[實(shí)用新型]內(nèi)置火花塞式交流等離子體發(fā)生器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220575363.4
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN202918578U
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王志剛;吳紹強(qiáng);張杰立;安惠欣;王碩;郭秉楠
• 申請（專利權(quán)）人: 航天環(huán)境工程有限公司
• 主分類號: H05H1/34
• 分類號: H05H1/34;H05H1/28
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及熱等離子體應(yīng)用技術(shù)，尤其是工業(yè)用連續(xù)運(yùn)行的一種內(nèi)置火花塞式交流等離子體發(fā)生器。

背景技術(shù)

目前，熱等離子體技術(shù)已逐步在國防、航空、冶金、電力、環(huán)保、機(jī)械加工等各個(gè)領(lǐng)域及行業(yè)得到應(yīng)用。在實(shí)際工程中，直流等離子體發(fā)生器用的更多一些，原因是：直流等離子槍采用直流電源，引弧成功后正負(fù)極之間即建立起穩(wěn)定的電弧，引弧裝置只要成功引燃一次，就可以退出運(yùn)行，等離子體發(fā)生器仍可繼續(xù)工作；同時(shí)，由于電源內(nèi)阻大，采用串聯(lián)或并聯(lián)方式都能順利起弧，技術(shù)比較成熟。而交流等離子體發(fā)生器采用交流電源，由于電源是交變的，前后電極交替改變電流方向，一旦到達(dá)零點(diǎn)，電弧就熄滅（斷?。Ｒ虼耍殡S等離子槍的運(yùn)行全過程，連續(xù)引弧是必須的，這就要求引弧裝置在每一個(gè)交變周期都要可靠、穩(wěn)定的引弧，否則等離子槍無法正常工作。若引弧電路與主電路采用并聯(lián)，由于交流電源內(nèi)阻很低，高頻信號直接從電源內(nèi)部短路，在等離子槍的兩極之間沒有高頻信號，無法引弧，這已被證明是行不通的。目前解決的方法是采用串聯(lián)方式，即：引弧電路與主電路串聯(lián)，將高壓高頻信號疊加在交流工頻電源上，靠由鐵氧體磁芯制作高頻變壓器耦合完成。高頻變壓器的初級是匝數(shù)較多的絕緣導(dǎo)線，次級則用與主電路導(dǎo)線截面相當(dāng)?shù)膶?dǎo)體，可通過電弧電流，初級線圈上的高壓高頻振蕩電流通過磁芯耦合到了次級，并疊加在交流電源中。實(shí)際工作中，主電路先接通，由于前后電極被空氣隔絕，主電路不通，不產(chǎn)生電弧。當(dāng)引弧裝置電源接通，高頻高壓信號把電極間的空氣介質(zhì)擊穿，產(chǎn)生放電火花，形成導(dǎo)電通道，主電路電源短路，建立起等離子電弧，完成引弧的工作。

由于串聯(lián)引弧方式直接把高頻高壓信號串接在主電路中，使電源系統(tǒng)受到污染，控制系統(tǒng)及電器元件在工作中易發(fā)生紊亂及故障，高頻高壓振蕩電路在工作中會(huì)產(chǎn)生大量的無線干擾，影響廠用電系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；高頻耦合變壓器制作困難（尤其是大電流等離子槍），造價(jià)高；火花塞在引弧中消耗的電熱能不能利用，白白浪費(fèi)，降低了引弧效率，火花塞電極截面小且不斷的燒蝕，導(dǎo)致火花間隙變大，同時(shí)受外界環(huán)境溫度及氣流的影響，高頻高壓震蕩信號不穩(wěn)定，頻率及參數(shù)不斷變化，使引弧可靠性降低。因此，采用串聯(lián)引弧的方法：引弧困難、不穩(wěn)定、影響的因素較多、不易掌控、投資高、維護(hù)量大。

通過檢索，北京光耀電力設(shè)備有限公司名為“一種不間斷交流等離子電弧供電裝置”，申請并獲實(shí)用新型專利（專利申請?zhí)枺?00820109599.2），它的原理就是上述的方法，其它尚未見公開的文獻(xiàn)及專利。

金屬交流等離子體發(fā)生器是近些年來發(fā)展起來的新技術(shù)，與直流等離子槍相比：交流等離子槍電極壽命長，電源簡單、投資少，維護(hù)量小，所以交流等離子槍更具有推廣和使用價(jià)值。但是，由于外置式火花塞引弧可靠差，高頻對外界影響大，致使交流等離子槍連續(xù)運(yùn)行不穩(wěn)定，對交流等離子槍的應(yīng)用推廣起到了阻礙作用，制約了它的發(fā)展，使交流等離子發(fā)生器在工業(yè)應(yīng)用中受到了極大的制約。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于摒棄現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種內(nèi)置火花塞式交流等離子體發(fā)生器，該發(fā)生器將火花塞與等離子槍融為一體，火花塞的一極引到槍內(nèi)金屬進(jìn)氣環(huán)上，另一極接到槍的后電極，使其在槍內(nèi)放電，產(chǎn)生電火花，達(dá)到引弧的目的。

本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種內(nèi)置火花塞式交流等離子體發(fā)生器，包括前電極組件、火花放電組件、后電極組件，前電極組件與后電極組件為同軸安裝，在前電極組件與后電極組件之間軸向安裝火花放電組件。

而且，所述前電極組件由前電極外殼、前電極夾層、前電極、前電極進(jìn)水口、前電極出水口構(gòu)成，前電極外殼為中空圓筒狀并制有同軸的前電極夾層，該前電極夾層內(nèi)同軸安裝前電極，夾層通冷卻水。

而且，所述火花放電組件由金屬進(jìn)氣環(huán)、絕緣件構(gòu)成，金屬進(jìn)氣環(huán)是火花塞的一極，切向鉆有進(jìn)氣孔，絕緣件為左右兩片呈圓環(huán)形。

而且，所述后電極組件由后電極外殼、后電極夾層、后電極及后電極進(jìn)水口、后電極出水口構(gòu)成，后電極外殼為盲孔的中空杯狀且在其內(nèi)制有同軸的夾層；后電極為杯狀并杯底朝后同軸安裝在后電極外殼的夾層內(nèi)，該夾層通冷卻水。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)及積極效果是：

1、本實(shí)用新型的引弧電路與主電源不形成閉合回路，避免了高頻高壓信號對一次電源的影響，提高了供電質(zhì)量和電氣元件的使用壽命。

2、本實(shí)用新型的火花塞在槍體內(nèi)放電，高頻信號被屏蔽，有效地減少了高頻無線信號對外界的干擾和污染，增加了系統(tǒng)的安全性。