[发明专利]一种适用于高频等离子体焰炬的冷却气体分配装置

说明书

本发明公共了一种适用于高频等离子体焰炬的冷却气体分配装置，料气管的出气口伸到所述内石英管的下端，上气管a和上气管b穿过所述上铜头的侧壁与所述内石英管接触，边轴向气管a和边轴向气管b穿过所述下铜头的侧壁与所述内石英管接触，下气管a和下气管b穿过所述下铜头的侧壁与所述外石英管接触，边切向气管a和边切向气管b穿过所述下铜头的侧壁与所述内石英管接触，边切向气管a和边切向气管b分别与所述内石英管的管壁相切。冷却气的进气量通过气体流量计调节控制，既能实现石英管内壁的冷却，能迅速降低等离子体焰横向温度，石英管不至于被等离子体焰高温激炸的目的，又能保证等离子体焰炬不被气流冲击扰动。

技术领域

本发明属于高温反应设备技术领域，尤其涉及一种适用于高频等离子体焰炬的冷却气体分配装置。

背景技术

在高频等离子体焰炬的设计中，由于石英管具有优良的热震性能，常常采用石英管作为等离子体炬约束设备，但是等离子体产生的高温达7000~10000℃，石英管骤冷骤热仍然容易炸裂，造成需频繁更换石英管壁，给生产实验带来巨大的困扰和不便。焰炬的冷却系统设计既需要考虑冷却气体对等离子炬的扰动，又需要充分保证石英管壁不受热震炸裂，需对气流的走向及进气口布置做妥善设计。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种适用于高频等离子体焰炬的冷却气体分配装置，以解决现有技术中高频等离子体焰炬的石英管骤冷骤热仍然容易炸裂，造成需频繁更换石英管壁，给生产实验带来巨大的困扰和不便等技术问题。

本发明技术方案是：

一种适用于高频等离子体焰炬的冷却气体分配装置，它包括包括上铜头，所述上铜头和下铜头螺纹连接，所述上铜头和所述下铜头为中空结构，中空结构内壁上设置有内螺纹，内石英管外壁包裹保温石棉后卡接在所述上铜头和所述下铜头中空结构内壁的内螺纹上，外石英管包裹保温石棉后卡接在所述下铜头中空结构下端的内螺纹上；料气管卡接在上铜头中心，料气管的出气口伸到所述内石英管的下端；上气管a和上气管b穿过上铜头的侧壁与内石英管的外壁接触；边轴向气管a和边轴向气管b穿过下铜头的侧壁与内石英管外壁接触；下气管a和下气管b穿过下铜头的侧壁与外石英管外壁接触；边切向气管a和边切向气管b穿过下铜头的侧壁与内石英管外壁接触。

上气管a和上气管b的连线经过上铜头的中心；边轴向气管a和边轴向气管b的连线经过下铜头的中心；下气管a和下气管b的连线经过下铜头的中心；边切向气管a和边切向气管b分别与内石英管的管壁相切。

上铜头和下铜头的材质均为高纯铜。

内石英管和外石英管的管壁壁厚均为4mm~6mm。

边切向气管a和边切向气管b分别与边轴向气管b平行。

料气管的进气量为2~4m³/h；上气管a和上气管b的进气量分别为3~6m³/h；边轴向气管a和边轴向气管b的进气量分别为0~8m³/h，边切向气管a和边切向气管b的进气量分别为0~8m³/h，下气管a和下气管b的进气量大于10 m³/h。

本发明有益效果是：

本发明工作原理是：通过设计本发明气体分配系统，各气管能确保冷却气进入两层石英管的内外壁，在工作中，能迅速降低等离子体焰横向温度，石英管不至于被等离子体焰高温激炸，停机时，继续供给冷却空气一段时间，不让石英管内外温度相差过大炸裂，使石英管能连续工作，边轴向气管a和边轴向气管b与边切向气管a和边切向气管b这两对气管可以同时使用或只使用其中某一对气管，不适用的气管用气管前段的气管夹夹住，该气管分布方案可以实现对内石英管的充分冷却和冷却方式的调节。