一種等離子體裝置的電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及等離子體設(shè)備，特別是涉及到一種電弧等離子體裝置的電極。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，等離子技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，工業(yè)上應(yīng)用于等離子點(diǎn)火、等離子噴涂、金屬冶煉、等離子加熱制造納米材料、切割、垃圾焚燒廢物處理等。等離子體的處理方式和一般的方式大不一樣，等離子體是在電離層或放電現(xiàn)象下所形成的一種狀態(tài)，伴隨著放電現(xiàn)象將會(huì)生成了激發(fā)原子、激發(fā)分子、離解原子、游離原子團(tuán)、原子或分子離子群的活性化學(xué)物以及它們與其它的化學(xué)物碰撞而引起的反應(yīng)。在等離子體發(fā)生器中，放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態(tài)，經(jīng)相互碰撞而產(chǎn)生高溫，溫度可達(dá)幾萬(wàn)度以上，被處理的化工有害氣體受到高溫高壓的等離子體沖擊時(shí)，其分子、原子將會(huì)重新組合而生成新的物質(zhì)，從而使有害物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)。
[0003]研發(fā)一種結(jié)構(gòu)合理、適合其目標(biāo)產(chǎn)物應(yīng)用的等離子體裝置是本領(lǐng)域研發(fā)人員的任務(wù)，提高等離子體裝置的效率、減少電能消耗是本領(lǐng)域研發(fā)人員所追求的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種適合處理化工有害氣體的等離子體裝置，并使裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理和效率高，以減少電能消耗。
[0005 ]本發(fā)明的一種等離子體裝置的電極，由第一電極1、第二電極3、支持體4和穿心牽緊桿6組成，第二電極3為圓盤(pán)體結(jié)構(gòu)，第二電極3的圓盤(pán)體中心有通孔;支持體4為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，在支持體4后端的壁體中心有貫通的孔道;其特征是第一電極1為環(huán)形體結(jié)構(gòu)，第一電極1和第二電極3進(jìn)行嵌套設(shè)置，第二電極3置于第一電極1之中，第一電極1和第二電極3安裝在支持體4的壁體前端，用穿心牽緊桿6把第二電極3與支持體4進(jìn)行緊密連接，第二電極3與支持體4壁體之間的空間構(gòu)成環(huán)形冷卻腔11;穿心牽緊桿4為空心結(jié)構(gòu)，穿心牽緊桿6的內(nèi)空間構(gòu)成熔絲過(guò)孔6-5，熔絲過(guò)孔6-5的后端構(gòu)成熔絲安裝口 6-1;第一電極1的內(nèi)壁與第二電極3的外壁之間空間構(gòu)成電離通道16。
[0006]本發(fā)明中，在第一電極1的環(huán)形體中有環(huán)形槽，環(huán)形槽構(gòu)成環(huán)形氣室15，環(huán)形氣室15有介質(zhì)輸入接口 2接入;在支持體4前端的壁體上有用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流的切向氣槽4-3，環(huán)形氣室15通過(guò)切向氣槽4-3連通到電離通道16;第二電極3的圓盤(pán)體外端有凹槽18，熔絲過(guò)孔6-5與第二電極3圓盤(pán)體外端的凹槽18進(jìn)行貫通相連;在第二電極3的內(nèi)側(cè)有冷卻環(huán)槽13，冷卻環(huán)槽13與環(huán)形冷卻腔11相通，環(huán)形冷卻腔11有冷卻水進(jìn)口 12接入和冷卻水出口 5接出；在支持體4與第二電極3連接的壁體上有作用于密封的凸環(huán)4-2;在支持體4后端壁體中心的貫通孔道中有密封槽4-1;在熔絲安裝口 6-1的壁體上有用于固定引弧熔絲的緊固螺栓9;在穿心牽緊桿6的后部有第一電氣接口 10接入，第一電氣接口 10通過(guò)穿心牽緊桿6的金屬桿體與第二電極3進(jìn)行電氣連接;在第一電極1的壁體上有第二電氣接口 14接入。
[0007]本發(fā)明在等離子體裝置中應(yīng)用，所述的引弧熔絲為低熔點(diǎn)材料的線或絲，包括鋁線、細(xì)銅線或錫鉛合金材料的保險(xiǎn)絲，應(yīng)用時(shí)，引弧熔絲設(shè)置在穿心牽緊桿6內(nèi)的熔絲過(guò)孔6-5中，引弧熔絲的前端從第二電極3外端的凹槽18中伸出，引弧熔絲的后端被緊固螺栓9固定在熔絲安裝口 6-1中。
[0008]在等離子體裝置中，等離子體電弧在二個(gè)主電極之間產(chǎn)生，在二個(gè)主電極之間能維持等離子體電弧穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，二個(gè)主電極之間的空間距離越大，等離子體電弧的行程越長(zhǎng)，其電子相互碰撞的機(jī)會(huì)和次數(shù)就會(huì)更多，其能量就會(huì)越大，當(dāng)用于處理工業(yè)有害氣體時(shí)，有害氣體受到高溫高壓等離子體沖擊的強(qiáng)度會(huì)更大，其重新組合變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)的效率會(huì)更高。本發(fā)明利用熔絲進(jìn)行引弧，先使用引弧熔絲使二個(gè)主電極之間的引弧距離縮短，以降低引弧電壓，然后引弧熔絲被熔蝕而縮短，使二個(gè)主電極之間產(chǎn)生高溫等離子體電弧。本發(fā)明采取利用熔絲引弧的措施來(lái)使等離子體裝置的二個(gè)主電極之間的空間距離得到延長(zhǎng)，加大高溫等離子體的能量，提高了效率和節(jié)省電能;本發(fā)明適合在不頻繁起動(dòng)的長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備上應(yīng)用，省略了引弧電極的驅(qū)動(dòng)裝置，降低了制造成本，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理，操作簡(jiǎn)便，引弧熔絲極為廉價(jià)，其成本可以忽略，因此，本發(fā)明具有極高的性價(jià)比。
[0009]本發(fā)明在處理工業(yè)有害氣體領(lǐng)域中應(yīng)用或在固體廢物處置領(lǐng)域中應(yīng)用，為了進(jìn)一步提高等離子體裝置的效率，本發(fā)明的電極結(jié)構(gòu)中包括第一電極1和第二電極3，第一電極1和第二電極3進(jìn)行嵌套設(shè)置，第二電極3置于第一電極1之中，使第一電極1的內(nèi)壁與第二電極3的外壁之間空間構(gòu)成電離通道16。應(yīng)用時(shí)，等離子體裝置的工作電源連接到穿心牽緊桿6后部的第一電氣接口 10，同時(shí)，高壓電源連接到第一電極1壁體上的第二電氣接口 14，再把工業(yè)有害氣體或水蒸汽或其他氣源的工作氣通過(guò)介質(zhì)輸入接口 2輸入到到第一電極1的環(huán)形氣室15中，工業(yè)有害氣體或水蒸汽或其他氣源的工作氣由切向氣槽4-3進(jìn)入第一電極1與第二電極3之間的電離通道16，在電離通道16內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)氣流，當(dāng)對(duì)第一電極1施加10000V以上的高壓電源時(shí)，便在電離通道16內(nèi)形成氣流隔離放電方式的電場(chǎng)，使工業(yè)有害氣體或水蒸汽或其他氣源的工作氣被電離而增加活性，被電離活化后的工業(yè)有害氣體在高溫等離子體電弧的作用下，更容易及更徹底被處理成中性的無(wú)害物質(zhì)，或被電離活化后的水蒸汽更容易被分解而作為固體有機(jī)廢物的氣化劑應(yīng)用。
[0010]上述的發(fā)明在具體應(yīng)用中，在第一電氣接口10接入的是等離子體工作電源，等離子體工作電源的特征是低電壓大電流;在第二電氣接口 14接入的10000V電壓以上的引弧電源，引弧電源的特征是高電壓小電流。在等離子體裝置中設(shè)置第三電極20，第三電極19作為等離子體工作電源和高壓電源的公共電極，工作時(shí)，引弧電源使第一電極1與第二電極3之間的電離通道16進(jìn)行氣流隔離方式的放電，同時(shí)使引弧熔絲與第三電極20之間進(jìn)行放電，產(chǎn)生初始電弧，然后引弧熔絲很快被熔蝕而縮短到第二電極3的凹槽中，使第二電極3與第三電極20之間形成高溫等離子體電弧，本發(fā)明是先使高壓電源作用在第一電極1與第二電極3之間的電離通道16中，對(duì)工業(yè)有害氣體或水蒸汽或其他氣源的工作氣進(jìn)行電離和活化，然后使高壓電源作用在第二電極3與第三電極20之間，通過(guò)引弧熔絲進(jìn)行第二電極3與第三電極20之間的引弧，使之產(chǎn)生高溫等離子體電弧，把工業(yè)有害氣體或水蒸汽或其他氣源的工作氣進(jìn)行目標(biāo)處理，提高效率和節(jié)省電能，其中，產(chǎn)生高溫等離子體電弧的電能由等離子體工作電源提供。
[0011]本發(fā)明運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生的等離子體電弧的弧根在第二電極3的外端面上，為了避免引弧熔絲被燒結(jié)在第二電極3的體上，給設(shè)備下次運(yùn)行更換引弧熔絲時(shí)帶來(lái)困難，本發(fā)明在第二電極3的外端設(shè)置凹槽18，使引弧作用完成后的引弧熔絲頭部與第二電極3之前具有一定的空間距離。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:適合在處理工業(yè)有害氣體領(lǐng)域中應(yīng)用或在固體廢物處置領(lǐng)域中應(yīng)用，先使工業(yè)有害氣體或水蒸汽或其他氣源的工作氣進(jìn)行電離活化，再把被電離活化的工業(yè)有害氣體在高溫等離子體電弧的作用下進(jìn)行處理，更容易得到目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明采取利用熔絲引弧的措施來(lái)使二個(gè)形成等離子體電弧之間的電極空間距離得到延長(zhǎng)，加大高溫等離子體的能量，提高了效率和節(jié)省電能;本發(fā)明省略了引弧電極的驅(qū)動(dòng)裝置，降低了制造成本，省略了引弧電極的驅(qū)動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理和操作簡(jiǎn)便。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的一種等離子體裝置的電極結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的等離子體電極中的穿心牽緊桿結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3是本發(fā)明利用熔絲引弧的初始狀態(tài)示意圖。
[0016]圖4是本發(fā)明的電極在形成高溫等離子體電弧時(shí)的示意圖。
[0017]圖中:1.第一電極，2.介質(zhì)輸入接口，3.第二電極，4.支持體，4-1.密封槽，4_2.凸環(huán)，4-3.切向氣槽，5.冷卻水出口，6.穿心牽緊桿，6-1.熔絲安裝口，6-2.內(nèi)六角大頭，6-3.緊固螺孔，6-4.牽緊螺紋，6-5.熔絲過(guò)孔，7.密封套環(huán)，8.螺母，9.緊