本技術(shù)涉及離子體弧炬，具體涉及一種氣體冷卻等離子體弧炬。

背景技術(shù)：

1、氣體冷卻等離子體弧炬是一種用于使用氣體冷卻的，用于產(chǎn)生高溫的等離子體的裝置，它通過電弧放電將氣體加熱到極高的溫度，形成等離子體。這種技術(shù)在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用，包括但不限于材料加工、金屬切割、焊接、表面處理等。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的等離子體弧炬通常采用液相冷卻的方式以降低電極的溫度，從而達(dá)到減緩電極燒蝕的效果，這種做法，終因電極燒蝕導(dǎo)致放電間距離過大，放電難以持續(xù)而壽命終結(jié)，因此現(xiàn)有技術(shù)中的等離子體弧炬壽命一般也只有幾百個小時。

2、為解決等離子體弧炬壽命問題，現(xiàn)有技術(shù)中提供了較多的解決方案，例如現(xiàn)有專利ep08730062，公開了一組氣體冷卻的等離子電弧切割炬，該專利提供的技術(shù)方案用于切割或焊接金屬工件的等離子弧焊炬的噴嘴，具有中空主體，該中空主體提供熱傳導(dǎo)路徑，該熱傳導(dǎo)路徑在等離子弧焊炬的操作期間在主體和冷卻氣體流動通道之間傳遞熱量，但是該專利結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜制造難度相對較大。

3、應(yīng)該注意，上面對技術(shù)背景的介紹只是為了方便對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的說明，并方便本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解而闡述的。不能僅僅因為這些方案在本申請的背景技術(shù)部分進(jìn)行了闡述而認(rèn)為上述技術(shù)方案為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供了一種氣體冷卻等離子體弧炬，該裝置能夠?qū)﹄姌O提供多種模式有效的降溫方案，延長電極使用壽命，裝置結(jié)構(gòu)簡單且易于制造。

2、為解決上述技術(shù)問題，本實用新型具體提供下述技術(shù)方案：

3、一種氣體冷卻等離子體弧炬，包括套設(shè)在陰極電極的陽極電極，陰極電極與陽極電極之間設(shè)有絕緣陶瓷，

4、陰極電極為兩端開口且具有中空內(nèi)腔的柱套狀結(jié)構(gòu)，陰極電極底部是具有一定厚度的中空圓柱，圓柱與陰極電極采取一體化設(shè)計，陰極電極中部開始到圓柱頂端采取厚度均勻增加的斜坡設(shè)計。

5、陽極電極為兩端封口且具有中空內(nèi)腔的柱套狀結(jié)構(gòu)，陽極電極頂端為具有一定厚度且中心設(shè)有進(jìn)氣管的圓柱體，該圓柱體外徑大于圓柱體下端部分用以搭在絕緣陶瓷頂端以便進(jìn)行安裝，該圓柱體頂端外圍具有一圈突起連接電源。陽極電極為一體化設(shè)計，進(jìn)氣管一端口與陽極電極端部連接，另一端部設(shè)于陽極電極內(nèi)，進(jìn)氣管與陽極電極連接端的管徑向另一端部漸縮。

6、絕緣陶瓷為兩端封口且具有中空內(nèi)腔的柱套狀結(jié)構(gòu)，該柱狀套頂端向外突出一定厚度用于搭在陰極電極頂端以便進(jìn)行安裝。

7、本實用新型裝配后，陽極電極頂端向外突出部分搭接在絕緣陶瓷頂端，絕緣陶瓷頂端向外突出部分搭接在陰極電極頂端，絕緣陶瓷將陽極電極與陰極電極分開并整合成一個穩(wěn)定的整體。

8、陰極電極外側(cè)套設(shè)有散熱套管，散熱套管內(nèi)具有中空腔室，散熱套管側(cè)方設(shè)有與中空腔室連通的導(dǎo)流氣管，中空腔室內(nèi)壁螺旋環(huán)繞布設(shè)有導(dǎo)流件，導(dǎo)流件為條狀體結(jié)構(gòu)且兩端部截面不一。

9、冷卻氣冷通過散熱套管的一端導(dǎo)流氣管進(jìn)入散熱套管內(nèi)部的中空腔室，冷卻氣體經(jīng)過導(dǎo)流件，因為導(dǎo)流件為兩端截面不同的條狀結(jié)構(gòu)，可以使經(jīng)過的冷卻氣體分流，從而使冷卻氣體快速經(jīng)過，更高效率的帶走陰極電極散發(fā)的熱量，進(jìn)而通過散熱套管的另一端導(dǎo)流氣管排出，達(dá)到快速散熱的效果。

10、工作氣體通過進(jìn)氣管進(jìn)入陽極電極，進(jìn)氣管與陽極電極連接端的管徑向另一端部漸縮可以使進(jìn)入陽極電極的工作氣體匯聚在一起，壓力隨之增加，也確保進(jìn)入陽極電極的氣體第一時間可以進(jìn)入進(jìn)氣件，從而進(jìn)入放電間隙。

11、根據(jù)本實用新型一實施方式，陽極電極與陰極電極底面平齊設(shè)置，確保等離子體弧噴出時方向為基本垂直于陰極電極底面。且兩者具有間隔空間，間隔空間形成放電間隙，用以形成等離子體弧。

12、根據(jù)本實用新型一實施方式，陽極電極上端開設(shè)有與其中空內(nèi)腔連通的出氣孔，用以輔助陽極電極冷卻以及降低陽極電極內(nèi)部壓力。陽極電極下端開設(shè)有與其中空內(nèi)腔連通的氣孔且配設(shè)有出氣件，出氣件水平高度低于進(jìn)氣管位于陽極電極內(nèi)底端的水平高度，確保從進(jìn)氣管進(jìn)入陽極電極的氣體能第一時間通過出氣件進(jìn)入放電間隙。

13、根據(jù)本實用新型一實施方式，出氣件具有與陽極電極下端氣孔配設(shè)環(huán)形管體，可以擰入陽極電極下端氣孔并固定，環(huán)形管體上環(huán)繞開設(shè)有通孔，環(huán)形管體一端連接有與環(huán)形管體同軸且兩端貫通的延伸管體，延伸管內(nèi)壁和外壁均設(shè)有螺旋槽體，這些特殊結(jié)構(gòu)會對通過氣體進(jìn)行整流，以此形成旋流，降低高壓氣體對放電間隙的沖擊以及避免持續(xù)一個沖擊方向。

14、根據(jù)本實用新型一實施方式，陽極電極外部設(shè)有與進(jìn)氣管連通的進(jìn)氣總管，進(jìn)氣總管的另一端連接有氣瓶，用于為該等離子體弧炬提供工作氣體和冷卻氣體。

15、根據(jù)本實用新型一實施方式，進(jìn)氣總管上配設(shè)有壓力傳感器和流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)壓力反饋自動調(diào)整冷卻氣體的供應(yīng)，當(dāng)壓力傳感器檢測到數(shù)據(jù)異常，便會自動調(diào)節(jié)氣體的流量，保證該氣體冷卻等離子弧炬的設(shè)備安全。

16、根據(jù)本實用新型一實施方式，陽極電極連接有電源接口，以實現(xiàn)對等離子體弧炬提供電動力。

17、所述陽極電極和陰極電極選材自鎢、銅或它們的合金。

18、所述工作氣體與冷卻氣體采取單一惰性氣體或惰性氣體的混合物。

19、所述惰性氣體選自氬氣、氮氣、氦氣或它們的任意組合。

技術(shù)特征：

1.一種氣體冷卻等離子體弧炬，包括套設(shè)在陰極電極（20）內(nèi)的陽極電極（10），所述陰極電極（20）與陽極電極（10）之間設(shè)有絕緣陶瓷（30），

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體冷卻等離子體弧炬，其特征在于，所述陽極電極（10）為兩端封口且具有中空內(nèi)腔的柱套狀結(jié)構(gòu)，所述陽極電極（10）內(nèi)置有進(jìn)氣管（102），所述進(jìn)氣管（102）一端口與陽極電極（10）端部連接，另一端部設(shè)于陽極電極（10）內(nèi)，所述進(jìn)氣管（102）與陽極電極（10）連接端的管徑向另一端部漸縮。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體冷卻等離子體弧炬，其特征在于，所述陽極電極（10）與陰極電極（20）底面平齊設(shè)置，且兩者具有間隔空間，所述間隔空間形成放電間隙（104）。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種氣體冷卻等離子體弧炬，其特征在于，所述陽極電極（10）上端開設(shè)有與其中空內(nèi)腔連通的出氣孔（101），所述陽極電極（10）下端開設(shè)有與其中空內(nèi)腔連通的氣孔且配設(shè)有出氣件（103），所述出氣件（103）水平高度低于進(jìn)氣管（102）位于陽極電極（10）內(nèi)底端的水平高度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氣體冷卻等離子體弧炬，其特征在于，所述出氣件（103）具有與陽極電極（10）下端氣孔配設(shè)環(huán)形管體，所述環(huán)形管體上環(huán)繞開設(shè)有通孔，所述環(huán)形管體一端連接有與環(huán)形管體同軸且兩端貫通的延伸管體，所述延伸管內(nèi)壁和外壁均設(shè)有螺旋槽體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體冷卻等離子體弧炬，其特征在于，所述陽極電極（10）外部設(shè)有與進(jìn)氣管（102）連通的進(jìn)氣總管（106）。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種氣體冷卻等離子體弧炬，其特征在于，所述進(jìn)氣總管（106）上配設(shè)有壓力傳感器（120）和流量調(diào)節(jié)閥（110）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氣體冷卻等離子體弧炬，其特征在于，所述陽極電極（10）連接有電源接口（105）。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開一種氣體冷卻等離子體弧炬，屬于離子體弧炬技術(shù)領(lǐng)域，本裝置包括：套設(shè)在陰極電極內(nèi)的陽極電極，陰極電極與陽極電極之間設(shè)有絕緣陶瓷，陰極電極外側(cè)套設(shè)有散熱套管，散熱套管內(nèi)具有中空腔室，散熱套管側(cè)方設(shè)有與中空腔室連通的導(dǎo)流氣管，中空腔室內(nèi)壁螺旋環(huán)繞布設(shè)有導(dǎo)流件，導(dǎo)流件為條狀體結(jié)構(gòu)且兩端部截面不一。該裝置能夠?qū)﹄姌O提供多種模式有效的氣體冷卻降溫方案，延長電極使用壽命，裝置結(jié)構(gòu)簡單且易于制造。

技術(shù)研發(fā)人員：謝上川,楊杰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：麗水新川新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240604
技術(shù)公布日：2025/1/6