CN205336638U - 伸缩式引弧的等离子体电极 - Google Patents

Abstract

一种伸缩式引弧的等离子体电极，涉及等离子体装置的电极，包括圆盘电极、支持架、穿心牵紧杆和电磁驱动组件，圆盘电极的中心有穿心螺孔，支持架的前部为空心结构，在支持架的后部有装配腔和承装螺口，承装螺口在装配腔之后，在支持架前部的空心结构与装配腔之间的壁体中有过孔；穿心牵紧杆为空心结构，穿心牵紧杆的内空间构成引弧电极的伸缩滑道；圆盘电极安装在支持架的前端，用穿心牵紧杆把圆盘电极与支持架进行紧密连接；电磁驱动组件安装在支持架的后端，驱动杆伸入到支持架的后部内空间中。本实用新型使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，利用电磁线圈来驱动引弧电极进行伸出或缩回，结构简单合理、工作可靠。

Description

伸缩式引弧的等离子体电极

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。

本实用新型的一种伸缩式引弧的等离子体电极，包括圆盘电极1、支持架2、穿心牵紧杆3和电磁驱动组件，支持架2为回转体结构；电磁驱动组件由电磁线圈7和线圈骨架6组成，线圈骨架6的中心为贯通的孔道，在贯通的孔道中有驱动杆5；其特征是圆盘电极1的中心有穿心螺孔1-3，支持架2的回转体前部为圆筒体的空心结构，在支持架2的回转体后部有装配腔2-3和承装螺口2-5，承装螺口2-5在装配腔2-3之后，在支持架2回转体前部的空心结构与装配腔2-3之间的壁体中有贯通的过孔2-6；穿心牵紧杆3为空心结构，穿心牵紧杆3的内空间构成引弧电极的伸缩滑道；圆盘电极1安装在支持架2的前端，用穿心牵紧杆3把圆盘电极1与支持架2进行紧密连接，支持架2前部的空心结构构成环形冷却腔2-2，穿心牵紧杆3的杆体构成环形冷却腔2-2的内环壁体；电磁驱动组件安装在支持架2的后端，设置在线圈骨架6中心孔道中的驱动杆5伸入到支持架2的后部内空间中。具体实施时，引弧电极安装在驱动杆7前部的杆体中。

本实用新型中，在穿心牵紧杆3的前部有紧固螺头3-2，在穿心牵紧杆3的后端有内六角大头3-1；圆盘电极1的体中有凹槽1-4，凹槽1-4的槽口朝向外侧，凹槽1-4与穿心牵紧杆3的内空间进行相贯连通，应用时，引弧电极穿过穿心牵紧杆3的内空间，从凹槽1-4中伸出或缩进；在圆盘电极1的内侧有冷却环槽1-1，冷却环槽1-1与环形冷却腔2-2相通，环形冷却腔2-2有冷却水进口2-7接入和冷却水出口2-1接出；在支持架2的体中有电气连接件11，电气连接件11的体中有电刷12，电气连接件11设置在穿心牵紧杆3之后；驱动杆5为空心结构，在驱动杆5中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠8和隔离珠10；在驱动杆5上有用于伸出限位和缩进限位的限位大头5-1；在线圈骨架6的后端有定位铁环9。当驱动杆5较长时，在具体实施时，在支持架2的装配腔2-3与承装螺口2-5之间有过渡腔2-4。

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。本实用新型利用引弧电极进行引弧，先伸出引弧电极使二个主电极之间的引弧距离缩短，以降低引弧电压，然后缩回引弧电极，使二个主电极之间产生高温等离子体电弧。所述的二个主电极为引弧电极之外的电极。本实用新型采取伸缩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。

等离子体装置运行时，产生等离子体电弧的弧根在圆盘电极1的外端面上，为了避免引弧电极被烧结在圆盘电极1上而使引弧电极失去伸缩功能，本实用新型在圆盘电极1外侧的体中设置凹槽1-4，使引弧作用完成后的引弧电极头部与圆盘电极1壁体之间具有一定的空间距离。

上述的实用新型中，在驱动杆5中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠8和隔离珠10，具体实施时，磁珠8选用永磁体材料，隔离珠10选用非磁性材料，各磁珠的极性进行同向串联设置，当需伸出引弧电极时，对电磁线圈进行正向通电，使电磁线圈中心产生的电磁力与驱动杆5内磁珠的磁力线进行正方向配合，把驱动杆5向前推移；当需缩回引弧电极时，对电磁线圈进行反向通电，使电磁线圈中心产生的电磁力与驱动杆5内磁珠的磁力线进行反方向配合，把驱动杆5向后移动。本实用新型在线圈骨架6的后端有定位铁环9，利用磁珠8的磁力，使驱动杆5定位，从而使引弧电极定位在伸出位置或缩回位置。本实用新型利用电磁线圈和驱动杆5来驱动引弧电极，没有机械动作机构，使得结构简单，并且工作可靠。本实用新型只在需使驱动杆5前行或后退的过程中对电磁线圈进行通电，在驱动杆5定位后，就可对电磁线圈断电，实现节省电能和延长电磁线圈的寿命。

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，采取伸缩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。本实用新型利用电磁线圈及在驱动杆5中间隔设置磁珠措施来驱动引弧电极进行伸出或缩回，其结构简单合理、工作可靠。

附图说明

图1是本实用新型的一种伸缩式引弧的等离子体电极结构图。

图2是本实用新型的圆盘体电极结构图。

图3是本实用新型的支持架结构图。

图4是本实用新型的电极在引弧初始状态时的示意图。

图5是本实用新型的电极在形成高温等离子体电弧时的示意图。

图中：1.圆盘电极，1-1.冷却环槽，1-2.密封口，1-3.穿心螺孔，1-4.凹槽，2.支持架，2-1.冷却水出口，2-2.环形冷却腔，2-3.装配腔，2-4.过渡腔，2-5.承装螺口，2-6.过孔，2-7.冷却水进口，2-8.密封槽，3.穿心牵紧杆，3-1.内六角大头，3-2.紧固螺头，4.密封垫，5.驱动杆，5-1.限位大头，6.线圈骨架，6-1.限位阶，6-2.安装螺头，7.电磁线圈，8.磁珠，9.定位铁环，10.隔离珠，11.电气连接件，12.电刷，13.螺钉，14.螺栓，15.电气接口，16.密封环，17.密封圈，18.引弧电极，19.电极棒，20.初始电弧，21.高温等离子体电弧。

具体实施方式

实施例1图1、图2和图3所示的实施方式中，伸缩式引弧的等离子体电极由圆盘电极1、支持架2、穿心牵紧杆3和电磁驱动组件组成，圆盘电极1的中心有穿心螺孔1-3，在圆盘电极1中心的穿心螺孔1-3后端壁体上有密封口1-2，圆盘电极1的体中有凹槽1-4，凹槽1-4的槽口朝向外侧；支持架2为回转体结构，支持架2的回转体前部为圆筒体的空心结构，在支持架2的回转体后部有装配腔2-3、过渡腔2-4和承装螺口2-5，装配腔2-3、过渡腔2-4和承装螺口2-5依次由前向后设置，在支持架2回转体前部的空心结构与装配腔2-3之间的壁体中有贯通的过孔2-6，在支持架2的前端面上有密封槽2-8；电磁驱动组件包括电磁线圈7、线圈骨架6和驱动杆5，线圈骨架6的中心为贯通的孔道，驱动杆5设置在贯通的孔道中；穿心牵紧杆3为空心结构，穿心牵紧杆3的内空间构成引弧电极的伸缩滑道，在穿心牵紧杆3的前部有紧固螺头3-2，在穿心牵紧杆3的后端有内六角大头3-1；圆盘电极1安装在支持架2的前端，用穿心牵紧杆3把圆盘电极1与支持架2进行紧密连接，在圆盘电极1与支持架2连接的壁体之间有密封环16，装配时，穿心牵紧杆3由支持架2的后端进入支持架2中的装配腔2-3，再穿过支持架中的过孔2-6和环形冷却腔2-2，使穿心牵紧杆3前部的紧固螺头3-2通过密封口1-2旋入圆盘电极1的穿心螺孔1-3中，在密封口1-2中有密封圈17，穿心牵紧杆3后端的内六角大头3-1紧压在过孔2-6周边的壁体上，在内六角大头3-1与过孔2-6周边壁体之间有密封垫4；支持架2前部的空心结构构成环形冷却腔2-2，穿心牵紧杆3的杆体构成环形冷却腔2-2的内环壁体，在圆盘电极1的内侧有冷却环槽1-1，冷却环槽1-1与环形冷却腔2-2相通，环形冷却腔2-2有冷却水进口2-7接入和冷却水出口2-1接出；在支持架2的体中有电气连接件11，电气连接件11的体中有电刷12，电气连接件11设置在穿心牵紧杆3之后；在电磁驱动组件的线圈骨架6前端有安装螺头6-2，安装螺头6-2旋合在支持架2后端的承装螺口2-5中，使电磁驱动组件安装在支持架2上，设置在线圈骨架6中心孔道中的驱动杆5伸入到支持架2的后部内空间中；在支持架2的外壁上有电气接口15，电气接口15通过螺栓14连通到穿心牵紧杆3后部的杆体上，再利用穿心牵紧杆3的金属导电性能连通到圆盘电极1，同时电气接口15通过螺钉13和电刷12连通到引弧电极；圆盘电极1体中的凹槽1-4与穿心牵紧杆3的内空间进行相贯连通；驱动杆5为空心结构，在驱动杆5中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠8和隔离珠10，引弧电极安装在驱动杆7前部的杆体中，引弧电极穿过穿心牵紧杆3的内空间，从凹槽1-4中伸出或缩进；在驱动杆5上有用于伸出限位和缩进限位的限位大头5-1；在线圈骨架6的后端有定位铁环9。本实施例中，圆盘电极1选用难熔金属材料制作；穿心牵紧杆3选用普通金属材料制作；支持件2选用胶木材料或聚四氟乙烯材料制作；引弧电极18选用钨合金材料制作。

实施例2图4和图5所示的实施方式中，等离子体装置由伸缩式引弧的电极和电极棒19组成，圆盘电极1与电极棒19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，伸缩式引弧的电极结构与第一实施例的相同，不再赘述。调节引弧电极18的前端与电极棒19的头端之间距离为5-30毫米。工作时，在伸缩式引弧的电极与电极棒19之间施加引弧电压和工作电压，初始放电在电极棒19的头端与引弧电极18的前端之间进行，形成初始电弧21，然后对电磁线圈7进行反向通电，使电磁线圈7的中心产生驱动杆5后缩的磁力，把引弧电极18的前端缩回到圆盘电极1的凹槽1-4中，放电便在电极棒19的头端与圆盘电极1的外端之间进行，形成高温等离子体电弧21。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 (8)

1.一种伸缩式引弧的等离子体电极，包括圆盘电极（1）、支持架（2）、穿心牵紧杆（3）和电磁驱动组件，支持架（2）为回转体结构；电磁驱动组件由电磁线圈（7）和线圈骨架（6）组成，线圈骨架（6）的中心为贯通的孔道，在贯通的孔道中有驱动杆（5）；其特征是圆盘电极（1）的中心有穿心螺孔（1-3），支持架（2）的回转体前部为圆筒体的空心结构，在支持架（2）的回转体后部有装配腔（2-3）和承装螺口（2-5），承装螺口（2-5）在装配腔（2-3）之后，在支持架（2）回转体前部的空心结构与装配腔（2-3）之间的壁体中有贯通的过孔（2-6）；穿心牵紧杆（3）为空心结构，穿心牵紧杆（3）的内空间构成引弧电极的伸缩滑道；圆盘电极（1）安装在支持架（2）的前端，用穿心牵紧杆（3）把圆盘电极（1）与支持架（2）进行紧密连接，支持架（2）前部的空心结构构成环形冷却腔（2-2），穿心牵紧杆（3）的杆体构成环形冷却腔（2-2）的内环壁体；电磁驱动组件安装在支持架（2）的后端，设置在线圈骨架（6）中心孔道中的驱动杆（5）伸入到支持架（2）的后部内空间中。

2.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的等离子体电极，其特征是在穿心牵紧杆（3）的前部有紧固螺头（3-2），在穿心牵紧杆（3）的后端有内六角大头（3-1）。

3.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的等离子体电极，其特征是圆盘电极（1）的体中有凹槽（1-4），凹槽（1-4）的槽口朝向外侧，凹槽（1-4）与穿心牵紧杆（3）的内空间进行相贯连通。

4.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的等离子体电极，其特征是在圆盘电极（1）的内侧有冷却环槽（1-1），冷却环槽（1-1）与环形冷却腔（2-2）相通，环形冷却腔（2-2）有冷却水进口（2-7）接入和冷却水出口（2-1）接出。

5.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的等离子体电极，其特征是在支持架（2）的体中有电气连接件（11），电气连接件（11）的体中有电刷（12），电气连接件（11）设置在穿心牵紧杆（3）之后。

6.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的等离子体电极，其特征是驱动杆（5）为空心结构，在驱动杆（5）中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠（8）和隔离珠（10）。

7.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的等离子体电极，其特征是在驱动杆（5）上有用于伸出限位和缩进限位的限位大头（5-1）。

8.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的等离子体电极，其特征是在线圈骨架（6）的后端有定位铁环（9）。