[發(fā)明專利]大功率V型等離子炬

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310640807.7
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104703376A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃崢嶸;徐勇;熊新陽;慕龍;李自兵;李永宏;劉軍;池建忠
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆天業(yè)(集團)有限公司;新疆兵團現(xiàn)代綠色氯堿化工工程研究中心（有限公司）
• 主分類號: H05H1/34
• 分類號: H05H1/34
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于作業(yè)工具的改進，涉及一種等離子炬，尤其是涉及一種大功率V型等離子炬。

背景技術(shù)

隨著等離子技術(shù)在材料、能源、信息、化工、物理、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用日趨成熟，等離子炬也有了一定發(fā)展，河北省激光研究所公開了一種等離子炬專利，公開號為CN1099547A，專利文獻中詳細(xì)的闡述了歐洲和美國關(guān)于等離子炬的一些專利公布情況，筆者認(rèn)為這類等離子炬陰極和陽極之間的噴嘴距離小、電弧電壓就相對低，導(dǎo)致功率低，但是增加了電弧電流就加快了電極的燒蝕，而且要求冷卻的能量也加大，如果增加了陰極和陽極之間的距離，電壓、功率是可以提高，可是卻帶來了電弧的不穩(wěn)定；雙陽極結(jié)構(gòu)的等離子炬雖然能解決上述問題，可是由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不易而未被采用。為此，河北省激光研究所介紹了一種等離子炬，在不增加電弧電流的情況下，將電弧電壓提高數(shù)倍，此類等離子炬很好的解決了上述存在的問題，也提高了功率，調(diào)試、操作也相對簡單，但是，這種等離子炬和直線炬陽極消耗太快、效率也不是很理想、在工業(yè)化過程中達(dá)到的功率和運行時間也都有限，因此，提供一種既能大幅度提高功率，壽命長而且熱效率高的大功率等離子炬是等離子技術(shù)工業(yè)化的關(guān)鍵點。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目在于解決直線等離子炬功率低、壽命短、效率低等問題，進而提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、大功率，長壽命、高效率的一種大功率V型等離子炬。

實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種大功率V型等離子炬，由陰極、陽極、電極組件、射流混合室構(gòu)成，陰極和若干電極組件依次組成陰極臂，陽極和若干電極組件依次組成陽極臂，陰極臂與陽極臂呈V型連接在在射流混合室上；其特征在于等離子體炬電弧的內(nèi)腔呈V型結(jié)構(gòu)，陰極、陽極分別位于V型結(jié)構(gòu)的兩個端點，射流混合室位于V型結(jié)構(gòu)底部；工作時，等離子體弧由陰極和陽極激發(fā)，電弧通過若干電極組件構(gòu)成的通道，在射流混合室匯合形成一條V字型電弧，炬的功率由V字型電弧長度決定，電弧長度由電極組件的數(shù)量決定。

上述的一種大功率V型等離子炬，于等離子體炬呈V型結(jié)構(gòu)，等離子體炬內(nèi)腔等離子體弧通道呈V型。

上述的一種大功率V型等離子炬，其陰極臂、陽極臂成一定的角度，角度范圍為50°—100°之間。

上述的一種大功率V型等離子炬，陰極臂、陽極臂的電極組件數(shù)量相同，產(chǎn)生的等離子體電弧長度相等。

上述的一種大功率V型等離子炬，陰極臂、陽極臂的電極組件上設(shè)有引弧裝置，保證較長的等離子體弧引弧。

上述的一種大功率V型等離子炬，電極組件用于束縛電弧在中間電極的軸向通道內(nèi)。

上述的一種大功率V型等離子炬，陰極臂、陽極臂的電極組件上設(shè)有冷卻裝置，用于等離子體炬的電極組件散熱。

上述的一種大功率V型等離子炬，電極組件內(nèi)部設(shè)有氣體分配裝置，氣體分配裝置使進入電極組件內(nèi)部后氣體是旋轉(zhuǎn)的，其氣體旋轉(zhuǎn)方向是，陰極臂內(nèi)逆時針，陽極臂內(nèi)順時針，或者是陰極臂內(nèi)順時針，陽極臂內(nèi)逆時針，或者是陽極臂內(nèi)和陽極臂內(nèi)旋轉(zhuǎn)方向一致。

上述的一種大功率V型等離子炬，電極組件的軸向通道與中間電極的軸向通道在同一個空間位置。

本發(fā)明是通過改變等離子體炬的結(jié)構(gòu)形式，改變等離子體弧的形狀，使等離子體炬功率增大、效率提高，壽命增長，具體的講，通過對等離子炬V型結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使陰極和陽極設(shè)置于V型結(jié)構(gòu)的兩個端點，陰極和陽極與電弧導(dǎo)電的端面很小，受熱面積小，通過在陰極和陽極通入少量的惰性氣體，減少陰陽兩極的燒損和熱損失，相比直線炬的陽極在炬的出口處，電弧直接收陽極，所以陽極是直線等離子體發(fā)生器熱負(fù)荷和損耗最大的部分，V型炬出口沒有這種陽極，通過氣流保護使電弧位于電極和射流混合室通道內(nèi)，不與通道壁接觸，這樣就極大的減少了出口處電極和射流混合室的熱負(fù)荷和熱燒損，因此,本發(fā)明的V型炬較直線等離子體炬的壽命長，熱效率較高。

直線炬隨著功率的增大陽極熱負(fù)荷和熱燒損就越大，通常直線炬的功率不宜設(shè)計的太大，而本發(fā)明的V型炬在相同功率下，陰極或陽極熱負(fù)荷較小，減小陰極和陽極的熱燒損。

本發(fā)明可用于石油裂解、垃圾處理、煤制乙炔，乙烯、煤氣化、金屬冶煉等領(lǐng)域。它還具有環(huán)境污染，能耗小、操作簡便等優(yōu)點。

附圖說明

圖１是本發(fā)明的一種大功率V型等離子體炬結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的一種大功率V型等離子炬中電極組件結(jié)構(gòu)示意圖。