[发明专利]一种高寿命等离子体电极结构

说明书

一种高寿命等离子体电极结构，包括等离子体发生器管式阳极，等离子体发生器管式阴极，其特征是：在等离子体发生器管式阳极外设置阳极电磁线圈，在等离子体发生器管式阴极外设置阴极电磁线圈；等离子体发生器管式阳极电磁线圈由电磁线圈绝缘隔热套筒、电磁线圈绕组、电磁线圈匝间绝缘层、电磁线圈两端电缆连接头、电磁线圈两端冷却水连接头、电磁线圈中间抽头组成；等离子发生器管式阴极电磁线圈由电磁线圈绝缘隔热套筒、电磁线圈绕组、电磁线圈匝间绝缘层、电磁线圈两端电缆连接头、电磁线圈两端冷却水连接头、电磁线圈中间抽头组成。特别适合在大功率、大电流等离子发生器应用，提高等离子体电极寿命。

技术领域

本发明涉及一种等离子体电极，尤其涉及一种大功率管式阴阳铜电极等离子体的电极结构。

背景技术

等离子体技术由于环保，节能，可靠，温度高等特性，由于材料的突破和成本的降低，已经越来越多的由军用转为工业应用。而且目前已经广泛被应用于燃煤电厂的煤粉点火、固废处理的垃圾发电、垃圾焚烧、危废处理等众多领域。在工业应用中，如电厂煤粉点火领域，中小功率的等离子发生器的阴极使用寿命最长约300小时，功率为约200kW，电流为250A左右，使用时间已经基本足够。但在固废和危废处理领域的大功率等离子应用，由于功率大，电流大，电流约在2000A左右，使用寿命非常短，这在一些固废处理工艺中，频繁更换发生器组件，对工艺流程而言，成本高，经济性差。所以，提高大功率、大电流等离子发生器的寿命成为等离子应用的关键点。

通过对目前市面上应用的柱状阴极等离子发生器、管状阴极等离子发生器的特性进行分析。需要对等离子弧进行约束，使其按照预定的目标运行，改善弧的运行轨迹，才能提高管式阴阳极等离子发生器的使用寿命。特别是在大功率、大电流等离子发生器应用场合。要改变等离子弧的运行轨迹，要对等离子弧进行约束，通过仿真及受力分析，电磁场在等离子发生器上的应用成为了首选。可以使得结构简单，接线方便，效果显著。

发明内容

本发明的目的是提供一种高寿命等离子体电极结构。模块化管状阴极和管状阳极，结构简单，拆装方便，突出地在内部结构设计上的创新使得内部气流场平稳可控。特别地与之配套的阴极电磁线圈，阳极电磁线圈，极大地提高管状电极的烧蚀寿命，解决了管状铜电极在大功率(大电流、高电压)下烧蚀寿命短的问题。

解决本发明所采用的技术方案是，一种高寿命等离子体电极结构，包括等离子体发生器管式阳极，等离子体发生器管式阴极，其特征是：在等离子体发生器管式阳极外设置阳极电磁线圈，在等离子体发生器管式阴极外设置阴极电磁线圈；等离子体发生器管式阳极电磁线圈由电磁线圈绝缘隔热套筒、电磁线圈绕组、电磁线圈匝间绝缘层、电磁线圈两端电缆连接头、电磁线圈两端冷却水连接头、电磁线圈中间抽头组成；等离子发生器管式阴极电磁线圈由电磁线圈绝缘隔热套筒、电磁线圈绕组、电磁线圈匝间绝缘层、电磁线圈两端电缆连接头、电磁线圈两端冷却水连接头、电磁线圈中间抽头组成。

所述的阳极电磁线圈绕组是中间有抽头串并联或者独立组合电磁线圈结构的2个线圈组成；所述的阴极电磁线圈绕组是中间有抽头串并联或者独立组合电磁线圈结构的2个线圈组成。

所述的等离子体发生器管式阳极由阳极拉斐尔喷口段、阳极稳弧段、拉斐尔中间进气口段和外部阳极水冷套组成；所述的等离子体发生器管式阴极由管式阴极中间进气拉菲尔进气口段、阴极稳弧段、管式阴极旋气环、管式阴极尾部进气拉斐尔段、堵头和外部阴极水冷套组成。

所述的等离子体发生器管式阳极的阳极稳弧段设置阳极电磁线圈绕组；所述的等离子体发生器管式阴极由管式阴极的阴极稳弧段设置阴极电磁线圈绕组。

为保证尾部进气具有一定的旋转角度，其特征是：所述的管式阴极旋气环，为尾部进气旋气环，环状块上设置有一定角度和一定数量均布的气流孔；所述管式阴极尾部进气拉菲尔段，形状为拉斐尔形状；所述管式阴极堵头为尾部进气的进气管接口段。