[發明專利]電極水冷一體化的超音速等離子體噴槍

無效

• 申請號: 201310398665.8
• 申請日: 2013-09-05
• 公開（公告）號: CN103458602A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 陳浩;陳雄;劉銳;薛海峰;王軼;鄭健
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H05H1/28
• 分類號: H05H1/28
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于熱等離子體技術領域，特別是一種電極水冷一體化的超音速等離子體噴槍。

背景技術

電弧熱等離子體具有高能量密度(107-109)/m³)、高亮度、高電導率、高熱導率等對工業應用十分有利的特性。從二十世紀七十年代開始，熱等離子體在工業領域的應用有很大的發展。例如，在機械加工領域，熱等離子體被廣泛地用于材料的焊接、切割和噴涂；在冶金領域，熱等離子體被用于金屬的熔化與重溶、保溫以及新冶煉工藝過程；在等離子體化工領域，熱等離子體被用于裂解煤、生產乙炔；在宇航領域，熱等離子體被用來做高溫氣體動力學實驗和熱防護材料的燒蝕實驗；在材料制取領域，熱等離子體被用于制取超細超純材料粉以及合成各種材料；在環境保護領域，它被用于處理垃圾和有毒廢物。超音速等離子體噴槍作為超音速熱等離子體的發生裝置，在工業應用中要求其具有長壽面、穩定性高、高效率等特性。

經過文獻檢索發現，名稱：一種超音速反應等離子噴涂槍（CN101289744A）和名稱：拉瓦爾陽極結構電弧等離子體炬（CN20198625U）這兩項專利中，公開的等離子體發生器中電極均采用獨立的水冷系統，結構非常復雜，容易造成拆裝和檢漏的困難。且公開的等離子體發生器中，陽極都為復雜構型的拉瓦爾陽極，燒蝕后更換困難且費用較高。

發明內容

本發明的目的在于針對現有超音速等離子體噴槍中水冷循環系統較為復雜，拉瓦爾陽極噴嘴難于更換且費用較高等技術不足，提供了一種結構簡單、低成本、易拆裝檢漏、電極水冷一體化、陽極易于更換的超音速等離子體噴槍。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種電極水冷一體化的超音速等離子體噴槍，包括陰極體、內絕緣套筒、外絕緣套筒、陽極座、可更換陽極；陰極體為中空管道，內部為陰極水冷通道，外絕緣套筒為圓筒狀中空結構，外絕緣套筒一端開有與陰極體外徑配合的通孔，與陰極體采用過渡配合，其外端面貼合定位于陰極體凸臺的一側，另一端為開口結構；陰極體位于外絕緣套筒外側的一端設有冷卻水出口；內絕緣套筒一端開有與陰極體外徑配合的通孔，與陰極體采用過渡配合，且其外端面貼合定位于外絕緣套筒內側，另一端為開口結構；陽極座為管裝結構；一端伸入內絕緣套筒的開口結構中，外端面貼合定位于內絕緣套筒內側；與內絕緣套筒過渡配合，另一端與外絕緣套筒的開口結構過渡配合；可更換陽極設置在陽極座的通孔中，與其過渡配合；外絕緣套筒與內絕緣套筒以及陽極座之間圍成水冷空腔，外絕緣套筒在水冷空腔一側的筒壁上開有外絕緣套筒冷卻水入口，陰極體在位于外絕緣套筒內的一側的管壁上開有陰極體冷卻水入口，內絕緣套筒上開有通道，連通水冷空腔和陰極體冷卻水入口；內絕緣套筒內設有儲氣空腔，儲氣空腔靠近陰極體的一端在外絕緣套筒的筒壁上開有工作氣體入口，與儲氣空腔連通，儲氣空腔與弧室連通。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：

（1）本發明將常規超音速噴槍水冷系統進行了最大程度的簡化。水冷一體化通道在內絕緣套筒、外絕緣套筒、陽極座以及陰極體空腔之間形成，同時在陽極座上設置了水冷加強筋，增大了水冷接觸面積，提高了冷卻效率，解決了現有技術中電極水冷效率低下的問題。

（2）本發明將復雜構型的拉瓦爾陽極噴嘴拆分成陽極座和可更換陽極，減少了陽極更換部分的材料，并使得燒蝕后的拉瓦爾陽極更易于更換，從而降低了成本。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1本發明一種電極水冷一體化超音速等離子體噴槍剖面示意圖。

圖中，1-陰極體、2-陰極體凸臺、3-工作氣體入口、4-內絕緣套筒、5-外絕緣套筒、6-O型密封圈、7-儲氣空腔、8-冷卻水入口、9-水冷空腔、10-陰極體水冷空腔、11-水冷加強筋、12-陽極座、13-可更換陽極、14-陰極體冷卻水入口、15-弧室

具體實施方式