[發明專利]等離子體噴槍的陰極冷卻結構

無效

• 申請號: 201410574866.3
• 申請日: 2014-10-25
• 公開（公告）號: CN104320901A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 周開根
• 申請（專利權）人: 周開根
• 主分類號: H05H1/28
• 分類號: H05H1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及等離子體設備，特別是涉及到一種等離子體噴槍的陰極結構。

背景技術

當前，等離子技術已得到廣泛的應用，工業上應用于等離子點火、等離子噴涂、金屬冶煉、等離子加熱制造納米材料、切割、垃圾焚燒廢物處理等。等離子體的處理方式和一般的方式大不一樣，等離子體是在電離層或放電現象下所形成的一種狀態，伴隨著放電現象將會生成了激發原子、激發分子、離解原子、游離原子團、原子或分子離子群的活性化學物以及它們與其它的化學物碰撞而引起的反應。在等離子體發生器中，放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態，經相互碰撞而產生高溫，溫度可達幾萬度以上。

等離子熱解水制氫技術是最近幾年提出來的水制氫候選技術之一，因為水是一種相當穩定的物質，在常壓條件下，溫度在2000K時水分子幾乎不分解，2500K時有25%的水發生分解，3400～3500K時氫氣和氧氣的摩爾分數達到最大，分別為18%和6%，當溫度達到4200K以上時，水分子將全部分解為氫氣、氫、氧氣、氧和氫氧原子團，一般的加熱方式難以達到這么高的溫度，而使用等離子體噴槍則能做到；應用等離子體噴槍處理危險有害的廢棄物和生活垃圾，使氣化爐不需輸入空氣或氧氣，使生活垃圾轉化的合成氣品質好，達到化工原料的要求，合成氣再通過后級設備生產甲醇或二甲醚產品，實現資源化和無污染處理生活垃圾；在煤氣化生產線上如利用等離子體噴槍把水蒸汽加熱分解后再噴入氣化爐內，與煤炭進行化學反應，所發生的反應是放熱反應，使氣化爐不需輸入空氣或氧氣助燃，生產的合成氣中氫氣的分數比例高，廢氣的含量低，實現節能減排。

等離子體噴槍的陰極是發射電子的部件，由于承受電流的沖擊和數萬度的高溫燒灼，因此，陰極的頭部很容易被燒蝕而致損壞，不僅影響生產，而且增加生產成本。

發明內容

本發明的目的是要克服現有等離子體噴槍的陰極容易被燒蝕的缺點，提供一種等離子體噴槍的陰極冷卻結構，使陰極不易被燒蝕，以延長等離子體噴槍的使用周期，提高生產效率及節約生產成本。

本發明的一種等離子體噴槍的陰極冷卻結構，其特征是陰極冷卻結構由后座（1）、陰極套（2）和陰極頭（3）構成，其中，后座（1）為中空回轉體結構，后座（1）的回轉體結構內有導流管（1-4），在后座（1）的回轉體結構上有冷卻水輸入接口（1-5）和冷卻水輸出接口（1-6），在后座（1）回轉體前端的壁體內側有螺紋槽口（1-1）；陰極套（2）為中空回轉體結構，陰極套（2）后部的壁體外側有安裝螺口（2-2），安裝螺口（2-2）與后座（1）上的螺紋槽口（1-1）進行配合，陰極套（2）的內空間構成冷卻腔（Ⅰ）；陰極頭（3）為實體回轉體結構，陰極頭（3）嵌入到陰極套（2）的前端內，陰極頭（3）的前端從陰極套（2）中伸出，陰極頭（3）的后端為圓錐體的冷卻尾突（3-2），冷卻尾突（3-2）伸入到冷卻腔（Ⅰ）中；陰極套（2）攜陰極頭（3）安裝在后座（1）的回轉體前端，后座（1）上的導流管（1-4）伸入到陰極套（2）的冷卻腔（Ⅰ）中，導流管（1-4）的出水口包圍住陰極頭（3）后端的冷卻尾突（3-2）；導流管（1-4）的外壁與后座（1）壁體之間的空間構成回水通道（Ⅲ），導流管（1-4）的內空間構成導流通道（Ⅱ），冷卻水輸入接口（1-5）連通到導流通道（Ⅱ），導流通道（Ⅱ）通過陰極頭（3）后端的冷卻尾突（3-2）周圍空間連通到回水通道（Ⅲ），回水通道（Ⅲ）連通到冷卻水輸出接口（1-6）。本發明中，在后座（1）回轉體的外側有連接螺紋（1-3）；陰極套（2）的前端為由后向前縮小的圓錐臺結構，其圓錐角度（a）為60°-120°；陰極套（2）的前端內側有限位階環（2-1），陰極頭（3）嵌入段后端的外側有凸緣（3-3），凸緣（3-3）與限位階環（2-1）配合對陰極頭（3）進行定位；陰極頭（3）的前端為圓弧面；導流管（1-4）的前端為喇叭口結構，喇叭口構成喇叭導流口（1-2），喇叭導流口（1-2）的擴張角度與陰極頭（3）后端的冷卻尾突（3-2）的圓錐角度相同。