[实用新型]一种用于等离子体火炬的阳极及等离子体火炬

说明书

本申请公开了一种用于等离子体火炬的阳极及等离子体火炬。阳极包括主体，主体具有电弧通道，电弧通道配置成供等离子体火炬的电弧流过，电弧通道包括沿电弧的流向依次布置的第一流段、第二流段、第三流段和第四流段，第一流段的内壁面为沿电弧的流向逐渐收缩的圆锥面，第二流段和第三流段的内壁面均分别为圆柱面，且第二流段的内径小于第三流段的内径，第四流段的内壁面为沿电弧的流向逐渐扩张的圆锥面。本申请的阳极使得电弧的压缩效果更佳，电弧更加集中，从而减轻了电弧对阳极的内壁的烧蚀，延长了阳极的寿命，进而延长了等离子体火炬的寿命，降低了运行成本，为等离子体火炬开辟新的应用提供了可能性。

技术领域

本申请涉及等离子体火炬领域，尤其涉及一种用于等离子体火炬的阳极及等离子体火炬。

背景技术

等离子体火炬：又叫等离子发生器或等离子体加热系统。等离子体火炬通过电弧来产生高温，可在氧化、还原或惰性气体环境下工作，可以为气化、裂解、反应、熔融和冶金等功能的工业炉提供热源。

相关技术中，工业化应用的多为以惰性气体或空气为气体工质的等离子体火炬，以水蒸气为气体工质的等离子体火炬的焓值更高，更加环保，存在独特的技术优势。但普遍存在以下问题：由于等离子弧的烧蚀及高温水蒸气的腐蚀，阳极和阴极的寿命普遍较短，50KW的等离子体火炬在水蒸气介质中一般在50-100小时。这方面的缺陷导致以水蒸气为气体工质的等离子体火炬的应用受限。

实用新型内容

本申请提供一种用于等离子体火炬的阳极及等离子体火炬，能够延长电极的寿命。

第一方面，本申请的实施例提供了一种用于等离子体火炬的阳极，阳极包括主体，主体具有电弧通道，电弧通道配置成供等离子体火炬的电弧流过，电弧通道包括沿电弧的流向依次布置的第一流段、第二流段、第三流段和第四流段，其中，第一流段的内壁面为沿电弧的流向逐渐收缩的圆锥面，第二流段和第三流段的内壁面均分别为圆柱面，且第二流段的内径小于第三流段的内径，第四流段的内壁面为沿电弧的流向逐渐扩张的圆锥面。

在其中一些实施例中，第二流段的长度小于第三流段的长度。

在其中一些实施例中，第二流段与第三流段的内径比为2-40:4-80。第一流段、第二流段、第三流段和第四流段的长度比为20-200:5-80:20-200:1-10。

在其中一些实施例中，主体具有沿电弧的流向布置的进口端和出口端，进口端处和出口端处分别具有沿电弧通道的径向凸出的第一凸起和第二凸起，第一凸起和第二凸起均分别环绕电弧通道的轴线，且均分别用于与套置于主体的外部的阳极水冷套密封连接。

在其中一些实施例中，第一凸起的端面具有容置凹槽，容置凹槽环绕电弧通道的轴线，容置凹槽用于容置密封圈，使得第一凸起经密封圈与阳极水冷套密封连接。容置凹槽的数量为至少两个，各容置凹槽沿电弧通道的轴向布置。

第二方面，本申请的实施例提供了一种等离子体火炬，等离子体火炬包括上述任一实施例中的阳极和阴极。阴极包括基座，基座的第一端具有金属芯，金属芯陷于基座中，第一端置于阳极的第一流段中，金属芯的轴线与第一流段的轴线重合。

在其中一些实施例中，金属芯的外径小于第二流段的内径。

在其中一些实施例中，金属芯的外径和第二流段的内径的比值为2-10:2-40。

在其中一些实施例中，第一端处的外壁面与第一流段的内壁面的距离为0.5-2mm。

在其中一些实施例中，基座具有螺纹，螺纹位于容置卡槽靠近第二端的一侧，使得基座可螺纹安装。