[发明专利]一种惰性气体保护电弧等离子体石墨电极抗氧化烧蚀损耗的技术

说明书

技术领域：

本发明涉及热等离子体发生器。具体地说是采用惰性气体保护电弧等离子体石墨电极抗氧化烧蚀损耗的技术。

背景技术：

电弧等离子体是在两电极之间产生温度达几千度到万度的热等离子体，在工业应用上较为普遍，如等离子体处置危险废物、等离子体冶炼及等离子体硅提纯等行业。电弧等离子体通常采用熔点高的导电石墨材料做电极。由于电弧等离子体的温度高达几千度到上万度，电极的氧化烧蚀损耗的发生是不可避免的，只能在技术上采取一些措施减缓氧化烧蚀。2008年06月04日授权(专利号：00121396)松下电工株式会社发明设计人中村康辅、泽田康志、北村启明和井上吉民的“用于产生等离子体的电极、使用该电极的等离子体处理设备以及利用该设备的等离子体处理”发明专利中，提出一种电极的保护措施，即“在电极之间施加脉冲或AC电压，以便在大气压附近产生气体的介质阻挡层放电等离子体，从而利用等离子体处理放置在电极之间的物体。至少一个电极备有管状结构的电极基底和在曝露给电极基底的等离于体的至少一个表面上的通过热熔涂覆玻璃基材料而形成的保护层。”该专利电极保护的核心技术是电极基底表面热熔涂覆电绝缘的玻璃基材料。其缺点是产生等离子体的电源只能是脉冲或对频率大小有一定要求的交流电，不能使用直流电，否则，违背了电流连续性原理。这往往是产生低温等离子体的方法，等离子体电流很小，属于介质阻挡放电(DBD)，原理类似“大气压介质阻挡放电等离子体枪”的发明专利(专利号02159260)和“介质阻挡放电等离子体喷流装置”的专利(专利号200810046794)。因为有绝缘介质阻挡的放电必须要有较高的频率和电压，才能保证有较大的介质电流。目前未见用介质阻挡方法产生大电流热等离子体的报道。2004年12月08日授权(专利号：200320122028)王子元；赵传军；王为人等人的“废物处理用等离子体炉”实用新型专利，介绍了一种用于处置废物的热等离子体炉，其等离子体技术是目前电弧冶炼、等离子体废物处置等行业普遍采用的。2006年10月18日公开(公开号1849032)的“一种非平衡等离子体产生方法及产生装置”介绍了一种三相交流电产生等离子体的方法。但都未涉及本发面专利的内容。

发明内容：

本发明是为了上述现有技术的不足之处，提供一种降低电弧等离子体石墨电极氧化烧蚀损耗的技术，提高电弧热等离子体石墨电极在有氧环境下工作的使用寿命。

本发明解决技术问题采用如下技术方案。

本发明惰性气体保护电弧等离子体石墨电极抗氧化烧蚀损耗的技术特点是：圆柱形导电石墨电极中心开同心圆孔通道，用于输送惰性气体。圆孔通道的大小由所需惰性气体流量决定。石墨电极的截面大小由所需要的工作电流决定。高压惰性气体储气站经气体节流阀控制，用输气管道与圆孔通道相连。构成惰性气体的输送路线。惰性气体沿着输送路线从石墨电极放电端流出，包围处于电弧等离子体区的电极放电端。惰性气体不仅保护电极，减弱电极的氧化烧蚀损耗，而且作为等离子体的工作气体，降低等离子体的启动电压及工作电压。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、惰性气体保护电极，降低热等离子体石墨电极的烟灰缸化烧蚀损耗。同时，可以降低等离子体的启动电压和稳定工作电压。

2、本发明属于等离子体发生技术领域，可广泛应用于等离子体处置危险废物、等离子体冶炼及等离子体硅提纯等行业。

附图说明：

图1为本发明结构示意图。

图标号中：1石墨电极、2输气通道、3气体储气站、4节流控制阀、5输气管道、6石墨电极放电端、7电弧等离子体区

具体实施方式：

参见图1，本实施例中石墨等离子体电极1是圆柱形，中心具有同心的圆孔惰性气体通道2，用输气管道5连接，经节流控制阀4接到气体储气站3。

放电时，先打开节流控制阀4，让惰性气体流进石墨电极1的惰性气体通道2，从石墨电极放电端6流出，进入放电室。压力达到平衡时，启动放电产生等离子体，形成等离子体区7。调节节流阀，控制惰性气体流量，稳定等离子体放电。连续流进的惰性气体不仅可以减少石墨的氧化烧蚀，起到保护电极的作用。而且可以作为等离子体的工作气体，降低等离子体的启动电压和工作电压。停止工作时，先切断等离子体电源，在停止惰性气体共给。