[发明专利]一种具有冷却肋环的回转体阴极

说明书

技术领域

本发明涉及等离子设备，特别是涉及到一种等离子体喷枪的阴极。

背景技术

当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧和废物处理等。等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，在等离子体发生器中，放电作用使得气体分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，因此，等离子体火炬的中心温度可高达摄氏数万度以上，火炬边缘温度也可达到数千度以上，被处理的物质受到高温等离子体冲击时，其分子将会分解、原子将会重新组合而生成新的物质。

不同的应用场合对等离子设备的要求不同，当用于处理化工生产所排放有害废气或用于热解水制氢时，需要被加热介质具有较强的活性及在等离子喷枪内有足够的逗留时间，因此，对等离子体设备的设计提出了不同的要求。现有的等离子设备不能满足有害废气处理或热解水制氢的使用要求，并且，电极容易被烧蚀，使用寿命不长。

发明内容

本发明的目的是克服现有等离子体设备电极易烧蚀、使用寿命不长的缺点，提供一种具有冷却肋环的回转体阴极，用于热解水制氢或用于处理有害物质的等离子体设备中，使等离子设备满足有害废气处理或热解水制氢的使用要求，实现清洁燃烧，保护生态环境。

本发明的一种具有冷却肋环的回转体阴极，其特征是回转体阴极为等离子体喷枪的部件之一，回转体阴极安装在等离子体喷枪后部的阴极基座中，其中，回转体阴极（3）的轴向中心有前后贯通的圆柱形孔道，圆柱形孔道的前端内壁构成内环放电面（303），回转体阴极（3）前端的外壁构成嵌入面a（302），回转体阴极（3）后端的外壁构成嵌入面b（304），嵌入面a（302）与嵌入面b（304）之间的回转体外壁上有凸起的环圈，回转体外壁上的凸起环圈构成冷却肋环（301）；回转体阴极（3）以嵌入方式安装在阴极基座（2）中，阴极基座（2）的内壁与回转体阴极（3）的外壁之间有空间，阴极基座（2）内壁与回转体阴极（3）外壁之间的空间构成冷却水套（Ⅰ），冷却水套（Ⅰ）有冷却进水接口（205）接入和冷却出水接口（202）接出，阴极基座（2）的前端壁体上有嵌入口a（203），回转体阴极（3）的嵌入面a（302）紧密嵌入在阴极基座（2）前端壁体上的嵌入口a（203）中，阴极基座（2）的后部壁体上有嵌入口b（206），回转体阴极（3）的嵌入面b（304）紧密嵌入在阴极基座（2）后部壁体上的嵌入口b（206）中。

本发明中，回转体阴极（3）外壁上的冷却肋环（301）为一环以上，多环的冷却肋环均匀分布在回转体阴极（3）的外壁上；阴极基座（2）的后端有转接件（1）接入，转接件（1）的前端有向前伸出的旋流器（101），旋流器（101）呈矩形螺纹或梯形螺纹结构，旋流器（101）伸入到回转体阴极（3）的圆柱形孔道中，旋流器（101）的螺距空间构成螺旋通道，转接件（1）的体中空腔，转接体中的空腔构成气室（Ⅸ），气室（Ⅸ）的壁体上有通孔（102），转接件（1）的后端有加热介质输入接口（201），加热介质输入接口（201）连通到气室（Ⅸ），气室（Ⅸ）经过通孔（102）和旋流器（101）上的螺旋通道连通到回转体阴极（3）的圆柱形孔道中。

本发明在等离子体加热喷枪中应用，所述的等离子体加热喷枪包括阴极、阴极基座、阳极和绝缘架，其中，本发明的回转体阴极安装在阴极基座之中，阴极基座连接在绝缘架的后端上，阳极嵌入在绝缘架之中，阳极由前向后呈渐缩的喇叭形结构，阳极的后部中心有圆柱形的喉口，圆柱形的喉口构成压缩通道，阳极的喇叭形结构的内壁构成阳极的放电面，阳极的喇叭形结构的内空间构成离子弧通道，阳极外壁与绝缘架内壁之间的空间构成阳极的冷却水套，阳极的冷却水套有冷却水进口接入和冷却水出口接出，在绝缘架的后部有环形的工作气室，工作气室有工作气接口接入，在阳极的后端与回转体阴极的前端之间有工作气的气流通道，回转体阴极的内环放电面与阳极喇叭形内壁的放电面之间的空间构成放电区。