CN216057598U - 一种等离子枪以及包含该等离子枪的反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种等离子枪，包括阴极杆和阳极，阴极杆的一端部与阳极之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合，还包括伸缩部和更换密封部，伸缩部、更换密封部为中通结构，伸缩部、更换密封部通过各自的中通结构活动套设在阴极杆的外部；伸缩部的一端部与阴极杆的另一端部可拆卸连接且形成连接状态时，该伸缩部与阴极杆之间处于密封状态，该伸缩部的另一端部与更换密封部的一端部固定密封连接，更换密封部的另一端部与阳极密封装配；其中，伸缩部具有沿阴极杆长度方向伸缩的伸缩结构，更换密封部安装有起通断该更换密封部的中通结构作用的控制阀。安全性高、且能够快速、简便地更换阴极杆。

Description

一种等离子枪以及包含该等离子枪的反应器

技术领域

本实用新型涉及等离子枪技术领域，特别是涉及一种等离子枪以及包含该等离子枪的反应器。

背景技术

现实中，反应器往往会与等离子枪配合使用。常见的等离子枪有很多种类型。例如，轴线式等离子枪。

轴线式等离子枪是由杆状阴极和空心管状阳极组成，杆状阴极与空心管状阳极配合装配，之间形成反应间隙，当工作气体通过阴极与阳极之间的反应间隙时，工作气体会被电离产生电弧，并且会产生高温等离子流裂解化工物质。

由于轴线式等离子枪具有裂解化工物质的特征，从而导致一般阴极的使用寿命远小于阳极，因此阴极需要频繁更换。但是，常常在更换时候需要全部停车，待反应器降温后进行拆除更换，如反应器内存有有毒有害的介质，或易燃易爆的物质，均需要进行置换清除后才能更换阴极，致使更换阴极的周期很长，且不安全(如果等待反应器冷却至室温，或者反应器内易燃气体置换清除完毕，保守估计需要8小时以上的时间)。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种安全性高、且能够快速、简便地更换阴极杆的等离子枪以及包含该等离子枪的反应器。

本实用新型的技术方案是：一种等离子枪，包括阴极杆和阳极，所述阴极杆的一端部与所述阳极之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合，还包括伸缩部和更换密封部，所述伸缩部、所述更换密封部为中通结构，所述伸缩部、所述更换密封部通过各自的所述中通结构活动套设在所述阴极杆的外部；所述伸缩部的一端部与所述阴极杆的另一端部可拆卸连接且形成连接状态时，该伸缩部与所述阴极杆之间处于密封状态，该伸缩部的另一端部与所述更换密封部的一端部固定密封连接，所述更换密封部的另一端部与所述阳极密封装配；其中，所述伸缩部具有沿所述阴极杆长度方向伸缩的伸缩结构，所述更换密封部安装有起通断该更换密封部的中通结构作用的控制阀。

上述技术方案的工作原理如下：

上提所述阴极杆，直至提升所述阴极杆位于所述更换密封部的控制阀远离所述阳极的一侧，此时，迅速关闭所述更换密封部的控制阀，使所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧处于密封状态，从而避免所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧的介质(例如，有毒有害的介质，或易燃易爆的物质)通过所述更换密封部扩散到外部环境中，然后将需要更换的所述阴极杆的顶部从与所述伸缩部的可拆卸连接处分开，取出待更换的所述阴极杆，然后将新的所述阴极杆的底部插入到所述伸缩部和所述更换密封部的控制阀远离所述阳极的一侧)，新的所述阴极杆的顶部与所述伸缩部的可拆卸连接且连接后该伸缩部与所述阴极杆之间处于密封状态，然后开启所述更换密封部的控制阀，所述新的所述阴极杆迅速穿过所述更换密封部的控制阀，使所述阴极杆与所述阳极之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合。从而实现安全性高、且能够快速、简便地更换阴极杆的目的。

在进一步的技术方案中，所述更换密封部开设有与更换密封部的中通结构连通的注入口。

首先，向所述更换密封部的注入口注入安全气体(例如N₂。注入的气体，根据实际情况确定，以满足注入的安全气体不与所述等离子枪、反应器内的介质发生化学反应、不相互干扰即可。)，且注入安全气体的压力应当大于所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧所产生的压力，上提所述阴极杆，直至提升所述阴极杆位于所述更换密封部的控制阀远离所述阳极的一侧，此时，迅速关闭所述更换密封部的控制阀，停止注入安全气体(可以在注入口上安装一个起通断作用的控制阀，停止注入安全气体时，关闭该控制阀即可)，使所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧处于密封状态，从而避免所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧的介质(例如，有毒有害的介质，或易燃易爆的物质)通过所述更换密封部扩散到外部环境中，然后将需要更换的所述阴极杆的顶部从与所述伸缩部的可拆卸连接处分开，取出待更换的所述阴极杆，然后将新的所述阴极杆的底部插入到所述伸缩部和所述更换密封部的控制阀远离所述阳极的一侧)，新的所述阴极杆的顶部与所述伸缩部的可拆卸连接且连接后该伸缩部与所述阴极杆之间处于密封状态，然后再次向所述更换密封部的注入口注入安全气体，且注入安全气体的压力应当大于所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧所产生的压力，开启所述更换密封部的控制阀，所述新的所述阴极杆迅速穿过所述更换密封部的控制阀，使所述阴极杆与所述阳极之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合，最后停止注入安全气体。从而进一步实现安全性高、且能够快速、简便地更换阴极杆的目的。

在进一步的技术方案中，当所述阴极杆的一端部依次从所述伸缩部的中通结构、所述更换密封部的中通结构伸出的部分与所述阳极之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合时，所述伸缩部沿所述阴极杆长度方向处于压缩状态；当所述阴极杆的一端部位于所述更换密封部的控制阀远离所述阳极方向的一侧时，所述伸缩部沿所述阴极杆长度方向处于伸展状态。

保证在更换所述阴极杆的过程中的可行性和流畅性。

在进一步的技术方案中，所述等离子枪还包括位于所述更换密封部下方的过渡连接部，所述过渡连接部为中通结构，所述过渡连接部的中通结构的顶部与所述更换密封部的另一端部固定密封连通，所述过渡连接部的中通结构的内部套装有所述阳极，且该过渡连接部的中通结构的内壁面与所述阳极的外壁面之间形成水冷空腔。

通过所述过渡连接部的设计，一方面保证所述更换密封部被稳定支撑，另一方面，保护所述阳极以及为所述阳极降温。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种反应器，包括反应器本体，其特征在于，还包括上述任意一项所述等离子枪，所述等离子枪密封装配在所述反应器本体上。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过阴极杆、阳极、伸缩部和更换密封部的相互配合使用，上提所述阴极杆，直至提升所述阴极杆位于所述更换密封部的控制阀远离所述阳极的一侧，此时，迅速关闭所述更换密封部的控制阀，使所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧处于密封状态，从而避免所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧的介质(例如，有毒有害的介质，或易燃易爆的物质)通过所述更换密封部扩散到外部环境中，然后将需要更换的所述阴极杆的顶部从与所述伸缩部的可拆卸连接处分开，取出待更换的所述阴极杆，然后将新的所述阴极杆的底部插入到所述伸缩部和所述更换密封部的控制阀远离所述阳极的一侧)，新的所述阴极杆的顶部与所述伸缩部的可拆卸连接且连接后该伸缩部与所述阴极杆之间处于密封状态，然后开启所述更换密封部的控制阀，所述新的所述阴极杆迅速穿过所述更换密封部的控制阀，使所述阴极杆与所述阳极之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合。经过上述过程，从而实现安全性高、且能够快速、简便地更换阴极杆的目的。

2、本实用新型中，通过所述更换密封部开设注入口的设计，首先，向所述更换密封部的注入口注入安全气体(例如，更加实际。注入的气体，根据实际情况确定，以满足注入的安全气体不与所述等离子枪、反应器内的介质发生化学反应、不相互干扰即可。)，且注入安全气体的压力应当大于所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧所产生的压力，上提所述阴极杆，直至提升所述阴极杆位于所述更换密封部的控制阀远离所述阳极的一侧，此时，迅速关闭所述更换密封部的控制阀，停止注入安全气体(可以在注入口上安装一个起通断作用的控制阀，停止注入安全气体时，关闭该控制阀即可)，使所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧处于密封状态，从而避免所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧的介质(例如，有毒有害的介质，或易燃易爆的物质)通过所述更换密封部扩散到外部环境中，然后将需要更换的所述阴极杆的顶部从与所述伸缩部的可拆卸连接处分开，取出待更换的所述阴极杆，然后将新的所述阴极杆的底部插入到所述伸缩部和所述更换密封部的控制阀远离所述阳极的一侧)，新的所述阴极杆的顶部与所述伸缩部的可拆卸连接且连接后该伸缩部与所述阴极杆之间处于密封状态，然后再次向所述更换密封部的注入口注入安全气体，且注入安全气体的压力应当大于所述更换密封部的控制阀靠近所述阳极的一侧所产生的压力，开启所述更换密封部的控制阀，所述新的所述阴极杆迅速穿过所述更换密封部的控制阀，使所述阴极杆与所述阳极之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合，最后停止注入安全气体。经过上述过程，从而进一步实现安全性高、且能够快速、简便地更换阴极杆的目的。

3、本实用新型保证了在更换所述阴极杆的过程中的可行性和流畅性。

4、本实用新型中，通过所述过渡连接部的设计，一方面保证所述更换密封部被稳定支撑，另一方面，保护所述阳极以及为所述阳极降温。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的示意图；

附图标记说明：

10—阴极杆；101—第一法兰；20—阳极；30—波纹管；301—第二法兰；40—阴极外筒；401—注入口；402—控制阀；50—外壳；60—反应器本体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种等离子枪，包括阴极杆10和阳极20，所述阴极杆10的一端部(如图1所示，所述阴极杆10的底部)与所述阳极20之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合，还包括伸缩部和更换密封部，所述伸缩部、所述更换密封部为中通结构，所述伸缩部、所述更换密封部通过各自的所述中通结构活动套设在所述阴极杆10的外部；所述伸缩部的一端部与所述阴极杆10的另一端部可拆卸连接且形成连接状态时，该伸缩部与所述阴极杆10之间处于密封状态，该伸缩部的另一端部与所述更换密封部的一端部固定密封连接，所述更换密封部的另一端部与所述阳极20密封装配；其中，所述伸缩部具有沿所述阴极杆10长度方向伸缩的伸缩结构，所述更换密封部安装有起通断该更换密封部的中通结构作用的控制阀402。本实施例1中，具体的是，伸缩部为波纹管30，所述更换密封部为阴极外筒40，控制阀402为快速球阀。所述波纹管30、所述阴极外筒40为中通结构，所述波纹管30、所述阴极外筒40通过各自的所述中通结构活动套设(保证所述阴极杆10能够在所述波纹管30、所述阴极外筒40内自由移动)在所述阴极杆10的外部；所述波纹管30的一端部(如图1所示，所述波纹管30的顶部)与所述阴极杆10的另一端部(如图1所示，所述阴极杆10的顶部，或所述阴极杆10的上部)可拆卸连接(如图1所示，通过第一法兰101和第二法兰301连接，第一法兰101密封焊接在所述阴极杆10的顶部，或所述阴极杆10的上部，第二法兰301密封焊接在所述波纹管30的顶部，通过螺纹紧固件将所述第一法兰101与所述第二法兰301连接在一起，从而实现可拆卸连接且连接状态下为密封状态。其中，在所述第一法兰101与所述第二法兰301之间可以放置密封圈。)且形成连接状态时，该波纹管30与所述阴极杆10之间处于密封状态，该波纹管30的另一端部(如图1所示，所述波纹管30的底部)与所述阴极外筒40的一端部(如图1所示，所述阴极外筒40的顶部)固定密封连接，所述阴极外筒40的另一端部(如图1所示，所述阴极外筒40的底部)与所述阳极20密封装配；其中，所述波纹管30具有沿所述阴极杆10长度方向伸缩的伸缩结构，即波纹管30在轴向方向具有可折叠皱纹，所述阴极外筒40安装有起通断该阴极外筒40的中通结构作用的快速球阀。

上述技术方案的工作原理如下：

上提所述阴极杆10，直至提升所述阴极杆10位于所述更换密封部(阴极外筒40，下同)的控制阀402(快速球阀，下同)远离所述阳极20的一侧，此时，迅速关闭所述更换密封部的控制阀402，使所述更换密封部的控制阀402靠近所述阳极20的一侧处于密封状态，从而避免所述更换密封部的控制阀402靠近所述阳极20的一侧的介质(例如，有毒有害的介质，或易燃易爆的物质)通过所述更换密封部扩散到外部环境中，然后将需要更换的所述阴极杆10的顶部从与所述伸缩部(波纹管30，下同)的可拆卸连接处分开，取出待更换的所述阴极杆10，然后将新的所述阴极杆10的底部插入到所述伸缩部和所述更换密封部的控制阀402远离所述阳极20的一侧)，新的所述阴极杆10的顶部与所述伸缩部的可拆卸连接且连接后该伸缩部与所述阴极杆10之间处于密封状态，然后开启所述更换密封部的控制阀402，所述新的所述阴极杆10迅速穿过所述更换密封部的控制阀402，使所述阴极杆10与所述阳极20之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合。从而实现安全性高、且能够快速、简便地更换阴极杆10的目的。

在另外一个实施例中，如图1所示，所述更换密封部开设有与更换密封部的中通结构连通的注入口401。首先，向所述更换密封部的注入口401注入安全气体(注入的气体，根据实际情况确定，以满足注入的安全气体不与所述等离子枪、反应器内的介质发生化学反应、不相互干扰即可。)，且注入安全气体的压力应当大于所述更换密封部的控制阀402靠近所述阳极20的一侧所产生的压力，上提所述阴极杆10，直至提升所述阴极杆10位于所述更换密封部的控制阀402远离所述阳极20的一侧，此时，迅速关闭所述更换密封部的控制阀402，停止注入安全气体(可以在注入口401上安装一个起通断作用的控制阀，停止注入安全气体时，关闭该控制阀即可)，使所述更换密封部的控制阀402靠近所述阳极20的一侧处于密封状态，从而避免所述更换密封部的控制阀402靠近所述阳极20的一侧的介质(例如，有毒有害的介质，或易燃易爆的物质)通过所述更换密封部扩散到外部环境中，然后将需要更换的所述阴极杆10的顶部从与所述伸缩部的可拆卸连接处分开，取出待更换的所述阴极杆10，然后将新的所述阴极杆10的底部插入到所述伸缩部和所述更换密封部的控制阀402远离所述阳极20的一侧)，新的所述阴极杆10的顶部与所述伸缩部的可拆卸连接且连接后该伸缩部与所述阴极杆10之间处于密封状态，然后再次向所述更换密封部的注入口401注入安全气体，且注入安全气体的压力应当大于所述更换密封部的控制阀402靠近所述阳极20的一侧所产生的压力，开启所述更换密封部的控制阀402，所述新的所述阴极杆10迅速穿过所述更换密封部以及所述更换密封部的控制阀402，使所述阴极杆10与所述阳极20之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合，最后停止注入安全气体。从而进一步实现安全性高、且能够快速、简便地更换阴极杆10的目的，在上述过程中，实际测量时间只仅仅用了10分钟，便完成了阴极杆10的更换。

在另外一个实施例中，如图1所示，当所述阴极杆10的一端部依次从所述伸缩部的中通结构、所述更换密封部的中通结构伸出的部分与所述阳极20之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合时，所述伸缩部沿所述阴极杆10长度方向处于压缩状态；当所述阴极杆10的一端部位于所述更换密封部的控制阀402远离所述阳极20方向的一侧时，所述伸缩部沿所述阴极杆10长度方向处于伸展状态。保证在更换所述阴极杆10的过程中的可行性和流畅性。

在另外一个实施例中，如图1所示，所述等离子枪还包括位于所述更换密封部下方的过渡连接部。本实施例1中，过渡连接部为外壳50，所述过渡连接部(外壳50，下同)为中通结构，所述过渡连接部的中通结构的顶部与所述更换密封部的另一端部(如图1所示，所述更换密封部的底部)固定密封连通(固定处可以采用焊接连接)，起到支撑固定作用，所述过渡连接部的中通结构的内部套装有所述阳极20(所述阳极20的顶部与所述过渡连接部的中通结构的内顶部自由密封(采用现有成熟的可拆卸的连接方式即可)，底部与所述过渡连接部的中通结构的底部法兰连接并密封)，且该过渡连接部的中通结构的内壁面与所述阳极20的外壁面之间形成水冷空腔(优选，环形形状的水冷空腔)。最后将所述阴极杆10、阳极20、波纹管30、阴极外筒40和外壳50等的整体装配到反应器本体6上，其中，整体装配的方式为现有成熟的技术手段。通过所述过渡连接部的设计，一方面保证所述更换密封部被稳定支撑，另一方面，保护所述阳极20以及为所述阳极20降温。

实施例2

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种反应器，包括反应器本体，还包括上述实施例1中任意一项所述等离子枪，所述等离子枪密封装配在所述反应器本体上。

实施例3

本实施例3与实施例1或2的其他结构相同，不同之处在于：所述等离子枪还包括限位卡(为筒状结构，外周壁面上开设有与筒状结构内部贯通的条形开口，且该条形开口的两端沿该筒状结构的轴向方向延伸出所述筒状结构)，所述限位卡位于所述第二法兰与所述注入口之间，所述限位卡能够包裹并卡在所述波纹管的外部，顶部抵接在所述第二法兰处，底部抵接在所述阴极外筒位于所述注入口的上方的筒体部分安装的环形凸缘处，从而限制波纹管在非更换阴极杆的时候误动作。更换阴极杆时，提前将所述未封闭性的圆筒取下即可。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种等离子枪，包括阴极杆和阳极，所述阴极杆的一端部与所述阳极之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合，其特征在于，还包括伸缩部和更换密封部，所述伸缩部和所述更换密封部为中通结构，所述伸缩部和所述更换密封部通过各自的所述中通结构活动套设在所述阴极杆的外部；

所述伸缩部的一端部与所述阴极杆的另一端部可拆卸连接且形成连接状态时，该伸缩部与所述阴极杆之间处于密封状态，该伸缩部的另一端部与所述更换密封部的一端部固定密封连接，所述更换密封部的另一端部与所述阳极密封装配；

其中，所述伸缩部具有沿所述阴极杆长度方向伸缩的伸缩结构，所述更换密封部安装有起通断该更换密封部的中通结构作用的控制阀。

2.根据权利要求1所述的等离子枪，其特征在于，

所述更换密封部开设有与更换密封部的中通结构连通的注入口。

3.根据权利要求1或2所述的等离子枪，其特征在于，

当所述阴极杆的一端部依次从所述伸缩部的中通结构、所述更换密封部的中通结构伸出的部分与所述阳极之间形成具有电离产生电弧功能的间隙配合时，所述伸缩部沿所述阴极杆长度方向处于压缩状态；

当所述阴极杆的一端部位于所述更换密封部的控制阀远离所述阳极方向的一侧时，所述伸缩部沿所述阴极杆长度方向处于伸展状态。

4.根据权利要求1或2所述的等离子枪，其特征在于，

所述等离子枪还包括位于所述更换密封部下方的过渡连接部，所述过渡连接部为中通结构，所述过渡连接部的中通结构的顶部与所述更换密封部的另一端部固定密封连通，所述过渡连接部的中通结构的内部套装有所述阳极，且该过渡连接部的中通结构的内壁面与所述阳极的外壁面之间形成水冷空腔。

5.一种反应器，包括反应器本体，其特征在于，还包括权利要求1～4中任意一项所述等离子枪，所述等离子枪密封装配在所述反应器本体上。

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