CN108718476A - 一种安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器 - Google Patents

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杨锡信
杨金华
王学东
赵国柱
王洪波
赵龙
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Abstract

本发明涉及一种安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器,其特征在于,包括安装在电弧等离子体发生器前端的等离子体降温装置,所述的等离子体降温装置包括降温器底座和安装在降温器底座上的降温管组,所述的降温管组为套装在一起的外管、中管和内管;所述的外管的出口端设置有端部密封环,端部密封环上设置中管固定支撑,中管固定支撑为均匀布置在端部密封环上至少两个具有弧度的薄板,内管的出口端与端部密封环的内圈连接;所述的外管的侧壁上安装输入接口,所述的降温器底座设置输出接口。本申请的电弧等离子体发生器可以快速的实现等离子体的降温。

Description

一种安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器
技术领域
本发明涉及一种安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器,尤其是电弧等离子体医疗领域、电弧等离子体消毒领域、电弧等离子体种子诱变领域、电弧等离子体除尘领域;属于电弧等离子体发生器技术领域。
背景技术
等离子体是除固态、液态、气态之外的第四态,宇宙中99%的物质是等离子态。电弧等离子体是低温等离子体的一种,现有的等离子体发生器生成的电弧等离子体,其温度通常也高达5000°K至10000°K,人们利用了等离子体在高温状态下的特性,通常用在冶金、切割、喷涂、煤粉锅炉点火等领域;同样,因为等离子体的高温特性,其在部分疾病的治疗、杀菌消毒方面,也是具有可期待的效果,但是因为其温度太高,无法直接使用,因此,想要将等离子体用于疾病的治疗或者杀菌消毒,就需要将降低等离子体的温度,使其温度的高低变成可控的。
发明内容
本发明针对电弧等离子体发生器产生的等离子体温度过高不能用于医疗和杀菌的问题,提供一种安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器,其特征在于,包括安装在电弧等离子体发生器前端的等离子体降温装置,所述的等离子体降温装置包括降温器底座和安装在降温器底座上的降温管组,所述的降温管组为套装在一起的外管、中管和内管;所述的外管的出口端设置有端部密封环,端部密封环上设置中管固定支撑,中管固定支撑为均匀布置在端部密封环上至少两个具有弧度的薄板,内管的出口端与端部密封环的内圈连接;所述的外管的侧壁上安装输入接口,所述的降温器底座设置输出接口。所述的等离子体降温装置和电弧等离子体发生器同时使用,等离子体降温装置和等离子体降温装置之间可拆卸
在上述技术方案的基础上,本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性,还可以对上述的技术方案作出如下的改进:
进一步,所述的中管至少为两段,两段中管之间安装通道支撑,所述的通道支撑具有支撑管,支撑管的外侧均匀设置至少两个外支撑件,支撑管的内侧均匀设置至少两个内支撑件,内支撑件和外支撑件成对设置,每对内支撑件和外支撑件在同一条轴线上。通道支撑可以在等离子体降温装置的内管、中管和外管之间形成支撑,增加等离子体降温装置的强度,避免由于管道过长,使设备发生故障,尤其是在高温的等离子体的冷却过程中,管道的强度会在高温下变弱,因此需要通道支撑在中间进行加强,在需要的时候,可以过安装几个通道支撑,通道支撑的结构,即满足支撑的要求,又不会妨碍冷却液在内部的流通。
进一步,所述的中管固定支撑为六个。
进一步,所述的外管、中管和内管的材料为不锈钢、碳钢、合金钢、紫铜、黄铜、铜合金、钛合金或者其他合金。
进一步,所述的等离子体降温装置的长度L与等离子体发生器功率之间的数值比值为4mm/kw至80mm/kw。长度L(单位mm)与等离子体发生器功率(单位KW)的比例在4:1至80:1之间。
进一步,所述的等离子体降温装置的内管的直径d2与等离子体发生器的喷口直径d1的比例为1:10至3:1,所述内管的壁厚b为0.5mm-20mm。
所述的降温器底座包括具有内槽的基座,内槽的底部为内管安装孔,内槽的开口端为中管安装口,内槽的侧面设置有与输出接口连通的孔道。
本发明的优点在于:通过对电弧等离子体发生器出口部分改造,在电弧等离子体发生器的出口端安装等离子体降温装置,该降温装置通过外观、中管和内管,形成弯折的管道,冷却介质由外管上输入接口首先进入外管和中管之间的腔道,并由中管和端部密封环之间留有的口洞进入中管和内管之间的腔道,内管和等离子体之间进行冷热交换,内管还和冷却介质之间进行冷热交换,因为冷却介质在流动,加快了热交换的速度,更好的降低了等离子体的温度,实现对等离子体的快速降温。电弧等离子体发生器与广泛用在医疗领域的DBD放电等离子体发生器相比,具有功率高(到1000KW以上)、对工作介质的电离能力强等特点、更容易获得大剂量的等离子体,在治疗疾病、杀菌消毒等方面的能力更强,优势更加明显。快速将温度高达5000°K至10000°K的等离子体降到1000°K甚至更低的温度,即保持了等离子体具有的活性,同时又大大降低了实际应用是的安全隐患。与电晕放电等离子体、DBD介质阻挡放电等离子体相比,具有等离子体浓度高、流量大、温度高、活性强、作用范围广等优点。
附图说明
图1为本申请一种安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器的结构示意图;
图2为图1中的A-A处的剖视结构示意图;
图3为图1中通道支撑结构示意图;
图4为图1中的B-B处的剖视结构示意图;
图5为图1中的C-C处的剖视结构示意图;
图6为图1中的等离子体降温装置结构示意图;
图7为降温器底座的结构示意图。
附图标记记录如下:1-电弧等离子体发生器,2-降温器底座,3-内管,4-中管,5-通道支撑,5.1-支撑管,5.2-外支撑件,5.3-内支撑件,6-外管,7-端部密封环,8-输入接口,9-输出接口,10-等离子体降温装置,11-中管固定支撑,12-等离子体。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
一种安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器(参见图1和图2),包括安装在电弧等离子体发生器1前端的等离子体降温装置10,所述的等离子体降温装置10包括降温器底座2和安装在降温器底座2上的降温管组,所述的降温管组为套装在一起的外管6、中管4和内管3;所述的外管6的出口端设置有端部密封环7,端部密封环7上设置中管固定支撑11,中管固定支撑11为均匀布置在端部密封环7上至少两个具有弧度的薄板,内管3的出口端与端部密封环7的内圈连接;所述的外管6的侧壁上安装输入接口8,所述的降温器底座2设置输出接口9。所述的外管6和中管4之间形成外侧通道,所述的中管4和内管3之间形成中间通道,输入接口8接通外侧通道,中间通道接通到降温器上的通道并与输出接口9连通,输入接口8、外侧通道、中间通道和输出接口9连通后形成一个密闭的冷却腔道。冷却介质由输入接口8进入冷却腔道后从输出接口9流出。
在上述技术方案的基础上,本发明为了达到使用的方便以及装备的稳定性,还可以对上述的技术方案作出如下的改进:
所述的中管4为两段,两段中管4之间安装通道支撑5,所述的通道支撑5具有支撑管5.1,支撑管5.1的外侧均匀设置三个外支撑件5.2,支撑管5.1的内侧均匀设置三个内支撑件5.3,内支撑件5.3和外支撑件5.2成对设置,每对内支撑件5.3和外支撑件5.2在同一条轴线上。中管至少为两段,本实施例中以两段为例,可以是三段、四段或者更多的整数段;外支撑件和内支撑件各自志超为两个,本实施例中以三个为例,可以是四个、五个或者更多的整数个。
所述的中管固定支撑11为六个。管固定支撑至少为四个,本实施例中以六个为例。
所述的外管6、中管4和内管3的材料为不锈钢、碳钢、合金钢、紫铜、黄铜、铜合金、钛合金或者其他合金。作用是保证冷却腔道具有较好的导热性,同时具备足够的强度和加工工艺性。
所述电弧等离子体降温器10的长度L与等离子体发生器功率有关,长度L(单位mm)与等离子体发生器功率(单位KW)的比值为4mm/kw至80mm/kw之间。作用是针对不同功率的电弧等离子体发生器,结合对等离子体降温速度以及电弧等离子体降温器10出口温度的高低,设定不同长度的电弧等离子体降温器,电弧等离子体发生器功率越大、降温速度越快、出口温度需求越低,电弧等离子体降温器10长度L要求越长。
内管3直径与等离子体发生器喷口直径的比例在1:10至3:1之间,作用是内管直径的大小控制等离子体的降温速度和流速,内管直径越小,等离子体降温速度越快、流速越快,反之降温速度越慢、流速越慢。内管的壁厚在0.5mm-20mm之间。作用是内管3的壁厚的大小控制等离子体12的降温速度,冷却介质通道的耐压大小,内管的壁厚越小,等离子体降温速度越快,通道耐压越小,反之降温速度越慢,通道耐压越大。
冷却腔道耐压不大于32Mpa。作用保证冷却腔道具有足够的耐压强度,同时不带来制造成本的大幅增加。
所述电弧等离子体降温器使用时冷却介质压力不大于26Mpa。作用提高对等离子体的冷却效率,同时保证使用的安全性。
所述的降温器底座2包括具有内槽2.4的基座2.1,内槽2.4的底部为内管安装孔2.2,内槽2.4的开口端为中管安装口2.3,内槽2.4的侧面设置有与输出接口9连通的孔道。外管安装在基座上。
所述冷却介质包括各种无毒无害液体。作用是对等离子体进行冷却,同时对人类和环境不带来有害的物质。
所述冷却介质可以从输入接口进,从输出接口出,也可以从输入接口出,从输出接口进。作用是通过逆向或顺向冷却,改变对等离子体的冷却效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器,其特征在于,包括安装在电弧等离子体发生器前端的等离子体降温装置,所述的等离子体降温装置包括降温器底座和安装在降温器底座上的降温管组,所述的降温管组为套装在一起的外管、中管和内管;所述的外管的出口端设置有端部密封环,端部密封环上设置中管固定支撑,中管固定支撑为均匀布置在端部密封环上至少两个具有弧度的薄板,内管的出口端与端部密封环的内圈连接;所述的外管的侧壁上安装输入接口,所述的降温器底座设置输出接口。
2.根据权利要求1所述的安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器,其特征在于,所述的中管至少为两段,两段中管之间安装通道支撑,所述的通道支撑具有支撑管,支撑管的外侧均匀设置至少两个外支撑件,支撑管的内侧均匀设置至少两个内支撑件,内支撑件和外支撑件成对设置,每对内支撑件和外支撑件在同一条轴线上。
3.根据权利要求1所述的安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器,其特征在于,所述的中管固定支撑至少为四个。
4.根据权利要求1所述的安装等离子体降温装置的电弧等离子体发生器,其特征在于,所述的外管、中管和内管的材料为不锈钢、碳钢、合金钢、紫铜、黄铜、铜合金、钛合金或者其他合金。
5.根据权利要求1所述电弧等离子体发生器及等离子体降温装置,其特征在于,所述的等离子体降温装置的长度与等离子体发生器功率之间的比值为4mm/kw至80mm/kw。
6.根据权利要求1所述电弧等离子体发生器及等离子体降温装置,其特征在于,所述的等离子体降温装置的内管的直径与等离子体发生器的喷口直径的比例为1:10至3:1,所述内管的壁厚为0.5mm-20mm。
7.根据权利要求1所述电弧等离子体发生器及等离子体降温装置,其特征在于,所述的降温器底座包括具有内槽的基座,内槽的底部为内管安装孔,内槽的开口端为中管安装口,内槽的侧面设置有与输出接口连通的孔道。
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