[发明专利]一种液体介质非转移弧等离子枪

说明书

技术领域

本发明属于等离子技术领域，具体涉及一种液体介质非转移弧等离子枪。

背景技术

等离子态是物质的第四态，宇宙中几乎99﹪的物质（不包括尚未确认的暗物质）都处于等离子态。等离子体其温度分布范围则从10 K的低温到核聚变等离子体的10亿K超高温并拥有一系列独特性质，使等离子体在纳米材料生产、新材料合成、热加工制造、冶炼、钻探、煤化工、垃圾废物处理、材料表面处理、电子、新能源、军事、航空航天等领域获得广泛应用。

近几十年来，等离子体发生器的研制及等离子诊断技术的开发均取得了巨大的进展，并且等离子体研制与开发的重点已不再局限与航天航空方面的应用，而是更多地转向机械、化工、冶金、环保等工业部门的应用，特别是在材料加工与新材料研制方面的应用。

目前国内外的等离子技术一般均采用气体为等离子介质，需要配备相应的气体装置，尤其是大功率的等离子设备，耗气量极大，一般气瓶难以提供足够的气量，需要频繁地更换气瓶，进而影响等离子体的工作；若是采用空压机，则会对等离子枪的电极造成严重的烧损，降低等离子枪电极的寿命。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种液体介质非转移弧等离子枪，本发明的液体介质非转移弧等离子枪采用液体为介质，解决了气体介质需要频繁更换气瓶的麻烦；还解决了采用压缩空气容易烧损电极的问题。采用液体为介质，只需少量的液体便可提供足够的离子气体，液体在阴极管中沸腾蒸发之后体积会膨胀上千倍，能够完全取代气体介质，而且效果比气体介质有显著性提高，在设计非转移弧等离子枪的过程中无需考虑气路，简化了枪体结构，也可采用液体燃料作为介质，充分利用了液体燃料的化学能，与使用水作为液体介质相比，采用相同功率能够释放更多热量。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种液体介质非转移弧等离子枪，包括：

设置于所述等离子枪的后枪体内的阴极管，所述阴极管的后端部设有多个液体介质通孔，所述后枪体与所述阴极管间形成后冷却腔；

设置于所述等离子枪的前枪体内的阳极管，所述前枪体与所述阳极管间形成前冷却腔；

液体介质通过液体介质通孔进入阴极管，液体介质沸腾膨胀为气体，所述气体作为非转移弧等离子体的离子气体；

所述液体介质为水或液体燃料，其中，水作为液体介质具有节能环保的特性；液体燃料作为液体介质能利用液体燃料的化学能释放大量的热量；

固定于所述前枪体与所述后枪体之间的绝缘体，所述绝缘体设有多个连通孔，所述连通孔的两端分别与所述后冷却腔、所述前冷却腔相连；以及

固定于所述绝缘体内部的陶瓷环，用于约束所述阴极管与所述阳极管之间产生的等离子弧。

进一步的，所述等离子枪还包括：阴极座，所述阴极座与所述后枪体配合，将所述阴极管固定；所述阴极管的材料由铜合金材料或者铁合金材料制成。

进一步的，所述阴极座的一端与所述液体介质管连接，另一端与所述后端部连接。

进一步的，所述前冷却腔设有进水接头，外接进水电缆；所述后冷却腔设有出水接头，外接出水电缆。

进一步的，所述多个连通孔的横截面的总和大于所述进水电缆或所述出水电缆的横截面积。

进一步的，所述等离子枪还包括：端盖，所述端盖与所述前枪体的前端部连接，用于固定所述阳极管。

进一步的，所述后枪体由铜合金材料或者铁合金材料制成；所述前枪体由铜合金材料或者铁合金材料制成。

进一步的，所述绝缘体由玻璃钢材料制成，用于隔绝所述前枪体、所述后枪体的正负电荷；所述陶瓷环由氧化铝陶瓷材料制成。

进一步的，所述阴极管由铜合金材料或者石墨材料制成；所述阳极管由铜合金材料或者石墨材料制成；所述阴极管与所述阳极管为管状电极。

进一步的，其特征在于，所述阳极的前端部的出口为所述等离子枪的喷口。

本发明的有益效果在于：

（1）采用液体为介质，只需少量的液体便可提供足够的离子气体，液体在阴极管中沸腾蒸发之后体积会膨胀上千倍，能够完全取代气体介质，而且效果比气体介质有显著性提高，在设计非转移弧等离子枪的过程中无需考虑气路，简化了枪体结构。

（2）解决了气体介质需要频繁更换气瓶的麻烦；还解决了采用压缩空气容易烧损电极的问题。

（3）采用液体燃料作为介质，充分利用了液体燃料的化学能，与使用水作为液体介质相比，采用相同功率能够释放更多热量。

附图说明

图1为本发明液体介质非转移弧等离子枪示意图。