[实用新型]阴极枪用阴极头、包括该阴极头的阴极枪及等离子发生器

说明书

技术领域

本实用新型属于等离子发生器领域，具体涉及一种阴极枪用阴极头、包括该阴极头的阴极枪及具有该阴极枪的等离子发生器。

背景技术

等离子发生器在高温热源方面的应用已经十分广泛，尤其是电弧等离子体发生器。其一般结构包括阴极部件、阳极部件、电机、冷却水系统、压缩空气系统等。上述结构中，阴极部件中的阴极头是引弧的核心部件，其工作环境相对比较恶劣使得其成为整个系统结构中易损件，其使用寿命直接影响着等离子发生器的工作效率和运行成本。

阴极头易损是由于其在引弧时通常处于高温环境中，使得阴极头的引弧发射头极易被氧化，从而减少了阴极头的使用寿命。在引弧过程中，使阴极头寿命减少的主要原因有两点：一是含氧量的多少影响阴极头的氧化程度；二是阴极头工作环境温度较高加速了其氧化速度。在现有技术中，采用的气体介质一般是常规空气，其含氧量基本不变，所以通常通过改变阴极头的工作环境温度来改善其易被氧化的现状，提升其使用寿命。

例如专利文献CN 201410574866.3中提出了一种等离子发生器的阴极冷却结构，用于降低阴极头的工作温度，其中的阴极结构由后座、阴极套和阴极头构成，该后座的回转体结构内有导流管，阴极套为中空回转体结构，阴极套的内空间构成冷却腔，阴极头嵌入到阴极套的前端内，阴极头的前端从阴极套中伸出，阴极头的后端为圆锥体的冷却尾突，冷却尾突伸入到冷却腔中，后座上的导流管伸入到阴极套的冷却腔中，导流管的出水口包围住阴极头后端的冷却尾突；导流管的外壁与后座壁体之间的空间构成回水通道，导流管的内空间构成导流通道，冷却水输入接口连通到导流通道，导流通道通过阴极头后端的冷却尾突周围空间连通到回水通道。该方案的冷却尾突采用圆锥形增加与冷却水的接触面积，这种结构尽管可以增加与冷却水的接触面积，一定程度上改善阴极头的工作温度。但是，这种结构因为要考虑到整体结构的小型化，其增加的接触面积有限，仍然存在冷却效果不佳，对阴极头的工作温度改善有限的问题。现有技术中也有将冷却尾突结构设计为半椭球形或半球形等其他结构形式，但仍然存在上述缺陷，导致现有的冷却水系统不能充分达到降低引弧发射头温度，提升其使用寿命的目的。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种阴极枪用阴极头、包括该阴极头的阴极枪及具有该阴极枪的等离子发生器，其中通过对阴极头冷却尾突结构的优化改进，从而大大增加与冷却水的接触面积，降低阴极头温度，提升阴极头的工作寿命。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供一种阴极枪用阴极头，其特征在于，包括：包括引弧发射头和设置于所述引弧发射头后端面并凸出该端面的冷却尾突，其中，所述冷却尾突为柱状结构，其外周表面沿轴向开设有多个沿柱体周向延伸的凹槽，作为冷却水接触的冷却槽。

作为本实用新型的进一步改进，在柱体外周壁周向上的多个所述凹槽沿周向均匀分布。

作为本实用新型的进一步改进，所述冷却槽在凸出端的宽度小于靠近引弧发射头后端面端部的宽度。

作为本实用新型的进一步改进，所述冷却槽的数量为3-8个。

作为本实用新型的进一步改进，所述冷却槽的最大深度为2～4mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述冷却槽的最大宽度为3～7mm。

按照本实用新型的另一个方面，提供一种阴极枪，其包括阴极套及上述阴极头，其中所述阴极套为中空筒体，其同轴套设在阴极头的冷却尾突上且其端面与所述引弧发射头后端面接触设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述阴极套中设置有冷却水进水通道和冷却水出水通道，其中阴极套筒体的中空内腔作为冷却水进水通道，且筒体筒壁开设有轴向孔，并与所述冷却水进水通道在端部相通，作为冷却水出水通道。

按照本实用新型的另一个方面，提供一种具有上述阴极枪的等离子发生器。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的阴极头中，对冷却尾突的结构进行改进，在其外周表面设置多个沿轴向布置的冷却槽，从而可以大大增加与冷却水的接触面积，提升冷却效果；

(2)本实用新型的阴极头中，仅需在阴极头上铣削数个一定深度、宽度的冷却槽就能有效降低阴极头的工作温度，结构简单，无需对现有冷却水系统进行调整，而且加工工艺简单，操作方便。

附图说明

图1是本实用新型实施例的阴极头与阴极套的结构配合的正视图；

图2是本实用新型实施例的阴极头与阴极套的结构配合的左视图；