[发明专利]输入功率可调的电弧加热等离子体喷枪

说明书

技术领域

本发明属于热等离子体技术领域，特别是一种输入功率可调的电弧加热等离子体喷枪。

背景技术

等离子体作为物质的第四态，其中包含大量的电子、离子以及中性粒子，这些粒子处于一种局部热平衡状态，其具有高能量密度、高亮度、高电导率、高热导率等特性，这些性质决定等离子体在工业领域有很大的应用空间。从二十世纪七十年代开始，热等离子体在工业领域的应用有很大的发展。电弧热等离子体技术现已被广泛应用于机械、化工、材料以及航空宇航各领域。例如，在机械加工领域，热等离子体被广泛地用于材料的焊接、切割和喷涂；在化工领域，热等离子体被用于裂解煤、生产乙炔等；在材料领域，热等离子体被用于制取超细超纯材料粉以及合成各种材料；在宇航领域，热等离子体被用来做航空航天动力装置和热防护材料的烧蚀实验。在工业应用中，电弧加热等离子体喷枪作为热等离子体的发生装置，要求其具有稳定性高、高效率、长寿命等特性。

然而传统的等离子体喷枪采用独立的水冷系统，结构非常复杂，电极易烧蚀，输入功率不可调等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、低成本、电极水冷一体化的输入功率可调的电弧加热等离子体喷枪。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种输入功率可调的电弧加热等离子体喷枪，包括阳极、内绝缘套筒、阴极、驱动螺杆、端盖和外绝缘套筒；内绝缘套筒间隙设置在外绝缘套筒腔体内，内绝缘套筒的一端固连有阳极，另一端有对称的两个端脚，两个端脚相对的面上对称设置滑块，内绝缘套筒的端脚与端盖固连，驱动螺杆与端盖转动配合，并由驱动螺杆周向上的限位凸环在轴向上限位，驱动螺杆伸出端盖的一端为驱动螺杆调节柄，阴极一端为内部中空的阴极水冷空腔，另一端为与驱动螺杆配合的驱动螺孔，阴极外壁上的滑槽与滑块滑动配合，阴极水冷空腔通过阴极、内绝缘套筒和阳极上的水冷通道与阳极水冷空腔连通，阴极上开有与阴极水冷空腔连通的冷却水入口，阳极上开有与阳极水冷空腔连通的冷却水出口，阴极上冷却水通道的两侧阴极外壁与内绝缘套筒的内壁密封配合，外绝缘套筒和内绝缘套筒上开有连通的工作气体通道，工作气体通道与阳极喷嘴连通。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)本发明通过调节阴阳极间距来调节喷枪的输入功率，从结构上实现电弧加热等离子体喷枪中输入功率可调。

(2)本发明通过阴阳极水冷一体化回路，避免水冷系统复杂而造成的拆装和检漏的困难，并通过阳极水冷面与阳极喷嘴收缩扩张面一致，增大水冷接触面，将电弧加热等离子体喷枪水冷系统进行了最大程度的简化，提高了冷却效率。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明输入功率可调的电弧加热等离子体喷枪的总体结构示意图。

具体实施方式

结合图1：

本发明一种输入功率可调的电弧加热等离子体喷枪，包括阳极1、内绝缘套筒2、阴极3、驱动螺杆4、端盖6和外绝缘套筒7；内绝缘套筒2间隙设置在外绝缘套筒7腔体内，内绝缘套筒2的一端固连有阳极1，另一端有对称的两个端脚，两个端脚相对的面上对称设置滑块2-2，内绝缘套筒2的端脚与端盖6固连，驱动螺杆4与端盖6转动配合，并由驱动螺杆4周向上的限位凸环在轴向上限位，驱动螺杆4伸出端盖6的一端为驱动螺杆调节柄4-1，阴极3一端为内部中空的阴极水冷空腔3-5，另一端为与驱动螺杆4配合的驱动螺孔3-3，阴极3外壁上的滑槽3-2与滑块2-2滑动配合，阴极水冷空腔3-5通过阴极3、内绝缘套筒2和阳极1上的水冷通道与阳极水冷空腔1-4连通，阴极3上开有与阴极水冷空腔3-5连通的冷却水入口3-4，阳极1上开有与阳极水冷空腔1-4连通的冷却水出口1-5，阴极3上冷却水通道的两侧阴极3外壁与内绝缘套筒2的内壁密封配合，外绝缘套筒7和内绝缘套筒2上开有连通的工作气体通道2-3，工作气体通道2-3与阳极喷嘴1-1连通。

阴极3上开有阴极冷却水通道3-1，内绝缘套筒2上开有内绝缘套筒冷却水通道2-1，阳极1上开有阳极冷却水通道1-3，阴极水冷空腔3-5与阳极水冷空腔1-4依次通过阴极冷却水通道3-1、内绝缘套筒冷却水通道2-1和阳极冷却水通道1-3连通，上阴极冷却水通道3-1与内绝缘套筒冷却水通道2-1衔接处在内绝缘套筒2上设置有空腔，阴极冷却水通道3-1在阴极3轴向上的移动轨迹位于空腔的范围内，空腔两侧的内绝缘套筒2内壁开有环形凹槽，环形凹槽内设置O型密封圈8。

阳极1的阳极水冷空腔1-4的形状与喷嘴形状一致相配合。