[实用新型]一种热膨胀稳定型等离子体炬

说明书

本实用新型公开了一种热膨胀稳定型等离子体炬，属于离子体技术领域。本实用新型包括阴极、触发极、阳极、阴极水冷套、阳极冷却套，触发极的内部设有贯穿的触发区，本实用新型通过将阳极冷却套设置为空气预热段、阳极水冷却段，将等离子体炬的工作气体先通过阳极预热，利用阳极的高温提高气体温度，气体加热后膨胀，膨胀的气体以更高的定向速度流入触发区，从而提高了进气的初始定向流速度，有助于稳定放电热膨胀不稳定性，最终得到稳定的等离子体射流。

技术领域

本实用新型涉及等离子体技术领域，具体涉及一种热膨胀稳定型等离子体炬。

背景技术

等离子体就是离子化呈电中性的气体，是物质固、液、气三种存在状态之外的第四种形态，又称为第四态。它由大量的正负带电粒子和电中性的粒子组成，粒子的能量一般为几个到几十电子伏特。因此可以将固体废弃物中的分子彻底分解，再重新组合，这时有害物质被分解，重金属被分离开来，其余部分被熔融后固化成玻璃体。目前，等离子体领域内有工业价值的连续的等离子体流的产生方法主要有2类：采用电弧等离子炬(电弧等离子体发生器)和自由电弧。现有技术中，电弧放电的部分电离等离子体在放电通道内自身存在热膨胀的不稳定性，即使等离子体射流源采用放电电压稳定度很高的稳压电源也难以研制出稳定射流的等离子体炬。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种热膨胀稳定型等离子体炬。

本实用新型的技术方案是：一种热膨胀稳定型等离子体炬，包括阴极、触发极、阳极、阴极水冷套、阳极冷却套，触发极的内部设有贯穿的触发区，所述阴极水冷套、触发极、阳极冷却套三者自上而下依次排列且固定连接，所述阴极位于阴极水冷套内部，所述阳极位于阳极冷却套内部，所述阳极冷却套与触发极之间设置有第二绝缘体，且阳极通过第二绝缘体固定于阳极冷却套的内部，所述阳极冷却套包括位于上方的空气预热段、位于下方的阳极水冷却段，第二绝缘体中设有连通触发区与空气预热段的通气口，空气预热段设有工作气体入口。

进一步的技术方案，阴极水冷套与触发极之间设置有第一绝缘体，所述第一绝缘体内设有与触发区相通的保护气体入口。

进一步的技术方案，阴极包括钨极和紫铜座，紫铜座为下底面开放的中空圆柱体，钨极的尺寸与紫铜座内部中空部分匹配，钨极镶嵌在紫铜座内部；阴极水冷套为下底面开放的中空圆柱体，其上底面左侧设有阴极冷却水入口，右侧设有阴极冷却水出口，内部尺寸大于阴极尺寸；阴极安装在阴极水冷套中。

进一步的技术方案，触发极为紫铜件，触发区与触发极外侧面之间的侧壁是中空的形成触发极冷却水环槽；触发极外侧面较高的位置设有触发极冷却水入口，较低的位置设有触发极冷却水出口，二者均与触发极冷却水环槽相通。

进一步的技术方案，阳极为带中空管道的紫铜件，所述阳极水冷却段为中空圆柱体，其外侧面较高的位置设有阳极冷却水入口，较低的位置设有阳极冷却水出口。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型中等离子体炬工作气体先通过阳极预热，利用阳极的高温提高气体温度，气体加热后膨胀，膨胀的气体以更高的定向速度流入触发区，从而提高了进气的初始定向流速度，有助于稳定放电热膨胀不稳定性，最终得到稳定的等离子体射流。

2、本实用新型中通过自冷却进气的预热膨胀提高进入放电室初始的定向流速来抑制电弧放电的热膨胀不稳定性，降低电弧气体的径向热流传递来降低阳极的温度。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

其中，1、阴极，2、阴极水冷套，21、阴极冷却水入口，22、阴极冷却水出口，3、阳极，4、阳极冷却套，41、空气预热段，42、工作气体入口，43、阳极水冷却段，44、阳极冷却水入口，45、阳极冷却水出口，5、触发极，6、触发区，61、触发极冷却水入口，62、触发极冷却水出口，7、第一绝缘体，71、保护气体入口，8、第二绝缘体，81、通气口。