CN2718947Y - 一种阳极内冷式低功率空气等离子体发生器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种阳极内冷式低功率空气等离子体发生器，由外壳，装于其内自上而下设置的发射阴极、绝缘层、小阳极、绝缘层及大阳极，对阴极与阳极分别进行冷却的管路，对由阴极和阳极组成的等离子体发生器腔体充空气介质的充气管路，在靠近阴极表面、于壳体上开有向阴极附近区域充保护性惰性气体的充气通道，及安装在大阳极壳体外壁上用以约束空气等离子体的磁场线圈组件所组成，特征是：大阳极是空芯圆柱体，其侧壁内设置有空芯圆柱夹层，并在夹层的内侧壁自上而下制有螺旋槽，空芯圆柱夹层及螺旋槽形成了大阳极的水冷却通道；优点是设备结构简单、制造成本低、方便维护，由于对大阳极冷效果好，大大提高了等离子体发生器的使用寿命。

Description

一种阳极内冷式低功率空气等离子体发生器
技术领域
本实用新型涉及一种等离子体发生器，确切地说是涉及一种低功率、大阳极内冷式空气等离子体发生器。
背景技术
目前世界上应用的等离子体发生器种类与数量繁多，广泛应用于冶金、化工、采矿、造船、电力等各领域，特别是以切割与焊接作业应用最多。这些在用的等离子体发生器，基本以惰性气体如氩气、氮气为工作载体，以空气为载体的工业产品为数极少。由于以惰性气体为载体的等离子体发生器，结构复杂、材料昂贵、制造成本高、使用寿命短、运行维护难度大，因此产业界又将研究兴趣重新转向以空气为工作载体的等离子体发生器。中国专利ZL02276174.8公开了一种大功率空气等离子体发生器，具有电极布置结构简单、制造成本低和工业运行维护方便等显著优点。但是，由于其阳极是由大阳极、第二阳极及小阳极分段组成，作为低功率等离子体发生器，其结构过于复杂，而且由于电极采用外水冷，导致散热效率低，影响了阳极、特别是大阳极使用寿命的提高。
发明内容
本实用新型的发明目的在：为用户提供一种结构简单、制造成本低、工业维护方便、使用寿命长的阳极内冷式低功率空气等离子体发生器。
本实用新型的发明目的是通过实旋下述技术方案来实现的：
一种阳极内冷式低功率空气等离子体发生器，由外壳，装于其内彼此分离自上而下设置的发射阴极、绝缘层、小阳极、绝缘层及大阳极，对阴极与阳极分别进行冷却的管路，对由阴极和阳极组成的等离子体发生器腔体充以空气介质的充气管路，及在靠近阴极表面、于壳体上开有向阴极附近区域充以保护性惰性气体的充气通道，以及安装在大阳极壳体外壁上用以约束空气等离子体的磁场线圈组件所组成，其特征在于：大阳极是一个自身上下贯通的空芯圆柱体，在其侧壁里设置有空芯圆柱夹层，并在该夹层的内侧壁自上而下制有螺旋槽，大阳极侧壁内的这个空芯圆柱夹层及其螺旋槽形成了大阳极的水冷却通道。
附加技术特征是：①该空气等离子体发生器的发射阴极，由无镍不锈钢的外圆柱壳体、装于该壳体轴心处的同心无氧铜圆柱体、及嵌于该无氧铜圆柱体芯内由特种合金制成的圆柱芯组成。②包括充空气及惰性气体的充气管路、冷却阴极、小阳极及大阳极的水冷管路，均设置在该等离子体发生器的同一側。
本实用新型的工作原理如下：由等离子体弧电源提供等离子体发生器所需电能，并接通等离子体发生器所需工作气体和冷却水，调整到所需量值，启动高频发生器，阴极与小阳极间“点火”，在两极间引发等离子体电弧，启动直流接触器，使形成的等离子体电弧转移到大阳极上并喷射出去，整个工作程序完成。
本实用新型的优点是：①由于在阳极电路中取消了第二阳极，只分段设置有小阳极和大阳极，因此使设备结构简化，制造成本相应降低。②由于包括充空气及惰性气体的充气管路、冷却阴极、小阳极及大阳极的水冷管路，均设置在该等离子体发生器的同一側，因此使维护工作变得十分方便。③由于在大阳极侧壁内设置有空芯圆柱夹层及其螺旋槽，增加了大阳极的换热面积，使其水冷效果更好，因而降低了大阳极的烧伤，大大提高了使用寿命。
附图说明
图1为本实用新型纵剖结构示意图
图中标记：1为阴极引线，2为由特种合金制成的阴极柱芯，3为无氧铜制成的阴极柱，4为由无镍不锈钢制成的阴极圆柱外壳，5为惰性气体充气通道，6、12为空气充气通道，7、17为水冷却管路，8为小阳极，9、18为绝缘层，10为大阳极出水管，11为在大阳极侧壁空芯夹层的内侧壁上制有的螺旋槽，13为大阳极侧壁内的圆柱形空芯夹层，14为大阳极，15为约束空气等离子体的磁场线圈，16为空气等离子体发生器壳体，19为大阳极冷却水进管。
具体实施方式
15～60KW阳极内冷式空气等离子体发生器
本空气等离子体发生器，由不锈钢外壳16、装于其内自上而下安装的发射阴极、绝缘层18、小阳极8、绝缘层9、内冷式大阳极13、及装在大阳极壳体16外壁上的约束磁场线圈15组成；并且，分别在阴极圆柱外壳4和小阳极8外壳上，安装有冷却水管17、7；在大阳极13的外壳底部及顶部，分别安装冷却水进管19及出水管10；在靠近阴极表面、于壳体上开有向阴极附近区域，充以保护性惰性气体的充气通道5；穿过壳体外壁在小阳极8及大阳极13的侧壁上，分别安装有向等离子体发生器腔内充以空气介质的充气管路6、12；其中：发射阴极由阴极引线1、特种合金制成的阴极柱芯2、无氧铜制成的阴极柱3及无镍不锈钢制成的阴极圆柱外壳4组成。

Claims (3)

1、一种阳极内冷式低功率空气等离子体发生器，由外壳(16)，装于其内彼此分离自上而下设置的发射阴极、绝缘层(18)、小阳极(8)、绝缘层(9)及大阳极(14)，对阴极与阳极分别进行冷却的管路(17)(7)(10)(19)，对由阴极和阳极组成的等离子体发生器腔体充以空气介质的充气管路(6)(12)，及在靠近阴极表面、于壳体上开有向阴极附近区域充以保护性惰性气体的充气通道(5)，以及安装在大阳极(14)壳体外壁上用以约束空气等离子体的磁场线圈(15)各组件所组成，其特征在于：大阳极(14)是一个自身上下贯通的空芯圆柱体，在其侧壁内设置有空芯圆柱夹层(13)，并在该夹层(13)的内侧壁自上而下制有螺旋槽(11)，大阳极侧壁内的这个空芯圆柱夹层(13)及其螺旋槽(11)形成了大阳极的水冷却通道。
2、按照权利要求1所述的空气等离子体发生器，其特征在于：该空气等离子体发生器的发射阴极，由无镍不锈钢的外圆柱壳体(4)、装于该壳体轴心处的同心无氧铜圆柱体(3)、及嵌于该无氧铜圆柱体芯内由特种合金制成的圆柱芯(2)组成。
3、按照权利要求1或2所述的空气等离子体发生器，其特征在于：包括充空气及惰性气体的充气管路(6)(12)及(5)、冷却阴极、小阳极及大阳极的水冷管路(17)、(7)及(19)(10)均设置在该等离子体发生器的同一側。
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