[实用新型]一种可控弧斑管式阴极结构

说明书

本实用新型属于热等离子体技术领域，具体涉及一种可控弧斑管式阴极结构，包括阴极、设于阴极外的阴极水冷套、设于阴极水冷套外部的磁场线圈，所述的阴极位于阴极水冷套内，两者同轴安装，阴极水冷套外部绕磁场线圈，并且阴极水冷套下端设有绝缘体。阴极采用管式结构，扩展阴极的烧蚀区域，进而提高阴极使用寿命。阴极结构简单，有效烧蚀区域面积大，使用寿命高。水冷套为中空圆柱体，与阴极表面具有一定空隙，强制冷却水先进入空隙，再返回外层，提高冷却效果。磁场线圈尽量提高匝数，在产生相同磁场强度下，降低电流，减少发热。

技术领域

本实用新型属于热等离子体技术领域，具体涉及一种可控弧斑管式阴极结构。

背景技术

热等离子体具有高温、高焓、高能量密度以及气氛可控等特点，已经广泛应用于切割、焊接、喷涂、材料制备、废物处理等领域。等离子体炬作为热等离子体的产生装置，在工业应用中要求等离子体炬具有高稳定性、高效率和长寿命等特性。

通常情况下，电弧等离子体炬包括阴极和至少一个阳极，电弧在阴极和阳极之间产生，并由工作气体将电弧热能带出，形成等离子体射流。

不同的应用领域对等离子体射流的要求不同。如等离子体切割要求射流速度快，强度高；等离子体废物处理要求射流截面积大，活性强。射流的不同需求就对等离子体炬的结构设计提出了不同的要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种阴极使用寿命较高的可控弧斑管式阴极结构。

本实用新型的技术方案如下：

一种可控弧斑管式阴极结构，包括阴极、设于阴极外的阴极水冷套、设于阴极水冷套外部的磁场线圈，所述的阴极位于阴极水冷套内，两者同轴安装，阴极水冷套外部绕磁场线圈，并且阴极水冷套下端设有绝缘体。

所述的阴极内部为中空的，其顶端封闭，下端开口，顶端加工开口作为阴极气体入口。

所述的阴极水冷套为底面开口的中空圆柱体，上端面加工安装孔，阴极上端位于安装孔内，阴极主体位于阴极水冷套内，并且阴极1底部与阴极水冷套底面开口密封连接。

所述的阴极水冷套内壁与阴极表面具有一定空隙，该空隙为冷却水通道，阴极水冷套上加工有阴极冷却水出入口和阴极冷却水出口。

所述的磁场线圈的匝数为250～300。

所述的阴极高度为150～170mm，半径为8～12mm

所述的磁场线圈与电源连接。

所述的电源输出电流为8～12A。

本实用新型的有益效果如下：阴极采用管式结构，扩展阴极的烧蚀区域，进而提高阴极使用寿命。阴极结构简单，有效烧蚀区域面积大，使用寿命高。水冷套为中空圆柱体，与阴极表面具有一定空隙，强制冷却水先进入空隙，再返回外层，提高冷却效果。磁场线圈尽量提高匝数，在产生相同磁场强度下，降低电流，减少发热。

附图说明

图1为可控弧斑管式阴极结构；

图中：1.阴极；2.阴极水冷套；3.阴极冷却水出口；4.磁场线圈；5.绝缘体；6.电源；7.阴极冷却水入口；8.阴极气体入口。

具体实施方式

下面通过附图及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

阴极1位于阴极水冷套2内，两者同轴安装。阴极水冷套2外部绕磁场线圈4，并且阴极水冷套2下端安装绝缘体5，磁场线圈4与电源6连接。

阴极1内部为中空的，由于阴极采用紫铜制成，因此阴极1为紫铜管道，其顶端封闭，下端开口。顶端加工开口作为阴极气体入口8，通过该阴极气体入口8，气体从外部进到阴极1的紫铜管道内。