[實用新型]大功率等離子體火炬陰極

有效

• 申請號: 201721837052.X
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN207603981U
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發明（設計）人: 徐智;張浩
• 申請（專利權）人: 武漢天和技術股份有限公司
• 主分類號: H05H1/34
• 分類號: H05H1/34
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 胡茵夢

本實用新型公開了大功率等離子體火炬陰極，包括：陰極結構，其為空腔式結構，所述陰極結構的外表面形成有6?18條呈膛線形式或直線形式分布的凹槽；所述陰極結構由前端、中端和后端一體成型構成，陰極結構中端內腔為圓柱形結構，陰極結構前端由銜接處向前直徑逐漸變小，其變徑角為2°～20°；陰極結構后端由銜接處向后直徑逐漸變大，其變徑角為2°～20°；所述中端的長度與陰極結構的總長度比為1:1.5～3；水冷套，其套設于所述陰極的外部。本實用新型具有加強冷卻效果，及時帶走電弧作用于陰極的熱量，避免陰極被燒壞，延長陰極壽命。

技術領域

本實用新型涉及等離子體應用領域。更具體地說，本實用新型涉及大功率等離子體火炬陰極。

背景技術

等離子體火炬是一種能夠產生定向等離子體射流的放電裝置，已在等離子體化工、冶金、噴涂、噴焊、機械加工和氣動熱模擬實驗等領域中得到廣泛應用。近年以來，大型工業煤粉鍋爐的點火和穩燃傳統大多是采用等離子火炬點火的技術，能夠大幅度減少或取代重油點火，是一種高效節能的環保技術。

對于電弧熱等離子體火炬而言，陰極對其壽命的影響是最大的。通常陰極的性能好壞直接決定了整個等離子體火炬的性能。傳統的點陰極電弧完全落在陰極的中心點上，在小于120kw的條件下還能夠長時間的運行，當運行功率繼續升高，點陰極上的熱量很難被及時帶走，陰極壽命會急劇降低，往往幾十個小時就會燒壞。火電廠使用的煤揮發份低于30％時，小于120kw的等離子體火炬很難將煤粉點燃，這時就需要更高功率的等離子體火炬，將功率提高到200kw或300kw以上，傳統的點陰極完全無法滿足使用的要求。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種大功率等離子體火炬陰極，加強冷卻效果，及時帶走電弧作用于陰極的熱量，避免陰極被燒壞，延長陰極壽命。

為了實現根據本實用新型的這些目的和其它優點，提供了大功率等離子體火炬陰極，包括：

陰極結構，其為空腔式結構，所述陰極結構的外表面形成有6-18條呈膛線形式或直線形式分布的凹槽；所述陰極結構由前端、中端和后端一體成型構成，陰極結構中端內腔為圓柱形結構，陰極結構前端由銜接處向前直徑逐漸變小，其變徑角為2°～20°；陰極結構后端由銜接處向后直徑逐漸變大，其變徑角為2°～20°；所述中端的長度與陰極結構的總長度比為1:1.5～3；

水冷套，其套設于所述陰極的外部。

優選的是，所述陰極結構的壁厚為5-30mm，長度為200-600mm，內徑為20-60mm；

所述凹槽沿徑向截面的周長比陰極結構對應所述凹槽處的弧長2-8mm。

優選的是，所述水冷套包括過水法蘭、定位環、冷卻水進水槽以及冷卻水回水槽；

其中，所述過水法蘭與陰極結構的前端螺紋連接，所述定位環設置于所述陰極結構的尾端；所述過水法蘭和定位環之間由內向外依次設置有冷卻水進水槽和冷卻水回水槽；

所述冷卻水進水槽內壁與所述陰極結構外壁之間的間隙為2-6mm，所述冷卻水回水槽內壁與所述冷卻水進水槽外壁之間的間隙為2-6mm。

優選的是，冷卻水進水槽上設置有4～8個均勻分布且相互連通的第一過水槽，所述冷卻水回水槽上設置有4～8個均勻分布且相互連通的第二過水槽，所述第一過水槽和所述第二過水槽相互連通；

所述第一過水槽的徑向截面與所述第二過水槽的徑向截面的面積比為1:1～1.2。

優選的是，所述過水法蘭與所述陰極結構的前端通過第一密封圈密封，所述定位環與所述陰極結構的尾端通過第二密封圈密封。

優選的是，所述陰極結構的尾端沿徑向向外形成定位止口，所述定位止口上沿周向設置有4-6個均勻分布的扳手孔。

本實用新型至少包括以下有益效果：。