CN205336637U - 一种熔蚀式引弧的电极结构 - Google Patents

Abstract

一种熔蚀式引弧的电极结构，涉及到电弧等离子体装置的电极，包括圆盘电极和电极安装座，圆盘电极的中心有通孔，圆盘电极的外端有凹槽，电极安装座为中空结构，在电极安装座的后部中心有轴向贯通的熔丝安装口，在电极安装座后端壁体内侧有突起的圆锥凸台，圆锥凸台的中心孔与熔丝安装口贯通；圆盘电极安装在电极安装座的前端，圆盘电极与电极安装座之间的内空间构成环形冷却腔。本实用新型采取熔断式引弧的措施来使等离子体装置的二个电极之间的空间距离得到延长，加大高温等离子体电弧的能量，提高了效率和节省电能，并且省略了引弧电极的驱动装置，结构简单合理和操作简便。本实用新型适合处理工业有害气体领域中应用。

Description

一种熔蚀式引弧的电极结构

技术领域

本实用新型涉及等离子体设备，特别是涉及到一种电弧等离子体装置的电极。

背景技术

当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧废物处理等。等离子体的处理方式和一般的方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，伴随着放电现象将会生成了激发原子、激发分子、离解原子、游离原子团、原子或分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体发生器中，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，温度可达几万度以上，被处理的化工有害气体受到高温高压的等离子体冲击时，其分子、原子将会重新组合而生成新的物质，从而使有害物质变为无害物质。

研发一种结构合理、适合其目标产物应用的等离子体装置是本领域研发人员的任务，提高等离子体装置的效率、减少电能消耗是本领域研发人员所追求的目标。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适合处理化工有害气体的等离子体装置，并使装置结构简单合理和效率高，以减少电能消耗。

本实用新型的一种熔蚀式引弧的电极结构，包括圆盘电极1和电极安装座4，其特征是圆盘电极1的中心有通孔10，圆盘电极1的外端有凹槽11，圆盘电极1的内端为圆锥台结构，圆锥台结构的圆锥倾斜面构成第一圆锥密封面1-2；电极安装座4为中空结构，在电极安装座4的后部中心有轴向贯通的熔丝安装口4-2，在电极安装座4后端壁体内侧有突起的圆锥凸台，圆锥凸台的中心孔与熔丝安装口4-2贯通，圆锥凸台的圆锥倾斜面构成第二圆锥密封面4-3；圆盘电极1安装在电极安装座4的前端，在圆盘电极1内端的圆锥台与电极安装座4后端壁体内侧突起的圆锥凸台之间有隔离内套7，圆盘电极1与电极安装座4之间的内空间构成环形冷却腔9。

本实用新型中，在隔离内套7的前端有第一胀口7-5，第一胀口7-5的内壁构成第一密封配合面7-4，在隔离内套7的后端有第二胀口7-2，第二胀口7-2的内壁构成第二密封配合面7-1；熔丝安装口4-2、隔离内套7的内空间、圆盘电极1的中心通孔和圆盘电极外端的凹槽11之间相贯连通；在圆盘电极1的内侧有冷却环槽2，冷却环槽2与环形冷却腔9相通；环形冷却腔9有冷却水进口8接入和冷却水出口3接出，冷却水进口8设置在电极安装座4的下侧壁体上，冷却水出口3设置在电极安装座4的上侧壁体上；在熔丝安装口4-2的壁体上有用于固定引弧熔丝的紧固螺栓5；在电极安装座4的后端有后罩6。本实用新型中，所述的引弧熔丝为低熔点材料的线或丝，包括铝线、细铜线或锡铅合金材料的保险丝。

在等离子体装置中，等离子体电弧在二个主电极之间产生，在二个主电极之间能维持等离子体电弧稳定运行的条件下，二个主电极之间的空间距离越大，等离子体电弧的行程越长，其电子相互碰撞的机会和次数就会更多，其能量就会越大，当用于处理工业有害气体时，有害气体受到高温高压等离子体冲击的强度会更大，其重新组合变为无害物质的效率会更高。本实用新型利用熔丝进行引弧，先使用引弧熔丝使二个主电极之间的引弧距离缩短，以降低引弧电压，然后引弧熔丝被熔蚀缩短，使二个主电极之间产生高温等离子体电弧。本实用新型采取熔蚀式引弧的措施来使等离子体装置的二个主电极之间的空间距离得到延长，加大高温等离子体电弧的能量，提高了效率和节省电能；本实用新型适合在不频繁起动的长期连续运行的设备上应用，省略了引弧电极的驱动装置，降低了制造成本，结构简单合理，操作简便，引弧熔丝极为廉价，其成本可以忽略，因此，本实用新型具有极高的性价比。

等离子体装置如果在运行过程中发生冷却水内漏，将会影响到电弧的稳定或破坏电弧维持。本实用新型利用隔离内套7作为环形冷却腔9的内环围护壁体，在隔离内套7的前端设置第一胀口7-5，在圆盘电极1的内端设置圆锥台结构的圆锥倾斜面，组装时，圆盘电极1内端的圆锥台紧密嵌入到隔离内套7的第一胀口7-5中进行密封，避免冷却水泄漏，不但省略密封垫，而且密封更可靠；同理，在隔离内套7的后端设置第二胀口7-2，在电极安装座4后端壁体内侧有突起的圆锥凸台，圆锥凸台嵌入到第二胀口7-2进行密封。

运行时，产生等离子体电弧的弧根在圆盘电极1的外端面上，为了避免引弧熔丝被烧结在圆盘电极1上，给设备下次运行更换引弧熔丝时带来困难，本实用新型在圆盘电极1的外端设置凹槽11，使引弧作用完成后的引弧熔丝头部与圆盘电极1之间具有一定的空间距离。

本实用新型的有益效果是：适合处理工业有害气体领域中应用，采取熔蚀式引弧的措施来使等离子体装置的二个电极之间的空间距离得到延长，加大高温等离子体电弧的能量，提高了效率和节省电能；本实用新型省略了引弧电极的驱动装置，降低了制造成本，结构简单合理和操作简便。

附图说明

图1是本实用新型的一种熔蚀式引弧的电极结构图。

图2是本实用新型的熔蚀式引弧电极中隔离内套结构图。

图3是本实用新型的熔蚀式引弧初始状态的示意图。

图4是本实用新型的电极在形成高温等离子体电弧的示意图。

图中：1.圆盘电极，1-1.安装螺头，1-2.第一圆锥密封面，2.冷却环槽，3.冷却水出口，4.电极安装座，4-1.连接螺纹，4-2.熔丝安装口，4-3.第二圆锥密封面，5.紧固螺栓，6.后罩，7.隔离内套，7-1.第二密封配合面，7-2.第二胀口，7-3.隔离内套的内空间，7-4.第一密封配合面，7-5.第一胀口，8.冷却水进口，9.环形冷却腔，10.通孔，11.凹槽，12.引弧熔丝，13.初始电弧，14.另一电极棒，15.高温等离子体电弧。

具体实施方式

实施例1图1和图2所示的实施方式中，熔蚀式引弧的电极由圆盘电极1、电极安装座4和隔离内套7组成，其中，圆盘电极1的中心有通孔10，圆盘电极1的外端有凹槽11，圆盘电极1的内端为圆锥台结构，圆锥台结构的圆锥倾斜面构成第一圆锥密封面1-2，在圆盘电极1的后向外侧上有安装螺头1-1；电极安装座4为中空结构，在电极安装座4前向的壁体内侧有用于安装圆盘电极1的螺口，在电极安装座4的后部中心有轴向贯通的熔丝安装口4-2，在熔丝安装口4-2的壁体上有用于固定熔丝的紧固螺栓5，在电极安装座4后端壁体内侧有突起的圆锥凸台，圆锥凸台的中心孔与熔丝安装口4-2贯通，圆锥凸台的圆锥倾斜面构成第二圆锥密封面4-3；隔离内套7的前端有第一胀口7-5，第一胀口7-5的内壁构成第一密封配合面7-4，隔离内套7的后端有第二胀口7-2，第二胀口7-2的内壁构成第二密封配合面7-1；圆盘电极1以螺纹旋合方式安装在电极安装座4的前端，隔离内套7设置在圆盘电极1内端的圆锥台与电极安装座4后端壁体内侧有突起的圆锥凸台之间；熔丝安装口4-2、隔离内套7的内空间、圆盘电极1的中心通孔和圆盘电极外端的凹槽11之间相贯连通；圆盘电极1与电极安装座4之间的内空间构成环形冷却腔9，环形冷却腔9有冷却水进口8接入和冷却水出口3接出，冷却水进口8设置在电极安装座4的下侧壁体上，冷却水出口3设置在电极安装座4的上侧壁体上；在圆盘电极1的内侧有冷却环槽2，冷却环槽2与环形冷却腔9相通；在电极安装座4的后端有后罩6，后罩6以螺纹安装方式连接在电极安装座4的后端。本实施例中，圆盘电极1和引弧熔丝的电气接口设置在电极安装座4上图中未示出，利用电极安装座4的金属材料进行导电；所述的引弧熔丝为低熔点材料的线或丝，包括铝线、细铜线或锡铅合金材料的保险丝；圆盘电极1选用难熔金属材料制作；电极安装座4选用普通金属材料制作；隔离内套7选用聚四氟乙烯材料制作；当需对等离子体装置进行引弧运行时，把引弧熔丝通过熔丝安装口4-2，再穿过隔离内套的内空间7-3、圆盘电极的中心通孔10和凹槽11，然后使引弧熔丝的前端与另一电极接近。

实施例2图3和图4所示的实施方式中，由圆盘电极1、电极安装座4和隔离内套7组成的熔蚀式引弧电极与另一电极棒14进行相对安装，熔蚀式引弧电极的前端与另一电极棒14的头端之间有适合形成高温等离子体电弧并维持运行的空间，其中，熔蚀式引弧电极的结构与第一实施例的相同，不再赘述。引弧熔丝12的材质为锡铅合金材料，引弧熔丝12通过熔丝安装口4-2，再穿过隔离内套的内空间7-3、圆盘电极的中心通孔10和凹槽11，然后使引弧熔丝12的前端与另一电极棒14的头端接近，调节引弧熔丝12的前端与另一电极棒14的头端之间距离为5-30毫米，使紧固螺栓5在熔丝安装口4-2的壁体中旋入，把引弧熔丝12的尾端固定在电极安装座的熔丝安装口4-2上。工作时，在另一电极棒14与熔蚀式引弧电极之间施加引弧电压和工作电压，初始放电在另一电极棒14的头端与引弧熔丝12的前端之间进行，形成初始电弧13，引弧熔丝12很快被熔蚀缩短，当引弧熔丝12被熔蚀缩短到圆盘电极1外端的凹槽11中时，放电便在另一电极棒14的头端与圆盘电极1外端之间进行，形成高温等离子体电弧15。当装置完成工作停止后，如需再次引弧运行，需重新安装引弧熔丝，安装新的引弧熔丝时，原已烧蚀的短熔丝将会顺利从圆盘电极1中被推出。本实施例的装置用来处理工业有害气体，用产生的高温等离子体电弧冲击被处理的工业有害气体，使其分子、原子将会重新组合而生成新的物质，从而使有害物质变为无害物质。

Claims (7)

1.一种熔蚀式引弧的电极结构，包括圆盘电极（1）和电极安装座（4），其特征是圆盘电极（1）的中心有通孔（10），圆盘电极（1）的外端有凹槽（11），圆盘电极（1）的内端为圆锥台结构，圆锥台结构的圆锥倾斜面构成第一圆锥密封面（1-2）；电极安装座（4）为中空结构，在电极安装座（4）的后部中心有轴向贯通的熔丝安装口（4-2），在电极安装座（4）后端壁体内侧有突起的圆锥凸台，圆锥凸台的中心孔与熔丝安装口（4-2）贯通，圆锥凸台的圆锥倾斜面构成第二圆锥密封面（4-3）；圆盘电极（1）安装在电极安装座（4）的前端，在圆盘电极（1）内端的圆锥台与电极安装座（4）后端壁体内侧突起的圆锥凸台之间有隔离内套（7），圆盘电极（1）与电极安装座（4）之间的内空间构成环形冷却腔（9）。

2.根据权利要求1所述的一种熔蚀式引弧的电极结构，其特征是在隔离内套（7）的前端有第一胀口（7-5），第一胀口（7-5）的内壁构成第一密封配合面（7-4），在隔离内套（7）的后端有第二胀口（7-2），第二胀口（7-2）的内壁构成第二密封配合面（7-1）。

3.根据权利要求1所述的一种熔蚀式引弧的电极结构，其特征是熔丝安装口（4-2）、隔离内套（7）的内空间、圆盘电极（1）的中心通孔和圆盘电极外端的凹槽（11）之间相贯连通。

4.根据权利要求1所述的一种熔蚀式引弧的电极结构，其特征是在圆盘电极（1）的内侧有冷却环槽（2），冷却环槽（2）与环形冷却腔（9）相通。

5.根据权利要求1所述的一种熔蚀式引弧的电极结构，其特征是环形冷却腔（9）有冷却水进口（8）接入和冷却水出口（3）接出，冷却水进口（8）设置在电极安装座（4）的下侧壁体上，冷却水出口（3）设置在电极安装座（4）的上侧壁体上。

6.根据权利要求1所述的一种熔蚀式引弧的电极结构，其特征是在熔丝安装口（4-2）的壁体上有用于固定引弧熔丝的紧固螺栓（5）。

7.根据权利要求1所述的一种熔蚀式引弧的电极结构，其特征是在电极安装座（4）的后端有后罩（6）。