[发明专利]具有水冷却陶瓷密封管的高效感应等离子炬

权利要求书

1.一种感应等离子炬，包括：

一个具有第一直径的圆柱形内表面的管状炬体；

一个等离子密封管，(a)由高热传导性的陶瓷材料制成，(b)它有一个第一端部、一个第二端部和一个圆柱形的外表面，它的第二直径稍小于第一直径，所述的等离子密封管装在所述的管状炬体中，所述的圆柱形内表面和外表面是同轴的，从而在所述的内、外表面之间限定了一个均匀厚度的薄环形腔；

一个气体分配头，安装于等离子密封管第一端部的炬体上，用于向所述的密封管提供至少一种气态物质，所述的至少一种气态物质通过等离子密封管的第一端部流向它的第二端部；

一个与所述的圆柱形内外表面同轴的感应线圈，设置在薄环形腔的外面，并通有电流，用于将能量感应地施加到流过等离子密封管的所述至少一种气态物质上，以便在所述的密封管中产生和维持高温等离子体；和

在薄环形腔中形成高速冷却液流的装置，制成密封管的高导热陶瓷材料和高速流动的冷却流体这二个因素有助于把被高温等离子体加热的等离子密封管的热量高效传导到冷却液内，从而有效地冷却密封管。

2.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是所述的圆柱体的内外表面是机加工成圆柱形的表面。

3.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是所述的感应线圈埋入所述的炬体内。

4.根据权利要求2所述的等离子炬，其特征是所述的感应线圈埋入所述的炬体内。

5.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是所述的陶瓷材料包括氮化硅。

6.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是所述的陶瓷材料包括烧结的或含有至少一个种添加剂和/或填充料的粘结反应氮化硅。

7.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是等离子密封管包括从包含氮化硼、氮化铝和矾土的一组材料中选择的陶瓷材料。

8.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是所述的陶瓷材料是一种具有高导热性、高电阻率和耐高热冲击的致密的陶瓷材料。

9.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是所述的环形腔厚度约为1毫米、在所述的环形腔中的冷却流体的流速至少为1米/秒。

10.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是该冷却流体包括水。

11.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是该高速流动的冷却流体的流动方向平行于所述圆柱体内、外表面的共同轴。

12.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是所述的炬体是由铸造复合聚合物制成的，在炬体内埋入整个感应线圈。

13.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是所述的炬体是由铸造陶瓷制成的，在炬体内埋入整个感应线圈。

14.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是感应线圈是由其内腔通有用于冷却所述感应线圈的冷却流体的电导管制成的。

15.根据权利要求1所述的等离子炬，其特征是所述的等离子炬进一步包括安装在等离子密封管的第二端部处的炬体上的等离子排气喷嘴，在所述气体分配头和喷嘴中，每个都包括一个内表面，在内表面中，所述形成高速冷却液体的装置包括在气体分配头和等离子排气喷嘴中的水道装置，所述的冷却流体以高速流过所述的水道装置，该水道装置的设置可使冷却流体去冷却所述气体分配头和喷嘴的内表面。