CN109997416A - 多电极等离子体炬 - Google Patents
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Abstract
本发明的实施例的多电极等离子体炬包括:后电极;前电极;配置于所述后电极与所述前电极之间的多个电极板;属于所述多个电极板中之一并与所述后电极相邻,且极性与所述后电极的极性相反的辅助电极板;以及连接在所述后电极与所述辅助电极板之间用于供电的电源部。
Description
技术领域
本发明涉及多电极等离子体炬,更具体来讲涉及一种能够增大电弧长度的多电极等离子体炬。
背景技术
对通常的杆-喷嘴型或中空型炬而言,喷嘴型或中空型的电极的整个内表面被构建为单一导体,整个内表面随处都能够接受电弧电流。电弧点能够在电极的整个内表面自由移动,通过控制诸如电弧电流与气体流量等工作条件可以在电极导体长度范围内控制形成于阳极与阴极之间的电弧的长度。例如,增大气体流量的情况下电弧点因气体流动而被推动,因此能够增大电弧长度与电弧电压。然而该情况下电弧长度的增大仍受喷嘴型或中空型的电极导体的长度的限制,增大电弧电流的情况下电弧长度会因诸如洛伦兹力等的原因而减小。
并且,为了降低所用的等离子气体的放电电压而尝试通过在真空条件下提高DC脉冲电源的频率来点火。然而,当为了增大输出而插入多个间隙,使得电极间的间距变大时,即使提高DC脉冲的频率,也很难实现用于产生等离子体电弧的初始放电,并且即使放电也会由于电极之间的间距变大而被施加过大的电压,因而存在初始低输出操作相对困难的问题。
相关技术文献
韩国授权专利公报第10-0486939号(公告日期:2005.05.03)
发明内容
要解決的技术问题
为了解决上述现有技术的问题,本发明的实施例的目的在于提供一种设置有多个电极板,从而能够增大电弧长度的装置。
解决技术问题的方案
用于达成上述目的的本发明的实施例中的多电极等离子体炬包括:后电极;前电极;多个电极板,设置于所述后电极与所述前电极之间;辅助电极板,属于所述多个电极板中之一并与所述后电极相邻,并且所述辅助电极板的极性与所述后电极的极性相反;以及电源部,连接在所述后电极与所述辅助电极板之间,用于供电。
优选地,其特征在于所述多个电极板中的每个电极板为盘状,所述多个电极板之间密封结合。
优选地,所述多个电极板中的每个电极板的外圆周表面设置有冷却水管、气体管和电力管,所述冷却水管用于供应冷却水,所述气体管用于供应气体,所述电力管用于向对应的电极板供电以用作电极,其中,所述冷却水管、所述气体管和所述电力管以预定的间隔彼此隔开。
优选地,电源部还包括开关,所述开关用于根据需要在所述辅助电极与所述前电极之间进行切换,以使所述辅助电极电绝缘。
发明的效果
本发明的多电极等离子体炬可通过设置多个电极板将电弧长度增大到所需程度,能够在阳极与阴极之间自然地形成弧柱使得轻易地实现炬的初始点火,能够轻易地实现从低输出到高输出的输出控制。
附图说明
图1是本发明的多电极等离子体炬的局部剖面图;
图2是本发明的多电极等离子体炬电极板的组装图;
图3是本发明的多电极等离子体炬电极板的立体图;
图4是本发明的多电极等离子体炬的电极板的侧视图;
图5是本发明的多电极等离子体炬的剖面图。
具体实施方式
在下面的描述中,本发明的实施例公开的特定的结构乃至功能性说明只是为了说明基于本发明的概念的实施例而例示的,本领域技术人员应当理解,基于本发明的概念的实施例可以以多种形态实施。并且不应解释为局限于本说明书说明的实施例,而是应该理解为包括包含于本发明的思想及技术范围的所有变更物、等同物及替代物。
以下参见附图对本发明进行具体说明。
图1是本发明的多电极等离子体炬的局部剖面图。
如图1所示,多电极等离子体炬包括:后电极100、前电极200、多个电极板300,设置于所述后电极100与所述前电极200之间;辅助电极板400,属于所述多个电极板300中之一并与所述后电极100相邻,并且所述辅助电极板400的极性与所述后电极100的极性相反;以及电源部500,连接在所述后电极100与所述辅助电极板400之间,用于供电。
以下,为了便于理解,后电极(以下称为阳极)100、前电极(以下称为阴极)200、辅助电极板(以下称为辅助阴极板)400。
阳极100与阴极200为环状,阳极100与辅助阴极板400同轴配置,从而能够最大化相对的面。这种配置有利于在放电初期稳定地形成弧柱30。
所述多个电极板中的每个电极板300为盘状。所述多个电极板之间密封结合。所述多个电极板中的每个电极板300的外周表面设置有可同时供应冷却水与电力的水冷式电力管310、供应气体的气体管320以及用于排出冷却水的冷却水排出管330。水冷式电力管310、气管320以及冷却水排出管330以预定的间隔彼此隔开。
电源部500还包括开关510,所述开关510用于根据需要在所述辅助阴极板400与所述阴极之间进行切换,以使所述辅助阴极板400电绝缘。
图2是本发明的多电极等离子体炬电极板的组装图。
图3是本发明的多电极等离子体炬电极板的立体图。
如图2与图3所示,七个电极板300结合构成一个电极封装(PACK)。在由七个电极板300构成的一个电极封装中,多个水冷式电力管310在竖直方向平行设置为一行。多个气体管320及多个冷却水排出管330按照和多个水冷式电力管310相同的方式配置。通过多个水冷式电力管310能够向七个电极板300同时供应冷却水。可选地,可以通过多个水冷式电力管310向七个电极板300同时供应冷却水和电力。通过多个气体管320能够向七个电极板300同时供应气体。通过冷却水排出管330,能够循环冷却水。也就是,可按照封装为单位向电极板300供应冷却水、气体和电力。
为了增大电弧长度需要结合多个电极板300,如果按个连接则需要挨个结合密封,因此需要消耗大量的时间及费用,而以一个封装为单位使用的情况下能够有效增大电弧长度。
但电极板300的一个封装不限于七个,可根据用户便利设定包含于一个封装的电极板300的个数来使用。
并且电极板300的中心形成有圆形的孔,因此多个电极板300结合形成长通道,从气体管320供应的气体通过弧柱30成为等离子体状态后通过炬喷嘴20排出。
图4是本发明的多电极等离子体炬的电极板侧视图。
如图4所示,七个电极板300结合形成一个封装(pack)。多个电极板300之间密封结合以防止气体泄漏。
并且为了增大电弧长度,可连接多个封装轻松地得到所需的电弧长度。如上所述,一个封装中结合有七个电极板300,冷却水管310与气体管320及电力管330中的相同类型的管一个接一个成行设置。连接多个封装的情况下如图4所示,冷却水管310与气体管320及电力管330中的相同类型的管可以不同的封装不对齐,也可以所有封装均对齐。
图5是本发明的多电极等离子体炬的剖面图。
在配置在阳极100与阴极200之间的电极板300中,与阳极100相邻的一个电极板被设置为辅助阴极板400。该辅助阴极板400具有与阳极100相反的极性。该与阳极100相邻的电极板被电连接以起到与阳极100及阴极200类似的电极作用。
在阳极100与辅助阴极板400之间设置电源形成弧柱30。形成的弧柱30对通过气体管320流入且在电极板300内部流动的气体加热以形成等离子体状态,成为等离子体状态的气体沿着炬10内部结构经过阴极200并从炬喷嘴20出口排出。
在此,通过切换连接在辅助阴极板400与阴极200之间的开关510使辅助阴极板400电绝缘的情况下,由于成为等离子体状态的气体已经形成导电通道,因此阳极100与阴极200之间能够自然地形成长弧柱40。
并且可以将通过开关510电切换操作替换为利用另外的电路电阻(未示出)实现。在这种情况下,辅助阴极板400不仅能够被用作电通道,还能够通过阴极200与辅助阴极板400的电流分配而防止炬10的输出增大。这有利于实现从低输出到高输出的输出控制。
当后电极(以下用作阴极)100,前电极(以下用作阳极)200,辅助电极板(以下用作辅助阳极)400时,同样能够取得如上所述的效果。
简单来讲,将阳极200与辅助阳极400电连线的情况下阴极100与辅助阳极400之间形成弧柱30,经过电极板300内部的气体被弧柱30加热成等离子体,等离子体化的气体经过阳极200的过程中在阳极200与阴极100之间形成导电通道。因此,可以通过改变电连接得到形成在两个电极之间的长弧柱40。
以上说明的本发明不局限于上述实施例及附图,在不超出本发明的技术思想的范围内可进行多种置换、变形及变更,这对本发明所属技术领域的一般技术人员而言显而易见。
附图标记说明
10:炬
20:喷嘴
30:弧柱
40:长弧柱
100:后电极
200:前电极
300:电极板
310:水冷式电力管
320:气体管
330:冷却水排出管
400:辅助电极板
500:电源部
510:开关
Claims (4)
1.一种多电极等离子体炬,其特征在于,包括:
后电极;
前电极;
多个电极板,设置于所述后电极与所述前电极之间;
辅助电极板,属于所述多个电极板中之一并与所述后电极相邻,并且所述辅助电极板的极性与所述后电极的极性相反;以及
电源部,连接在所述后电极与所述辅助电极板之间,用于供电。
2.根据权利要求1所述的多电极等离子体炬,其特征在于,
所述多个电极板中的每个电极板为盘状,所述多个电极板之间密封结合。
3.根据权利要求1所述的多电极等离子体炬,其特征在于,
所述多个电极板中的每个电极板的外圆周表面设置有冷却水管、气体管和电力管,所述冷却水管用于供应冷却水,所述气体管用于供应气体,所述电力管用于向对应的电极板供电以用作电极,其中,所述冷却水管、所述气体管和所述电力管以预定的间隔彼此隔开。
4.根据权利要求1所述的多电极等离子体炬,其特征在于,所述电源部还包括:
开关,所述开关用于根据需要在所述辅助电极与所述前电极之间进行切换,以使所述辅助电极电绝缘。
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