專利名稱：冷卻劑與工作氣體兼并的等離子體炬的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱等離子體發(fā)生裝置，更具體地說(shuō)，是一種將水或有機(jī)水溶液作為等離子體 炬電極的冷卻劑，在與電極的熱交換及電弧的加熱下，冷卻劑汽化成高壓蒸汽用做等離子體 工作氣體的熱等離子體發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
熱等離子體技術(shù)在機(jī)械加工、冶金、材料、化工以及環(huán)保等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，其中 直流電弧等離子體炬是產(chǎn)生熱等離子體最常用形式。己有技術(shù)中，直流電弧等離子體炬需要 外置氣源、電極循環(huán)水冷以及專用的高頻引弧裝置，因而，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜且能耗高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種利用水或者有機(jī)水溶液(如 乙醇、甲醇等)作為冷卻陰極和陽(yáng)極的冷卻劑，同時(shí)冷卻劑轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子體的工作氣體，以
降低裝置能耗和復(fù)雜性，提高裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和便攜性。 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明冷卻劑與工作氣體兼并的等離子體炬，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是設(shè)置形成等離子體炬內(nèi)腔的 筒狀殼體，在筒狀殼體的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置吸水纖維氈，位于等離子體炬內(nèi)腔中的陰極放置于石 英玻璃管內(nèi)，并與筒狀殼體保持同軸；所述陰極接直流電源的負(fù)極，陽(yáng)極噴嘴接直流電源的 正極，在所述陰極的尾部設(shè)置帶有彈簧的調(diào)節(jié)桿，按壓所述調(diào)節(jié)桿可以使陰極在石英玻璃管 內(nèi)沿軸移動(dòng)直至與所述噴嘴接觸；放松調(diào)節(jié)桿可以使陰極與陽(yáng)極噴嘴因彈簧的彈性力而分 離。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于
在所述陰極與陽(yáng)極噴嘴的電源回路中設(shè)置有電流調(diào)節(jié)器。 設(shè)置所述陰極與陽(yáng)極噴嘴的間距為可調(diào)。 在所述筒狀殼的外側(cè)壁上設(shè)置注液口 。 在所述筒狀殼體的等離子體炬內(nèi)腔的尾部設(shè)置密封塞。
吸水纖維氈吸收通過(guò)注液口導(dǎo)入的一定量的水或有機(jī)水溶液，在等離子體炬內(nèi)腔形成一 定濕度的水蒸汽或有機(jī)水溶液蒸汽，通過(guò)陰極與陽(yáng)極噴嘴接觸引弧，當(dāng)陰極與陽(yáng)極噴嘴間產(chǎn) 生電弧時(shí)，其間的蒸汽被電離，成為等離子體態(tài)，電弧產(chǎn)生的熱進(jìn)一步加熱吸水纖維氈中的 水或有機(jī)水溶液，產(chǎn)生更多的蒸汽，提高炬內(nèi)腔的壓力，在該壓力作用下，等離子體以射流 的形式噴射出來(lái)。
3與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在
1、 本發(fā)明中電極與陽(yáng)極噴嘴接觸引弧，無(wú)需高頻引弧的電源系統(tǒng)；用于冷卻電極的水 或有機(jī)水溶液被電弧加熱形成水蒸汽或有機(jī)水溶液蒸汽，用于炬穩(wěn)定工作的工作氣體。不需 要外置放電用的氣源或加熱水或有機(jī)水溶液使之變?yōu)檎羝妮o助加熱裝置；炬的內(nèi)壁是潮濕 的吸水纖維氈，對(duì)電極起到冷卻作用，因而無(wú)需電極水冷裝置，并避免了外置冷卻引起的耗 能。
2、 本發(fā)明可廣泛用于等離子體材料熱處理加工，及有機(jī)廢水處理等技術(shù)領(lǐng)域。


圖l為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖標(biāo)號(hào)中l(wèi)筒狀殼體、2陰極、3陽(yáng)極噴嘴、4密封塞、5注液口、 6彈簧、7調(diào)節(jié)桿、 8石英玻璃、9吸水纖維氈、IO直流電源、ll電流調(diào)節(jié)器、12等離子體射流。 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例中設(shè)置形成等離子體炬內(nèi)腔的筒狀殼體1，在筒狀殼體1的內(nèi)側(cè)壁 上設(shè)置吸水纖維氈9，以吸水纖維氈9作為水炬的內(nèi)襯，通過(guò)注液口將水或有機(jī)溶液注入吸 水纖維氈9中，吸水纖維氈9的作用不僅是能夠吸收而且是能夠鎖定住一定量的水分或有機(jī) 水溶液。使用吸水纖維氈吸收水或有機(jī)水溶液，作為炬的冷卻劑并轉(zhuǎn)變成等離子體工作氣體； 當(dāng)電弧啟動(dòng)時(shí)，可作為提供產(chǎn)生蒸汽的水或有機(jī)水溶液蒸汽源，同時(shí)，避免了炬的內(nèi)腔因充 斥過(guò)多的水或有機(jī)水溶液而造成引弧困難，或降低內(nèi)腔的溫度，影響高壓炙熱蒸汽的產(chǎn)生而 斷弧，大大提高了裝置的工作可靠性。
圖1所示，位于等離子體炬內(nèi)腔中的陰極2放置于石英玻璃管8內(nèi)，并與筒狀殼體l保 持同軸，陰極2接直流電源10的負(fù)極，陽(yáng)極噴嘴3接直流電源10的正極，在陰極2的尾部 設(shè)置帶有彈簧6的調(diào)節(jié)桿7。
啟動(dòng)電源后，按壓調(diào)節(jié)桿7可以使陰極2在石英玻璃管內(nèi)沿軸移動(dòng)直至與噴嘴3接觸； 然后放松調(diào)節(jié)桿7，陰極2與陽(yáng)極噴嘴3因彈簧6的彈性力迅速分離，電弧在陰極與陽(yáng)極噴 嘴之間產(chǎn)生，電弧產(chǎn)生的熱加熱潮濕的吸水纖維氈，從而產(chǎn)生更多的蒸汽，增大了炬內(nèi)腔的 壓力，電弧在此壓力作用下以等離子體射流12的形式噴射出去。
具體實(shí)施中，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)置也包括-
在陰極2與陽(yáng)極噴嘴3的電源回路中設(shè)置電流調(diào)節(jié)器11，以調(diào)節(jié)電弧的輸出電流；設(shè) 置陰極2與陽(yáng)極噴嘴3的間距為可調(diào)，以實(shí)現(xiàn)弧電壓的調(diào)節(jié)；在筒狀殼體1的側(cè)壁上設(shè)置注液口5，通過(guò)注液口 5可以向等離子體炬內(nèi)腔中的吸水纖維氈9注水或有機(jī)水溶液；注液口 5和密封塞4在炬工作時(shí)完全密封，使得炬內(nèi)腔除噴嘴口外為一密閉空間，確保噴嘴是高壓
蒸汽的唯一出口。
權(quán)利要求
1、冷卻劑與工作氣體兼并的等離子體炬，其特征是設(shè)置形成等離子體炬內(nèi)腔的筒狀殼體(1)，在所述筒狀殼體(1)的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置吸水纖維氈(9)，位于等離子體炬內(nèi)腔中的陰極(2)放置于石英玻璃管(8)內(nèi)，并與筒狀殼體(1)保持同軸；所述陰極(2)接直流電源(10)的負(fù)極，陽(yáng)極噴嘴(3)接直流電源(10)的正極，在所述陰極(2)的尾部設(shè)置帶有彈簧(6)的調(diào)節(jié)桿(7)，按壓所述調(diào)節(jié)桿(7)可以使陰極(2)在石英玻璃管內(nèi)沿軸移動(dòng)直至與所述噴嘴(3)接觸；放松調(diào)節(jié)桿(7)可以使陰極(2)與陽(yáng)極噴嘴(3)因彈簧(6)的彈性力而分離。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻劑與工作氣體兼并的等離子體炬，其特征是在所述陰極 (2)與陽(yáng)極噴嘴(3)的電源回路中設(shè)置有電流調(diào)節(jié)器(11)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻劑與工作氣體兼并的等離子體炬，其特征是設(shè)置所述陰 極(2)與陽(yáng)極噴嘴(3)的間距為可調(diào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷卻劑與工作氣體兼并的等離子體炬，其特征是在所述筒狀 殼(1)的外側(cè)壁上設(shè)置注液口 (5)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的冷卻劑與工作氣體兼并的等離子體炬，其特征是在所述筒狀 殼體(1)的等離子體炬內(nèi)腔的尾部設(shè)置密封塞(4)。
全文摘要
冷卻劑與工作氣體兼并的等離子體炬，其特征是設(shè)置形成等離子體炬內(nèi)腔的筒狀殼體，在筒狀殼體的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)置吸水纖維氈，位于等離子體炬內(nèi)腔中的陰極放置于石英玻璃管內(nèi)，并與筒狀殼體保持同軸；所述陰極接直流電源的負(fù)極，陽(yáng)極噴嘴接直流電源的正極，在陰極的尾部設(shè)置帶有彈簧的調(diào)節(jié)桿，按壓調(diào)節(jié)桿可以使陰極在石英玻璃管內(nèi)沿軸移動(dòng)直至與噴嘴接觸；放松調(diào)節(jié)桿可以使陰極與陽(yáng)極噴嘴因彈簧的彈性力而分離。本發(fā)明無(wú)需外置氣源、高頻引弧以及電極水冷裝置，解決直流等離子體炬結(jié)構(gòu)復(fù)雜、調(diào)節(jié)不方便等問(wèn)題，可應(yīng)用于材料熱處理加工、有機(jī)廢水的處理等。
文檔編號(hào)H05H1/26GK101610632SQ200910144139
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者倪國(guó)華, 孟月東 申請(qǐng)人:倪國(guó)華;孟月東