[发明专利]一种高压等离子点火装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子点火装置。

背景技术

工业用等离子电弧喷枪是广泛应用于等离子点火、超(亚)声速喷涂、垃圾焚烧、废物处理、金属冶炼、材料筛选、切割等用途的一种工业设备。其主要功用是对工业原料、材料、垃圾或废物、工业半成品等处理对象进行高温加热处理，使被处理对象获得燃烧(等离子点火和垃圾废物处理用途)、熔化(金属冶炼用途和材料筛选)或涂层(等离子喷涂)的一种专用设备。

等离子电弧喷枪所产生的气体射流温度可高达到8000摄氏度，远远超出目前燃料燃烧所产生的温度，与传统燃烧式高温发生器相比，等离子电弧喷枪具有温度范围宽(温度调节范围几百到几千摄氏度可调)，能量集中，气流污染小，气流速度可调(超、亚声速)，使用成本相对低廉，使用方便等优点。

目前工业上所用的等离子喷枪多为低压力型，等离子在常压下或微正压下启动和运行，由于等离子射流压力较低，阴极和阳极内壁的热流密度也较低，因此对于喷枪的材料要求不高，采用普通的紫铜材料就能满足要求，由于热流低，因此对于喷枪阴极和阳极的冷却设计要求也低。对于压力要求不高的场合，如煤粉锅炉的点火、冶金行业、废物处理等领域，采用目前的低压等离子喷枪完全可以满足使用要求，但是对于类似燃气流设备的点火，低压等离子喷枪就不再适用了。因为燃气流设备启动前其内部冷态的可燃性混合气体压力超过了3MPa，因此在燃气流设备启动时，等离子点火枪运行时的出口压力应该在3MPa以上，否则，喷枪的等离子火焰就不能从喷嘴喷出，甚至可能造成倒流，造成设备的损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种高压等离子点火装置，满足燃气流设备等在高压下稳妥可靠的点火需求。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种高压等离子点火装置，包括高压等离子喷枪、直流供电电源、高频发生器、控制单元、供气单元和供水单元，控制单元分别与高压等离子喷枪、直流供电电源、高频发生器、供气单元和供水单元相连；所述高压等离子喷枪包括阳极、阳极外壳、绝缘件、阴极、阴极外壳和喷嘴；所述的阳极和阴极均为中空管状电极，阳极安装在阳极外壳内，在阳极外壁面和阳极外壳内壁面之间形成冷却通道；阴极安装在阴极外壳内，在阴极外壁面和阴极外壳内壁面之间形成冷却通道；喷嘴安装在阴极外壳内部并与阴极相邻；绝缘件位于阳极外壳和阴极外壳之间；绝缘件为中空圆柱体，阳极和阴极的一端分别延伸至绝缘件的空腔内，并在阳极和阴极之间形成进气室；在绝缘件上形成至少两个切向进气孔，高压空气从所述的切向进气孔以沿轴线旋转方式切向注入所述进气室；依次相邻接的阳极、进气室、阴极、和喷嘴的中心线在同一条直线上；所述的阳极、阴极、喷嘴均采用抗氧化铜合金材料加工而成。

所述的阳极和阴极的外壁面分别为多头螺旋式水槽结构。

所述阳极和阴极的外壁面上分别形成多个加强筋。

所述喷嘴内部形成圆柱形喷口以及与圆柱形喷口相邻的圆锥形出口，所述圆柱形喷口尺寸为2mm～5mm。

绝缘件采用陶瓷材料或其他耐高温的绝缘材料制成。

阳极外壳和阴极外壳采用不锈钢、黄铜或其他金属材料制成。

所述直流供电电源包括变压器、带晶闸管的桥式整流电路、电抗器、压敏电阻和控制器，三相380V供电与变压器的一侧相连，变压器的另一侧与带晶闸管的桥式整流电路的输入侧相连，带晶闸管的桥式整流电路输出侧一端接用于滤波的电抗器，用于滤波的电抗器与高压等离子喷枪的一个电极相连，带晶闸管的桥式整流电路输出侧另一端与高压等离子喷枪的另一个电极相连；控制器与带晶闸管的桥式整流电路的控制端相连，控制器用于调节桥式整流电路输出的电流；电抗器两端并联压敏电阻。

控制器采用了前馈控制和反馈控制相结合的复合控制方法进行电流的调节。