CN207354690U - 水介质非转移弧等离子枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型的一种水介质非转移弧等离子枪，包括阴极座、阴极头和阳极，阴极座上端连接进水接头，下端卡接于绝缘体内，绝缘体的下端连接所述阳极，阴极头安装于阴极座和绝缘体形成的空腔内，阴极头的上部与阴极座间形成水路螺纹缝隙，阴极头的下部与绝缘体内壁面留有空隙，由进水接头流入的冷却水通过水路螺纹缝隙渗入到阴极头和所述阳极之间形成等离子介质。阴极座外壁焊接阴极座水接头，阳极外壁焊接阳极水接头，阴极座水接头和阳极水接头上套接有水管。本实用新型提供的非转移弧等离子枪，采用了水作为介质，减少了气体成本及相应设备，提高了等离子枪电极的使用寿命，在不影响使用的情况下，极大地简化了等离子设备。

Description

水介质非转移弧等离子枪

技术领域

本实用新型属于等离子枪技术领域，尤其涉及一种水介质非转移弧等离子枪。

背景技术

等离子态是物质的第四态，宇宙中几乎99﹪的物质都处于等离子态，等离子体其温度分布范围则从10K的低温到核聚变等离子体的10亿K超高温并拥有一系列独特性质，使等离子体在纳米材料生产、新材料合成、热加工制造、冶炼、钻探、煤化工、垃圾废物处理、材料表面处理、电子、新能源、军事、航空航天等领域获得广泛应用。

近几十年来，等离子体发生器的研制及等离子诊断技术的开发均取得了巨大的进展，并且等离子体研制与开发的重点已不再局限与航天航空方面的应用，而是更多地转向机械、化工、冶金、环保等工业部门的应用，特别是在材料加工与新材料研制方面的应用。

目前国内外的等离子技术一般均采用气体为等离子介质，需要配备相应的气体装置，尤其是大功率的等离子设备，耗气量极大。一般气瓶难以提供足够的气量，需要频繁地更换气瓶，进而影响等离子体的工作；若是采用空压机，则会对等离子枪的电极造成严重的烧损，降低等离子枪电极的寿命。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种非转移弧等离子枪，包括阴极座、阴极头和阳极，所述阴极座上端连接进水接头，下端卡接于绝缘体内，所述绝缘体的下端连接所述阳极，所述阴极头安装于所述阴极座和绝缘体形成的空腔内，所述阴极头底端与所述阳极之间具有间隙；所述阳极中部设有贯通的中间通道；所述阴极头的上部周壁与所述阴极座间形成水路螺纹缝隙，所述阴极头的下部与所述绝缘体内壁面留有空隙，由所述进水接头流入的冷却水通过所述水路螺纹缝隙渗入到所述阴极头和所述阳极之间形成等离子介质。

进一步地，所述阴极座外壁焊接阴极座水接头，所述阳极外壁焊接阳极水接头，所述阴极座水接头和所述阳极水接头上套接有水管。

进一步地，所述阳极外壁还焊接有出水接头。

进一步地，所述阳极四周形成环形通道连通出水接头及阳极水接头，所述出水接头、水管、阳极水接头、阴极座水接头以及进水接头形成循环水路。

进一步地，所述阳极下端连接阳极端盖，阳极端盖中部有孔。

优选地，所述进水接头外侧设置成阶梯轴状，所述进水接头包括上部、中部、下部，所述上部和下部的轴径小于所述中部的轴径。

优选地，所述绝缘体和所述阳极螺纹连接。

优选地，所述水管为绝缘胶管。

进一步地，所述进水接头的一端连接水电缆。

优选地，所述阴极座和阳极的材料为合金。

本实用新型的一种水介质非转移弧等离子枪的优点在于：

1.本实用新型采用水为等离子介质，解决了气体介质需要频繁更换气瓶的麻烦，克服了现有技术中的压缩空气则容易烧损电极的缺陷。

2.本实用新型采用水为介质，只需少量的水便可提供足够的离子气体，水在阴阳极间沸腾蒸发之后体积会膨胀上千倍，能够完全取代气体介质，而且效果比气体介质好得多。

3.本实用新型采用水为介质，在设计非转移弧等离子枪的过程中无需考虑气路，简化了枪体结构。

4.本实用新型中采用乙醇或其他溶于水的燃料作为介质，充分利用了乙醇或液体燃料的化学能，采用相同功率能够释放更多热量。

5.本实用新型采用水路螺纹缝隙，通过阴极头与阴极座之间的螺纹传递介质水，对阴极头具有更好的保护效果。

6.本实用新型中使用的冷却水的压力越高，对枪体的保护越好，等离子体的温度越高，随等离子体温度的改变，冷却保护也会相应地进行改变。

附图说明

图1是本实用新型水介质非转移弧等离子枪的示意图。

1-进水接头、2-阴极座、3-阴极座水接头、4-水管、5-绝缘体、6-水路螺纹缝隙、7-阴极头、8-阳极、9-阳极水接头、10-阳极端盖、11-出水接头。

具体实施方式

以下将结合附图，对本实用新型的水介质非转移弧等离子枪进行进一步地详细说明。

如图1所示的本实用新型的水介质非转移弧等离子枪的示意图，依次包括进水接头1，阴极座2，阴极座水接头3，水管4，绝缘体5，水路螺纹缝隙6，阴极头7，阳极8，阳极水接头9，阳极端盖10，出水接头11。所述阴极座2上端连接进水接头1，下端卡接于绝缘体5内，所述绝缘体5的下端连接所述阳极8，所述阴极头7安装于所述阴极座2和绝缘体5形成的空腔内，所述阴极头7底端与所述阳极8之间具有间隙；所述阳极8中部设有贯通的中间通道；所述阴极头7的上部周壁与所述阴极座2间形成水路螺纹缝隙6，所述阴极头2的下部与所述绝缘体5内壁面留有空隙，由所述进水接头1流入的冷却水通过所述水路螺纹缝隙6渗入到所述阴极头7和所述阳极8之间形成等离子介质。

根据本实用新型的实施例，所述阴极座2外壁焊接阴极座水接头3，所述阳极8外壁焊接阳极水接头9，所述阴极座水接头3和所述阳极水接头9上套接有水管4。所述水管4材料为绝缘胶管，其作用是将阴极座2中的冷却水引入阳极8，并在阴、阳极间起到绝缘作用。

根据本实用新型的实施例，所述阳极8外壁还焊接有出水接头11，所述阳极8四周形成环形通道连通出水接头11及阳极水接头9，所述出水接头11、水管4、阳极水接头9、阴极座水接头3以及进水接头1形成循环水路。出水接头11的材料与阳极8相同，便于焊接，外接水电缆，其作用是将冷却水输出，形成一个完整的水路循环，并将正电流输入阳极8。

根据本实用新型的实施例，所述阳极8下端连接阳极端盖10，所述阳极端盖10的中部有孔，阳极端盖10的材料与阳极8相同，便于焊接，其作用是与阳极8之间形成一个完整的水路。

根据本实用新型的实施例，所述进水接头1外侧设置成阶梯轴状，所述进水接头1包括上部、中部、下部，所述上部和下部的轴径小于所述中部的轴径。本实用新型中的进水接头1材料为铜合金，也可以是铁合金，外接水电缆，其作用是将冷却水输入枪体内部，并将负电流传到枪体内部。

根据本实用新型的实施例，所述阴极座2材料为铜合金，也可以是铁合金，其作用是承载阴极头7，将电能传导至阴极头7上，并通过冷却水对阴极头7进行冷却。所述阴极座水接头3材料与阴极座2相同，便于焊接，其作用是将冷却水从阴极座2中引入阳极8中。所述绝缘体5的材料为玻璃钢，起到绝缘阴阳极的作用。所述阴极头7材料为钨合金，也可以是石墨，也可以是铜合金，其作用是与阳极8之间产生高温等离子弧。

本实用新型水介质非转移弧等离子枪的具体使用过程为：

1)运行过程中，先启动冷水循环系统，使冷却水能够及时保护整个枪体内部。

2)循环冷却水会通过水路螺纹缝隙6渗入到阴极头7与阳极8之间。

3)启动等离子电源，使阴极头7与阳极8之间产生高温等离子弧，渗入其中的冷却水会经高温沸腾膨胀千百倍形成气体，气体又将电离形成等离子体，体积继续膨胀，温度急剧提高，最终由阳极8喷出。

4)通过调节冷却水压力的大小能够调节渗入阴、阳极内部冷却水的量。当冷却水的压力增大时，流入阴、阳极内部的冷却水的量增大，使等离子弧的电压上升，功率增大，相应的温度升高。由于冷却水的压力增大，对整个枪体还有更好的冷却保护效果，随等离子体温度的改变，冷却保护也会相应地进行改变。

根据本实用新型的实施例，本发明中所使用的冷却水中可以加入任何比例的乙醇或溶于水的燃料，当加入乙醇或其他液体燃料时，等离子体可以利用乙醇或其他液体燃料的化学能而提供更高的热量，进而满足等离子枪本身所需的能量。

本实用新型重在利用了冷却水来代替了现有技术中的气体介质，从而进一步地简化了等离子枪的结构，通过冷却水在沸腾膨胀后为非转移弧等离子体提供了足够的离子气体。并且，在阴极头7与阴极座2之间的缝隙作为介质水路，能够有效冷却保护阴极头7，对于提供的冷却水的压力越大，对枪体内部的保护越好。

在本实用新型中，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；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。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。

在本实用新型中，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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种非转移弧等离子枪，包括阴极座、阴极头和阳极，其特征在于，所述阴极座上端连接进水接头，下端卡接于绝缘体内，所述绝缘体的下端连接所述阳极，所述阴极头安装于所述阴极座和绝缘体形成的空腔内，所述阴极头底端与所述阳极之间具有间隙；所述阳极中部设有贯通的中间通道；

所述阴极头的上部周壁与所述阴极座间形成水路螺纹缝隙，所述阴极头的下部与所述绝缘体内壁面留有空隙，由所述进水接头流入的冷却水通过所述水路螺纹缝隙渗入到所述阴极头和所述阳极之间形成等离子介质。

2.根据权利要求1所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述阴极座外壁焊接阴极座水接头，所述阳极外壁焊接阳极水接头，

所述阴极座水接头和所述阳极水接头上套接有水管。

3.根据权利要求1或2所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述阳极外壁还焊接有出水接头。

4.根据权利要求3所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述阳极四周形成环形通道连通出水接头及阳极水接头，所述出水接头、水管、阳极水接头、阴极座水接头以及进水接头形成循环水路。

5.根据权利要求1-2任一项所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述阳极下端连接阳极端盖，所述阳极端盖中部有孔。

6.根据权利要求1-2任一项所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述进水接头外侧设置成阶梯轴状，所述进水接头包括上部、中部、下部，

所述上部和下部的轴径小于所述中部的轴径。

7.根据权利要求1-2任一项所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述绝缘体和所述阳极螺纹连接。

8.根据权利要求2所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述水管为绝缘胶管。

9.根据权利要求1-2任一项所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述进水接头的一端连接水电缆。

10.根据权利要求1-2任一项所述的非转移弧等离子枪，其特征在于，所述阴极座和阳极的材料为合金。