[发明专利]用于等离子体燃烧器的阴极

说明书

技术领域

本发明属于等离子燃烧器领域，具体涉及一种用于等离子体燃烧器的电极，特别涉及一种用于等离子体燃烧器电极的阴极。

背景技术

直流电弧等离子体是研究与应用最广的一种热等离子的产生方式，目前用于许多领域的直流电弧等离子体发生器均存在阴极使用寿命较短，持续工作能力不强，工作中断后维护时间较长的问题，为使用过程中带来了许多不可控的因素，局限了热等离子体的范围，所以如何解决提高等离子体发生器阴极使用寿命问题，已经成为业内的重点关注的技术问题。

目前从技术上方面讲提高等离子体阴极使用寿命的方法主要从以下三点出发：第一点阴极材料的选择，第二点冷却结构的优化，第三点阴极类型的改进，通过实践应用及材料科学及经济性的考虑，前两者对阴极使用寿命并没有本质的改变，类型的改变可以提高阴极使用寿命，但是同样也带来断弧和程序的复杂化等问题。

因此，如何设计一种能够解决电极间拉弧不稳定、结构简单的用于等离子体燃烧器的阴极成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种用于等离子体燃烧器的阴极，采用塔形结构，每层分布放电尖端，分批次与阳极进行放电拉弧，通过最初的端头放电，在使用过程中消耗后，通过阴极驱动电机的作用下使电极向阳极方向移动，在阳极缩口出与下一层的放电尖端进行放电，弥补了由于端头电极的消耗从而导致的拉弧不稳定等因素，结构简单，有效减少使用过程中的维护时间，提高了电极的使用寿命和工作连续性，进一步拓宽了等离子燃烧器的适用范围。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种用于等离子体燃烧器的阴极，其特征在于，包括：阴极本体、多层放电尖端、电极端头和连结部，其中，

所述阴极本体为塔形结构；

所述电极端头设置在所述塔形结构的顶部，用于在阳极缩口处放电；

所述多层放电尖端的每一层分别设置在所述塔形结构的每个塔层的外圆周处，当所述电极端头和塔形阴极本体消耗后，所述多层放电尖端的每一层依次在阳极缩口处放电；

所述连结部设置于所述阴极本体的另一端，与阴极通道管固定连接。

进一步的，还包括驱动电机和移动滑轨，所述驱动电机、移动滑轨和连接所述阴极本体的阴极通道管顺序连接，驱动所述阴极本体向阳极方向移动。

进一步的，所述阴极本体与燃烧器内的所述阴极通道管的一端通过绝缘套管连接，所述阴极通道管设置于空气管或煤气管内，中空的阴极通道管内设有阴极导线设，用于使空气管或煤气管内的阴极与电源连接，当电源接通时在空气管路中的阴极与阳极相交的狭窄通道处和天然气管路中的阴极与阳极相交的狭窄通道处形成电弧。

进一步的，位于阳极缩口处的所述狭窄通道中，阴极与阳极间的间隙为3~5mm。

进一步的，所述连接部位于所述阴极本体的尾部，所述连接部包括连接螺纹和安装螺母。

进一步的，所述塔形结构的后层塔直径为前一层塔直径的1.25~1.3倍，所述塔形结构的后层塔长度为前一层塔长度的1.5~2倍，所述电极端头直径为次级塔层直径的1/3或1/4。

进一步的，每层放电尖端布置角度依次增加2°。

进一步的，所述塔形结构为三层，所述多层放电尖端包括二次放电尖端和三次放电尖端，所述二次和三次放电尖端分别均匀设置在对应塔层上。

进一步的，所述二次放电尖端按所在塔层的外径均匀分布，尖端之间夹角为20°~30°，尖端的高度为3~5mm；所述三次放电尖端按所在塔层的外径均布，尖端之间夹角为15°~25°，尖端的高度为5~8mm。

进一步的，所述阴极为一体设计，材质为紫铜，所述阳极材质为紫铜。

本发明的有益效果在于：

（1）解决了由于端头电极的消耗从而导致的拉弧不稳定等因素，结构简单；

（2）有效减少使用过程中的维护时间，提高了电极的使用寿命和工作连续性，进一步拓宽了等离子燃烧器的适用范围。

附图说明

图1为本发明用于等离子燃烧器的阴极示意图。

图2为本发明用于等离子燃烧器的阴极剖视图。

图3为等离子燃烧器结构图。

其中，1、阴极本体2、电极端头3、安装螺母4、连接螺纹5、二次放电尖端6、三次放电尖端7、驱动电机8、移动滑轨10、阳极缩口。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。