CN205336639U - 伸缩式引弧的电极结构 - Google Patents

Abstract

一种伸缩式引弧的电极结构，涉及等离子体装置的电极，包括圆盘电极、支持件、电磁驱动组件和穿心牵紧杆，圆盘电极的中心有通孔，圆盘电极的外端有凹槽；支持件后端的壁体中心有贯通的过孔；电磁驱动组件由电磁线圈和线圈骨架构成，线圈骨架的中心孔道有驱动杆；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件的前端，用穿心牵紧杆把圆盘电极与支持件进行紧密连接，电磁驱动组件安装在支持件的后端。本实用新型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；利用电磁线圈及在驱动杆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。

Description

伸缩式引弧的电极结构

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。

本实用新型的一种伸缩式引弧的电极结构，包括圆盘电极1、支持件4、电磁驱动组件和穿心牵紧杆2，其特征是圆盘电极1的中心有通孔，圆盘电极1的外端有凹槽20；支持件4为回转体结构，在支持件4后端的壁体中心有贯通的过孔；电磁驱动组件由电磁线圈9和线圈骨架8构成，线圈骨架8的中心为贯通的孔道，在贯通的孔道中有驱动杆7；穿心牵紧杆2为空心结构，穿心牵紧杆2的内空间构成引弧电极的伸缩滑道；圆盘电极1安装在支持件4的前端，用穿心牵紧杆2把圆盘电极1与支持件4进行紧密连接，圆盘电极1与支持件4之间的空间构成环形冷却腔17，穿心牵紧杆2的杆体构成环形冷却腔17的内环壁体，圆盘电极1外端的凹槽20与穿心牵紧杆2的内空间进行相贯连通，电磁驱动组件安装在支持件4的后端。具体实施时，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2的内空间，从圆盘电极1外端的凹槽20中伸出或缩进。

本实用新型中，在穿心牵紧杆2的前端有内六角大头2-1，在穿心牵紧杆2的后部有牵紧螺头2-2；在电极结构中有中继螺母5和连接套6，电磁驱动组件通过连接套6和中继螺母5安装在支持件4的后端；在中继螺母5的体中有电刷13；在圆盘电极1的内侧有冷却环槽18，冷却环槽18与环形冷却腔17相通，环形冷却腔17有冷却水进口16接入和冷却水出口3接出；在支持件4的壁体前端面上有作用于密封的凸环4-2；在支持件4后端壁体中心的贯通孔道中有密封槽4-1；驱动杆7为空心结构，在驱动杆7中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠10和隔离珠12；在线圈骨架8的后端有定位铁环11；在穿心牵紧杆2的后部有电气接口14接入；在驱动杆7上有用于伸出限位和缩进限位的限位端头7-1。

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的外端设置凹槽20，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7中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠10和隔离珠12，具体实施时，磁珠10选用永磁体材料，隔离珠12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7内磁珠的磁力线进行正方向配合，把驱动杆7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7内磁珠的磁力线进行反方向配合，把驱动杆7向后移动。本实用新型在线圈骨架8的后端有定位铁环11，利用磁珠10的磁力，使驱动杆7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7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7前行或后退的过程中对电磁线圈进行通电，在驱动杆7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7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电极结构图。

图2是本实用新型的电极引弧初始状态的示意图。

图3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，2.穿心牵紧杆，2-1.内六角大头，2-2.牵紧螺头，3.冷却水出口，4.支持件，4-1.密封槽，4-2.凸环，5.中继螺母，5-1.连接螺头，6.连接套，7.驱动杆，7-1.限位端头，8.线圈骨架，8-1.限位阶，8-2.安装螺头，9.电磁线圈，10.磁珠，11.定位铁环，12.隔离珠，13.电刷，14.电气接口，15.密封套环，16.冷却水进口，17.环形冷却腔，18.冷却环槽，19.密封垫，20.凹槽，21.引弧电极，22.电极棒，23.初始电弧，24.高温等离子体电弧。

具体实施方式

实施例1图1所示的实施方式中，伸缩式引弧的电极结构包括圆盘电极1、支持件4、电磁驱动组件、穿心牵紧杆2、中继螺母5和连接套6，其中，圆盘电极1的中心有通孔，圆盘电极1的外端有凹槽20；支持件4为回转体结构，在支持件4后端的壁体中心有贯通的过孔，在支持件4的壁体前端面上有作用于密封的凸环4-2，在支持件4后端壁体中心的贯通孔道中有剖面为楔形结构的密封槽4-1；电磁驱动组件由电磁线圈9和线圈骨架8构成，线圈骨架8的后端有定位铁环11，线圈骨架8的中心为贯通的孔道，在贯通的孔道中有驱动杆7，驱动杆7为空心结构，在驱动杆7中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠10和隔离珠12，在驱动杆7的前端有用于伸出限位和缩进限位的限位端头7-1；穿心牵紧杆2为空心结构，穿心牵紧杆2的内空间构成引弧电极的伸缩滑道，在穿心牵紧杆2的前端有内六角大头2-1，在穿心牵紧杆2的后部杆体上有牵紧螺头2-2和电气接口14接入；中继螺母5的前端有配合穿心牵紧杆2后部牵紧螺头2-2的螺孔，中继螺母5的后端有连接螺头5-1，在中继螺母5的体中有电刷13；连接套6为圆筒体结构，连接套6的前后两端的壁体内侧各有安装螺纹；圆盘电极1安装在支持件4的前端，穿心牵紧杆2的杆身依次穿过圆盘电极1的中心通孔、支持件4后端壁体中心孔道及密封槽4-1，穿心牵紧杆2前端的内六角大头2-1压紧在圆盘电极1上的凹槽20底端，再把中继螺母5前端的螺孔旋紧在穿心牵紧杆2后部的牵紧螺头2-2上，使圆盘电极1与支持件4进行紧密连接，在穿心牵紧杆2的内六角大头2-1与圆盘电极1的凹槽20底端之间有密封垫19，在密封槽4-1中有楔形的密封套环15；圆盘电极1与支持件4之间的空间构成环形冷却腔17，穿心牵紧杆2的杆体构成环形冷却腔17的内环壁体，在圆盘电极1的内侧有冷却环槽18，冷却环槽18与环形冷却腔17相通，环形冷却腔17有冷却水进口16接入和冷却水出口3接出，冷却水进口16设置在支持件4下侧的壁体中，冷却水出口3设置在支持件4上侧的壁体中；圆盘电极1外端的凹槽20与穿心牵紧杆2的内空间进行相贯连通；连接套6的前端以螺纹连接方式安装在中继螺母5后端的连接螺头5-1上，在线圈骨架8的前端有安装螺头8-2，电磁驱动组件以螺纹连接方式安装在连接套6的后端，驱动杆7延伸到连接套6的内空间中，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2的内空间，从圆盘电极1外端的凹槽20中伸出或缩进。本实施例中，电气接口14利用穿心牵紧杆2的金属材料与圆盘电极1进行电气连接；圆盘电极1选用难熔金属材料制作；穿心牵紧杆2选用普通金属材料制作；支持件4选用聚四氟乙烯材料制作；引弧电极21选用钨合金材料制作；密封垫19选用具有导电性能的石墨石棉混合材料制作。

实施例2图2和图3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22组成，圆盘电极1与电极棒22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21的前端与电极棒22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22之间施加引弧电压和工作电压，初始放电在电极棒22的头端与引弧电极21的前端之间进行，形成初始电弧23，然后对电磁线圈9进行反向通电，使电磁线圈9的中心产生驱动杆7后缩的磁力，把引弧电极21的前端缩回到圆盘电极1外端的凹槽20中，放电便在电极棒22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24。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 (9)

1.一种伸缩式引弧的电极结构，包括圆盘电极（1）、支持件（4）、电磁驱动组件和穿心牵紧杆（2），其特征是圆盘电极（1）的中心有通孔，圆盘电极（1）的外端有凹槽（20）；支持件（4）为回转体结构，在支持件（4）后端的壁体中心有贯通的过孔；电磁驱动组件由电磁线圈（9）和线圈骨架（8）构成，线圈骨架（8）的中心为贯通的孔道，在贯通的孔道中有驱动杆（7）；穿心牵紧杆（2）为空心结构，穿心牵紧杆（2）的内空间构成引弧电极的伸缩滑道；圆盘电极（1）安装在支持件（4）的前端，用穿心牵紧杆（2）把圆盘电极（1）与支持件（4）进行紧密连接，圆盘电极（1）与支持件（4）之间的空间构成环形冷却腔（17），穿心牵紧杆（2）的杆体构成环形冷却腔（17）的内环壁体，圆盘电极（1）外端的凹槽（20）与穿心牵紧杆（2）的内空间进行相贯连通，电磁驱动组件安装在支持件（4）的后端。

2.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的电极结构，其特征是在穿心牵紧杆（2）的前端有内六角大头（2-1），在穿心牵紧杆（2）的后部有牵紧螺头（2-2）。

3.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的电极结构，其特征是在电极结构中有中继螺母（5）和连接套（6），电磁驱动组件通过连接套（6）和中继螺母（5）安装在支持件（4）的后端；在中继螺母（5）的体中有电刷（13）。

4.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的电极结构，其特征是在圆盘电极（1）的内侧有冷却环槽（18），冷却环槽（18）与环形冷却腔（17）相通，环形冷却腔（17）有冷却水进口（16）接入和冷却水出口（3）接出。

5.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的电极结构，其特征是在支持件（4）的壁体前端面上有作用于密封的凸环（4-2）；在支持件（4）后端壁体中心的贯通孔道中有密封槽（4-1）。

6.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的电极结构，其特征是驱动杆（7）为空心结构，在驱动杆（7）中部和后部的空心杆体中有间隔设置的磁珠（10）和隔离珠（12）。

7.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的电极结构，其特征是在线圈骨架（8）的后端有定位铁环（11）。

8.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的电极结构，其特征是在穿心牵紧杆（2）的后部有电气接口（14）接入。

9.根据权利要求1所述的一种伸缩式引弧的电极结构，其特征是在驱动杆（7）上有用于伸出限位和缩进限位的限位端头（7-1）。