CN216437544U - 一种管腔式阴极 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种管腔式阴极，包括阴极本体，阴极本体的一端为进气端，另一端为定位端，所述进气端设有渐缩角α，进气端的外周设有螺纹。本实用新型结构简单、使用便利，采用管腔式阴极结构，利用旋转气流，使电弧在阴极腔内高速旋转，增加电弧落点区域，避免电弧长时间落在一个区域导致阴极材料熔融损耗过快的问题；另外，还可以通过控制气流的大小，使电弧的落点能够前后移动，增加电弧落点范围，进一步提高阴极寿命。

Description

一种管腔式阴极

技术领域

本实用新型涉及等离子体应用领域，特别是一种管腔式阴极。

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。

对于等离子体火炬而言，阴极对其寿命的影响是最大的。传统的点阴极只适合120kw以下的场合使用，当火电厂使用的煤挥发份低于30%时，小于120kw的等离子体火炬很难将煤粉点燃，这时就需要更高功率的等离子体火炬，将功率提高到200kw或300kw以上，传统的点阴极完全无法满足使用的要求。

申请号为201410567320.5公开了一种用于等离子体喷枪的复合阴极，涉及到等离子体喷枪的阴极结构，由阴极套和阴极头组成，其中，阴极套为中空的回转体结构，阴极头嵌入到阴极套前部的内空间中，阴极头的前端从阴极套中伸出，阴极头的嵌入段为圆柱体结构，圆柱体结构后端的阴极套内空间构成冷却腔，阴极头的圆柱体结构后端为向后渐缩的导流锥体，导流锥体的轴线与嵌入段的轴线重合，在导流锥体的周围分布多片冷却肋板，冷却肋板以径向布局方式与阴极头连为一体，导流锥体和冷却肋板置于冷却腔中，多片冷却肋板之间的空间构成冷却分槽。但是该阴极使用过程中需要进行经维护，提高了设备的维护检修成本，没法从根本上解决使用寿命短的问题，而管腔式阴极由于烧蚀区域大，在更大功率的情况下，能有效地增加阴极寿命。

发明内容

本实用新型的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种结构简单、使用便利，增加阴极腔内电弧落点区域，加强冷却效果，及时带走电弧作用于阴极的热量，避免阴极被烧坏，延长阴极寿命的管腔式阴极。

本实用新型的技术方案是：一种管腔式阴极，包括阴极本体，阴极本体的一端为进气端，另一端为定位端，进气端的外周设有螺纹。

所述进气端设有渐缩角α，渐缩角α从外向内缩小，其截面呈喇叭状，阴极本体内设有阴极腔。

进一步，所述渐缩角α为30-100°。优选地，渐缩角α为45-80°；更优地，渐缩角α为50、60或70°。

本方案的优点在于，采用管腔式阴极结构，利用旋转气流，使电弧在阴极腔内高速旋转，增加电弧落点区域，避免电弧长时间落在一个区域导致阴极材料熔融损耗过快的问题；另外，还可以通过控制气流的大小，使电弧的落点能够前后移动，增加电弧落点范围，进一步提高阴极寿命。

进一步，所述螺纹的后端设有O型圈槽，便于提高密封的效果。

进一步，所述定位端设有定位止口，定位止口的前端设有O型圈槽，便于提高密封效果，防止漏水；使用过程中O型圈槽内设置O型密封圈，O型圈槽能对O型密封圈起到限位和定位作用。

进一步，所述O型圈槽设置1-2个，O型圈槽用于安装O型密封圈。

进一步，所述定位止口上设有扳手孔，可以使用配套的勾孔扳手装卸管腔式阴极。

进一步，所述定位止口的直径为63-70mm，其长度L1为11-14mm。

进一步，所述阴极本体的长度L为256-268mm，可以通过调整螺纹部分的长度进行调整阴极本体的长度。

进一步，阴极本体的外腔直径D为60-63mm。

进一步，阴极本体的内腔直径d为25-47mm。

本实用新型具有如下特点：本实用新型结构简单、使用便利，采用管腔式阴极结构，利用旋转气流，使电弧在阴极腔内高速旋转，增加电弧落点区域，避免电弧长时间落在一个区域导致阴极材料熔融损耗过快的问题；另外，还可以通过控制气流的大小，使电弧的落点能够前后移动，增加电弧落点范围，进一步提高阴极寿命。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的详细结构作进一步描述。

附图说明

图1-为本实用新型阴极纵剖面结构示意图

1-螺纹，2-渐缩口，3-进气端O型圈槽，4-扩张段，5-直管段，6-定位端O型圈槽，7-定位止口，8-扳手孔。

具体实施方式

如附图所示：一种管腔式阴极，包括阴极本体，阴极本体的一端为进气端，另一端为定位端，进气端的外周设有螺纹1。

优选地，所述进气端设有渐缩角α，渐缩角α从外向内缩小，其截面呈喇叭状，阴极本体内设有阴极腔。优选地，所述渐缩角α为30-100°。优选地，渐缩角α为45-80°；更优地，渐缩角α为50、60或70°。

阴极本体包括从进气端往定位端依次设有的渐缩段、扩张段4和直管段5；渐缩段的渐缩角α为50°，当进气经过渐缩段时，气流流速增大，使气流快速往直管段5流向，利用旋转气流，当旋转气流经过渐缩口2时，气流的旋转速度以及流速被提升，气流高速旋转并高速进入直管段5，使电弧在阴极腔内高速旋转，起到分散电弧的作用，进而增加了电弧落点区域，避免电弧长时间落在一个区域导致阴极材料熔融损耗过快的问题；另外，还可以通过控制气流的大小，使电弧的落点能够前后移动，增加电弧落点范围，进一步提高阴极寿命。

在实施例中，管腔式阴极是通过M56x1.5的螺纹1固定到等离子火炬内部，并起导电作用，使用配套的勾孔扳手通过定位止口7上的扳手孔8进行拆装；管腔式阴极螺纹1后部设有1-2个进气端O型圈槽3；定位止口7的前端有1-2个定位端O型圈槽6；上述的O型圈槽分别用于管腔式阴极前后端安装O型密封圈，防止出现漏水；优选地，管腔式阴极的外腔直径为D，直径控制在60-63mm，使管腔式阴极安装时外腔过水单边间隙控制在2-4mm，管腔式阴极的内腔直径为d，直径控制在25-47mm之间；更优地，管腔式阴极的总长度L可以通过调整螺纹1的长度进行变化，总长度L的值控制在256-268mm之间；管腔式阴极的尾部有定位止口7，定位止口7的直径控制在63-70mm，其长度L1的值控制在11-14mm。

在另一个实施例中，管腔式阴极的总长度L为260mm，进气端渐缩角为50°，外腔直径D为62.3mm，内腔直径d为43mm，定位止口74的直径为67mm，长度为13mm。

在另一个实施例中，管腔式阴极的总长度L为260mm，进气端渐缩角为50°，外腔直径D为62.5mm，内腔直径d为38mm，定位止口74的直径为67mm，长度为12.8mm。

以上所述是本发明较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种管腔式阴极，包括阴极本体，阴极本体的一端为进气端，另一端为定位端，其特征在于：进气端的外周设有螺纹，阴极本体包括从进气端往定位端依次设有的渐缩段、扩张段和直管段，所述进气端设有渐缩角α，渐缩角α为30-100°。

2.根据权利要求1所述的管腔式阴极，其特征在于：所述螺纹的后端设有O型圈槽。

3.根据权利要求2所述的管腔式阴极，其特征在于：所述定位端设有定位止口，定位止口的前端设有O型圈槽。

4.根据权利要求2或3所述的管腔式阴极，其特征在于：所述O型圈槽设置1-2个，O型圈槽用于安装O型密封圈。

5.根据权利要求3所述的管腔式阴极，其特征在于：所述定位止口上设有扳手孔。

6.根据权利要求3所述的管腔式阴极，其特征在于：所述定位止口的直径为63-70mm，其长度L1为11-14mm。

7.根据权利要求1所述的管腔式阴极，其特征在于：所述阴极本体的长度L为256-268mm。

8.根据权利要求7所述的管腔式阴极，其特征在于：阴极本体的外腔直径D为60-63mm。

9.根据权利要求8所述的管腔式阴极，其特征在于：阴极本体的内腔直径d为25-47mm。

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