[发明专利]具有多种操作模式的等离子体电弧枪有效

专利信息
申请号: 201380062791.4 申请日: 2013-10-01
公开(公告)号: CN104838730B 公开(公告)日: 2019-01-04
发明(设计)人: T·弗雷特 申请(专利权)人: 弗雷特等离子实验室公司
主分类号: H05H1/34 分类号: H05H1/34
代理公司: 北京泛华伟业知识产权代理有限公司 11280 代理人: 王勇;王博
地址: 美国德*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 圆柱形容器 等离子体电弧枪 中空电极 纵轴对齐 喷嘴 第一端 多模式 等离子体电弧 操作模式 第一电极 电极外壳 电解模式 短路电阻 辉光放电 模式操作 切向入口 电极 埋弧 出口 延伸
【说明书】:

本发明提供一种多模式等离子体电弧枪,包括具有第一端和第二端的圆柱形容器;连接至或接近所述第一端的第一切向入口/出口;连接至或接近所述第二端的第二切向入口/出口;电极外壳,其连接至所述圆柱形容器的第一端以使得第一电极(a)与所述圆柱形容器的纵轴对齐,以及(b)延伸进入所述圆柱形容器;以及中空电极喷嘴,其连接至所述圆柱形容器的第二端以使得所述中空电极喷嘴的中心线与所述圆柱形容器的纵轴对齐。调节所述电极相对于所述中空电极的位置使得所述多模式等离子体电弧枪以完全短路电阻模式、埋弧模式、电解模式、辉光放电模式或等离子体电弧模式操作。

技术领域

本发明总地涉及固体氧化物电解池和等离子体电弧。更特别地,本发明涉及具有多种操作模式的等离子体枪。

背景技术

随着对可再生燃料、污染防治、清洁水以及更有效的处理方法的重视,辉光放电和等离子体系统的应用越来越多。辉光放电也被称为电等离子体、等离子体电解和高温电解。在液体辉光放电系统中,围绕定位在电解池内的阴极形成等离子体鞘层。

美国专利No.6,228,266公开了一种使用等离子体反应器的水处理装置和水处理方法。该装置包括具有污水入口和污水出口的外壳;填充外壳内部的多个珠子(例如,尼龙和其它塑料型的珠子);一对电极,一个电极与外壳的底部接触,另一个电极与最上面的珠子的上部接触;以及通过电缆与电极连接以产生脉冲的脉冲发生器。‘266等离子体反应器的一些缺点在于需要极高压脉冲发生器(30KW至150KW),以网格形状的并且完全从上到下操作反应器的多个不同的珠子。同样地,等离子体反应器不被设计为从大块液体中分离出气体,它也不能回收热量或产生氢。实际上,将空气加入等离子体反应器完全破坏了针对通过电解或等离子体或两者的结合产生氢的当前研究的唯一目的。如果等离子体反应器内产生任何的氢,那么加入空气将使得氢与氧反应并生成水。另外,也没有提到通过冷却阴极产生热的任何方式。同样,它没有提到将有机物制成珠子,也没有提到重新煮沸并浓缩液体(例如废酸、黑液等)的能力,也不能从黑液中回收腐蚀剂和硫化物。

如下是与‘266专利类似的现有技术的列表:

等离子体电弧枪通常被制造者、机械工厂、焊接工和半导体工厂用于切割、气刨、焊接、等离子喷涂和制造晶片。采用转移弧或非转移弧两种模式之一操作等离子体枪。在许多焊接商店可以见到的最普通的枪是转移弧等离子体枪。其操作与DC焊机的非常相似,都是接地夹具附接至工件。操作者,通常是焊接工,在等离子体枪处理时按下等离子体枪手柄上的触发器,这在中心定位的阴极和阳极喷嘴之间形成先导电弧。当操作者将等离子体枪先导电弧靠近工件时,电弧经由导电等离子体从阳极喷嘴转移至工件。由此命名为转移弧。非转移弧等离子体枪将电弧保持在枪内。十分简单地,电弧与阳极喷嘴保持附接。这需要冷却该阳极。普通的非转移弧等离子体枪具有30%的热损率。换句话说,总枪功率的30%以热的形式损失。

使用等离子体枪的主要缺陷在于诸如氩的惰性气体和氢的成本。已经进行多次尝试来通过使用来自电极的释放热由水产生蒸汽以在枪自身内部形成工作气体或等离子体气体。目的是提高枪的总效率并降低等离子体气体成本。然而,没有一个可以连续负荷运行的工作示例。例如,Multiplaz枪(美国专利No.6,087,616和6,156,994)是必须手动补水的小型手持枪。Multiplaz枪不是连续使用的等离子体枪。

其它现有技术的等离子体枪在下述专利中公开。

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