[实用新型]一种直流电弧约束控制用小型化磁装置

说明书

本实用新型公开了一种直流电弧约束控制用小型化磁装置，定位环设置在电极的一端，螺纹挡环设置在电极的另一端，磁铁组件套装在电极上，位于定位环和螺纹挡环之间，保护套设置在磁铁组件的外部，直流电弧在电极的内部产生并维持；冷却介质经定位环注入电极的外壁，用于对电极进行冷却。本实用新型在不影响电极寿命增长效果的同时，使大功率直流电弧等离子体炬的体积和重量显著下降，同时减小了热损耗，提高了电热转换效率；简化了等离子体炬的整体结构，特别是冷却介质通道的结构，提高了冷却效率；小型化磁装置装配完成后形成一独立部件，部件整体结构牢固可靠，对关键组件保护到位，同时非常易于与其他部件连接。

技术领域

本实用新型属于等离子体炬(Plasma Torch)技术领域，具体涉及一种直流电弧约束控制用小型化磁装置。

背景技术

直流电弧等离子体炬是一种可以快速(1～2s内)产生超高温度(3000～10000℃)的电热转换装置，在点火、助燃、冶金、环保等领域具有广泛的应用前景。但是，大流强的直流电弧会对等离子体炬的电极产生严重的烧蚀，使电极使用寿命急剧缩短，这是限制等离子体炬大规模工程应用的主要因素之一。现有的解决办法是在电极周围布置电磁线圈，利用电磁线圈产生的静磁场促使电弧高速旋转，以减弱电弧对电极局部的长时间烧蚀，从而延长电极寿命。这种方法对电极寿命的增长效果显著，但电磁线圈体积和重量巨大，且电流从线圈上经过时会产生一定热损耗，所需的磁场越强，则热损耗越大，这对等离子体炬的冷却设计、使用维护方便性以及电热转换效率均会带来一定的不利影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种直流电弧约束控制用小型化磁装置，用永磁铁代替电磁线圈，并通过电极、磁铁以及相关支撑结构的整体设计形成紧贴电极的冷却介质流道，显著减小了产品体积和重量，降低热损耗，提高等离子体炬的电热转换效率。

本实用新型采用以下技术方案：

一种直流电弧约束控制用小型化磁装置，包括电极，在电极的一端设置有定位环，另一端设置有螺纹挡环，定位环和螺纹挡环之间的电极1上由内向外依次套装有磁铁组件和保护套。

具体的，电极与磁铁组件之间设置有磁铁支架，磁铁支架的一端套装在定位环的外壁面上，另一端与螺纹挡环螺纹连接。

进一步的，定位环为圆环状结构，定位环的内壁和外壁上均设有台阶结构，分别与电极和磁铁支架套接连接，沿定位环的周向均匀布置有数个通孔。

进一步的，磁铁支架为Y形结构，与定位环的后端面及电极的外圆面间隙设置。

更进一步的，磁铁支架的一端开有凹槽，凹槽内设置有弹性挡圈。

具体的，定位环上开有通孔，用于将冷却介质经定位环注入电极的外壁进行冷却。

具体的，磁铁组件由若干内外径相同的永磁铁拼接而成。

更进一步的，永磁铁的表面设置有厚度大于等于100μm的金属镀层。

具体的，保护套为直圆管式结构，通过磁铁支架和螺纹挡环上的卡槽定位连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型一种直流电弧约束控制用小型化磁装置，采用磁铁组件套在磁铁支架身部，外层加保护套；螺纹挡环旋入磁铁支架尾部以固定磁铁组件，最后用弹性挡圈卡紧螺纹挡环，将整体结构固定牢靠。利用磁铁组件的静磁场，对电极中产生的直流电弧进行约束控制，将电弧的弧柱部分约束在结构轴线附近，并使电弧弧根沿电极内壁高速旋转，从而减缓电极烧蚀，增长电极寿命。

进一步的，定位环为圆环状结构，分别对电极和磁铁支架进行限位，沿定位环的周向均匀布置有数个通孔，冷却介质流道由各零部件的结构及其相对位置构成，无需单独布置，简化了整体结构，进一步减小了等离子体炬的体积和重量，并且提高了冷却效率。