CN105555006B - 利用熔丝引弧的电极 - Google Patents
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Abstract
一种利用熔丝引弧的电极，涉及到电弧等离子体装置的电极，包括圆盘电极和外套，圆盘电极的中心有通孔，圆盘电极的外端有凹槽，在外套后端的壁体中心有贯通的孔道；圆盘电极安装在外套的回转体前端，用穿心牵紧杆把圆盘电极与外套进行紧密连接，圆盘电极与外套的回转体之间的内空间构成环形冷却腔；穿心牵紧杆的内空间构成熔丝过孔，熔丝过孔的后端构成熔丝安装口，熔丝过孔与圆盘电极的凹槽进行贯通相连。本发明利用熔丝引弧来使等离子体装置的二个电极之间的空间距离得到延长，加大高温等离子体的能量，提高了效率和节省电能，并且省略了引弧电极的驱动装置，结构简单合理和操作简便。本发明适合在处理工业有害气体领域中应用。
Description
技术领域
本发明涉及等离子体设备，特别是涉及到一种电弧等离子体装置的电极。
背景技术
当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧废物处理等。等离子体的处理方式和一般的方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，伴随着放电现象将会生成了激发原子、激发分子、离解原子、游离原子团、原子或分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体发生器中，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，温度可达几万度以上，被处理的化工有害气体受到高温高压的等离子体冲击时，其分子、原子将会重新组合而生成新的物质，从而使有害物质变为无害物质。
研发一种结构合理、适合其目标产物应用的等离子体装置是本领域研发人员的任务，提高等离子体装置的效率、减少电能消耗是本领域研发人员所追求的目标。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合处理化工有害气体的等离子体装置，并使装置结构简单合理和效率高，以减少电能消耗。
本发明的一种利用熔丝引弧的电极，包括圆盘电极1和外套3，圆盘电极1的中心有通孔，圆盘电极1的外端有凹槽13；外套3为回转体结构，在外套3后端的壁体中心有贯通的孔道；其特征是圆盘电极1安装在外套3的回转体前端，用穿心牵紧杆4把圆盘电极1与外套3进行紧密连接，圆盘电极1与外套3的回转体之间的内空间构成环形冷却腔10，穿心牵紧杆4的壁体构成环形冷却腔10的内环壁体；穿心牵紧杆4为空心结构，穿心牵紧杆4的内空间构成熔丝过孔4-4，熔丝过孔4-4的后端构成熔丝安装口4-1，熔丝过孔4-4与圆盘电极1的凹槽13进行贯通相连。
本发明中，在圆盘电极1的内侧有冷却环槽11，冷却环槽11与环形冷却腔10相通；在外套3的壁体前端面上有作用于密封的凸环3-1；在外套3后端壁体中心的贯通孔道中有密封槽3-2；环形冷却腔10有冷却水进口9接入和冷却水出口2接出，冷却水进口9设置在外套3的下侧壁体上，冷却水出口2设置在外套3的上侧壁体上；在熔丝安装口4-1的壁体上有用于固定引弧熔丝的紧固螺栓6。
本发明在等离子体装置中应用，所述的引弧熔丝为低熔点材料的线或丝，包括铝线、细铜线或锡铅合金材料的保险丝，应用时，引弧熔丝设置在穿心牵紧杆4内的熔丝过孔4-4中，引弧熔丝的前端从圆盘电极1外端的凹槽13中伸出，引弧熔丝的后端被紧固螺栓6固定在熔丝安装口4-1中。
在等离子体装置中，等离子体电弧在二个主电极之间产生，在二个主电极之间能维持等离子体电弧稳定运行的条件下，二个主电极之间的空间距离越大，等离子体电弧的行程越长，其电子相互碰撞的机会和次数就会更多，其能量就会越大，当用于处理工业有害气体时，有害气体受到高温高压等离子体冲击的强度会更大，其重新组合变为无害物质的效率会更高。本发明利用熔丝进行引弧，先使用引弧熔丝使二个主电极之间的引弧距离缩短，以降低引弧电压，然后引弧熔丝被熔蚀而缩短，使二个主电极之间产生高温等离子体电弧。本发明采取利用熔丝引弧的措施来使等离子体装置的二个主电极之间的空间距离得到延长，加大高温等离子体的能量，提高了效率和节省电能；本发明适合在不频繁起动的长期连续运行的设备上应用，省略了引弧电极的驱动装置，降低了制造成本，结构简单合理，操作简便，熔丝极为廉价，其成本可以忽略，因此，本发明具有极高的性价比。
运行时，产生的等离子体电弧的弧根在圆盘电极1的外端面上，为了避免引弧熔丝被烧结在圆盘电极1的体上，给设备下次运行更换引弧熔丝时带来困难，本发明在圆盘电极1的外端设置凹槽13，使引弧作用完成后的引弧熔丝头部与圆盘电极1之间具有一定的空间距离。
本发明的有益效果是：适合处理工业有害气体领域中应用，采取利用熔丝引弧的措施来使等离子体装置的二个电极之间的空间距离得到延长，加大高温等离子体的能量，提高了效率和节省电能；本发明省略了引弧电极的驱动装置，降低了制造成本，结构简单合理和操作简便。
附图说明
图1是本发明的利用熔丝引弧的电极结构图。
图2是本发明电极中的穿心牵紧杆结构图。
图3是本发明利用熔丝引弧的初始状态示意图。
图4是本发明的电极在形成高温等离子体电弧时的示意图。
图中：1.圆盘电极，2.冷却水出口，3.外套，3-1.凸环，3-2.密封槽，4.穿心牵紧杆，4-1.熔丝安装口，4-2.牵紧螺纹，4-3.内六角大头，4-4.熔丝过孔，4-5.紧固螺孔，5.螺母，6.紧固螺栓，7.密封套环，8.电气连接口，9.冷却水进口，10.环形冷却腔，11.冷却环槽，12.密封垫，13.凹槽，14.引弧熔丝，15.初始电弧，16.另一电极，17.高温等离子体电弧。
具体实施方式
实施例1 图1和图2所示的实施方式中，利用熔丝引弧的电极主要由圆盘电极1、外套3和穿心牵紧杆4组成，其中，圆盘电极1的中心有通孔，圆盘电极1的外端有凹槽13，圆盘电极1的内侧有冷却环槽11；外套3为回转体结构，外套3的回转体壁体前端面上有作用于密封的凸环3-1，在外套3后端的壁体中心有贯通的孔道，外套3后端壁体中心的贯通孔道中有密封槽3-2，密封槽3-2的剖面呈楔形结构；穿心牵紧杆4为空心结构，穿心牵紧杆4的内空间构成熔丝过孔4-4，熔丝过孔4-4为轴向贯通结构，穿心牵紧杆4的前端为内六角大头4-3，穿心牵紧杆4的后部有外螺纹的牵紧螺纹4-2，牵紧螺纹4-2的后端杆体上有紧固螺孔4-5；圆盘电极1安装在外套3的回转体前端，穿心牵紧杆4的杆身依次穿过圆盘电极1的中心通孔、外套3后端壁体中心孔道及密封槽3-2，穿心牵紧杆4前端的内六角大头4-3压紧在圆盘电极的凹槽13底端，再把螺母5旋紧在穿心牵紧杆4后部的牵紧螺纹4-2上，使圆盘电极1与外套3进行紧密连接，在穿心牵紧杆4的内六角大头4-3与圆盘电极的凹槽13底端之间有密封垫12，在密封槽3-2中有楔形的密封套环7；圆盘电极1与外套3的回转体之间的内空间构成环形冷却腔10，穿心牵紧杆4的壁体构成环形冷却腔10的内环壁体，圆盘电极1内侧的冷却环槽11与环形冷却腔10相通，环形冷却腔10有冷却水进口9接入和冷却水出口2接出，冷却水进口9设置在外套3的下侧壁体上，冷却水出口2设置在外套3的上侧壁体上；穿心牵紧杆4内的熔丝过孔4-4与圆盘电极1的凹槽13进行贯通相连，熔丝过孔4-4的后端构成熔丝安装口4-1，紧固螺孔4-5中有用于固定熔丝的紧固螺栓6。本实施例中，电气连接口8设置在穿心牵紧杆4的后端杆体上，利用穿心牵紧杆4的金属材料与圆盘电极1和引弧熔丝进行电气连接；所述的引弧熔丝为低熔点材料的线或丝，包括铝线、细铜线或锡铅合金材料的保险丝；圆盘电极1选用难熔金属材料制作；外套3选用聚四氟乙烯材料制作；穿心牵紧杆4选用普通金属材料制作；密封垫12选用具有导电性能的石墨石棉混合材料制作；本实施例在等离子体装置中应用，应用时，引弧熔丝设置在穿心牵紧杆4内的熔丝过孔4-4中，引弧熔丝的前端从圆盘电极1外端的凹槽13中伸出，使引弧熔丝的前端与另一电极接近，引弧熔丝的后端被紧固螺栓6固定在熔丝安装口4-1中。
实施例2 图3和图4所示的实施方式中，第一实施例所述的利用熔丝引弧的电极与另一电极16进行相对安装，利用熔丝引弧的电极的前端与另一电极16的头端之间有适合形成高温等离子体电弧并维持运行的空间，其中，利用熔丝引弧的电极结构与第一实施例的相同，不再赘述。引弧熔丝14的材质为锡铅合金材料，引弧熔丝14的前端与另一电极16的头端接近，其距离为5-30毫米。工作时，在另一电极16与利用熔丝引弧的电极之间施加引弧电压和工作电压，初始放电在另一电极16的头端与引弧熔丝14的前端之间进行，形成初始电弧15，引弧熔丝14很快被熔蚀缩短，当引弧熔丝14被熔蚀缩短到圆盘电极1外端的凹槽12中时，放电便在另一电极16的头端与圆盘电极1外端之间进行，形成高温等离子体电弧17。当装置完成工作停止后，如需再次引弧运行，需重新安装引弧熔丝，安装新的引弧熔丝时，原已烧蚀的短熔丝将会顺利从圆盘电极1中被推出。本实施例的装置用来处理工业有害气体，用产生的高温等离子体电弧冲击被处理的工业有害气体，使其分子、原子将会重新组合而生成新的物质，从而使有害物质变为无害物质。
Claims (6)
1.一种利用熔丝引弧的电极，包括圆盘电极（1）和外套（3），圆盘电极（1）的中心有通孔，圆盘电极（1）的外端有凹槽（13）；外套（3）为回转体结构，在外套（3）后端的壁体中心有贯通的孔道；其特征是圆盘电极（1）安装在外套（3）的回转体前端，用穿心牵紧杆（4）把圆盘电极（1）与外套（3）进行紧密连接，圆盘电极（1）与外套（3）的回转体之间的内空间构成环形冷却腔（10），穿心牵紧杆（4）的壁体构成环形冷却腔（10）的内环壁体；穿心牵紧杆（4）为空心结构，穿心牵紧杆（4）的内空间构成熔丝过孔（4-4），熔丝过孔（4-4）的后端构成熔丝安装口（4-1），熔丝过孔（4-4）与圆盘电极（1）的凹槽（13）进行贯通相连；
引弧熔丝设置在穿心牵紧杆（4）内的熔丝过孔（4-4）中，利用穿心牵紧杆（4）的金属材料与圆盘电极（1）和引弧熔丝进行电气连接，所述的引弧熔丝为低熔点材料的线或丝，包括铝线、细铜线或锡铅合金材料的保险丝；等离子体电弧在二个主电极之间产生，利用熔丝进行引弧，先使用引弧熔丝使二个主电极之间的引弧距离缩短，以降低引弧电压，然后引弧熔丝被熔蚀而缩短，等离子体装置的二个主电极之间的空间距离得到延长，使二个主电极之间产生高温等离子体电弧。
2.根据权利要求1所述的一种利用熔丝引弧的电极，其特征是在圆盘电极（1）的内侧有冷却环槽（11），冷却环槽（11）与环形冷却腔（10）相通。
3.根据权利要求1所述的一种利用熔丝引弧的电极，其特征是在外套（3）的壁体前端面上有作用于密封的凸环（3-1）。
4.根据权利要求1所述的一种利用熔丝引弧的电极，其特征是在外套（3）后端壁体中心的贯通孔道中有密封槽（3-2）。
5.根据权利要求1所述的一种利用熔丝引弧的电极，其特征是环形冷却腔（10）有冷却水进口（9）接入和冷却水出口（2）接出，冷却水进口（9）设置在外套（3）的下侧壁体上，冷却水出口（2）设置在外套（3）的上侧壁体上。
6.根据权利要求1所述的一种利用熔丝引弧的电极，其特征是在熔丝安装口（4-1）的壁体上有用于固定引弧熔丝的紧固螺栓（6）。
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