[实用新型]等离子发生器水冷阴极头

说明书

等离子发生器水冷阴极头,在内含发射体的第一或第二中心座外周,间隔一距离设第一或第二外冷壁,两者底端由密封环底连为一件发热整体,且密封环底内腔形成第一或第二回水槽。发射端热量分散,由原来集中在中心座,变成分散在中心座、密封环底和外冷壁。进水从阴极水冷套外层引入先流经外冷壁螺纹段进行一次冷却,然后落入回水槽后,再转向向上沿中心座表面冷却中心座；完成对发射端热源的两次冷却。实现耐高温,不易损坏,连续发射时间,由原来的400小时提高到700小时。因外冷壁外螺纹与阴极的水冷套下螺纹段螺纹连接,当放电面烧坏,则旋转螺纹,便方便更换阴极头。用于非转移和转移弧等离子发生器,特别是大功率200KW‑500KW发生器。

技术领域

本实用新型涉及大功率(200KW以上)等离子发生器阴极结构,属离子产生和火花隙类(H01T)。

背景技术

产生高温热源的等离子发生器包括如下部分:阴极组件、阳极组件、水冷系统、气压系统和水压系统等。其中阴极组件发射端是产生引弧的部件,工作环境恶劣、温度高、易损坏、寿命短，随着容量的增大,阴极发射端的寿命将直接影响等离子发生器的工作效率和运行成本。

中国实用新型专利阴极枪用阴极头、包括该阴极头的阴极枪及等离子发生器(专利号ZL201720508811.1),以及中国实用新型专利申请等离子体喷枪的阴极冷却结构(申请号201410574866.3)均公开了水冷阴极头结构,虽然均公开了冷却阴极头的进水、出水等结构,但均存在如下问题:1)冷却进水先从中心孔流向尖形中心座表面进行热交换,然后热交换后的回水是流经外部构件排出的,没有再流过阴极头发热部件,即冷却进水先从中心孔流向尖形中心座表面,对发热体而言,只能进行了一次热交换。因中心座热量集中,表面小,虽然上专利中有开槽增大接触面,也难以获得应有的冷却效果。2)没有公开冷却阴极头易拆卸和方便更换的结构,由此造成如果阴极组件发射端烧坏,必须更换整个阴极组件。

所以为了提高使用性能,开发阴极组件发射端的优化设计提上日程。

实用新型内容

本实用新型提供的等离子发生器水冷阴极头，就是解决现有的大功率等离子发生器阴极发射端水冷效果不好,寿命短,维修更换工作量较大,以提供更优化使用性能,满足大功率等离子发生器的需要。

技术方案如下：

一种等离子发生器水冷阴极头，包括:上端为尖形体的柱状的第一中心座3,第一中心座下端内孔装发射体,其特征是(对应于实施例1结构,见图1-3):1)第一中心座3外周径向间隔第一距离B处设有筒状的第一外冷壁1；第一中心座和第一外冷壁两者由底端的第一密封环底3.1连接为一件发热整体；且第一密封环底内腔形成环状第一回水槽4；第一中心座下端内孔发射体采用第一合金钨柱体5；第一合金钨柱体5外的发热整体三构件均采用紫铜。第一外冷壁外螺纹,与上方阴极的第一水冷套下螺纹段 6.1啮合,形成第一外冷壁螺纹段2。2)第一合金钨柱体放电面采用平面5.1。

上述等离子发生器水冷阴极头，其第一水冷套6外面可装有黄铜支撑环、绝缘座和不锈钢座等可升降固定组件,与现有结构相同,在后面结合附图说明。

一种等离子发生器水冷阴极头，包括上端为尖形体的柱状第二第一中心座3A, 第二第一中心座3A下端内孔装发射体,其特征是,(对应于实施例2结构,见图4- 6):1)第二中心座3A外周径向间隔第二距离Ba处设有筒状的第二外冷壁1A；第二中心座和第二外冷壁两者由底端的第二密封环底3.1A连接为一件发热整体；且第二密封环底内腔形成环状第二回水槽4A；第二中心座下端内孔发射体采用第二合金钨柱体5A；除第二合金钨柱体5A外的发热整体三构件均采用紫铜。第二外冷壁1A的外螺纹与上方阴极的第二水冷套下螺纹段6.1A啮合,形成第二外冷壁螺纹段2A。2)第二合金钨柱体放电面采用圆弧面5.1A。3)第二中心座3A外周设有用于第二水冷套下螺纹段 6.1A和第二外冷壁螺纹段2A安装定位的环状凸台3.2A。