CN211240242U - 一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，包括阴极组件、进气组件和阳极组件，其中阴极组件套设于进气组件内部，所述进气组件套设于阳极组件内部，其中阴极组件、进气组件和阳极组件同轴，所述阴极组件和阳极组件分别外接电源，其中阳极组件的轴向尺寸大于阴极组件和进气组件，所述阳极组件包括阳极进水通道(4)、阳极回水通道(6)、第一阳极(8)和第二阳极(11)，其中阳极回水通道(6)同轴套装于阳极进水通道(4)外侧，其中阳极进水通道(4)一端开口连接阳极回水通道(6)的端部构成阳极冷却水流回路，所述第一阳极(8)和第二阳极(11)密封连接并列套装于阳极进水通道(4)内侧一端部。

Description

一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置

技术领域

本实用新型属于等离子体技术领域，尤其涉及一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置。

背景技术

热等离子体是指等离子体中重粒子温度在3000K到30000K范围之间的等离子体，主要由自由电子、离子和中性粒子(原子、原子团和分子)组成，各组分之间近似处于局部热力学平衡状态即温度近似相等。热等离子体具有高温、高速、高能密度等特点，并且含有一定数量的带电粒子，可以完成许多过去不能实现的化学工艺过程。热等离子体既可以通过大电流的直流放电得到，即在外加电场条件下，气体介质中所存在的大量自由电子在受到电场作用后加速到一定程度，就会使得中性原子或分子电离，从而获得更多自由电子，后面产生的电子将持续产生类似过程，气体中存在大量的自由电子使得气体成为导电介质，这个由绝缘转变为导电状态的过程称为击穿。例如：自由弧、转移弧、非转移弧；也可以在大气压下通过交流电弧放电、射频放电、微波放电、化冲放电、激光加热得到。直流非转移弧等离子体炬装置具有装置简单、功率大、价格便宜、能量转化效率高等优点，被广泛应用于切割、焊接、喷涂、冶金、材料、化工和废物处理等工业领域。

现有等离子体炬一般采用间隙引弧的方式，即阴极和阳极之间有一定的间隙，引弧时在正常供电的基础上，还需要在阴极和阳极之间施加一个很高的电势差，待阴极和阳极之间的间隙被击穿之后，再将高压模块关闭。这种方式，阴极和阳极之间的电势差取决于阴极和阳极之间的间隙、阴极和阳极之间的气流压力等参数，在实际工作过程中，很容易出现引弧失败的现象，同时，高压模块工作过程中产生的电磁干扰对供电系统也有很大影响，严重时需要进行电磁屏蔽。

在等离子体炬的实际应用中，由于电弧的分流现象，弧根往往是在电极表面的一个固定范围内往复运动，如果工作时间比较长的话，电极很容易被烧坏，从而导致等离子体炬不能正常工作，因此研发一种采用接触引弧方式、将弧根固定在具体区域的等离子体炬装置很有市场前景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，克服了现有技术中1：现有等离子体炬采用间隙引弧的方式，阴极和阳极之间的电势差取决于阴极和阳极之间的间隙、阴极和阳极之间的气流压力等参数，在实际工作过程中，很容易出现引弧失败的现象；2：高压模块工作过程中产生的电磁干扰对供电系统也有很大影响，严重时需要进行电磁屏蔽；3：现有等离子体炬的实际应用中，由于电弧的分流现象，弧根往往是在电极表面的一个固定范围内往复运动，如果工作时间比较长的话，电极很容易被烧坏，从而导致等离子体炬不能正常工作等问题。

为了解决技术问题，本实用新型的技术方案是：一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，包括阴极组件、进气组件和阳极组件，其中阴极组件套设于进气组件内部，所述进气组件套设于阳极组件内部，其中阴极组件、进气组件和阳极组件同轴，所述阴极组件和阳极组件分别外接电源，其中阳极组件的轴向尺寸大于阴极组件和进气组件，所述阳极组件包括阳极进水通道、阳极回水通道、第一阳极和第二阳极，其中阳极回水通道同轴套装于阳极进水通道外侧，其中阳极进水通道一端开口连接阳极回水通道的端部构成阳极冷却水流回路，所述第一阳极和第二阳极密封连接并列套装于阳极进水通道内侧一端部。

优选的，所述第一阳极和第二阳极之间设有密封垫圈，其中第一阳极和第二阳极均为管型结构，所述第一阳极内部为等径通道，其中第一阳极外部设有第一凹槽，所述第二阳极内部为不等径通道，其中第二阳极靠近第一阳极一端的内径与第一阳极的内径尺寸相同，所述第二阳极远离第一阳极8的一端设有台阶，其中台阶处的内径大于第二阳极靠近第一阳极一端的孔径，所述第二阳极外部设有第二凹槽，其中阳极回水通道远离第一阳极的一端设有阳极接线柱。

优选的，所述第一阳极和第二阳极外部的第一凹槽和第二凹槽外侧设有永磁铁，其中永磁铁同轴套装于第一阳极和第二阳极外侧的阳极进水通道内部，其中阴极组件靠近并可接触第一阳极并同轴套装于阳极进水通道内部。

优选的，所述阴极组件包括阴极冷却管道、进退电动执行组件和阴极，其中阴极冷却管道包括阴极进水通道和阴极回水通道，其中阴极回水通道同轴套装于阴极进水通道外侧，所述阴极进水通道靠近阴极一侧开口连接阴极回水通道的端部构成阴极冷却水流回路，其中阴极回水通道端部设有阴极，所述阴极回水通道远离阴极的一端设有阴极接线柱，其中阴极靠近并可接触第一阳极，所述进退电动执行组件一端连接阳极回水通道外壁，其中进退电动执行组件另一端连接阴极回水通道外壁，其中进退电动执行组件可使阴极组件沿轴向前进或者后退，所述进气组件同轴套装于阴极回水通道外侧。

优选的，所述进退电动执行组件包括第一连杆、第二连杆和步进电机，其中第一连杆一端连接阳极回水通道外壁，其中第一连杆另一端连接步进电机，所述第二连杆一端连接阴极回水通道外壁，其中第二连杆另一端连接第一连杆，其中步进电机上设有信号接收器，其中步进电机通过远程自动控制组件进行远程控制，当步进电机接收到信号后根据指令拉动阴极组件沿轴向前进或者后退。

优选的，所述进气组件包括气体通道和旋流器，其中气体通道同轴套装于阴极回水通道外侧，所述气体通道端部连接旋流器，其中旋流器靠近阴极和第一阳极，其中气体通过气体通道经过旋流器再从阴极和第一阳极的间隙流出，当阴极和第一阳极分别外接电源时构成电势差，会将流过阴极、第一阳极和第二阳极之间的气体电离形成电弧等离子体。

相对于现有技术，本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型等离子体炬采用阴极和第一阳极接触引弧的方式，开始工作时，阴极和第一阳极接触，阴极和阳极通电之后通过电动执行组件将阴极组件往外拉，使阴极和第一阳极出现间隙，同时通过气体通道逐渐加大气体流量，使得弧根落到第二阳极的后端台阶处，采用接触引弧方式一方面可以避免间隙引弧时引弧失败的情况发生，另一方面接触引弧方式在阴极和阳极间只需要正常供电即可完成引弧过程，减少了高压引弧模块，该方式提高了等离子体炬工作的稳定性，并降低了供电系统的成本；

(2)本实用新型阳极分为第一阳极和第二阳极，并且将第二阳极的内表面做成台阶状，这样可以将弧根固定到第二阳极的台阶处，使用过程中如果发生烧蚀只需要更换第二阳极即可，降低了等离子体炬的使用成本；另一方面在阳极外表面阳极冷却水区域布置了永磁铁，防止永磁体由于温度过高出现消磁，在电弧等离子体的外部施加磁场，这样不仅可以将电弧等离子体弧禁箍到等离子体炬的轴线上，避免第一阳极和第二阳极表面烧蚀，而且可以驱动电弧等离子体弧根在电极表面做旋转运动，从而让弧根在某个固定区域停留的时间变短，这样可以使弧根对该固定区域的传热总量减小，提髙了电极寿命；

(3)本实用新型采用双电极结构，一路工作气体，两路冷却水，系统稳定性高，可维护性强，有利于工业应用，同时容易烧蚀的第二阳极处于等离子体炬的端部，容易进行拆装，本实用新型结构简单，使用寿命长，安全环保，成本低，省时省力，提高了工业生产效率。

附图说明

图1、本实用新型一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置的静止状态结构示意图；

图2、本实用新型一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置的工作状态结构示意图。

附图标记说明：

1-阴极进水通道，2-阴极回水通道，3-气体通道，4-阳极进水通道，5-进退电动执行组件，6-阳极回水通道，7-阴极，8-第一阳极，9-永磁铁，10-密封垫圈，11-第二阳极，12-电弧等离子体，13-旋流器，14第一凹槽，15、第二凹槽，16-台阶，17-第一连杆、18-第二连杆，19-步进电机。

具体实施方式

下面结合实施例描述本实用新型具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

所述旋流器、步进电机、远程自动控制组件为现有技术。

实施例1

如图1～2所示，本实用新型公开了一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，包括阴极组件、进气组件和阳极组件，其中阴极组件套设于进气组件内部，所述进气组件套设于阳极组件内部，其中阴极组件、进气组件和阳极组件同轴，所述阴极组件和阳极组件分别外接电源，其中阳极组件的轴向尺寸大于阴极组件和进气组件，所述阳极组件包括阳极进水通道4、阳极回水通道6、第一阳极8和第二阳极11，其中阳极回水通道6同轴套装于阳极进水通道4外侧，其中阳极进水通道4一端开口连接阳极回水通道6的端部构成阳极冷却水流回路，所述第一阳极8和第二阳极11密封连接并列套装于阳极进水通道4内侧一端部。

实施例2

如图1～2所示，本实用新型公开了一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，包括阴极组件、进气组件和阳极组件，其中阴极组件套设于进气组件内部，所述进气组件套设于阳极组件内部，其中阴极组件、进气组件和阳极组件同轴，所述阴极组件和阳极组件分别外接电源，其中阳极组件的轴向尺寸大于阴极组件和进气组件，所述阳极组件包括阳极进水通道4、阳极回水通道6、第一阳极8和第二阳极11，其中阳极回水通道6同轴套装于阳极进水通道4外侧，其中阳极进水通道4一端开口连接阳极回水通道6的端部构成阳极冷却水流回路，所述第一阳极8和第二阳极11密封连接并列套装于阳极进水通道4内侧一端部。

优选的，如图1～2所示，所述第一阳极8和第二阳极11之间设有密封垫圈10，其中第一阳极8和第二阳极11均为管型结构，所述第一阳极8内部为等径通道，其中第一阳极8外部设有第一凹槽14，所述第二阳极11内部为不等径通道，其中第二阳极11靠近第一阳极8一端的内径与第一阳极8的内径尺寸相同，所述第二阳极11远离第一阳极8的一端设有台阶16，其中台阶16处的内径大于第二阳极11靠近第一阳极8一端的孔径，所述第二阳极11外部设有第二凹槽15，其中阳极回水通道6远离第一阳极8的一端设有阳极接线柱。

实施例3

如图1～2所示，本实用新型公开了一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，包括阴极组件、进气组件和阳极组件，其中阴极组件套设于进气组件内部，所述进气组件套设于阳极组件内部，其中阴极组件、进气组件和阳极组件同轴，所述阴极组件和阳极组件分别外接电源，其中阳极组件的轴向尺寸大于阴极组件和进气组件，所述阳极组件包括阳极进水通道4、阳极回水通道6、第一阳极8和第二阳极11，其中阳极回水通道6同轴套装于阳极进水通道4外侧，其中阳极进水通道4一端开口连接阳极回水通道6的端部构成阳极冷却水流回路，所述第一阳极8和第二阳极11密封连接并列套装于阳极进水通道4内侧一端部。

优选的，如图1～2所示，所述第一阳极8和第二阳极11之间设有密封垫圈10，其中第一阳极8和第二阳极11均为管型结构，所述第一阳极8内部为等径通道，其中第一阳极8外部设有第一凹槽14，所述第二阳极11内部为不等径通道，其中第二阳极11靠近第一阳极8一端的内径与第一阳极8的内径尺寸相同，所述第二阳极11远离第一阳极8的一端设有台阶16，其中台阶16处的内径大于第二阳极11靠近第一阳极8一端的孔径，所述第二阳极11外部设有第二凹槽15，其中阳极回水通道6远离第一阳极8的一端设有阳极接线柱。

优选的，如图1～2所示，所述第一阳极8和第二阳极11外部的第一凹槽14和第二凹槽15外侧设有永磁铁9，其中永磁铁9同轴套装于第一阳极8和第二阳极11外侧的阳极进水通道4内部，其中阴极组件靠近并可接触第一阳极8并同轴套装于阳极进水通道4内部。

实施例4

如图1～2所示，本实用新型公开了一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，包括阴极组件、进气组件和阳极组件，其中阴极组件套设于进气组件内部，所述进气组件套设于阳极组件内部，其中阴极组件、进气组件和阳极组件同轴，所述阴极组件和阳极组件分别外接电源，其中阳极组件的轴向尺寸大于阴极组件和进气组件，所述阳极组件包括阳极进水通道4、阳极回水通道6、第一阳极8和第二阳极11，其中阳极回水通道6同轴套装于阳极进水通道4外侧，其中阳极进水通道4一端开口连接阳极回水通道6的端部构成阳极冷却水流回路，所述第一阳极8和第二阳极11密封连接并列套装于阳极进水通道4内侧一端部。

优选的，如图1～2所示，所述第一阳极8和第二阳极11之间设有密封垫圈10，其中第一阳极8和第二阳极11均为管型结构，所述第一阳极8内部为等径通道，其中第一阳极8外部设有第一凹槽14，所述第二阳极11内部为不等径通道，其中第二阳极11靠近第一阳极8一端的内径与第一阳极8的内径尺寸相同，所述第二阳极11远离第一阳极8的一端设有台阶16，其中台阶16处的内径大于第二阳极11靠近第一阳极8一端的孔径，所述第二阳极11外部设有第二凹槽15，其中阳极回水通道6远离第一阳极8的一端设有阳极接线柱。

优选的，如图1～2所示，所述第一阳极8和第二阳极11外部的第一凹槽14和第二凹槽15外侧设有永磁铁9，其中永磁铁9同轴套装于第一阳极8和第二阳极11外侧的阳极进水通道4内部，其中阴极组件靠近并可接触第一阳极8并同轴套装于阳极进水通道4内部。

优选的，如图1～2所示，所述阴极组件包括阴极冷却管道、进退电动执行组件5和阴极7，其中阴极冷却管道包括阴极进水通道1和阴极回水通道2，其中阴极回水通道2同轴套装于阴极进水通道1外侧，所述阴极进水通道1靠近阴极7一侧开口连接阴极回水通道2的端部构成阴极冷却水流回路，其中阴极回水通道2端部设有阴极7，所述阴极回水通道2远离阴极7的一端设有阴极接线柱，其中阴极7靠近并可接触第一阳极8，所述进退电动执行组件5一端连接阳极回水通道6外壁，其中进退电动执行组件5另一端连接阴极回水通道2外壁，其中进退电动执行组件5可使阴极组件沿轴向前进或者后退，所述进气组件同轴套装于阴极回水通道2外侧。

实施例5

如图1～2所示，本实用新型公开了一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，包括阴极组件、进气组件和阳极组件，其中阴极组件套设于进气组件内部，所述进气组件套设于阳极组件内部，其中阴极组件、进气组件和阳极组件同轴，所述阴极组件和阳极组件分别外接电源，其中阳极组件的轴向尺寸大于阴极组件和进气组件，所述阳极组件包括阳极进水通道4、阳极回水通道6、第一阳极8和第二阳极11，其中阳极回水通道6同轴套装于阳极进水通道4外侧，其中阳极进水通道4一端开口连接阳极回水通道6的端部构成阳极冷却水流回路，所述第一阳极8和第二阳极11密封连接并列套装于阳极进水通道4内侧一端部。

优选的，如图1～2所示，所述第一阳极8和第二阳极11之间设有密封垫圈10，其中第一阳极8和第二阳极11均为管型结构，所述第一阳极8内部为等径通道，其中第一阳极8外部设有第一凹槽14，所述第二阳极11内部为不等径通道，其中第二阳极11靠近第一阳极8一端的内径与第一阳极8的内径尺寸相同，所述第二阳极11远离第一阳极8的一端设有台阶16，其中台阶16处的内径大于第二阳极11靠近第一阳极8一端的孔径，所述第二阳极11外部设有第二凹槽15，其中阳极回水通道6远离第一阳极8的一端设有阳极接线柱。

优选的，如图1～2所示，所述第一阳极8和第二阳极11外部的第一凹槽14和第二凹槽15外侧设有永磁铁9，其中永磁铁9同轴套装于第一阳极8和第二阳极11外侧的阳极进水通道4内部，其中阴极组件靠近并可接触第一阳极8并同轴套装于阳极进水通道4内部。

优选的，如图1～2所示，所述阴极组件包括阴极冷却管道、进退电动执行组件5和阴极7，其中阴极冷却管道包括阴极进水通道1和阴极回水通道2，其中阴极回水通道2同轴套装于阴极进水通道1外侧，所述阴极进水通道1靠近阴极7一侧开口连接阴极回水通道2的端部构成阴极冷却水流回路，其中阴极回水通道2端部设有阴极7，所述阴极回水通道2远离阴极7的一端设有阴极接线柱，其中阴极7靠近并可接触第一阳极8，所述进退电动执行组件5一端连接阳极回水通道6外壁，其中进退电动执行组件5另一端连接阴极回水通道2外壁，其中进退电动执行组件5可使阴极组件沿轴向前进或者后退，所述进气组件同轴套装于阴极回水通道2外侧。

优选的，如图1～2所示，所述进退电动执行组件5包括第一连杆17、第二连杆18和步进电机19，其中第一连杆17一端连接阳极回水通道6外壁，其中第一连杆17另一端连接步进电机19，所述第二连杆18一端连接阴极回水通道2外壁，其中第二连杆18另一端连接步进电机19，其中步进电机19上设有信号接收器，其中步进电机19通过远程自动控制组件进行远程控制，当步进电机19接收到信号后根据指令拉动阴极组件沿轴向前进或者后退。

实施例6

如图1～2所示，本实用新型公开了一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，包括阴极组件、进气组件和阳极组件，其中阴极组件套设于进气组件内部，所述进气组件套设于阳极组件内部，其中阴极组件、进气组件和阳极组件同轴，所述阴极组件和阳极组件分别外接电源，其中阳极组件的轴向尺寸大于阴极组件和进气组件，所述阳极组件包括阳极进水通道4、阳极回水通道6、第一阳极8和第二阳极11，其中阳极回水通道6同轴套装于阳极进水通道4外侧，其中阳极进水通道4一端开口连接阳极回水通道6的端部构成阳极冷却水流回路，所述第一阳极8和第二阳极11密封连接并列套装于阳极进水通道4内侧一端部。

优选的，如图1～2所示，所述第一阳极8和第二阳极11之间设有密封垫圈10，其中第一阳极8和第二阳极11均为管型结构，所述第一阳极8内部为等径通道，其中第一阳极8外部设有第一凹槽14，所述第二阳极11内部为不等径通道，其中第二阳极11靠近第一阳极8一端的内径与第一阳极8的内径尺寸相同，所述第二阳极11远离第一阳极8的一端设有台阶16，其中台阶16处的内径大于第二阳极11靠近第一阳极8一端的孔径，所述第二阳极11外部设有第二凹槽15，其中阳极回水通道6远离第一阳极8的一端设有阳极接线柱。

优选的，如图1～2所示，所述第一阳极8和第二阳极11外部的第一凹槽14和第二凹槽15外侧设有永磁铁9，其中永磁铁9同轴套装于第一阳极8和第二阳极11外侧的阳极进水通道4内部，其中阴极组件靠近并可接触第一阳极8并同轴套装于阳极进水通道4内部。

优选的，如图1～2所示，所述阴极组件包括阴极冷却管道、进退电动执行组件5和阴极7，其中阴极冷却管道包括阴极进水通道1和阴极回水通道2，其中阴极回水通道2同轴套装于阴极进水通道1外侧，所述阴极进水通道1靠近阴极7一侧开口连接阴极回水通道2的端部构成阴极冷却水流回路，其中阴极回水通道2端部设有阴极7，所述阴极回水通道2远离阴极7的一端设有阴极接线柱，其中阴极7靠近并可接触第一阳极8，所述进退电动执行组件5一端连接阳极回水通道6外壁，其中进退电动执行组件5另一端连接阴极回水通道2外壁，其中进退电动执行组件5可使阴极组件沿轴向前进或者后退，所述进气组件同轴套装于阴极回水通道2外侧。

优选的，如图1～2所示，所述进退电动执行组件5包括第一连杆17、第二连杆18和步进电机19，其中第一连杆17一端连接阳极回水通道6外壁，其中第一连杆17另一端连接步进电机19，所述第二连杆18一端连接阴极回水通道2外壁，其中第二连杆18另一端连接步进电机19，其中步进电机19上设有信号接收器，其中步进电机19通过远程自动控制组件进行远程控制，当步进电机19接收到信号后根据指令拉动阴极组件沿轴向前进或者后退。

优选的，如图1～2所示，所述进气组件包括气体通道3和旋流器13，其中气体通道3同轴套装于阴极回水通道2外侧，所述气体通道3端部连接旋流器13，其中旋流器13靠近阴极7和第一阳极8，其中气体通过气体通道3经过旋流器13再从阴极7和第一阳极8的间隙流出，当阴极7和第一阳极8分别外接电源时构成电势差，会将流过阴极7、第一阳极8和第二阳极11之间的气体电离形成电弧等离子体12。

优选的，如图1～2所示，一种如上所述的采用接触引弧方式的等离子体炬装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤1)开始工作前，阴极7和第一阳极8接触，通过阴极进水通道1和阳极进水通道4通入冷却水，用于给阴极7、第一阳极8和第二阳极11进行降温；

步骤2)阴极(7)和阳极通电，然后缓慢通过电动执行组件(5)将阴极组件往外拉，使阴极(7)和第一阳极(8)出现间隙，同时通过气体通道(3)通入气体，气体通过气体通道(3)经过旋流器(13)再从阴极(7)和第一阳极(8)的间隙流出；

步骤3)接着通过气体通道3逐渐加大气体流量，使得弧根从第一阳极8落到第二阳极11的后端台阶16处，形成电弧等离子体12，完成接触引弧，其中永磁铁9可将电弧等离子体12禁箍到等离子体炬的轴线上，避免第一阳极8和第二阳极11表面烧蚀。

所述阴极7可以选用导电、导热性好的高温金属或者合金加工而成。

所述气体通道3采用高强度绝缘材料加工而成，一方面保证进气、另一方面在阴极和阳极之间起着绝缘作用。

所述密封垫圈10起着密封作用，防止阳极冷却水通过第一阳极、第二阳极的接触面进入到电极内部。

本实用新型的工作原理如下：

如图1～2所示，本实用新型等离子体炬包括阴极组件、进气组件和阳极组件，其中阴极组件套设于进气组件内部，所述进气组件套设于阳极组件内部，其中阴极组件、进气组件和阳极组件同轴，所述阴极组件和阳极组件分别外接电源，其中阳极组件的轴向尺寸大于阴极组件和进气组件，所述阳极组件包括阳极进水通道4、阳极回水通道6、第一阳极8和第二阳极11，其中阳极回水通道6同轴套装于阳极进水通道4外侧，其中阳极进水通道4一端开口连接阳极回水通道6的端部构成阳极冷却水流回路，所述第一阳极8和第二阳极11密封连接并列套装于阳极进水通道4内侧一端部，本实用新型冷却循环水(如图1、2所示水路)通过阴极冷却管道的水流回路对阴极7进行冷却，冷却循环水(如图1、2所示水路)通过阳极冷却管道的水流回路对第一阳极8和第二阳极11进行冷却，同时第一阳极8和第二阳极11外侧设有永磁铁9，阴极接线柱和阳极接线柱分别外接直流电源构成电势差，在启动电源后，会将流过阴极和阳极之间的气体(如图1、2所示气路)电离形成等离子体12。

开始工作前，阴极7和第一阳极8接触，通过阴极进水通道1和阳极进水通道4通入冷却水，用于给阴极7、第一阳极8和第二阳极11进行降温；通过气体通道3通入气体，气体通过气体通道3经过旋流器13再从阴极7和第一阳极8的间隙流出，接着通过远程自动控制组件发送信号，进退电动执行组件5接收到信号后将阴极组件往外拉，使阴极7和第一阳极8出现间隙；接着通过气体通道3逐渐加大气体流量，使得弧根从第一阳极8落到第二阳极11的后端台阶16处，形成电弧等离子体12，完成接触引弧，其中永磁铁9可将电弧等离子体12禁箍到等离子体炬的轴线上，避免第一阳极8和第二阳极11表面烧蚀。

本实用新型等离子体炬采用阴极和第一阳极接触引弧的方式，开始工作时，阴极和第一阳极接触，阴极和阳极通电之后通过电动执行组件将阴极组件往外拉，使阴极和第一阳极出现间隙，同时通过气体通道逐渐加大气体流量，使得弧根落到第二阳极的后端台阶处，采用接触引弧方式一方面可以避免间隙引弧时引弧失败的情况发生，另一方面接触引弧方式在阴极和阳极间只需要正常供电即可完成引弧过程，减少了高压引弧模块，该方式提高了等离子体炬工作的稳定性，并降低了供电系统的成本。

本实用新型阳极分为第一阳极和第二阳极，并且将第二阳极的内表面做成台阶状，这样可以将弧根固定到第二阳极的台阶处，使用过程中如果发生烧蚀只需要更换第二阳极即可，降低了等离子体炬的使用成本；另一方面在阳极外表面阳极冷却水区域布置了永磁铁，防止永磁体由于温度过高出现消磁，在电弧等离子体的外部施加磁场，这样不仅可以将电弧等离子体弧禁箍到等离子体炬的轴线上，避免第一阳极和第二阳极表面烧蚀，而且可以驱动电弧等离子体弧根在电极表面做旋转运动，从而让弧根在某个固定区域停留的时间变短，这样可以使弧根对该固定区域的传热总量减小，提髙了电极寿命。

本实用新型采用双电极结构，一路工作气体，两路冷却水，系统稳定性高，可维护性强，有利于工业应用，同时容易烧蚀的第二阳极处于等离子体炬的端部，容易进行拆装，本实用新型结构简单，使用寿命长，安全环保，成本低，省时省力，提高了工业生产效率。

上面对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。

不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (6)

1.一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，其特征在于：包括阴极组件、进气组件和阳极组件，其中阴极组件套设于进气组件内部，所述进气组件套设于阳极组件内部，其中阴极组件、进气组件和阳极组件同轴，所述阴极组件和阳极组件分别外接电源，其中阳极组件的轴向尺寸大于阴极组件和进气组件，所述阳极组件包括阳极进水通道(4)、阳极回水通道(6)、第一阳极(8)和第二阳极(11)，其中阳极回水通道(6)同轴套装于阳极进水通道(4)外侧，其中阳极进水通道(4)一端开口连接阳极回水通道(6)的端部构成阳极冷却水流回路，所述第一阳极(8)和第二阳极(11)密封连接并列套装于阳极进水通道(4)内侧一端部。

2.根据权利要求1所述的一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，其特征在于：所述第一阳极(8)和第二阳极(11)之间设有密封垫圈(10)，其中第一阳极(8)和第二阳极(11)均为管型结构，所述第一阳极(8)内部为等径通道，其中第一阳极(8)外部设有第一凹槽(14)，所述第二阳极(11)内部为不等径通道，其中第二阳极(11)靠近第一阳极(8)一端的内径与第一阳极(8)的内径尺寸相同，所述第二阳极(11)远离第一阳极(8)的一端设有台阶(16)，其中台阶(16)处的内径大于第二阳极(11)靠近第一阳极(8)一端的孔径，所述第二阳极(11)外部设有第二凹槽(15)，其中阳极回水通道(6)远离第一阳极(8)的一端设有阳极接线柱。

3.根据权利要求2所述的一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，其特征在于：所述第一阳极(8)和第二阳极(11)外部的第一凹槽(14)和第二凹槽(15)外侧设有永磁铁(9)，其中永磁铁(9)同轴套装于第一阳极(8)和第二阳极(11)外侧的阳极进水通道(4)内部，其中阴极组件靠近并可接触第一阳极(8)并同轴套装于阳极进水通道(4)内部。

4.根据权利要求3所述的一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，其特征在于：所述阴极组件包括阴极冷却管道、进退电动执行组件(5)和阴极(7)，其中阴极冷却管道包括阴极进水通道(1)和阴极回水通道(2)，其中阴极回水通道(2)同轴套装于阴极进水通道(1)外侧，所述阴极进水通道(1)靠近阴极(7)一侧开口连接阴极回水通道(2)的端部构成阴极冷却水流回路，其中阴极回水通道(2)端部设有阴极(7)，所述阴极回水通道(2)远离阴极(7)的一端设有阴极接线柱，其中阴极(7)靠近并可接触第一阳极(8)，所述进退电动执行组件(5)一端连接阳极回水通道(6)外壁，其中进退电动执行组件(5)另一端连接阴极回水通道(2)外壁，其中进退电动执行组件(5)可使阴极组件沿轴向前进或者后退，所述进气组件同轴套装于阴极回水通道(2)外侧。

5.根据权利要求4所述的一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，其特征在于：所述进退电动执行组件(5)包括第一连杆(17)、第二连杆(18)和步进电机(19)，其中第一连杆(17)一端连接阳极回水通道(6)外壁，其中第一连杆(17)另一端连接步进电机(19)，所述第二连杆(18)一端连接阴极回水通道(2)外壁，其中第二连杆(18)另一端连接第一连杆(17)，其中步进电机(19)上设有信号接收器，其中步进电机(19)通过远程自动控制组件进行远程控制，当步进电机(19)接收到信号后根据指令拉动阴极组件沿轴向前进或者后退。

6.根据权利要求4所述的一种采用接触引弧方式的等离子体炬装置，其特征在于：所述进气组件包括气体通道(3)和旋流器(13)，其中气体通道(3)同轴套装于阴极回水通道(2)外侧，所述气体通道(3)端部连接旋流器(13)，其中旋流器(13)靠近阴极(7)和第一阳极(8)，其中气体通过气体通道(3)经过旋流器(13)再从阴极(7)和第一阳极(8)的间隙流出，当阴极(7)和第一阳极(8)分别外接电源时构成电势差，会将流过阴极(7)、第一阳极(8)和第二阳极(11)之间的气体电离形成电弧等离子体(12)。

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