CN103648229A - 一种电弧等离子体发生器及提高该发生器运行稳定性安全性的方法 - Google Patents
一种电弧等离子体发生器及提高该发生器运行稳定性安全性的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103648229A CN103648229A CN201310594765.8A CN201310594765A CN103648229A CN 103648229 A CN103648229 A CN 103648229A CN 201310594765 A CN201310594765 A CN 201310594765A CN 103648229 A CN103648229 A CN 103648229A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plasma generator
- arc plasma
- generator
- inserting paragraph
- electric arc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
发明提供一种电弧等离子体发生器及提高该发生器运行稳定性安全性的方法，方法包括以下步骤：1）清洁叠片式或分段式电弧等离子体发生器的中间***段内壁；2）采用离子镀、磁控对靶溅射等方法在中间***段内壁镀绝缘膜；3）通过测量所镀绝缘膜的电阻，确保内壁均匀镀膜，确认所镀膜层的绝缘性能；4）组装叠片式或分段式电弧等离子体发生器；5）叠片式或分段式电弧等离子体发生器连接电源、气路及水路，引弧试验叠片式或分段式电弧等离子体发生器的性能。本发明对叠片式或分段式电弧等离子体发生器的中间***段内壁镀绝缘膜，减少发生器运行过程中的串弧现象，提高发生器的运行稳定性及安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种在叠片式或分段式电弧等离子体发生器的中间***段镀绝缘膜，以提高叠片式或分段式电弧等离子体发生器工作稳定性及安全性的方法及采用该方法的等离子体发生器。
背景技术
热等离子体发生器是指能够稳定地维持放电、产生出温度3×103K－3×104K的等离子体的装置，按照产生方式，可分为电弧等离子体发生器、高频感应等离子体发生器和燃烧等离子体发生器三类。
目前直流电弧等离子体发生器应用最广，据统计数字表明，它占整个市场份额的99%左右，分为转移式和非转移式两类。在转移式电弧等离子体发生器中，以被加工的工件作为阳极，发生器出口与工件间的距离、相对移动速度、工件材料的物理性能、表面形貌、粗糙度以及发生器工作电流等参数的微小变化，都可能明显影响等离子体状态和对材料表面的处理效果；非转移式等离子体发生器本身包含阴极和阳极，等离子体状态基本不受被加工工件条件的影响。
在热等离子体的很多领域，例如等离子体材料表面加工领域，如等离子体喷涂、材料表面熔凝、熔覆等，最常用到的是非转移式直流电弧等离子体发生器。
为获得高的弧电压，提高发生器功率、电弧稳定性及发生器寿命，通常在发生器阴阳极间添加若干处于悬浮电位彼此绝缘的中间***段，以形成稳定在发生器轴线上的长弧。这种发生器也被称作分段式或叠片式等离子体发生器。
由于阴阳极间中间***段的加入，使得电弧弧柱长度加长，进而工作弧电压升高，发生器功率增加。同时由于电弧弧根在阳极处可移动范围很小，相对无中间***段结构的发生器，在一定程度上也减少了电弧分流过程，提高了电弧稳定性及发生器寿命。应用于工业领域，添加中间***段的等离子体发生器在一定程度上可提高工艺质量及稳定性。
然而，由于中间***段也都由导电良好的金属材料（例如：紫铜）制成，虽然中间***段与发生器阴阳极间绝缘、中间***段彼此间也由绝缘材料绝缘，但仍然难以避免电弧弧柱与中间***段间不同程度的击穿，即发生“串弧”现象，烧坏发生器电极，降低等离子体发生器的工作稳定性和安全性。
发明内容
本发明的目的在于：克服上述已有技术的缺陷，提供一种在叠片式或分段式电弧等离子体发生器的中间***段金属部件上镀绝缘膜的方法和采用该方法的等离子体发生器，以提高叠片式或分段式等离子体发生器的运行稳定性和安全性。
本发明的目的是这样实现的：
本发明提供一种可提高叠片式或分段式电弧等离子体发生器运行稳定性和安全性的方法，具体为在叠片式或分段式电弧等离子体发生器的金属中间***段内壁镀绝缘膜，以防止发生器运行过程中的串弧现象发生，提高发生器的运行稳定性和安全性，并提高电功率。
进一步，包括以下步骤：
1）清洁叠片式或分段式电弧等离子体发生器的中间***段内壁；
2）采用离子镀、磁控对靶溅射等方法在中间***段内壁镀绝缘膜；
3）通过测量所镀绝缘膜的电阻或显微镜观测等方法，确保内壁均匀镀膜，确认所镀膜层的绝缘性能；
4）组装叠片式或分段式电弧等离子体发生器；
5）将叠片式或分段式电弧等离子体发生器连接电源、气路及水路，引弧试验叠片式或分段式电弧等离子体发生器的性能。
进一步，所述镀膜的材料为耐高温绝缘材料，例如氧化锆、氧化铝、氧化钛等氧化物。
进一步，所述镀膜的厚度为小于200微米。
本发明还提供一种电弧等离子体发生器，包括：阴极、阳极、中间***段、绝缘套、绝缘件及连接辅件；在所述绝缘套的位于所述阴极和阳极之间嵌设有若干个间隔预定间距的中间***段，在所述中间***段的内壁镀有一层绝缘膜。
本发明的有益效果：
1）对叠片式或分段式电弧等离子体发生器的中间***段内壁镀绝缘膜，减少发生器运行过程中的串弧现象，提高发生器的运行稳定性及安全性。
2）本发明的方法对包含中间***段的等离子体发生器都适用，都可减少等离子体发生器运行过程中的串弧现象，提高发生器的工作稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明的中间***段镀绝缘膜后的叠片式电弧等离子体发生器示意图；
图2为本发明的中间***段镀绝缘膜后的分段式电弧等离子体发生器示意图；
图3为本发明图1的中间***段镀绝缘膜后的分段式或叠片式电弧等离子体发生器工作示意图。
1阴极，2阳极，3中间***段，4绝缘件，5绝缘套，6气体入口，
7冷却水路，8绝缘膜，9电弧弧柱，10等离子体射流，11冷却水***，12工作气体，13流量计，14弧电流电压传感器，15工作电源
具体实施方式
参照图2、3，制作中间***段内壁镀绝缘膜的分段式电弧等离子体发生器，并搭建工作***，等离子体发生器包括：阴极11、阳极2、中间***段3、绝缘件4、绝缘套5、气体入口6、冷却水路7、绝缘膜8；工作***包括：等离子体发生器，冷却水***11、流量计12、弧电流电压传感器14、工作电源15。当然，本发明适用于叠片式电弧等离子体发生器，如图1所示。
本实施例中，在环形的中间***段3的内壁镀有一层绝缘膜8，中间***段3内壁所镀绝缘膜8为10微米厚的氧化钛膜，阴极1由紫铜焊接铈钨尖端构成，阳极2和中间***段3为紫铜材料制成，共包括2段中间***段，绝缘件4为聚四氟材质，绝缘套5为尼龙材质；冷却水***11选用温控精度为1℃的冷却循环水机，工作气体12存储于高压气罐，流量计13选用精度为满量程3%的质量流量计，弧电流电压传感器14选用霍尔效应原理的传感器，工作电源15选用100千瓦级直流等离子体电源。图3所示的电弧等离子体发生器工作***，可在工作气体为氮气、工作电流400A、总功率超过40kW的条件下稳定工作。
在本发明实施例中，氧化钛膜的厚度是10微米，也可以是2～200微米，只要能够起到很好的绝缘作用就可以。
形成上述绝缘膜8的过程主要包括如下步骤：
1）清洁叠片式或分段式电弧等离子体发生器的中间***段3内壁；
2）采用离子镀、磁控对靶溅射等方法在中间***段3内壁镀绝缘膜8；
3）通过测量所镀绝缘膜8的电阻或显微镜观测等方法，确保内壁均匀镀膜，确认所镀膜层的绝缘性能；
4）组装叠片式或分段式电弧等离子体发生器；
5）叠片式或分段式电弧等离子体发生器连接电源、气路及水路，引弧试验叠片式或分段式电弧等离子体发生器的性能。
本发明通过在中间***段3的内壁镀上一层厚度在10微米的氧化钛绝缘膜8，这样，就增加了中间***段3的表面电阻，降低了电弧弧柱与中间***段间电击穿现象的发生，从而起到了防止串弧现象的发生，避免发生器工作电压突降，提高了发生器的运行稳定性和安全性，并提高了电功率。
Claims (4)
1.一种提高叠片式或分段式电弧等离子体发生器运行稳定性安全性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）清洁叠片式或分段式电弧等离子体发生器的中间***段内壁；
2）采用离子镀、磁控对靶溅射等方法在中间***段内壁镀绝缘膜；
3）通过测量所镀绝缘膜的电阻、显微镜观测等方法，确保内壁均匀镀膜，确认所镀膜层的绝缘性能；
4）组装叠片式或分段式电弧等离子体发生器；
5）叠片式或分段式电弧等离子体发生器连接电源、气路及水路，引弧试验叠片式或分段式电弧等离子体发生器的性能。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镀膜的材料为耐高温绝缘材料，例如氧化锆、氧化铝、氧化钛等氧化物。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述镀膜的厚度为小于200微米。
4.一种电弧等离子体发生器，其特征在于，包括：阴极、阳极、中间***段、绝缘套、绝缘件及连接辅件；在所述绝缘套的位于所述阴极和阳极之间嵌设有若干个间隔预定间距的中间***段，在所述中间***段的内壁镀有一层绝缘膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310594765.8A CN103648229A (zh) | 2013-11-22 | 2013-11-22 | 一种电弧等离子体发生器及提高该发生器运行稳定性安全性的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310594765.8A CN103648229A (zh) | 2013-11-22 | 2013-11-22 | 一种电弧等离子体发生器及提高该发生器运行稳定性安全性的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103648229A true CN103648229A (zh) | 2014-03-19 |
Family
ID=50253355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310594765.8A Pending CN103648229A (zh) | 2013-11-22 | 2013-11-22 | 一种电弧等离子体发生器及提高该发生器运行稳定性安全性的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103648229A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104602431A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-06 | 成都真火科技有限公司 | 一种稳定层流等离子体射流的方法 |
| CN104602432A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-06 | 成都真火科技有限公司 | 阳极自冷却等离子体源 |
| CN105491775A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-13 | 中国科学院力学研究所 | 一种提高电弧等离子体发生器运行稳定性和寿命的方法和装置 |
| CN110248459A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-17 | 启源新能源科技（张家口）有限公司 | 一种电弧通道尺寸可调节的等离子体发生器 |
| CN110708852A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-17 | 清华大学 | 一种等离子体枪 |
| CN111406442A (zh) * | 2017-11-30 | 2020-07-10 | 韩国水力原子力株式会社 | 前方电极为多电极且后方电极构成为按钮型的等离子体火炬 |
| CN115595538A (zh) * | 2022-10-17 | 2023-01-13 | 贵州永红航空机械有限责任公司（Cn） | 不锈钢列管式散热器表面TiAlN膜层的制备方法 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4764656A (en) * | 1987-05-15 | 1988-08-16 | Browning James A | Transferred-arc plasma apparatus and process with gas heating in excess of anode heating at the workpiece |
| JPH058047A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-19 | Komatsu Ltd | プラズマトーチのノズル |
| CN1069920A (zh) * | 1991-08-27 | 1993-03-17 | 依赛彼焊接产品有限公司 | 具有改进型喷嘴组件的等离子电弧切割器 |
| CN2172564Y (zh) * | 1993-11-20 | 1994-07-20 | 冶金工业部北京冶金设备研究院 | 转移弧水冷金属等离子喷枪 |
| CN1099547A (zh) * | 1993-08-21 | 1995-03-01 | 河北省科学激光研究所 | 一种等离子炬 |
| JPH08267251A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-15 | Mitsubishi Materials Corp | プラズマ肉盛用溶接トーチ |
| CN2514960Y (zh) * | 2001-07-12 | 2002-10-09 | 重庆运达焊接设备有限公司 | 等离子弧焊枪 |
| CN101243731A (zh) * | 2005-07-08 | 2008-08-13 | 普拉斯马外科股份公司 | 等离子体产生装置、等离子体外科手术装置以及等离子体外科手术装置的应用 |
| CN101653047A (zh) * | 2007-02-02 | 2010-02-17 | 等离子体技术有限公司 | 等离子体喷涂装置和方法 |
| CN101828432A (zh) * | 2007-08-06 | 2010-09-08 | 普拉斯马外科投资有限公司 | 用于生成脉冲等离子体的脉冲等离子体装置和方法 |
-
2013
- 2013-11-22 CN CN201310594765.8A patent/CN103648229A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4764656A (en) * | 1987-05-15 | 1988-08-16 | Browning James A | Transferred-arc plasma apparatus and process with gas heating in excess of anode heating at the workpiece |
| JPH058047A (ja) * | 1991-06-28 | 1993-01-19 | Komatsu Ltd | プラズマトーチのノズル |
| CN1069920A (zh) * | 1991-08-27 | 1993-03-17 | 依赛彼焊接产品有限公司 | 具有改进型喷嘴组件的等离子电弧切割器 |
| CN1099547A (zh) * | 1993-08-21 | 1995-03-01 | 河北省科学激光研究所 | 一种等离子炬 |
| CN2172564Y (zh) * | 1993-11-20 | 1994-07-20 | 冶金工业部北京冶金设备研究院 | 转移弧水冷金属等离子喷枪 |
| JPH08267251A (ja) * | 1995-03-31 | 1996-10-15 | Mitsubishi Materials Corp | プラズマ肉盛用溶接トーチ |
| CN2514960Y (zh) * | 2001-07-12 | 2002-10-09 | 重庆运达焊接设备有限公司 | 等离子弧焊枪 |
| CN101243731A (zh) * | 2005-07-08 | 2008-08-13 | 普拉斯马外科股份公司 | 等离子体产生装置、等离子体外科手术装置以及等离子体外科手术装置的应用 |
| CN101653047A (zh) * | 2007-02-02 | 2010-02-17 | 等离子体技术有限公司 | 等离子体喷涂装置和方法 |
| CN101828432A (zh) * | 2007-08-06 | 2010-09-08 | 普拉斯马外科投资有限公司 | 用于生成脉冲等离子体的脉冲等离子体装置和方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张立鹏等: "裂解揍釉乙炔的热等离子体发生器概述", 《洁净煤技术》 * |
| 过增元: "电弧等离子体发生器中的双弧问题", 《焊接》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104602431A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-06 | 成都真火科技有限公司 | 一种稳定层流等离子体射流的方法 |
| CN104602432A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-06 | 成都真火科技有限公司 | 阳极自冷却等离子体源 |
| CN105491775A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-13 | 中国科学院力学研究所 | 一种提高电弧等离子体发生器运行稳定性和寿命的方法和装置 |
| CN105491775B (zh) * | 2015-12-29 | 2018-01-23 | 中国科学院力学研究所 | 一种提高电弧等离子体发生器运行稳定性和寿命的方法和装置 |
| CN111406442A (zh) * | 2017-11-30 | 2020-07-10 | 韩国水力原子力株式会社 | 前方电极为多电极且后方电极构成为按钮型的等离子体火炬 |
| CN110248459A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-17 | 启源新能源科技（张家口）有限公司 | 一种电弧通道尺寸可调节的等离子体发生器 |
| CN110708852A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-17 | 清华大学 | 一种等离子体枪 |
| CN115595538A (zh) * | 2022-10-17 | 2023-01-13 | 贵州永红航空机械有限责任公司（Cn） | 不锈钢列管式散热器表面TiAlN膜层的制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103648229A (zh) | 一种电弧等离子体发生器及提高该发生器运行稳定性安全性的方法 | |
| KR20140061977A (ko) | 방전 가공(edm) 금형조각 디바이스 및 관련 동작 방법 | |
| Kang et al. | Micro-drilling in ceramic-coated Ni-superalloy by electrochemical discharge machining | |
| CN104588799B (zh) | 具有辅助电极脉间输出的微细电解加工电源及其加工方法 | |
| Gov | The effects of the dielectric liquid temperature on the hole geometries drilled by electro erosion | |
| Yao et al. | Investigation on the electrochemical machining by using metal reinforced double insulating layer cathode | |
| Hou et al. | Influence of open-circuit voltage on high-speed wire electrical discharge machining of insulating Zirconia | |
| Kong et al. | Electrochemical machining for micro holes with high aspect ratio on metal alloys using three-electrode PPS in neutral salt solution | |
| Zhang et al. | Comparisons of single pulse discharge crater geometries in EDM and EAM | |
| CN103342913B (zh) | 用于绝缘陶瓷电火花加工技术的导电涂覆材料及利用其制备辅助电极的方法 | |
| Feng et al. | Experimental research on improving accuracy of electrochemical machining of deep narrow grooves | |
| CN203778908U (zh) | 一种用于电火花加工的无损电极 | |
| Chen et al. | Short-circuit avoidance in electrochemical machining based on polarization voltage during pulse off time | |
| Wang et al. | A new electrode sidewall insulation method in electrochemical drilling | |
| Yan et al. | Design and optimization of electrolyte flow fields in electrochemical machining of cross-channel array with tool vibration | |
| Sun et al. | Numerical simulation of laser drilling and electrochemical machining of metal micro-hole | |
| Wang et al. | Investigation on pulse-vibration electrochemical machining of parallel micro-grooves | |
| CN105290547A (zh) | 一种低粗糙度高峰值数毛化轧辊的加工方法 | |
| Xin et al. | Modeling of Interelectrode Gap in Electric Discharge Machining and Minimum Variance Self‐Tuning Control of Interelectrode Gap | |
| Li et al. | Research on shape changes in cylinder electrodes incident to micro-EDM | |
| Yueqin et al. | Interelectrode discharge mechanism in high-speed wire electrical discharge machining | |
| Gao et al. | Influence of electrical discharge machining on thermal barrier coating in a two-step drilling of nickel-based superalloy | |
| Zhu et al. | Investigation of a single-pulse electrical arc discharge in vacuum based on the crater morphology and discharge channel | |
| CN206783790U (zh) | 微弧氧化同步辅助电磁场装置 | |
| CN103878456A (zh) | 一种用于电火花加工的无损电极 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140319 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |