[發明專利]輸入功率可調的電弧加熱等離子體噴槍

在審

• 申請號: 201510053627.8
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104602430A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 杜鎮志;陳雄;朱亮;楊海;李映坤;劉銳;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;H05H1/34
• 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，特別是一種輸入功率可調的電弧加熱等離子體噴槍。

背景技術

等離子體作為物質的第四態，其中包含大量的電子、離子以及中性粒子，這些粒子處于一種局部熱平衡狀態，其具有高能量密度、高亮度、高電導率、高熱導率等特性，這些性質決定等離子體在工業領域有很大的應用空間。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。電弧熱等離子體技術現已被廣泛應用于機械、化工、材料以及航空宇航各領域。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；在化工領域，熱等離子體被用于裂解煤、生產乙炔等；在材料領域，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；在宇航領域，熱等離子體被用來做航空航天動力裝置和熱防護材料的燒蝕實驗。在工業應用中，電弧加熱等離子體噴槍作為熱等離子體的發生裝置，要求其具有穩定性高、高效率、長壽命等特性。

然而傳統的等離子體噴槍采用獨立的水冷系統，結構非常復雜，電極易燒蝕，輸入功率不可調等缺點。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、低成本、電極水冷一體化的輸入功率可調的電弧加熱等離子體噴槍。

實現本發明目的的技術解決方案為：

一種輸入功率可調的電弧加熱等離子體噴槍，包括陽極、內絕緣套筒、陰極、驅動螺桿、端蓋和外絕緣套筒；內絕緣套筒間隙設置在外絕緣套筒腔體內，內絕緣套筒的一端固連有陽極，另一端有對稱的兩個端腳，兩個端腳相對的面上對稱設置滑塊，內絕緣套筒的端腳與端蓋固連，驅動螺桿與端蓋轉動配合，并由驅動螺桿周向上的限位凸環在軸向上限位，驅動螺桿伸出端蓋的一端為驅動螺桿調節柄，陰極一端為內部中空的陰極水冷空腔，另一端為與驅動螺桿配合的驅動螺孔，陰極外壁上的滑槽與滑塊滑動配合，陰極水冷空腔通過陰極、內絕緣套筒和陽極上的水冷通道與陽極水冷空腔連通，陰極上開有與陰極水冷空腔連通的冷卻水入口，陽極上開有與陽極水冷空腔連通的冷卻水出口，陰極上冷卻水通道的兩側陰極外壁與內絕緣套筒的內壁密封配合，外絕緣套筒和內絕緣套筒上開有連通的工作氣體通道，工作氣體通道與陽極噴嘴連通。

本發明與現有技術相比，其顯著優點：

(1)本發明通過調節陰陽極間距來調節噴槍的輸入功率，從結構上實現電弧加熱等離子體噴槍中輸入功率可調。

(2)本發明通過陰陽極水冷一體化回路，避免水冷系統復雜而造成的拆裝和檢漏的困難，并通過陽極水冷面與陽極噴嘴收縮擴張面一致，增大水冷接觸面，將電弧加熱等離子體噴槍水冷系統進行了最大程度的簡化，提高了冷卻效率。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1是本發明輸入功率可調的電弧加熱等離子體噴槍的總體結構示意圖。

具體實施方式

結合圖1：

本發明一種輸入功率可調的電弧加熱等離子體噴槍，包括陽極1、內絕緣套筒2、陰極3、驅動螺桿4、端蓋6和外絕緣套筒7；內絕緣套筒2間隙設置在外絕緣套筒7腔體內，內絕緣套筒2的一端固連有陽極1，另一端有對稱的兩個端腳，兩個端腳相對的面上對稱設置滑塊2-2，內絕緣套筒2的端腳與端蓋6固連，驅動螺桿4與端蓋6轉動配合，并由驅動螺桿4周向上的限位凸環在軸向上限位，驅動螺桿4伸出端蓋6的一端為驅動螺桿調節柄4-1，陰極3一端為內部中空的陰極水冷空腔3-5，另一端為與驅動螺桿4配合的驅動螺孔3-3，陰極3外壁上的滑槽3-2與滑塊2-2滑動配合，陰極水冷空腔3-5通過陰極3、內絕緣套筒2和陽極1上的水冷通道與陽極水冷空腔1-4連通，陰極3上開有與陰極水冷空腔3-5連通的冷卻水入口3-4，陽極1上開有與陽極水冷空腔1-4連通的冷卻水出口1-5，陰極3上冷卻水通道的兩側陰極3外壁與內絕緣套筒2的內壁密封配合，外絕緣套筒7和內絕緣套筒2上開有連通的工作氣體通道2-3，工作氣體通道2-3與陽極噴嘴1-1連通。

陰極3上開有陰極冷卻水通道3-1，內絕緣套筒2上開有內絕緣套筒冷卻水通道2-1，陽極1上開有陽極冷卻水通道1-3，陰極水冷空腔3-5與陽極水冷空腔1-4依次通過陰極冷卻水通道3-1、內絕緣套筒冷卻水通道2-1和陽極冷卻水通道1-3連通，上陰極冷卻水通道3-1與內絕緣套筒冷卻水通道2-1銜接處在內絕緣套筒2上設置有空腔，陰極冷卻水通道3-1在陰極3軸向上的移動軌跡位于空腔的范圍內，空腔兩側的內絕緣套筒2內壁開有環形凹槽，環形凹槽內設置O型密封圈8。

陽極1的陽極水冷空腔1-4的形狀與噴嘴形狀一致相配合。