電弧等離子體裝置的電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及等離子體設(shè)備，特別是涉及到一種等離子體裝置的電極。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，等離子技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，工業(yè)上應(yīng)用于等離子點(diǎn)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(xiàn)象下所形成的一種狀態(tài)，伴隨著放電現(xiàn)象將會(huì)生成了激發(fā)原子、激發(fā)分子、離解原子、游離原子團(tuán)、原子或分子離子群的活性化學(xué)物以及它們與其它的化學(xué)物碰撞而引起的反應(yīng)。在等離子體發(fā)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(tài)，經(jīng)相互碰撞而產(chǎn)生高溫，溫度可達(dá)幾萬(wàn)度以上，被處理的化工有害氣體受到高溫高壓的等離子體沖擊時(shí)，其分子、原子將會(huì)重新組合而生成新的物質(zhì)，從而使有害物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)。
[0003]研發(fā)一種結(jié)構(gòu)合理、適合其目標(biāo)產(chǎn)物應(yīng)用的等離子體裝置是本領(lǐng)域研發(fā)人員的任務(wù)，提高等離子體裝置的效率、減少電能消耗是本領(lǐng)域研發(fā)人員所追求的目標(biāo)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種適合處理化工有害氣體或熱解用途的等離子體裝置，并使裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理和效率高，以減少電能消耗。
[0005]本實(shí)用新型的一種電弧等離子體裝置的電極，包括第一電極1、第二電極2、支持件
3、穿心牽緊桿4、中繼接頭5和電磁驅(qū)動(dòng)組件，其特征是第一電極I為環(huán)形體結(jié)構(gòu);第二電極2為圓盤(pán)體結(jié)構(gòu)，第二電極2的中心有過(guò)孔，第二電極2的體中有凹槽2-2，凹槽2-2的槽口朝向外側(cè);支持件3為前端開(kāi)口的槽體結(jié)構(gòu)，槽體結(jié)構(gòu)的后端壁體中有通孔;穿心牽緊桿4為空心結(jié)構(gòu)，在穿心牽緊桿4的前端有內(nèi)六角大頭4-2，在穿心牽緊桿4的后部有牽緊螺頭4-1;第一電極I和第二電極2安裝在支持件3的前端，第一電極I和第二電極2進(jìn)行嵌套設(shè)置，第二電極2置于第一電極I的環(huán)形體之內(nèi)，第一電極I的內(nèi)壁與第二電極2的外壁之間空間構(gòu)成電離氣槽I;穿心牽緊桿4貫穿在第二電極2與支持件3的中心，穿心牽緊桿4后部的牽緊螺頭4-1從支持件3的后端壁體中的通孔中伸出；中繼接頭5中心有軸向貫通的孔道，中繼接頭5中心的孔道與穿心牽緊桿4的內(nèi)空間、第二電極2體中的凹槽2-2進(jìn)行相貫連通，中繼接頭5的前部為內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，中繼接頭5前部的內(nèi)螺紋旋合在穿心牽緊桿4后部的牽緊螺頭4-1上，中繼接頭5的后部為連接螺頭5-1，電磁驅(qū)動(dòng)組件安裝在中繼接頭5后部的連接螺頭5-1上，電磁驅(qū)動(dòng)組件由電磁線(xiàn)圈8和線(xiàn)圈骨架7組成，線(xiàn)圈骨架7的中心為貫通的軸向孔道，在線(xiàn)圈骨架7中心的軸向孔道中有驅(qū)動(dòng)桿6，具體實(shí)施時(shí)，引弧電極安裝在驅(qū)動(dòng)桿6的前部桿體中，穿心牽緊桿4的內(nèi)空間和中繼接頭5中心的孔道構(gòu)成引弧電極的伸縮滑道。
[0006]本實(shí)用新型中，在第一電極I的環(huán)形體中有環(huán)形槽，環(huán)形槽構(gòu)成環(huán)形氣室V，環(huán)形氣室V有介質(zhì)輸入接口 Π接入;在支持件3壁體的前端有切向氣槽3-4，環(huán)形氣室V通過(guò)切向氣槽3-4連通到電離氣槽I;支持件3槽體內(nèi)空間構(gòu)成環(huán)形冷卻腔3-1，穿心牽緊桿4的空心桿體構(gòu)成環(huán)形冷卻腔3-1的內(nèi)環(huán)壁體;在第二電極2的內(nèi)側(cè)有冷卻環(huán)槽2-1，冷卻環(huán)槽2-1與環(huán)形冷卻腔3-1相通，環(huán)形冷卻腔3-1有冷卻水進(jìn)口 IV接入和冷卻水出口 m接出；在中繼接頭5的體中有電刷12;驅(qū)動(dòng)桿6為空心結(jié)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)桿6中部和后部的空心桿體中有間隔設(shè)置的磁珠9和隔離珠11;在驅(qū)動(dòng)桿6上有用于伸縮限位的限位大頭6-1;在線(xiàn)圈骨架7的后端有定位鐵環(huán)10。
[0007]在等離子體裝置中，等離子體電弧在二個(gè)主電極之間產(chǎn)生，在二個(gè)主電極之間能維持等離子體電弧穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，二個(gè)主電極之間的空間距離越大，等離子體電弧的行程越長(zhǎng)，其電子相互碰撞的機(jī)會(huì)和次數(shù)就會(huì)更多，其能量就會(huì)越大，當(dāng)用于處理工業(yè)有害氣體時(shí)，有害氣體受到高溫高壓等離子體沖擊的強(qiáng)度會(huì)更大，其重新組合變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)的效率會(huì)更高。本實(shí)用新型利用引弧電極進(jìn)行引弧，先伸出引弧電極使二個(gè)主電極之間的引弧距離縮短，以降低引弧電壓，然后縮回引弧電極，使二個(gè)主電極之間產(chǎn)生高溫等離子體電弧。所述的二個(gè)主電極為引弧電極之外的電極。本實(shí)用新型采取伸縮式引弧的措施來(lái)使等離子體裝置的二個(gè)主電極之間的空間距離得到延長(zhǎng)，加大高溫等離子體電弧的能量，提高了效率和節(jié)省電能。
[0008]本實(shí)用新型在處理工業(yè)有害氣體領(lǐng)域中應(yīng)用或在固體廢物處置領(lǐng)域中應(yīng)用，為了進(jìn)一步提高等離子體裝置的效率，本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)中設(shè)置第一電極I和第二電極2，把第一電極I和第二電極2進(jìn)行嵌套設(shè)置，第二電極2置于第一電極I的環(huán)形體之內(nèi)，使第一電極I的內(nèi)壁與第二電極2的外壁之間的空間構(gòu)成電離氣槽I。應(yīng)用時(shí)，等離子體裝置的工作電源連接到第二電極2，10000V以上的高壓電源連接到第一電極I，再把工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣通過(guò)介質(zhì)輸入接口 Π輸入到到第一電極I壁體中的環(huán)形氣室V中，工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣由支持件3前端的切向氣槽3-4進(jìn)入第一電極I與第二電極2之間的電離氣槽I中，在電離氣槽I內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)氣流，便在電離氣槽I內(nèi)形成氣流隔離放電方式的電場(chǎng)，使工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣被電離而增加活性，被電離活化的工業(yè)有害氣體再在高溫等離子體電弧的作用下，更容易及更徹底被處理成中性的無(wú)害物質(zhì)，或被電離活化的水蒸氣更容易被分解而作為固體有機(jī)廢物的氣化劑應(yīng)用。
[0009]上述的實(shí)用新型在具體應(yīng)用中，在第一電極I的壁體上設(shè)置第一電氣接口15，在中繼接頭5的前端設(shè)置第二電氣接口 13，第二電氣接口 13通過(guò)穿心牽緊桿4的金屬桿體連接到第二電極以及通過(guò)電刷12連接到引弧電極，在等離子體裝置中設(shè)置第三電極19，第三電極19作為等離子體工作電源和高壓電源的公共電極，在第二電氣接口 13與第三電極之間接入的是等離子體工作電源，所述等離子體工作電源的特征是低電壓大電流，在第一電氣接口15與第三電極之間接入的10000V電壓以上的高壓電源，所述高壓電源的特征是高電壓小電流。工作時(shí)，10000V以上的高壓電源使第一電極I與第二電極2之間的電離氣槽I進(jìn)行氣流隔離方式的放電，同時(shí)使第二電極2與第三電極19之間進(jìn)行放電，等離子體工作電源使第二電極2與第三電極19之間形成高溫等離子體電弧，本實(shí)用新型是先使高壓電源作用在第一電極I與第二電極2之間的電離氣槽I中，對(duì)工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣進(jìn)行電離和活化，然后使高壓電源作用在第二電極2與第三電極19之間，通過(guò)引弧電極進(jìn)行第二電極2與第三電極19之間的引弧，使之產(chǎn)生高溫等離子體電弧，把工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣進(jìn)行目標(biāo)處理，其中，產(chǎn)生高溫等離子體電弧的電能由等離子體工作電源提供。
[0010]等離子體裝置運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生等離子體電弧的弧根在第二電極2的外端面上，為了避免引弧電極被燒結(jié)在第二電極2上而使引弧電極失去伸縮功能，本實(shí)用新型在第二電極2外側(cè)的體中設(shè)置凹槽2-2，使引弧作用完成后的引弧電極頭部與第二電極2壁體之間具有一定的空間距離。
[0011]上述的實(shí)用新型中，在驅(qū)動(dòng)桿6中部和后部的空心桿體中有間隔設(shè)置的磁珠9和隔離珠11，具體實(shí)施時(shí)，磁珠9選用永磁體材料，隔離珠11選用非磁性材料，各磁珠的極性進(jìn)行同向串聯(lián)設(shè)置，當(dāng)需伸出引弧電極時(shí)，對(duì)電磁線(xiàn)圈進(jìn)行正向通電，使電磁線(xiàn)圈中心產(chǎn)生的電磁力與驅(qū)動(dòng)桿6內(nèi)磁珠的磁力線(xiàn)進(jìn)行正方向配合，把驅(qū)動(dòng)桿6向前推移；當(dāng)需縮回引弧電極時(shí)，對(duì)電磁線(xiàn)圈進(jìn)行反向通電，使電磁線(xiàn)圈中心產(chǎn)生的電磁力與驅(qū)動(dòng)桿6內(nèi)磁珠的磁力線(xiàn)進(jìn)行反方向配合，把驅(qū)動(dòng)桿6向后移動(dòng)。本實(shí)用新型在線(xiàn)圈骨架7的后端有定位鐵環(huán)10，利用磁珠9的磁力，使驅(qū)動(dòng)桿6定位，從而使引弧電極定位在伸出位置或縮回位置。本實(shí)用新型利用電磁線(xiàn)圈和驅(qū)動(dòng)桿6來(lái)驅(qū)動(dòng)引弧電極，沒(méi)有機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且工作可靠。本實(shí)用新型只在需使驅(qū)動(dòng)桿6前行或后退的過(guò)程中對(duì)電磁線(xiàn)圈進(jìn)行通電，在驅(qū)動(dòng)桿6定位后，就可對(duì)電磁線(xiàn)圈斷電，實(shí)現(xiàn)節(jié)省電能和延長(zhǎng)電磁線(xiàn)圈的壽命。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:適合在處理工業(yè)有害氣體領(lǐng)域中應(yīng)用或在固體廢物處置領(lǐng)域中應(yīng)用，先使處理介質(zhì)進(jìn)行電離活化，再把處理介質(zhì)在高溫等離子體電弧的作用下進(jìn)行處理，更容易得到目標(biāo)產(chǎn)物。采取伸縮式引弧的措施來(lái)使等離子體裝置的二個(gè)主電極之間的空間距離得到延長(zhǎng)，加大高溫等離子體電弧的能量，提高了效率和節(jié)省電能。本實(shí)用新型利用電磁線(xiàn)圈及在驅(qū)動(dòng)桿6中間隔設(shè)置磁珠措施來(lái)驅(qū)動(dòng)引弧電極進(jìn)行伸出或縮回，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、工作可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的電弧等離子體裝置的電極結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的電極在引弧初始狀態(tài)時(shí)的不意圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型的電極在形成高溫等離子體電弧時(shí)的示意圖。
[0016]圖中:1.第一電極，2.第二電極，2-1.冷卻環(huán)槽，2-2.凹槽，3.支持件，3_1.環(huán)形冷卻腔，3-2.密封槽，3-3.安裝螺頭，3-4.切向氣槽，4.穿心牽緊桿，4_1.牽緊螺頭，4_2.內(nèi)六角大頭，5.中繼接頭，5-1.