CN114025462A - 一种高压交流电弧等离子体火炬装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压交流电弧等离子体火炬装置，包括火炬组件、接线绝缘座、进气套筒和底座，其中：进气套筒的一端固定在底座上，接线绝缘座固定在进气套筒的另一端，进气套筒、接线绝缘座和底座之间形成进气腔，进气套筒上开有安装通孔，安装通孔与进气腔连通；火炬组件安装在底座上，且火炬组件和进气套筒分别位于底座的两侧；火炬组件包括电极接线柱，电极接线柱贯穿底座并延伸至进气腔中，且电极接线柱远离火炬组件的一端延伸出接线绝缘座；底座上开有第一通孔，第一通孔与进气腔连通并用于将进气腔的气体导入火炬组件。本发明中，所提出的高压交流电弧等离子体火炬装置，便于对电极接线柱降温。
Description
技术领域
本发明涉及高压交流电弧等离子体技术领域，尤其涉及一种高压交流电弧等离子体火炬装置。
背景技术
高压交流电弧等离子体是一种高电子密度和高电子温度的准平衡的低温等离子体，具有很多优点和特殊性，近年来逐步得到广泛应用，尤其在微电子技术、新材料制备与合成、航天技术、化学化工、废物处理、金属提炼、薄膜沉积、等离子喷涂、等离子化工等方面。
高压交流电弧等离子体火炬结构是其中最为重要部分，火炬结构能影响到等离子体的输出功率、火焰长度、使用寿命等。现有的等离子体火炬大都通过鼓气管直接对火炬电极部分产生的等离子体进行鼓气，但是由于等离子体火炬的产生一般都是高压，且电极接线柱直接与火炬电极连接，电极接线柱一般具有较高的温度，现有的没有对电极接线柱降温的装置。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种高压交流电弧等离子体火炬装置。
本发明提出的一种高压交流电弧等离子体火炬装置，包括火炬组件、接线绝缘座、进气套筒和底座，其中：
进气套筒的一端固定在底座上，接线绝缘座固定在进气套筒的另一端，进气套筒、接线绝缘座和底座之间形成进气腔，进气套筒上开有安装通孔，安装通孔与进气腔连通；
火炬组件安装在底座上，且火炬组件和进气套筒分别位于底座的两侧；
火炬组件包括电极接线柱，电极接线柱贯穿底座并延伸至进气腔中，且电极接线柱远离火炬组件的一端延伸出接线绝缘座；
底座上开有第一通孔，第一通孔与进气腔连通并用于将进气腔的气体导入火炬组件；
鼓风机或鼓风管道通过安装通孔对进气腔中鼓气，进而流动的气体对电极接线柱降温，通过进气腔的气体吹动火炬组件的等离子体形成等离子体火炬。
作为本发明进一步优化的方案，火炬组件还包括电极绝缘座、火炬电极和中心电极，其中：
电极绝缘座安装在底座上，电极绝缘座上开有第二通孔，第二通孔与第一通孔连通；
中心电极安装在电极绝缘座上，火炬电极设有多个且多个火炬电极围绕中心电极周向安装在电极绝缘座上，任意相邻的两个火炬电极不接触且具有一定距离，火炬电极与中心电极之间不接触具有一定距离，火炬电极和中心电极位于电极绝缘座的同侧；
电极接线柱安装再度电极绝缘座上并与火炬电极连接，电极接线柱和火炬电极位于电极绝缘座的两侧，电极接线柱设有多个且一个电极接线柱与一个火炬电极连接。
作为本发明进一步优化的方案，火炬电极设有六个，且六个火炬电极均匀分布在中心电极的周向。
作为本发明进一步优化的方案，火炬电极具有连接部分、第一轴向部分和第二轴向部分，连接部分位于第一轴向部分和第二轴向部分之间并用于连接第一轴向部分和第二轴向部分，第一轴向部分和第二轴向部分均与电极绝缘座的轴线平行，第一轴向部分与电极绝缘座连接，第二轴向部分到电极绝缘座轴线的距离大于第一轴向部分到电极绝缘座轴线的距离，便于等离体火炬的形成。
作为本发明进一步优化的方案，还包括绝缘套筒，绝缘套筒固定在电极绝缘座上并套装在火炬电极的第一轴向部分的外部，进一步增大对吹动等离子气体的温度。
作为本发明进一步优化的方案，绝缘套筒为陶瓷材料制成。
作为本发明进一步优化的方案，绝缘套筒与第一轴向部分之间还设有固定件，增大火炬电极安装的稳定性。
本发明中，所提出的高压交流电弧等离子体火炬装置，鼓风机或鼓风管道通过安装通孔对进气腔中鼓气，进而流动的气体对电极接线柱降温，通过进气腔的气体吹动火炬组件的等离子体形成等离子体火炬，进而增大吹动等离子气流的温度。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明剖视图；
图3为本发明火炬组件结构示意图；
图4为本发明图3的左视图。
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表示，其中自始至终相同或类似的符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，而不能理解对本发明的限制。
需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1-4所示的一种高压交流电弧等离子体火炬装置，包括火炬组件、接线绝缘座1、进气套筒2和底座3，其中：
火炬组件，火炬组件包括电极接线柱4、电极绝缘座5、火炬电极6、中心电极7，中心电极7安装在电极绝缘座5上，火炬电极6安装在电机绝缘底座3上并与中心电极7位于绝缘底座3的同侧，火炬电极6六个，六个火炬电极6之间形成等离子体形成空间，六个火炬电极6周向均匀分布在中心电极7外，任意相邻两个火炬电极6之间的夹角为火60°，电极接线柱4安装在电极绝缘座5上，且电极接线柱4安装在电极绝缘座5与火炬电极6相对的一侧，电极接线柱4设有六个，且一个电极接线柱4与一个火炬电极6连接；
具体的，火炬电极6具有连接部分60、第一轴向部分61和第二轴向部分62，连接部分60位于第一轴向部分61和第二轴向部分62之间并用于连接第一轴向部分61和第二轴向部分62，第一轴向部分61和第二轴向部分62均与电极绝缘座5的轴线平行，第一轴向部分61与电极绝缘座5连接，第二轴向部分62到电极绝缘座5轴线的距离大于第一轴向部分61到电极绝缘座5轴线的距离，即连接部分60为从第一轴向部分61的一端向靠近第二轴向连接部分60的一端逐渐向外倾斜，即连接部分60导电极绝缘座5的距离从第一轴向部分61一端向靠近第二轴向部分62的一端逐渐变大；
为了便于对火炬电极6的固定和对吹动等离子体的风的加温，作为本实施例进一步优化的方案，还包括绝缘套筒8，绝缘套筒8固定在电极绝缘座5上并套装在六个火炬电极6第一轴向部分61的外部，绝缘套筒8为陶瓷外套筒；
为了便于对火炬电极6的固定，绝缘套筒8与第一轴向部分61之间还设有固定件9，该固定件9可以为固定销或螺钉；
火炬组件的电极绝缘座5固定在底座3上，进气套筒2的一端固定在底座3上，进气套筒2与绝缘套筒8同轴，且进气套筒2位于电极绝缘座5的另一侧，即进气套筒2和火炬组件位于底座3相对的两侧，接线绝缘座1固定在进气套筒2的另一端，进气套筒2、底座3和接线绝缘座1形成进气腔，火炬组件的电极接线柱4延伸至进气腔并贯穿接线绝缘座1，底座3上开有第一通孔，电极绝缘座5上也开有第二通孔，第一通孔与第二通孔连通，进而使进气腔中的气体吹向等离子体形成空间，具体的进气腔与绝缘套筒8的内孔连通；
进气套筒2的外侧壁开有安装通孔20，安装通孔20与进气腔连通，安装通孔20用于安装鼓风机。
本实施例在工作过程中：将鼓风机安装在安装通孔20内，将三相380V电压通过变压器升到10KV，再通过电极接线柱4接到六组火炬电极6，然后对中心电极7进行放电，产生等离子体，鼓风机鼓入气体，气体通过进气腔、第一通孔、第二通孔和绝缘套筒8将等离子体吹出使其形成高温等离子火焰，且气体经过进气腔、第一通孔和第二通孔和绝缘套筒8中先后对电极接线柱4和火炬电极6进行降温，同时提高吹动等离子体气流的温度。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高压交流电弧等离子体火炬装置，其特征在于，包括火炬组件、接线绝缘座、进气套筒和底座，其中：
进气套筒的一端固定在底座上，接线绝缘座固定在进气套筒的另一端，进气套筒、接线绝缘座和底座之间形成进气腔，进气套筒上开有安装通孔，安装通孔与进气腔连通；
火炬组件安装在底座上，且火炬组件和进气套筒分别位于底座的两侧；
火炬组件包括电极接线柱，电极接线柱贯穿底座并延伸至进气腔中，且电极接线柱远离火炬组件的一端延伸出接线绝缘座；
底座上开有第一通孔，第一通孔与进气腔连通并用于将进气腔的气体导入火炬组件。
2.根据权利要求1所述的高压交流电弧等离子体火炬装置，其特征在于，火炬组件还包括电极绝缘座、火炬电极和中心电极，其中：
电极绝缘座安装在底座上，电极绝缘座上开有第二通孔，第二通孔与第一通孔连通；
中心电极安装在电极绝缘座上，火炬电极设有多个且多个火炬电极围绕中心电极周向安装在电极绝缘座上，火炬电极和中心电极位于电极绝缘座的同侧；
电极接线柱安装再度电极绝缘座上并与火炬电极连接，电极接线柱和火炬电极位于电极绝缘座的两侧，电极接线柱设有多个且一个电极接线柱与一个火炬电极连接。
3.根据权利要求2所述的高压交流电弧等离子体火炬装置，其特征在于，火炬电极设有六个。
4.根据权利要求2所述的高压交流电弧等离子体火炬装置，其特征在于，火炬电极具有连接部分、第一轴向部分和第二轴向部分，连接部分位于第一轴向部分和第二轴向部分之间并用于连接第一轴向部分和第二轴向部分，第一轴向部分和第二轴向部分均与电极绝缘座的轴线平行，第一轴向部分与电极绝缘座连接，第二轴向部分到电极绝缘座轴线的距离大于第一轴向部分到电极绝缘座轴线的距离。
5.根据权利要求4所述的高压交流电弧等离子体火炬装置，其特征在于，还包括绝缘套筒，绝缘套筒固定在电极绝缘座上并套装在火炬电极的第一轴向部分的外部。
6.根据权利要求5所述的高压交流电弧等离子体火炬装置，其特征在于，绝缘套筒为陶瓷材料制成。
7.根据权利要求4所述的高压交流电弧等离子体火炬装置，其特征在于，绝缘套筒与第一轴向部分之间还设有固定件。
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