[发明专利]气旋式低温等离子发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种气旋式低温等离子发生器。

背景技术

现有技术中，常用的等离子发生器，如中国专利200620013110.2所述，一般包括阴极、阳极、引弧装置以及将阴极、阳极连接的直流电源；阴极由可更换阴极头和阴极导电杆连接组成，可更换阴极头为圆柱筒形结构，且该可更换阴极头上加工有水冷环形槽；阳极为空心筒体，内部设置呈拉法尔喷管式结构，外围则与不锈钢套筒形成水冷环形槽。该类等离子发生器结构庞大、复杂；维修不便；同时，该等离子发生器采用的点对点产生电弧方式，易造成电极损伤，影响了阴阳极的使用寿命。

因此，有必要提供一种新型结构的等离子发生器，通过改变等离子发生器的阳极组件结构、阴极组件结构以及阳极组件与阴极组件之间的连接结构，以减化等离子发生器的结构，便于维修，节约成本。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种气旋式低温等离子发生器，采用圆筒形电极，通以旋转电离介质，产生高温高密度低温等离子流，大大降低了电极的损耗。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种气旋式低温等离子发生器，包括阳极组件、阴极组件、引弧器以及与阳极组件和阴极组件导通的直流电源，所述阴极组件，包括两端敞口设置的阴极壳体、内设空腔的阴电极以及阴极导电杆；阴极壳体的上端与阴极顶盖封接，且阴极壳体的内壁面加工有阴极水冷环形槽；阴极外壁的两端分别与阴极水冷环形槽上下两侧的凸缘对应地液密封连接；阴极导电杆的一端伸出阴极顶盖后与阴极接线板固紧，另一端则置于阴电极的内腔，且阴极导电杆、阴电极、阴极壳体以及阴极顶盖装配后形成阴极进气室，同时阴极外壳上对应地开设有与阴极进气室贯通的阴极电离介质进口以及分别与水冷环形槽连通的阴极冷却水进口和阴极冷却水出口，所述阴极导电杆与阴极的内腔通过螺纹连接后将阴极电弧控制器固定；所述阴极电弧控制器包括旋流件本体，该旋流件本体沿轴线开设有中心喷管；所述旋流件本体包括旋流圆柱段以及沿圆柱段的一端收缩延伸而成的旋流圆锥段，同时，所述旋流圆柱段的外表面开设螺旋槽；所述中心喷管、螺旋槽均通过阴极导电杆上开设的导流通孔与阴极进气室连通，且中心喷管由锥段喷管以及沿锥段喷管细端延伸而成的柱段喷管组成，所述柱段喷管开设于旋流圆锥段内，而锥段喷管则开设于旋流圆柱段内，且中心喷管的大端与阴极导电杆相邻；所述阳极组件，包括阳电极、阳极水套、阳极壳体以及阳极旋流环；阳极壳体紧靠着上端部的内壁设置凹槽，阳极旋流环的外圆面与凹槽槽底相对设置的敞口端部紧密配合封接，该阳极旋流环与凹槽槽底之间的空间形成阳极进气室；阳极旋流环的圆周方向均布2个以上的切向流孔；阳电极沿轴向开设用于等离子体喷射的喷管，且阳电极置于阳极旋流环的下方，同时阳电极的外表面与阳极壳体液密封连接；阳极水套置于阳极与阳极壳体之间，该阳极水套将阳极与阳极壳体之间的空间隔成连通的阳极冷却水出水室和阳极冷却水进水室；阳极壳体上分别开设有与阳极冷却水进水室贯通连接的阳极冷却水进口、与阳极冷却水出水室相贯通的阳极冷却水出口、与阳极进气室贯通连接的阳极电离介质进口以及用于安装引弧器的安置腔；所述阴阳极连接件，包括绝缘套筒，该绝缘套筒的一端与阴极螺纹连接，另一端则通过压紧法兰与与阳极连接。

所述阴极外壁与水冷环形槽之间的空间通过设置阴极水套分隔成连通的阴极冷却水进水室和阴极冷却水出水室；且阴极水套的一端与阴极水冷环形槽螺纹连接，阴极冷却水进口与阴极冷却水进水室连通，阴极冷却水出口则与阴极冷却水出水室连通。

所述阴极电离介质进口与阴极进气室的内壁垂直连接；阴极冷却水进口与阴极冷却水进水室内壁切向连接，阴极冷却水出口与阴极冷却水出水室内壁垂直连接；阳极电离介质进口与阳极进气室内壁切向连接；阳极冷却水进口、阳极冷却水出口分别与阳极冷却水进水室内壁上端面、阳极冷却水出水室内壁上端面对应地切向连接。

所述引弧器为高频引弧器，包括衔铁、线圈、绝缘支架以及探针；所述探针为钨针，线圈与电磁振荡器连接；衔铁的一端与绝缘支架铰接，另一端则与线圈相邻接；钨针一端与衔铁固定连接，另一端则穿过绝缘支架悬置。

根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：