[发明专利]一种等离子体炬用的水电气分流装置

说明书

一种等离子体炬用的水电气分流装置，由电极、隔离分流装置、电磁线圈、壳体由内到外依次套装；电极阳极连接外部电源的正极，电极阴极通过壳体连接外部电源的负极；阳极和阴极之间设置隔离空腔，阴极为空心圆柱体，空心圆柱体的一端连接隔离空腔；电磁线圈和壳体之间的空腔作为电离介质气体输送管路，隔离分流装置上设置有冷却分流通道和电离介质气体管路；外部电离介质气体依次流入输送管路、电离介质气体管路，然后切向流入隔离空腔形成螺旋气流；外部冷却水通过冷却分流通道冷却电磁线圈和电极；阳极和阴极之间产生电弧，电弧击穿螺旋气流形成电弧等离子体射流。本发明结构简单，可以实现电离介质气体、冷却水和电隔离和分流。

技术领域

本发明涉及一种等离子体炬用的水电气分流装置，属于直流电弧等离子体炬领域。

背景技术

目前影响大功率等离子体炬工程应用、工作可靠性和使用维护成本的主要因素结构复杂、拆装工艺性差的和现场适应性差，而操作适用性和工作可靠性的核心问题是等离子体炬的产品零件多、冷却效果差和系统接口多。现有等离子体炬一般阴极、阳极、线圈分别采用各自单独的冷却通道，电离工质气体还有需要单独的喷注器，导致系统结构复杂，参数匹配性无法保证，使得可靠性和和适应性低，使用维护成本高。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出了一种等离子体炬用的水电气分流装置，解决了利用简单结构实现电弧等离子体炬用电离介质气体、冷却水和电隔离和分流的问题。

本发明的技术方案是：

一种等离子体炬用的水电气分流装置，包括：电极、隔离分流装置、电磁线圈、壳体；

所述电极、隔离分流装置、电磁线圈、壳体由内到外依次套装；

所述电极包括阳极、阴极；所述阳极连接外部电源的正极，所述阴极通过所述壳体连接外部电源的负极；所述阳极和阴极之间设置隔离空腔，所述阴极为空心圆柱体，所述空心圆柱体的一端连接所述隔离空腔；

所述电磁线圈和壳体之间的空腔作为电离介质气体输送管路，所述隔离分流装置上设置有冷却分流通道和电离介质气体管路；

外部电离介质气体依次流入所述输送管路、电离介质气体管路，然后切向流入所述隔离空腔形成螺旋气流；外部冷却水通过所述冷却分流通道冷却电磁线圈和所述电极；

所述阳极和阴极之间产生电弧，所述电弧击穿所述螺旋气流形成电弧等离子体射流。

所述电磁线圈缠绕在所述隔离分流装置的外壁上；

所述电磁线圈采用铜管缠绕而成，所述铜管内流通冷却水。

所述隔离分流装置为沿轴线方向开有阶梯孔的圆柱体，所述阶梯孔依次为第一圆孔、第二圆孔和第三圆孔；所述电磁线圈包括：电磁线圈A、电磁线圈B和线圈连接管路；

所述第二圆孔的内径和所述电极的外径配合；

冷却分流通道包括：电极冷却分流通道、第一冷却分流通道和第二冷却分流通道；

所述第一冷却分流通道连通所述第一圆孔与所述电磁线圈A；

所述电磁线圈A通过线圈连接管路连接所述电磁线圈B；

所述第二冷却分流通道连通所述电磁线圈B和所述第三圆孔。

所述电极冷却分流通道连通所述第一圆孔和所述第三圆孔。

所述电离介质气体管路连通所述电离介质气体输送管路和所述隔离空腔，所述电离介质气体管路的轴线与所述隔离空腔的腔壁相切。

所述螺旋气流与电磁线圈产生的磁场方向满足右手定则。

所述螺旋气流的轨迹为柱面螺旋线。