CN219107745U - 一种等离子体炬及具有其的等离子体炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及危废焚烧技术领域，具体涉及一种等离子体炬及具有其的等离子体炉。其中，本实用新型提供的等离子体炬包括中空的第一电极、第二电极和第一绝缘件；所述第一绝缘件贴附于所述第一电极的内壁；所述第二电极至少一部分穿设于所述第一电极内，且所述第二电极的两端伸出所述第一绝缘件。本实用新型提供的等离子体炬体积小，结构简单，使用寿命长，且使用和维护方便。

Description

一种等离子体炬及具有其的等离子体炉

技术领域

本实用新型涉及危废焚烧技术领域，具体涉及一种等离子体炬及具有的等离子体炉。

背景技术

危险废物(危废)焚烧会产生许多有毒、有害的炉渣和飞灰，这些炉渣和飞灰如果不经过适当的处理，会对环境产生很大危害。等离子体技术是当前国际上最环保的危废处理技术，它利用等离子体的高温和活化基团，对废物进行熔融，排出玻璃体的固化物和无害气体，其中，固化物性能稳定，可再次利用，比如作为建筑材料。等离子体炬，也称为等离体子发生器是产生等离子体的关键设备。现有的等离子体熔融炉多使用转移弧式的等离子体发生器，即炉顶插入第一电极，炉底设置有对应的第二电极，在第一电极和第二电极之间形成电弧区域，产生等离子体。采用转移弧去熔融危废，对危废的要求较高，一般要求危废具有导电性，对于不导电的危废，比如医疗废物、污泥、废弃的农药瓶与包装物等，则没有较好的熔融效果。另外，为了保证整个熔融过程中等离子体持续不断地产生，需要额外的具有垂直和水平方向移动功能的夹持系统不断调整第一电极的位置，夹持系统需要额外的人工操作，而且增加了熔融炉的制造成本。

发明内容

因此，为了使等离子体熔融炉具有更广泛的适用性，能够处理各种类型的危废，同时等离子体炬安装或更换方便，等离子体熔融炉工作时减少人工操作等离子体炬，本实用新型提供一种体积小、结构简单、使用和维护方便的非转移弧式的等离子体炬及其对应的等离子体炉。

本实用新型提供的等离子体炬，采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种等离子体炬，包括：中空的第一电极、第二电极和第一绝缘件；所述第一绝缘件贴附于所述第一电极的内壁；所述第二电极至少一部分穿设于所述第一电极，且所述第二电极的两端伸出所述第一绝缘件。

上述等离子体炬中，所述第二电极的一端位于所述第一电极内部或与所述第一电极内部或与所述第一电极的一个端面齐平，所述第二电极的另一端伸出所述第一电极的另一端。

优选地，上述等离子体炬中，所述第一电极内壁上还设置有定位环，所述定位环与所述第一绝缘件相接触，所述第二电极穿过并伸出所述定位环。

特别地，上述等离子体炬中，伸出所述定位环的所述第二电极的外壁与所述第一电极内壁的距离为4～25mm。

特别地，上述等离子体炬中，所述定位环内倾斜设置至少一个气道。

上述等离体子炬中，还包括第一夹持件和第二夹持件；所述第一电极固定于所述第一夹持件上，所述第二电极固定于所述第二夹持件上；所述第一夹持件与所述第二夹持件之间设置有第二绝缘件。

上述等离子体炬中，所述第二绝缘件内设置有载气通道，用于传导气体。

优选地，上述等离子体炬中，所述第二绝缘件沿着所述第一电极轴向方向向所述定位环方向延伸，并包裹住部分所述第二电极。

优选地，上述等离子体炬中，所述第二绝缘件与所述第一绝缘件相接触或具有重叠部分。

上述等离子体炬中，所述第一电极为金属棒或石墨棒，所述第二电极为石墨棒。

本实用新型提供的等离子体炬，体积小，结构简单，更换电极方便。而且第一电极和第二电极之间设置有第一绝缘件，可以防止电弧提前产生，保护了电极，减少磨损，提升了电极使用寿命。

本实用新型提供的等离子体炉，采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种等离子体炉，包括炉体，等离子体炬。其中，所述等离子体炬为上述的等离子炬，所述炉体顶端设置有管口，所述管口用于安装所述等离子体炬，所述管口与所述等离子体炬之间设置有绝缘材料。

本实用新型提供的等离子炉，采用的是非转移式的等离子体炬，可以用于焚烧金属材质和/或非金属材质的危废，具有广泛的适用性，且在焚烧过程中，无需人工根据炉内情况去调整电极位置，减少了人工操作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施例提供的安装在等离子体炉管口处的等离子体炬剖视图；

图2为图1中A部分的放大图。

附图标记说明：

1-第一电极；2-第二电极；3-第一夹持件；4-第二夹持件；5-第一绝缘件；6-第二绝缘件；7-定位环；8-接线柱；9-绝缘螺栓；10-管口；61-通道；71-气道。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供的等离子体炬为非转移弧式的等离子体炬，包括第一电极1、第二电极2、第一夹持件3、第二夹持件4、第一绝缘件5和第二绝缘件6。其中，第一电极1为中空的棒状结构，第二电极2也为棒状结构，穿设于第一电极1，与第一电极1同轴设置，形成本实施例提供的等离子体炬的基本结构。具体的，第二电极2的一端(固定端)伸出第一电极1，用于与电极夹持件固定；第二电极2的另一端(起弧端)位于第一电极1的内部或与第一电极1的端面齐平，以形成喷嘴结构，用于在此处放电起弧产生等离子体。本实施例中，第二电极2的另一端位于第一电极1的内部，则在第二电极2的侧面及底部端面，均可以起弧产生等离子体，增加了起弧部位，并在一定程度上减少了两电极间的距离限制。

第一夹持件3和第二夹持件4均为导电材质，分别用于安装和固定第一电极1和第二电极2。其中，第一夹持件3类似于法兰结构，具有安装基面和中空的连接部，其连接部垂直于安装基面，且连接部的内壁具有螺纹。第一电极1穿过中空的连接部，与第一夹持件3通过螺纹紧密连接和固定。第二夹持件4也类似于法兰结构，与第一夹持件3相对设置；其中，第二夹持件4的连接部分为内凹结构，且其内壁具有螺纹；第二电极2插入第二夹持件4的内凹结构处，并通过螺纹与第二夹持件4紧密连接和固定。电极与夹持件之间的螺纹连接，既确保了电极与夹持件之间的稳定连接，又能实现两者之间的电传导，同时，还方便拆卸，更换电极。第一夹持件3和第二夹持件4通过绝缘螺栓9实现可拆卸式的连接和固定。

第一绝缘件5贴附于第一电极1的内壁，第二电极2的起弧端伸出第一绝缘件5，第一绝缘件5的设置防止电弧在两电极的其他部分产生，保护了电极，减少了电极磨损，提升了电极使用寿命。第二绝缘件6设置于第一夹持件3和第二夹持件4之间,以防止两夹持件直接接触出现短路现象，从而无法将电传导至电极上。进一步地，第二绝缘件6朝着第一电极1的轴向方向第二电极2的起弧端延伸，与第一绝缘件5接触或部分重叠，以确保起弧区域在两电极的端部。此外，第二绝缘件6的内部设置有通道61，用于输入和传导等离子体载气，也即工作气体，比如氧化性气体，氮气等，这些气体在电弧的作用下，形成等离子体。

为了保证两电极的同轴设置，第一电极1的内臂上还设置有定位环7。定位环7与第一绝缘件5相接触，具体的，定位环7位于第一绝缘件5远离夹持件的末端。第二电极2穿过并伸出定位环7，实现了第二电极2的居中定位。为了保证良好的起弧效果，伸出定位环7的第二电极2的外壁，与第一电极1内壁的距离为4～25mm。优选地，定位环7内倾斜设置有至少一个气道71，即气道71的中轴线与电极的轴线相交。本实施例中，气道71为一圈环形孔。工作气体通过通道61吹向第一电极1与第二电极2之间，再经过倾斜的气道71吹向电极的起弧端，在两电极高压下起弧，形成高温高热的等离子体。另外，工作气体吹向电极起弧端时，具有一定的流速，可以吹动已经起弧的等离子体向一定的方向移动。而倾斜的气道71的设置，使得工作气体可以将等离子体吹着沿电极端面环形运动，以实现电极的均匀消耗。第一夹持件3和第二夹持件4上均设置有接线柱8，用于连接外部电源。外部电压通过接线柱8传导至第一夹持件3和第二夹持件4，再通过夹持件与电极之间的螺纹结构传导至第一电极1和第二电极2，在两电极的起弧端放电，电离通过第一绝缘件5的通道51进入的工作气体，形成等离子体。当电极消耗到定位环附近时，可更换电极。本实用新型提供的等离子体炬，结构简单，安装方便，而且便于更换电极，而且电极损耗低，使用寿命长。

此外，在其他一些实施例中，第一电极1和/或第二电极2可以为方形柱状结构，依然能达到起弧目的。第二电极2也可以设置成实心结构或空心结构，不影响电弧的产生。进一步的，在一些改进的实施例中，第二电极2为中空结构时，第二电极2的中空部分可以作为冷却气体的通道，在等离子体炬工作时，对第二电极进行冷却，减缓第二电极2的消耗。

实施例2

本实施例提供一种等离子体熔融炉，具有炉体，在炉体顶端设置有管口10，用于安装等离子体炬。该等离子体炬为实施例1所述的等离子体炬。具体的，第一夹持件3的安装基面与管口10通过绝缘螺栓9连接，从而实现将等离子体炬安装到等离子体熔融炉上。本实用新型提供的等离子体熔融炉，采用的是实施例1所述的非转移弧式的等离子体炬，能够焚烧金属和/或非金属材质的危险废物，具有广泛的适用性。而且在焚烧过程中，无需人工根据炉内情况去不断调整电极位置，减少了人工操作。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种等离子体炬，其特征在于，包括：中空的第一电极、第二电极和第一绝缘件；所述第一绝缘件贴附于所述第一电极的内壁；所述第二电极至少一部分穿设于所述第一电极内，且所述第二电极的两端伸出所述第一绝缘件。

2.根据权利要求1所述的等离子体炬，其特征在于，所述第二电极的一端位于所述第一电极内部或与所述第一电极的一个端面齐平，所述第二电极的另一端伸出所述第一电极的另一端。

3.根据权利要求2所述的等离子体炬，其特征在于，所述第一电极的内壁上设置有定位环，所述定位环与所述第一绝缘件相接触，所述第二电极穿过并伸出所述定位环。

4.根据权利要求3所述的等离子体炬，其特征在于，伸出所述定位环的所述第二电极的外壁所述第一电极内壁的距离为4~25mm。

5.根据权利要求4所述的等离子体炬，其特征在于，所述定位环内倾斜设置至少一个气道。

6.根据权利要求5所述的等离子体炬，其特征在于，所述第一电极固定在第一夹持件上，所述第二电极固定在第二夹持件上；所述第一夹持件与所述第二夹持件之间设置有第二绝缘件。

7.根据权利要求6所述的等离子体炬，其特征在于，所述第二绝缘件内设置有载气通道。

8.根据权利要求7所述的等离子体炬，其特征在于，所述第二绝缘件沿着所述第一电极轴向向所述定位环方向延伸，并包裹住部分所述第二电极。

9.根据权利要求1-5、7-8任一项所述的等离子体炬，其特征在于，所述第一电极为金属棒或石墨棒，所述第二电极为石墨棒。

10.一种等离子体炉，包括炉体、等离子体炬，其特征在于，所述等离子体炬为权利要求1-9任一所述的等离子体炬，所述炉体顶端具有管口，所述管口用于安装所述等离子体炬；所述管口与所述等离子体炬之间设置有绝缘材料。

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