪体2相连。例如，如图2和图3所示，外壳32可形成为圆柱形壳体，外壳32的上端设有螺纹孔，相应的绝缘枪体2的下端设有螺纹，外壳32与绝缘枪体2之间通过螺纹连接。需要说明的是，外壳32由绝缘材料制得，阴极结构件1内通入负极电流，阳极结构件31内通入正极电流，绝缘枪体2设在阴极结构件1与阳极结构件31之间并起到绝缘作用，可防止阴极结构件1和阳极结构件31之间打火。

阳极结构件31内形成有第一通道31a，阴极结构件1的轴向一端(例如，图2中的下端)从绝缘枪体2内穿出后伸入第一通道31a，阳极结构件31与阴极结构件1之间适于产生等离子弧，阴极结构件1与阳极结构件31之间形成间隙，间隙与进气通道1a连通。由此，可以通进气通道1a将离子气体通入阴极结构件1与阳极结构件31之间的间隙，使阳极结构件31与阴极结构件1之间适于产生等离子弧，不必在非转移弧等离子枪100内额外设置为阳极结构件31与阴极结构件1之间提供离子气体的气体通道。简化了非转移弧等离子枪100的结构，且可以通过进气通道1a对阴极结构件1进行气冷。

可选地，阳极结构件31的材料为铜合金或铁合金。

可选地，阴极结构件1与阳极结构件31之间的间隙保持均匀，也就是说，阴极结构件1的外壁上各点到阳极结构件31的邻近阴极结构件1的一侧的外壁的距离是相等的。由此，当非转移弧等离子枪100工作时，阳极结构件31与阴极结构件1之间可产生稳定地等离子弧。

在本发明的一些实施例中，如图2和图3所示，阴极结构件1与阳极结构件31之间的间隙在阴极结构件1径向方向上的长度为L，L满足：3mm≤L≤5mm。例如，L可以为3mm、4mm或5mm，其具体数值可以根据非转移弧等离子枪100的具体规格型号调整设计，本发明对此不作具体限定。

根据本发明实施例的非转移弧等离子枪100，通过使阴极结构件1内形成有进气通道1a、使阳极结构件31内形成有第一通道31a，并且阴极结构件1与阳极结构件31之间形成间隙，间隙与进气通道1a连通，离子气体可通过第一通道31a进入间隙，由此，可以通过进气通道1a对阴极结构件1进行气冷，有利于增强阴极结构件1工作时的可靠性，而且不必在非转移弧等离子枪100内额外设置为阳极结构件31与阴极结构件1之间提供离子气体的气体通道，优化了非转移弧等离子枪100的结构，有利于降低生产成本。

在本发明的一些实施例中，阴极结构件1的侧壁上形成有用于连通进气通道1a和间隙的连通孔1b。例如，如图2和图3所示，阴极结构件1形成为长圆柱形，进气通道1a形成为上端敞开的盲孔，连通孔1b为形成在阴极结构件1的侧壁上通孔以连通进气通道1a和间隙。由此，进气通道1a内的离子气体可通过连通孔1b流入间隙，进而可为非转移弧等离子枪100提供大流量的离子气体。

可选地，连通孔1b在阴极结构件1的侧壁上均匀分布。例如，连通孔1b可以在阴极结构件1的轴向和周向上均匀分布。

具体地，在由进气通道1a至间隙的方向上，连通孔1b的中心轴线朝向远离绝缘枪体2的方向倾斜延伸，例如，如图3所示，连通孔1b形成为直段孔，连通孔1b的中心轴线向下倾斜延伸。由此提高了连通孔1b的导向效果、有利于进气通道1a内的离子气体进入间隙，进而保证离子气体不断供向间隙，还减小了离子气体的流动阻力。可以理解的是，连通孔1b也可形成为弯孔，只要保证连通孔1b的中心轴线朝向远离绝缘枪体2的方向倾斜延伸即可。

具体地，如图3和图4所示，连通孔1b的中心轴线与进气通道1a的中心轴线之间的夹角为α，α满足：30°≤α≤60°。例如α可以为30°、40°、50°或60°，其具体数值可以根据阴极结构件1的具体规格型号调整设计。由此，进一步提高了连通孔1b的导向效果、有利于进气通道1a内的离子气体进入间隙，且减小了离子气体的流动阻力。

可选地，阴极结构件1的材质为石墨或导电陶瓷材料，石墨或导电陶瓷材料具有很强的耐高温特性，可使阴极结构件1承载高压电流，提高了阴极结构件1工作的可靠性。

例如，阴极结构件1的材质可以为高纯石墨，高纯石墨具有很强的耐高温特性，在高温等离子弧下不易被烧损，由此，有利于进一步提高阴极结构件1承载高压电流的能力，从而可以提高阴极结构件1工作的可靠性。

在本发明的一些进一步实施例中，阳极结构件31形成为中空结构以在阳极结构件31内限定出阳极冷却通道311，阳极冷却通道311具有第一冷却液入口311a和第一冷却液出口311b。非转移弧等离子枪100还包括进液管321，进液管321与第一冷却液入口311a连通且与阳极结构件31电连接。例如，参照图2，进液管321穿过外壳32的侧壁与第一冷却液入口311a连通，或者阳极结构件31的端部从外壳32内穿出与进液管321相连。

需要说明的是，进液管321的一端与非转移弧等离子系统1000的正极水电缆700相连，另一端与阳极结构件31电相连，由此，可以通过进液管321向阳极结构件31传输电能，且可以向阳极冷却通道311内通入冷却液以对阳极结构件31进行冷却。其中冷却液不导电，可选地，冷却水为工业纯净水。

可选地，外壳32由不锈钢材料制得且外壳32与阳极结构件31之间在外壳32的径向上具有一定距离，由此可增强外壳32对阳极结构件31的保护作用。

具体地，非转移弧等离子枪100进一步包括冷却件4，冷却件4套设在阴极结构件1外且位于绝缘枪体2的远离阳极结构件31的一端，冷却件4上形成有阴极冷却通道42，阴极冷却通道42具有第二冷却液入口4a和第二冷却液出口4b，第二冷却液入口4a与第一冷却液出口311b连通，第二冷却液出口4b处设有出液管41，出液管41与阴极结构件1电连接。

例如，如图2和图3所示，冷却件4形成为圆柱状且冷却件4的中心轴向设有螺纹孔，冷却件4套设在阴极结构件1外并与阴极结构件1通过螺纹连接，冷却件4位于绝缘枪体2的上端，阳极结构件31位于绝缘枪体2的下端，第二冷却液出口4b可以与非转移弧等离子系统1000的正极水电缆700连通，正极水电缆700可通过冷却件4向阴极结构件1传输电能，绝缘枪体2位于冷却件4和阳极结构件31之间可起到绝缘作用。第二冷却液入口4a可以通过绝缘水管5与第一冷却液出口311b连通，阳极结构件31内的冷却液可自第一冷却液出口311b流入绝缘水管5，接着通过第二冷却液入口4a流入第二冷却液出口4b后流入正极水电缆700的水路中。

可选地，冷却件4由不锈钢材料制得，如图2所示，阴极冷却通道42形成为环形水槽，阴极冷却通道42的中心轴线和冷却件4的中心轴线在同一条直线上，阴极冷却通道42的一端与第一冷却液入口311a相连，另一端与第一冷却液出口311b相连，冷却液由第一冷却液入口311a流入阴极冷却通道42并经第一冷却液出口311b流出，由此，增强了对冷却件4的冷却效果。

在本发明的一些实施例中，阳极结构件31形成为螺旋状。例如，如图2所示，阳极结构件31为管状结构，并盘旋成螺旋状(例如盘旋成一圈圈的形状)，由此可起到电感滤波的作用，提高非转移弧等离子枪100所产生的等离子电弧的稳定性。

具体地，阳极结构件31为铜管电极，铜管电极的材质为铬锆铜，由此，铜管电极具备良好的导电性且可以方便地在阳极结构件31内限定出阳极冷却通道311，方便冷却液进入阳极冷却通道311内以冷却阳极结构件31，进而提高阳极结构件31工作的可靠性。

可选地，阳极结构件31的壁厚为3mm-10mm。例如，阳极结构件31的壁厚为3mm、4mm、5mm、8mm、10mm等，其具体数值可以根据阳极结构件31的具体规格型号调整设计。

进一步可选地，阳极结构件31的内径为4mm-50mm。例如，阳极结构件31的内径为4mm、10mm、20mm、30mm、40mm或50mm，其具体数值可以根据阳极结构件31的具体规格型号调整设计。

下面参考附图1-4对本发明实施例的非转移弧等离子枪100的具体结构进行详细说明。当然可以理解的是，下述描述旨在用于解释本发明，而不能作为对本发明的一种限制。

首先描述一下根据本发明实施例的非转移弧等离子系统1000，如图1所示，非转移弧等离子系统1000包括非转移弧等离子枪100、制氮系统200、非转移弧等离子电源300、冷水机400和转接柜500，制氮系统200具有供气口，供气口通过氮气进气管600与进气通道1a连通；非转移弧等离子电源300与转接柜500之间通过电缆连接，具体地，电缆的两端设有快速接头，电缆通过快速接头实现与非转移弧等离子电源300、转接柜500快速相连；冷水机400与转接柜500之间采用第三水管连接，第三水管分别与冷水机400与转接柜500采用螺纹连接；转接柜500将从非转移弧等离子电源300输入的电能以及冷水机400传输来的冷却液结合在一起输入到非转移弧等离子枪100内，具体地，转接柜500与非转移弧等离子枪100之间通过正极水电缆700和负极水电缆800相连通。

根据本发明实施例的非转移弧等离子枪100，包括阴极结构件1、绝缘枪体2和阳极结构组件3。

如图4所示，阴极结构件1为石墨电极，石墨电极的材质为高纯石墨。阴极结构件1大体形成为长圆柱状，阴极结构件1内形成有进气通道1a，进气通道1a沿阴极结构件1的轴向延伸且进气通道1a形成为盲孔，氮气进气管600与进气通道1a的相连通，阴极结构件1的上端设有安装孔1c，氮气进气管600的外壁与阴极结构件1的安装孔1c通过螺纹连接。

绝缘枪体2套设在阴极结构件1外，绝缘枪体2形成为圆柱状、绝缘枪体2的轴向方向上形成有螺纹孔，阴极结构件1的轴向两端分别从螺纹孔穿出以实现阴极结构件1与绝缘枪体2的螺纹连接。

如图2-图4所示，阳极结构组件3包括阳极结构件31和外壳32，阳极结构件31设在外壳32内，阳极结构件31为铜管电极且阳极结构件31的材质为铬锆铜，阳极结构件31内形成有阳极冷却通道311,阳极冷却通道311具有第一冷却液入口311a和第一冷却液出口311b，非转移弧等离子枪100还包括进液管321，进液管321与第一冷却液入口311a连通且与阳极结构件31电连接。具体地，阳极结构件31通过进液管321进水管与正极水电缆700相连通，进液管321进水管的材料为铬锆铜，正极水电缆700上的电流可通过进液管321进水管导入阳极结构件3,正极水电缆700内的冷却液可通过进液管321并经第一冷却液入口311a进水管流入阳极冷却通道311。

外壳32形成为圆柱形壳体，外壳32由不锈钢材料制得且外壳32与阳极结构件31之间在外壳32的径向上具有一定距离，外壳32的上端设有螺纹孔，相应的绝缘枪体2的下端设有螺纹，外壳32与绝缘枪体2之间通过螺纹连接。需要说明的是，外壳32由绝缘材料制得，阴极结构件1内通入负极电流，阳极结构件31内通入正极电流，绝缘枪体2设在阴极结构件1与与阳极结构件31之间并起到绝缘作用，可防止阴极结构件1和阳极结构件31之间打火。

如图2-图4所示，阳极结构件31形成为螺旋状,阳极结构件31所形成的螺旋状的中心形成有第一通道31a，阴极结构件1的轴向一端从绝缘枪体2内穿出后伸入第一通道31a，阳极结构件31与阴极结构件1之间适于产生等离子弧，阴极结构件1的外周壁与阳极结构件31之间形成均匀的间隙，阴极结构件1与阳极结构件31之间的间隙在阴极结构件1径向方向上的长度为3mm，间隙与进气通道1a连通。

具体地，如图4所示，阴极结构件1的侧壁上形成有多个用于连通进气通道1a和间隙的连通孔1b，多个连通孔1b在阴极结构件1的轴向和周向上均匀分布，每个连通孔1b形成为直段孔，在由进气通道1a至间隙的方向上，每个连通孔1b的中心轴线与进气通道1a的中心轴线之间的夹角为α为45°。

如图2所示，非转移弧等离子枪100进一步包括冷却件4，冷却件4形成为圆柱状且冷却件4的中心轴向设有螺纹孔，冷却件4套设在阴极结构件1外且位于绝缘枪体2的远离阳极结构件31的一端，冷却件4内设有阴极冷却通道42，阴极冷却通道42形成为环形水槽，阴极冷却通道42具有第二冷却液入口4a和第二冷却液出口4b，阳极结构件31的上端从外壳32穿出，阳极结构件31的下端通过过渡接头与绝缘水管5的一端相连，绝缘水管5的另一端与第二冷却液入口4a相连，进而阳极结构件31内的冷却液可通过绝缘水管5流入第二冷却液入口4a，第二冷却液出口4b处设有出液管41，出液管41的另一端与负极水电缆800相连。

具体而言，当非转移弧等离子枪100工作时，正极水电缆700内的冷却液从进液管321流入阳极结构件31以冷却阳极结构件31，接着自第一冷却液出口311b流入绝缘水管5，然后通过第二冷却液入口4a流入冷却件4以冷却阴极结构件1，最后冷却液通过出液管41流入负极水电缆800后流入转接柜500。由于阳极结构件31的材料为铜，阴极结构件1的材料为石墨，铜比石墨的熔点低，更容易烧损，故此冷却液由第一冷却液入口311a进入，有利于保护阳极结构件31。

进液管321连接正极水电缆700进而将正极电流导入阳极结构件31，出液管41与负极水电缆800相连以将负极电流导入阴极结构件1；氮气由氮气进气管600进入进气通道1a，再通过连通孔1b流入阴极结构件1和阳极结构件31之间的间隙进行电离以产生等离子弧。由此，非转移弧等离子枪100的结构简单具有良好的冷却能力，可承载大流量的氮气，能够有效提高所产生的等离子弧的温度。

根据本发明实施例的非转移弧等离子系统1000，包括根据本发明上述实施例的非转移弧等离子枪100。

根据本发明实施例的非转移弧等离子系统1000，通过设置上述的非转移弧等离子枪100，可增强非转移弧等离子枪100工作时的可靠性，进而提高非转移弧等离子系统1000工作的可靠性，并降低非转移弧等离子系统1000的生产成本。

具体地，非转移等离子弧系统1000还包括用于制造氮气的制氮系统200，制氮系统200具有供气口，供气口与进气通道1a连通。由此，可以通过制氮系统200为非转移等离子弧系统1000源源不断地提供氮气。

在本发明的一些具体实施例中，制氮系统200包括空压机2001和制氮机2002，其中，空压机2001和制氮机2002之间通过第一气管相连，第一气管的两端设有快速接头，第一气管通过快速接头分别与空压机2001和制氮机2002相连，空压机2001将空气输入制氮机2002中进行分离，得到所需的氮气。制氮机2002与非转移弧等离子枪100之间采用第二气管连接，第二气管的两端设有快速接头，其中一端上的快速接头与制氮机2002上的供气口相连，另外一端上的快速接头与进气通道1a通过螺纹连接。制氮机2002将氮气输入非转移弧等离子枪100作为离子气体。

在本发明的一些实施例中，如图1所示，非转移等离子弧系统1000还包括非转移弧等离子电源300、冷水机400和转接柜500，非转移弧等离子电源300与转接柜500之间通过电缆连接，具体地，电缆的两端设有快速接头，电缆通过快速接头实现与非转移弧等离子电源300、转接柜500快速相连；冷水机400与转接柜500之间采用第三水管连接，第三水管分别于冷水机400与转接柜500之间采用螺纹连接；转接柜500将从非转移弧等离子电源300输入的电能以及冷水机400传输来的冷却液结合在一起输入到非转移弧等离子枪100内，具体地，转接柜500与非转移弧等离子枪100之间通过正极水电缆700和负极水电缆800相连通。

具体而言，非转移弧等离子系统1000开机时，先将所有设备正确连接后，接着打开冷水机400，使得冷却水能够流入非转移弧等离子枪100以实现对非转移弧等离子枪100的保护，然后开启空压机2001、打开制氮机2002，空气由空压机2001压入制氮机2002中，空气中的氮气被分离后进入非转移弧等离子枪100，调节氮气流量为300L/min，最后打开非转移弧等离子电源300，调节电流大小为200A，接通引弧开关，向阳极结构件31与阴极结构件1通入高频高压，进而在阳极结构件31与阴极结构件1的之间的间隙电离氮气并完成引弧，产生的等离子弧通过非转移弧等离子枪100射出，然后增大电流至500A，调节氮气流量，使得电压维持在200V左右，非转移弧等离子系统1000稳定运行。

根据本发明实施例的非转移弧等离子系统1000的其他构成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种非转移弧等离子枪，其特征在于，包括：

阴极结构件，所述阴极结构件内形成有进气通道，所述进气通道沿所述阴极结构件的轴向延伸；

绝缘枪体，所述绝缘枪体套设在所述阴极结构件外，且所述阴极结构件的轴向两端分别从所述绝缘枪体的两端穿出；

阳极结构组件，所述阳极结构组件包括阳极结构件和外壳，所述阳极结构件设在所述外壳内，所述外壳与所述绝缘枪体相连，所述阳极结构件内形成有第一通道，所述阴极结构件的轴向一端从所述绝缘枪体内穿出后伸入所述第一通道，所述阳极结构件与所述阴极结构件之间适于产生等离子弧，所述阴极结构件与所述阳极结构件之间形成间隙，所述间隙与所述进气通道连通。

2.根据权利要求1所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述阴极结构件的侧壁上形成有用于连通所述进气通道和所述间隙的连通孔。

3.根据权利要求2所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，在由所述进气通道至所述间隙的方向上，所述连通孔的中心轴线朝向远离所述绝缘枪体的方向倾斜延伸。

4.根据权利要求3所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述连通孔的中心轴线与所述进气通道的中心轴线之间的夹角为α，所述α满足：30°≤α≤60°。

5.根据权利要求1所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述阳极结构件形成为中空结构以在所述阳极结构件内限定出阳极冷却通道，所述阳极冷却通道具有第一冷却液入口和第一冷却液出口，

所述非转移弧等离子枪还包括进液管，所述进液管与所述第一冷却液入口连通且与所述阳极结构件电连接。

6.根据权利要求5所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，进一步包括冷却件，所述冷却件套设在所述阴极结构件外且位于所述绝缘枪体的远离所述阳极结构件的一端，所述冷却件上形成有阴极冷却通道，所述阴极冷却通道具有第二冷却液入口和第二冷却液出口，所述第二冷却液入口与所述第一冷却液出口连通，所述第二冷却液出口处设有出液管，所述出液管与所述阴极结构件电连接。

7.根据权利要求1所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述阳极结构件形成为螺旋状。

8.根据权利要求7所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述阳极结构件为铜管电极。

9.一种非转移等离子弧系统，其特征在于，包括：

非转移弧等离子枪，所述非转移弧等离子枪为根据权利要求1-8中任一项所述的非转移弧等离子枪。

10.根据权利要求9所述的非转移等离子弧系统，其特征在于，还包括用于制造氮气的制氮系统，所述制氮系统具有供气口，所述供气口与所述进气通道连通。