CN116582993B - 一种直流大气压等离子体发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流大气压等离子体发生器，包括：后电极、前电极、直流等离子体电源，所述直流等离子体电源一端连接有前电极另一端连接有后电极，述前电极和后电极之间连接有出气圈，述出气圈内圈上开有出气环槽，所述前电极和后电极上分别套装有前冷却室和后冷却室，所述前冷却室和后冷却室的外端开有进气环槽。所述进气环槽上套装有均气环，所述均气环上安装有第一进气管、第二进气管，第一进气管与后冷却室联通，第二进气管与前冷却室联通。所述后电极内安装有导流绝缘环，所述导流绝缘环右侧开有负压出气通道。本发明的结构降低气体的消耗，在散热同时对散热的热量进行利用，降低能源消耗。
Description
技术领域
本发明属于等离子体发生装置技术领域，具体涉及一种直流大气压等离子体发生器。
背景技术
等离子体发生器，也叫等离子体炬，通过电弧来产生高温气体，可在氧化、还原或惰性环境下工作，可以为气化、裂解、反应、熔融和冶炼等各种功能的工业炉提供热源。等离子发生器又分为热等离子体发生器和冷等离子体发生器。适用于材料的表面清洗活化焊接，油漆、打印、密封、起泡、涂覆及硅化前表面活化处理，以及气体裂解和高效灭菌、加速化学反应等用途。
现有的等离子体发生器，如中国发明专利CN112118663A所公开的一种新型直流等离子体炬，包含前电极、后电极、工作气体分配器，前电极的一端与工作气体分配器的一端连接，工作气体分配器的另一端与后电极一端连接，前电极和后电极分别连接直流等离子体电源的两极，前电极上设置有辅助进气通道并且辅助进气通道位于前电极的主要烧蚀区域的上游。在电磁力和气动力的驱动下，前电极弧根和后电极弧根分别在前电极和后电极内表面往复运动，形成主烧蚀区域。可以较低的附加成本，获得相对现有各型冷阴极等离子炬更优异的电极寿命。
但是其采用辅助进气方式增加了工作气体或者惰性气体的消耗，且需要设置辅助进气结构或者气体推动结构，能源消耗也较大。
发明内容
针对现有技术所存在的上述不足，本发明的目的是以解决现有等离子体发生器辅助进气方式消耗气体较多、能源消耗较大的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种直流大气压等离子体发生器，包括：后电极、前电极、直流等离子体电源，
所述直流等离子体电源一端连接有前电极另一端连接有后电极，所述前电极和后电极之间连接有出气圈，所述出气圈内圈上开有出气环槽，所述前电极和后电极上分别套装有前冷却室和后冷却室，所述前冷却室和后冷却室的外端开有进气环槽，
所述进气环槽上套装有均气环，所述均气环上安装有第一进气管、第二进气管，第一进气管与后冷却室联通，第二进气管与前冷却室联通，
所述后电极上设有烧蚀区域，所述烧蚀区域为电弧的弧根落点区域，
所述后电极内安装有导流绝缘环，所述导流绝缘环右侧开有负压出气通道，
所述后电极和后冷却室上贯穿安装有大气管，所述大气管与负压出气通道连通。
进一步地，所述前电极设有前电极渐变扩张段和前电极直段，前电极直段的直径和后电极相同，前电极渐变扩张段的直径大于后电极
进一步地，所述出气圈上开有连接通道，优选的，所述连接通道与出气环槽连通。
本发明的有益效果：
1、本发明所述的直流大气压等离子体发生器，前电极和后电极的热量对前冷却室和后冷却室进行加热，进而对工作气体进行预热，进而在散热同时对散热的热量进行利用，也节省能源消耗；
2、当气体经过导流绝缘环时，气体在导流绝缘环的作用下被压缩，无需外界供气机构供气和无需额外的工作气体情况下实现对烧蚀区域的保护，降低气体的消耗；
3、冷却气体选用普通常温大气，在长时间恶劣工况下工作可使用压缩空气来增强对直流等离子体发生装置的冷却；
4、前电极使用了渐扩式结构，优化了喷枪内部的流场，提高了电极的使用寿命，大大增强了危险废物的处理能力和处置效果。
附图说明
图1为本发明所述的直流大气压等离子体发生器的整体剖视示意图；
图2为本发明所述的导流绝缘环的右视示意图；
图3为图1的A-A处剖视截面示意图。
图中：1.后电极，2.第一进气管，3.烧蚀区域，4.大气管，5.连接通道，6.出气圈，7.出气环槽，8.进气环槽，9.第二进气管，10.前电极，11.前冷却室，12.均气环，13.导流绝缘环，14.负压出气通道，15.后冷却室，16.前电极渐变扩张段，17.前电极直段，18.直流等离子体电源。
具体实施方式
下面通过参照其中图示了本发明示意性实施例的附图更为全面地说明本发明。但本发明可以按不同形式来实现，而不应解读为仅限于本文给出的各实施例。给出的上述各实施例旨在使本文的披露全面完整，从而使对本发明保护范围的理解更为全面和准确。诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的部件以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它部件的情形。
如图1所示，本发明提供一种直流大气压等离子体发生器，包括：后电极1、前电极10、直流等离子体电源18。
直流等离子体电源18一端连接有前电极10另一端连接有后电极1，所述前电极10和后电极1之间连接有出气圈6，所述出气圈6内圈上开有出气环槽7，前电极10和后电极1上分别套装有前冷却室11和后冷却室15，前冷却室11和后冷却室15的外端开有进气环槽8。进气环槽8上套装有均气环12，均气环12上安装有第一进气管2、第二进气管9，第一进气管2与后冷却室15联通，第二进气管9与前冷却室11联通。后电极1上设有烧蚀区域3，烧蚀区域3为电弧的弧根落点区域。如图2所示，后电极1内安装有导流绝缘环13，导流绝缘环13右侧开有负压出气通道14。后电极1和后冷却室15上贯穿安装有大气管4，大气管4与负压出气通道14连通。
前电极10设有前电极渐变扩张段16和前电极直段17，前电极直段17的直径和后电极1相同，前电极渐变扩张段16的直径大于后电极1。如图3所示，出气圈6上开有连接通道5，优选的，连接通道5与出气环槽7连通。
本发明的工作原理：
本发明的直流大气压等离子体发生器，当气体经过导流绝缘环13时，气体在导流绝缘环13的作用下被压缩，进而气体流速在靠近导流绝缘环13的部位增加，进而在导流绝缘环13的右侧产生负压，在负压作用下，外界的空气大气通过大气管4进入到负压出气通道14，从环状的负压出气通道14向右排出，在进而在烧蚀区域3形成低温低压空气区，进而起到对烧蚀区域3的降温作用，进而在无需外界供气机构供气和无需额外的工作气体情况下实现对烧蚀区域3的保护。
工作时，通过直流等离子体提供电压，进而在前电极10和后电极1之间产生电势，在电势作用下在前电极10和后电极1之前产生电弧，电弧放电对，通过第二进气管9进入到前冷却室11，通过第一进气管2进入后冷却室15，再经过联通通道进入到出气环槽7排出后的工作气体进行加热，进而产生高温射流，在气流和电势作用下从后电极1右侧排出，同时，前电极10和后电极1的热量对前冷却室11和后冷却室15进行加热，进而对工作气体进行预热，同时当气体经过导流绝缘环13时，气体在导流绝缘环13的作用下被压缩，进而气体流速在靠近导流绝缘环13的部位增加，进而在导流绝缘环13的右侧产生负压，在负压作用下，外界的空气大气通过大气管4进入到负压出气通道14，从环状的负压出气通道14向右排出，在进而在烧蚀区域3形成低温低压空气区，进而起到对烧蚀区域3的降温作用。
当气体经过导流绝缘环13时，气体在导流绝缘环13的作用下被压缩，进而气体流速在靠近导流绝缘环13的部位增加，进而在导流绝缘环13的右侧产生负压，在负压作用下，外界的空气大气通过大气管4进入到负压出气通道14，从环状的负压出气通道14向右排出，在进而在烧蚀区域3形成低温低压空气区，进而起到对烧蚀区域3的降温作用，进而在无需外界供气机构供气和无需额外的工作气体情况下实现对烧蚀区的保护。
前电极10和后电极1的热量对前冷却室11和后冷却室15进行加热，进而对工作气体进行预热，进而在散热同时对散热的热量进行利用，降低能源消耗。冷却气体选用普通常温大气，在长时间恶劣工况下工作可使用压缩空气来增强对直流等离子体发生装置的冷却。前电极10使用了渐扩式结构，优化了喷枪内部的流场，提高了电极的使用寿命，大大增强了危险废物的处理能力和处置效果。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种直流大气压等离子体发生器，包括：后电极（1）、前电极（10）、直流等离子体电源（18），
其特征在于：所述直流等离子体电源（18）一端连接有前电极（10）另一端连接有后电极（1），所述前电极（10）和后电极（1）之间连接有出气圈（6），所述出气圈（6）内圈上开有出气环槽（7），所述前电极（10）和后电极（1）上分别套装有前冷却室（11）和后冷却室（15），所述前冷却室（11）和后冷却室（15）的外端开有进气环槽（8），
所述进气环槽（8）上套装有均气环（12），所述均气环（12）上安装有第一进气管（2）、第二进气管（9），第一进气管（2）与后冷却室（15）联通，第二进气管（9）与前冷却室（11）联通，
所述后电极（1）上设有烧蚀区域（3），所述烧蚀区域（3）为电弧的弧根落点区域，
所述后电极（1）内安装有导流绝缘环（13），所述导流绝缘环（13）右侧开有负压出气通道（14），
所述后电极（1）和后冷却室（15）上贯穿安装有大气管（4），所述大气管（4）与负压出气通道（14）连通。
2.根据权利要求1所述的一种直流大气压等离子体发生器，其特征在于：所述前电极（10）设有前电极渐变扩张段（16）和前电极直段（17），前电极直段（17）的直径和后电极（1）相同，前电极渐变扩张段（16）的直径大于后电极（1）。
3.根据权利要求1所述的一种直流大气压等离子体发生器，其特征在于：所述出气圈（6）上开有连接通道（5），所述连接通道（5）与出气环槽（7）连通。
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Legal Events
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