[實用新型]一種采用接觸引弧方式的等離子體炬裝置

有效

• 申請號: 201922210664.1
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN211240242U
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 高嶺;王衛民;張百靈;陳小林;李博;惠曉暉;陳威仰;王陽
• 申請（專利權）人: 西安空天能源動力智能制造研究院有限公司
• 主分類號: H05H1/34
• 分類號: H05H1/34;H05H1/28
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本實用新型公開了一種采用接觸引弧方式的等離子體炬裝置，包括陰極組件、進氣組件和陽極組件，其中陰極組件套設于進氣組件內部，所述進氣組件套設于陽極組件內部，其中陰極組件、進氣組件和陽極組件同軸，所述陰極組件和陽極組件分別外接電源，其中陽極組件的軸向尺寸大于陰極組件和進氣組件，所述陽極組件包括陽極進水通道(4)、陽極回水通道(6)、第一陽極(8)和第二陽極(11)，其中陽極回水通道(6)同軸套裝于陽極進水通道(4)外側，其中陽極進水通道(4)一端開口連接陽極回水通道(6)的端部構成陽極冷卻水流回路，所述第一陽極(8)和第二陽極(11)密封連接并列套裝于陽極進水通道(4)內側一端部。

技術領域

本實用新型屬于等離子體技術領域，尤其涉及一種采用接觸引弧方式的等離子體炬裝置。

背景技術

熱等離子體是指等離子體中重粒子溫度在3000K到30000K范圍之間的等離子體，主要由自由電子、離子和中性粒子(原子、原子團和分子)組成，各組分之間近似處于局部熱力學平衡狀態即溫度近似相等。熱等離子體具有高溫、高速、高能密度等特點，并且含有一定數量的帶電粒子，可以完成許多過去不能實現的化學工藝過程。熱等離子體既可以通過大電流的直流放電得到，即在外加電場條件下，氣體介質中所存在的大量自由電子在受到電場作用后加速到一定程度，就會使得中性原子或分子電離，從而獲得更多自由電子，后面產生的電子將持續產生類似過程，氣體中存在大量的自由電子使得氣體成為導電介質，這個由絕緣轉變為導電狀態的過程稱為擊穿。例如：自由弧、轉移弧、非轉移弧；也可以在大氣壓下通過交流電弧放電、射頻放電、微波放電、化沖放電、激光加熱得到。直流非轉移弧等離子體炬裝置具有裝置簡單、功率大、價格便宜、能量轉化效率高等優點，被廣泛應用于切割、焊接、噴涂、冶金、材料、化工和廢物處理等工業領域。

現有等離子體炬一般采用間隙引弧的方式，即陰極和陽極之間有一定的間隙，引弧時在正常供電的基礎上，還需要在陰極和陽極之間施加一個很高的電勢差，待陰極和陽極之間的間隙被擊穿之后，再將高壓模塊關閉。這種方式，陰極和陽極之間的電勢差取決于陰極和陽極之間的間隙、陰極和陽極之間的氣流壓力等參數，在實際工作過程中，很容易出現引弧失敗的現象，同時，高壓模塊工作過程中產生的電磁干擾對供電系統也有很大影響，嚴重時需要進行電磁屏蔽。

在等離子體炬的實際應用中，由于電弧的分流現象，弧根往往是在電極表面的一個固定范圍內往復運動，如果工作時間比較長的話，電極很容易被燒壞，從而導致等離子體炬不能正常工作，因此研發一種采用接觸引弧方式、將弧根固定在具體區域的等離子體炬裝置很有市場前景。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種采用接觸引弧方式的等離子體炬裝置，克服了現有技術中1：現有等離子體炬采用間隙引弧的方式，陰極和陽極之間的電勢差取決于陰極和陽極之間的間隙、陰極和陽極之間的氣流壓力等參數，在實際工作過程中，很容易出現引弧失敗的現象；2：高壓模塊工作過程中產生的電磁干擾對供電系統也有很大影響，嚴重時需要進行電磁屏蔽；3：現有等離子體炬的實際應用中，由于電弧的分流現象，弧根往往是在電極表面的一個固定范圍內往復運動，如果工作時間比較長的話，電極很容易被燒壞，從而導致等離子體炬不能正常工作等問題。

為了解決技術問題，本實用新型的技術方案是：一種采用接觸引弧方式的等離子體炬裝置，包括陰極組件、進氣組件和陽極組件，其中陰極組件套設于進氣組件內部，所述進氣組件套設于陽極組件內部，其中陰極組件、進氣組件和陽極組件同軸，所述陰極組件和陽極組件分別外接電源，其中陽極組件的軸向尺寸大于陰極組件和進氣組件，所述陽極組件包括陽極進水通道、陽極回水通道、第一陽極和第二陽極，其中陽極回水通道同軸套裝于陽極進水通道外側，其中陽極進水通道一端開口連接陽極回水通道的端部構成陽極冷卻水流回路，所述第一陽極和第二陽極密封連接并列套裝于陽極進水通道內側一端部。