CN110536532A - 一种电弧等离子体发生器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离子体领域，更具体的说是一种电弧等离子体发生器，可以提供高寿命与改装能力的等离子发生器，包括外壳、阳极、组合式阴极、组合式绝缘套，其特征是电弧等离子体发生器由阳极，组合式阴极，外壳、阳极锁母组成。其中，阴极、组合式阴极、外壳、阳极锁母同轴心设置，阳极安装座、前端盖固定阳极；绝缘水套、阴极绝缘座、固定阴极，阴极座前端有钨极并前伸进阳极；螺钉穿过绝缘螺栓套、阳极安装座、绝缘水套拧入阴极绝缘座。螺钉与阴极安装座、前端盖、阳极、阴极绝缘；冷却水由阳极进水套流入，经过阳极安装座、阳极，冷却阳极外层；阳极与前端盖配合形成回水凹形端，再次进入阳极冷却阳极内层后流至另一腔进一步冷却阳极后，通过绝缘水套。

Description

一种电弧等离子体发生器

技术领域

本发明涉及离子体领域，更具体的说是一种电弧等离子体发生器。

背景技术

电弧等离子发生器中，由于阴极与阳极电离区域温度极高，加速了电烧蚀效应，导致阴极与阳极的寿命受限，本发明通过优化阴极与阳极的冷却顺序与区域，同时结合气膜隔离技术，有效隔离了离子体对阴极与阳极的热辐射效应，进一步增加了阴极与阳极的稳定性与高寿命；其高度紧凑的结构设计使其喷口前端具有较大的再加工区，可通过设计喷口截面曲线特征，使等离子体流速突破至超音速。

发明内容

本发明的目的是提供一种高稳定性，高寿命与改装能力的等离子发生器。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

.一种电弧等离子体发生器，包括外壳、阳极、组合式阴极、组合式绝缘套，其特征是电弧等离子体发生器由阳极，组合式阴极，外壳、阳极锁母组成。其中，阴极、组合式阴极、外壳、阳极锁母同轴心设置。其中阳极安装座、安装本体、组合式阴极锁母组合构成外壳；阴极杆、阴极头、阴极帽组合构成阴极。其中阳极上设置有装配凸缘，插入阳极安装座压紧；阴极杆带动绝缘簧套压紧组合式阴极，其装配前端支承由陶瓷环、绝缘定位环串联支撑；

阳极的环形中空空间构成喷口，其后端渐扩段内侧与陶瓷环组合构成气室，其后端渐扩段外侧与阳极安装座组合构成冷却水室；阳极冷却水孔由多个冷却孔空间相交，自然形成前端相贯孔；

组合式阴极的前端阴极头的后端渐扩段内侧，形成放电空间，阴极杆，接冷却水出口。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种电弧等离子体发生器，所述阳极的冷却孔后端距轴线的距离呈远近交错排列，前端距轴线的距离基本相等，形成孔与孔的交叉重叠，同时不排除孔的等距离排列。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种电弧等离子体发生器，所述阳极安装座由2个零件内外套合形成，其内件轴向加工有进水流道与出水流道，并周向相隔排列。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种电弧等离子体发生器，所述冷却水道在冷却阴极杆时，冷却水流向是通过绝缘水套中冷却水孔流向绝缘水套后端，转向后从阴极杆外侧的后端流向阴极杆外侧的近前端位置，通过小孔射流，送至阴极头中部位置，最后流向阴极杆内侧后端位置。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种电弧等离子体发生器，所述绝缘水套与陶瓷件在支承的同时，通过内外径尺寸大小的差别，形成了较窄间隙的气流通道，强制形成气幕气膜，进一步隔离陶瓷定位环热辐射向绝缘水套。

作为本技术方案的进一步优化，本发明一种电弧等离子体发生器，阳极后端向后渐开锥口与其中部向前小角度渐开锥口，形成拉瓦尔(收缩扩张管流)喷管特征将离子体射流亚音速下加速或加速至超音速。

本发明一种电弧等离子体发生器的有益效果为：

本发明一种电弧等离子体发生器，阳极安装座、前端盖固定阳极；绝缘水套、阴极绝缘座、固定阴极，阴极座前端有钨极并前伸进阳极；螺钉穿过绝缘螺栓套、阳极安装座、绝缘水套拧入阴极绝缘座。螺钉与阴极安装座、前端盖、阳极、阴极绝缘；冷却水由阳极进水套流入，经过阳极安装座、阳极，冷却阳极外层；阳极与前端盖配合形成回水凹形端，再次进入阳极冷却阳极内层后流至另一腔进一步冷却阳极后，通过绝缘水套，冷却阴极近钨极安装处后从阴极流出；保护气由保护气入口进入，通过绝缘水套进入空腔，流经阴极与阳极时形成气膜保护阴阳极被正负高压电离，形成等离子。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1是本发明的整体结构示意图一；

图2是本发明的整体结构示意图二。

图中：阴极1；喷口1a；气室1b；冷却水室1c；阴极杆2a；阴极头2b；阴极帽2c；阳极安装座3a；安装座锁母3b；安装本体3c；组合式阴极锁母3d；阳极锁母4；绝缘簧套5a；沉入绝缘环5b；绝缘定位环5c；绝缘水套5d；陶瓷环5e；弹性件6。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

本装置中所述的固定连接是指通过焊接、螺纹固定等方式进行固定，结合不同的使用环境，使用不同的固定方式；所述的转动连接是指通过将轴承烘装在轴上，轴或轴孔上设置有弹簧挡圈槽，通过将弹性挡圈卡在挡圈槽内实现轴承的轴向固定，实现转动；所述的滑动连接是指通过滑块在滑槽或导轨内的滑动进行连接；所述的铰接是指通过在铰链、销轴和短轴等连接零件上进行活动的连接方式；所需密封处均是通过密封圈或O形圈实现密封。

具体实施方式一：

下面结合图1-2说明本实施方式，1.一种电弧等离子体发生器，包括外壳、阳极、组合式阴极、组合式绝缘套，其特征是电弧等离子体发生器由阳极1，组合式阴极2a、2b、2c，外壳3a、3b、3c、阳极锁母4组成。其中，阴极1、组合式阴极2a、2b、2c、外壳3a、3b、3c、3d、阳极锁母4同轴心设置。其中阳极安装座3a)、安装座锁母3b、安装本体3c、组合式阴极锁母3d组合构成外壳；阴极杆2a、阴极头2b、阴极帽2c组合构成阴极。其中阳极1上设置有装配凸缘，插入阳极安装座3a前端定位环内，并由阳极锁母4压紧；阴极杆2a上设置有装配凸缘，沉入绝缘环5b)后端凹槽内，由阴极锁母3d带动绝缘簧套5a压缩弹性件6压紧组合式阴极2a、2b、2c，其装配前端支承由陶瓷环5e、绝缘水套5d、绝缘定位环5c串联支撑；

阳极1的环形中空空间构成喷口1a，其后端渐扩段内侧与陶瓷环5e组合构成气室1b，其后端渐扩段外侧与阳极安装座3a组合构成冷却水室1c；阳极1冷却水孔由多个冷却孔空间相交，自然形成前端相贯孔；

组合式阴极2a、2b、2c的前端阴极头2c前伸进入阳极1的后端渐扩段内侧，形成放电空间，阴极杆2a)的未端伸出外壳3a、3b、3c，接冷却水出口。

具体实施方式二：

下面结合图1-2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述阳极1的冷却孔后端距轴线的距离呈远近交错排列，前端距轴线的距离基本相等，形成孔与孔的交叉重叠，同时不排除孔的等距离排列。

具体实施方式三：

下面结合图1-2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述阳极安装座3a由2个零件内外套合形成，其内件3a1轴向加工有进水流道与出水流道，并周向相隔排列。

具体实施方式四：

下面结合图1-2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述冷却水道在冷却阴极杆时，冷却水流向是通过绝缘水套5d中冷却水孔5d1流向绝缘水套后端，转向后从阴极杆外侧的后端流向阴极杆外侧的近前端位置，通过小孔射流，送至阴极头2b中部位置，最后流向阴极杆内侧后端位置。

具体实施方式五：

下面结合图1-2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述绝缘水套与陶瓷件在支承的同时，通过内外径尺寸大小的差别，形成了较窄间隙的气流通道，强制形成气幕气膜，进一步隔离陶瓷定位环5e热辐射向绝缘水套5d。

具体实施方式六：

下面结合图1-2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，：阳极1a后端向后渐开锥口与其中部向前小角度渐开锥口，形成拉瓦尔(收缩扩张管流)喷管特征将离子体射流进一步加速至超音速或者亚音速.

本发明的一种电弧等离子体发生器，其工作原理为：

冷却水由冷却进水孔3a1流入，流经环形控制面，延着阳极内扩面外侧3a3流入阳极冷却孔3a4,并从冷却孔3a5流出。3a4孔后端切3a3面外侧，3a5孔切3a3对面的壁，主要是因为水流的方向，孔更多偏向入口，就承担了入水口功能，远离入口，就会自然形成出水口冷却水由绝缘水套冷却水孔流水，进入阴极杆环形水槽，流入冷却腔，并直接冲刷阴极头安装座后端后流出。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电弧等离子体发生器，包括外壳、阳极、组合式阴极、组合式绝缘套，其特征是电弧等离子体发生器由阳极(1)，组合式阴极(2a、2b、2c)，外壳(3a、3b、3c)、阳极锁母(4)组成；其中，阴极(1)、组合式阴极(2a、2b、2c)、外壳(3a、3b、3c、3d)、阳极锁母(4)同轴心设置；其中阳极安装座(3a)、安装座锁母(3b)、安装本体(3c)、组合式阴极锁母(3d)组合构成外壳；阴极杆(2a)、阴极头(2b)、阴极帽(2c)组合构成阴极；其中阳极(1)上设置有装配凸缘，插入阳极安装座(3a)前端定位环内，并由阳极锁母(4)压紧；阴极杆(2a)上设置有装配凸缘，沉入绝缘环(5b)后端凹槽内，由阴极锁母(3d)带动绝缘簧套(5a)压缩弹性件(6)压紧组合式阴极(2a、2b、2c)，其装配前端支承由陶瓷环(5e)、绝缘水套(5d)、绝缘定位环(5c)串联支撑；

阳极(1)的环形中空空间构成喷口(1a)，其后端渐扩段内侧与陶瓷环(5e)组合构成气室(1b)，其后端渐扩段外侧与阳极安装座(3a)组合构成冷却水室(1c)；阳极(1)冷却水孔由多个冷却孔空间相交，自然形成前端相贯孔；

组合式阴极(2a、2b、2c)的前端阴极头(2c)前伸进入阳极(1)的后端渐扩段内侧，形成放电空间，阴极杆(2a)的未端伸出外壳(3a、3b、3c)，接冷却水出口。

2.根据权利要求1所述的一种电弧等离子体发生器，其特征在于：所述阳极(1)的冷却孔后端距轴线的距离呈远近交错排列，前端距轴线的距离基本相等，形成孔与孔的交叉重叠，同时不排除孔的等距离排列。

3.根据权利要求1所述的一种电弧等离子体发生器，其特征在于：所述阳极安装座(3a)由2个零件内外套合形成，其内件(3a1)轴向加工有进水流道与出水流道，并周向相隔排列。

4.根据权利要求1所述的一种电弧等离子体发生器，其特征在于：所述冷却水道在冷却阴极杆时，冷却水流向是通过绝缘水套(5d)中冷却水孔(5d1)流向绝缘水套后端，转向后从阴极杆外侧的后端流向阴极杆外侧的近前端位置，通过小孔射流，送至阴极头(2b)中部位置，最后流向阴极杆内侧后端位置。

5.根据权利要求1所述的一种电弧等离子体发生器，其特征在于：所述绝缘水套与陶瓷件在支承的同时，通过内外径尺寸大小的差别，形成了较窄间隙的气流通道，强制形成气幕气膜，进一步隔离陶瓷定位环(5e)热辐射向绝缘水套(5d)。

6.根据权利要求1所述的一种电弧等离子体发生器，其特征在于：阳极(1a)后端向后渐开锥口与其中部向前小角度渐开锥口，形成拉瓦尔(收缩扩张管流)喷管特征将离子体射流亚音速下加速或加速至超音速。