[发明专利]一种介质加热用途的等离子体喷枪

说明书

技术领域

本发明涉及等离子设备，特别是涉及到一种等离子体喷枪。

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、垃圾焚烧和废物处理等。等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，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，因此，等离子体火炬的中心温度可高达摄氏数万度以上，火炬边缘温度也可达到数千度以上，被处理的物质受到高温等离子体冲击时，其分子将会分解、原子将会重新组合而生成新的物质。

不同的应用场合对等离子设备的要求不同，当用于处理化工生产所排放有害废气或用于热解水制氢时，需要被加热介质具有较强的活性及在等离子喷枪内有足够的逗留时间，因此，对等离子体设备的设计提出了不同的要求。现有的等离子设备不能满足有害废气处理或热解水制氢的使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种介质加热用途的等离子体喷枪，用于热解水制氢或用于处理有害物质，减少对煤炭石油的依赖，实现清洁燃烧，保护生态环境。

本发明的一种介质加热用途的等离子体喷枪，其特征是喷枪主要由前枪体（2）、阳极（4）、后枪体（14）、阴极（7）和绝缘架（23）组成，其中，前枪体（2）呈回转体结构，前枪体（2）上有导流套管（6）和向后延伸的筒体（22），导流套管（6）在筒体（22）的内空间中；阳极（4）嵌入在前枪体（2）的回转体内，阳极（4）的前部呈由前向后逐渐收窄的喇叭形结构，喇叭形结构的内空间构成离子弧通道（Ⅰ），喇叭形结构的后部为圆孔形的喉口，圆孔形的喉口构成压缩通道（Ⅳ），阳极（4）的后部呈圆柱形的空间，阳极（4）后部的圆柱形空间通过压缩通道（Ⅳ）连通到离子弧通道（Ⅰ）；前枪体（2）筒体与阳极（4）壁体之间的空间构成冷却水套，导流套管（6）把冷却水套分隔为外层水套（Ⅱ）和内层水套（Ⅲ），外层水套（Ⅱ）的后端与内层水套（Ⅲ）的后端相互连通，外层水套（Ⅱ）的前端有冷却水进口（5）接入，内层水套（Ⅲ）的前端有冷却水出口（3）接出；后枪体（14）呈回转体结构，后枪体（14）的回转体结构上有阴极座（18），阴极座（18）为圆管体结构，阴极（7）安装在阴极座（18）的前端，阴极（7）的体内有冷却腔（Ⅸ）；绝缘架（23）的体中有前承插口和后承插口，前承插口和后承插口之间通过圆形通孔连通，前枪体（2）安装在绝缘架（23）的前端，前枪体（2）的延伸筒体（22）插入到绝缘架（23）的前承插口中，后枪体（14）安装在绝缘架（23）的后端，后枪体（14）上的阴极座（18）进入到绝缘架（23）的后承插口中，阴极座（18）前端的阴极（7）头部伸入到阳极（4）后部的圆柱形空间中，阴极（7）的头部与阳极（4）后部壁体之间的空间构成电离通道（Ⅴ），阴极座（18）壁体与绝缘架（23）壁体之间的空间构成旋流通道（Ⅵ），旋流通道（Ⅵ）连通到电离通道（Ⅴ），旋流通道（Ⅵ）有工作气接入口（19）接入。

本发明中，在前枪体（2）中有封头（20），阳极（4）后端的外壁与筒体（22）后端的内壁之间通过封头（20）进行紧密连接，阳极（4）的前端外壁与前枪体（2）的前端内壁进行紧密连接；压缩通道（Ⅳ）的孔道比为0.7-1.5，压缩通道（Ⅳ）的入口呈喇叭形的收窄喉口结构；在后枪体（14）的回转体结构内有导流管（15），导流管（15）的内空间构成冷却水输入通道（Ⅶ），导流管（15）外壁与阴极座（18）内壁之间的空间构成冷却水回流通道（Ⅷ），冷却水输入通道（Ⅶ）和冷却水回流通道（Ⅷ）连通到冷却腔（Ⅸ），冷却水输入通道（Ⅶ）有冷却水输入接口（16）接入，冷却水回流通道（Ⅷ）有冷却水回流接口（17）接出；工作气接入口（19）设置在后枪体（14）上或设置在绝缘架（23）的壁体上，工作气接入口（19）兼作加热介质接入口，工作气接入口（19）以切线方向接入旋流通道（Ⅵ）；绝缘架（23）兼作磁压缩线圈骨架，绝缘架（23）的外壁上有线槽结构，线槽结构中有磁压缩线圈（24），磁压缩线圈（24）有输入端（10）和输出端（9）；在前枪体（2）与绝缘架（23）的前端连接面之间有密封垫（1）；阴极（7）的头部为半球体结构，在阴极（7）与阴极座（18）的接口上有密封环（8）；在阴极座（18）的外壁上有隔热套（12），隔热套（12）的后端有凸环，隔热套（12）后端的凸环构成后枪体（14）与绝缘架（23）之间的密封体；在旋流通道（Ⅵ）中有旋流肋片（11），旋流肋片（11）与绝缘架（23）连为一体，或旋流肋片（11）与隔热套（12）连为一体。