一种双级电弧等离子体喷枪制造技术

一种双级电弧等离子体喷枪，涉及等离子体设备，由后座、第一阴极、第一绝缘枪架、第一阳极、第二阴极、第一管套、第二绝缘枪架、第二阳极和第二管套组成，第一阴极安装在后座回转体中心前端的安装螺口中，第二阴极连接在第一阳极的前端，第一阳极和第二阴极以嵌入方式安装在第一管套中，第二阳极以嵌入方式安装在第二管套中，后座携第一阴极安装在第一绝缘枪架的后安装槽中，第一管套携第一阳极和第二阴极安装在第一绝缘枪架的前安装槽和第二绝缘枪架的后连接槽口中，第二管套携第二阳极安装在第二绝缘枪架（6）的前连接槽口中。本发明专利技术在等离子体喷枪内产生双级高温等离子体电弧，使等离子体喷枪达到更高的处理温度，提高等离子体喷枪的加热效率及分解能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子体设备，特别是涉及到一种等离子体喷枪。
技术介绍
当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧废物处理等。等离子体的处理方式和一般的方式大不一样，等离子体是在电离层或放电现象下所形成的一种状态，伴随着放电现象将会生成了激发原子、激发分子、离解原子、游离原子团、原子或分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体发生器中，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，温度可达几万度以上。等离子热解水制氢技术是最近几年提出来的水制氢候选技术之一，因为水是一种相当稳定的物质，在常压条件下，温度在2000K时水分子几乎不分解，2500K时有25%的水发生分解，3400～3500K时氢气和氧气的摩尔分数达到最大，分别为18%和6%，当温度达到4200K以上时，水分子将全部分解为氢气、氢、氧气、氧和氢氧原子团，一般的加热方式难以达到这么高的温度，而使用等离子体喷枪则能做到；应用等离子体喷枪处理危险有害的废弃物和生活垃圾，使气化炉不需输入空气或氧气，使生活垃圾转化的合成气品质好，达到化工原料的要求，合成气再通过后级设备生产甲醇或二甲醚产品，实现资源化和无污染处理生活垃圾；在煤气化生产线上如利用等离子体喷枪把水蒸汽加热分解后再喷入气化炉内，与煤炭进行化学反应，所发生的反应是放热反应，使气化炉不需输入空气或氧气助燃，生产的合成气中氢气的分数比例高，废气的含量低，实现节能减排。现有的等离子体喷枪多为单级电弧方式，存在分解不完全及加热效率不高的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是要克服现有等离子体喷枪存在分解不完全及加热效率不高的缺点，提供一种双级电弧等离子体喷枪，使等离子体喷枪达到更高的处理温度，提高等离子体喷枪的加热效率及分解能力，以满足热解水制氢、固体废物处置及有害气体处理领域的应用要求。本专利技术的一种双级电弧等离子体喷枪，其特征是等离子体喷枪由后座（1）、第一阴极（3）、第一绝缘枪架（2）、第一阳极（4）、第二阴极（7）、第一管套（5）、第二绝缘枪架（6）、第二阳极（9）和第二管套（8）组成，其中，后座（1）为回转体结构，在后座（1）中有冷却水回路，在后座（1）回转体中心的前端有安装螺口（1-1）；第一阴极（3）由实体头部和空心圆杆构成，第一阴极（3）的空心圆杆内空间构成冷却腔（Ⅺ）；第一绝缘枪架（2）为回转体结构，第一绝缘枪架（2）的前端有前安装槽（2-4），第一绝缘枪架（2）的后端有后安装槽（2-1），在前安装槽（2-4）与后安装槽（2-1）之间有贯通的圆形孔道；第一阳极（4）的后端为由后向前收窄的喇叭口结构，第一阳极（4）的前部为由后向前扩张的圆锥管结构，在喇叭口与圆锥管之间有贯通的孔道；第二阴极（7）为空心的回转体结构，第二阴极（7）连接在第一阳极（4）的前端，第一阳极（4）和第二阴极（7）以嵌入方式安装在第一管套（5）中，第一管套（5）的壁体与第一阳极（4）和第二阴极（7）之间的空间构成第一冷却水套（Ⅹ）；第二绝缘枪架（6）为回转体结构，第二绝缘枪架（6）的前端有前连接槽口（6-3），第二绝缘枪架（6）的后端有后连接槽口（6-1），前连接槽口（6-3）与后连接槽口（6-1）之间有贯通的变径圆孔；第二阳极（9）由前喇叭形结构和后喇叭形结构构成，前喇叭形结构由后向前扩张，后喇叭形结构由后向前收窄，前喇叭形结构与后喇叭形结构连为一体，在前喇叭形结构与后喇叭形结构之间有贯通的圆形孔道，第二阳极（9）以嵌入方式安装在第二管套（8）中，第二阳极（9）与第二管套（8）壁体之间的空间构成第二冷却水套（Ⅶ），第二冷却水套（Ⅶ）有冷却水进口（8-4）接入和冷却水出口（8-1）接出；第一阴极（3）安装在后座（1）回转体中心前端的安装螺口（1-1）中，后座（1）携第一阴极（3）安装在第一绝缘枪架（2）的后安装槽（2-1）中，第一管套（5）携第一阳极（4）和第二阴极（7）安装在第一绝缘枪架（2）的前安装槽（2-4）和第二绝缘枪架（6）的后连接槽口（6-1）中，第二管套（8）携第二阳极（9）安装在第二绝缘枪架（6）的前连接槽口（6-3）中；第一阴极（3）的头部伸入到第一阳极（4）后端的喇叭口空间中，第一阳极（4）后端的喇叭口空间构成第一放电区（Ⅰ），第一阳极（4）的喇叭口与圆锥管之间的贯通孔道构成第一压缩孔道（Ⅱ），第一阳极（4）前部的圆锥管内空间构成第一喷射腔（Ⅲ），第二阳极（9）的后喇叭形结构的内空间构成第二放电区（Ⅳ），第二阳极（9）中的贯通圆形孔道构成第二压缩孔道（Ⅴ），第二阳极（9）的前喇叭形结构的内空间构成第二喷射腔（Ⅵ），第一放电区（Ⅰ）、第一压缩孔道（Ⅱ）、第一喷射腔（Ⅲ）、第二放电区（Ⅳ）、第二压缩孔道（Ⅴ）和第二喷射腔（Ⅵ）之间依次连通。本专利技术中，在第一阴极（3）的实体头部后端有冷却桩（3-2），冷却桩（3-2）伸入到冷却腔（Ⅺ）中；在第一阴极（3）的空心圆杆后端有螺纹接头（3-3），第一阴极（3）后端的螺纹接头（3-3）以旋合方式安装在后座（1）的安装螺口（1-1）中；在后座（1）的冷却水回路中有导流管（1-2），导流管（1-2）伸入到第一阴极（3）的冷却腔（Ⅺ）中，导流管（1-2）的管内空间构成冷却供水通道（ⅩⅣ），导流管（1-2）的管外空间构成冷却回水通道（ⅩⅢ），冷却供水通道（ⅩⅣ）有冷却水输入接口（1-3）接入，冷却回水通道（ⅩⅢ）有冷却水输出接口（1-4）接出；在第一绝缘枪架（2）内有第一气室（Ⅻ），在第一绝缘枪架（2）的壁体上有第一工作气进口（2-2），第一工作气进口（2-2）连通到第一气室（Ⅻ）；在第一绝缘枪架（2）的贯通圆形孔道壁体上有第一螺旋导流肋（2-3），第一螺旋导流肋（2-3）的螺距空间构成第一螺旋通道，第一气室（Ⅻ）通过第一螺旋通道连通到第一放电区（Ⅰ）；在第一管套（5）内的第一冷却水套（Ⅹ）中有导流套管（5-3），导流套管（5-3）前部外壁与第一管套（5）前部内壁之间的空间构成环形回水室（Ⅸ），第一冷却水套（Ⅹ）有冷却剂进口（5-4）接入，环形回水室（Ⅸ）有冷却剂出口（5-1）接出；在第二绝缘枪架（6）内有第二气室（Ⅷ），在第二绝缘枪架（6）的壁体上有第二工作气进口（6-2），第二工作气进口（6-2）连通到第二气室（Ⅷ）；在第二绝缘枪架（6）内的第二气室（Ⅷ）前端壁体内侧有第二螺旋导流肋（6-4），第二螺旋导流肋（6-4）的螺距空间构成第二螺旋通道，第二气室（Ⅷ）通过第二螺旋通道连通到第二放电区（Ⅳ）。上述的专利技术应用时，第一路冷却水通过冷却水输入接口（1-3）进入到后座（1）内的冷却供水通道（ⅩⅣ）中，经导流管（1-2）前端的出水口对第一阴极（3）的冷却桩（3-2）和第一阴极（3）的壁体内侧进行冲刷冷却，冷却水吸收了阴极头的热量后，再经冷却腔（Ⅺ）进入到冷却回水通道（ⅩⅢ），然后由冷却水输出接口（1-4）返回到冷却系统的回路中；第二路冷却水通过冷却剂进口（5-4）进入到第一冷却水套（Ⅹ）中，吸收第一阳极（4）的热量后，进入到环形回水室（Ⅸ）中，再由冷却剂出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双级电弧等离子体喷枪，其特征是等离子体喷枪由后座（1）、第一阴极（3）、第一绝缘枪架（2）、第一阳极（4）、第二阴极（7）、第一管套（5）、第二绝缘枪架（6）、第二阳极（9）和第二管套（8）组成，其中，后座（1）为回转体结构，在后座（1）中有冷却水回路，在后座（1）回转体中心的前端有安装螺口（1‑1）；第一阴极（3）由实体头部和空心圆杆构成，第一阴极（3）的空心圆杆内空间构成冷却腔（Ⅺ）；第一绝缘枪架（2）为回转体结构，第一绝缘枪架（2）的前端有前安装槽（2‑4），第一绝缘枪架（2）的后端有后安装槽（2‑1），在前安装槽（2‑4）与后安装槽（2‑1）之间有贯通的圆形孔道；第一阳极（4）的后端为由后向前收窄的喇叭口结构，第一阳极（4）的前部为由后向前扩张的圆锥管结构，在喇叭口与圆锥管之间有贯通的孔道；第二阴极（7）为空心的回转体结构，第二阴极（7）连接在第一阳极（4）的前端，第一阳极（4）和第二阴极（7）以嵌入方式安装在第一管套（5）中，第一管套（5）的壁体与第一阳极（4）和第二阴极（7）之间的空间构成第一冷却水套（Ⅹ）；第二绝缘枪架（6）为回转体结构，第二绝缘枪架（6）的前端有前连接槽口（6‑3），第二绝缘枪架（6）的后端有后连接槽口（6‑1），前连接槽口（6‑3）与后连接槽口（6‑1）之间有贯通的变径圆孔；第二阳极（9）由前喇叭形结构和后喇叭形结构构成，前喇叭形结构由后向前扩张，后喇叭形结构由后向前收窄，前喇叭形结构与后喇叭形结构连为一体，在前喇叭形结构与后喇叭形结构之间有贯通的圆形孔道，第二阳极（9）以嵌入方式安装在第二管套（8）中，第二阳极（9）与第二管套（8）壁体之间的空间构成第二冷却水套（Ⅶ），第二冷却水套（Ⅶ）有冷却水进口（8‑4）接入和冷却水出口（8‑1）接出；第一阴极（3）安装在后座（1）回转体中心前端的安装螺口（1‑1）中，后座（1）携第一阴极（3）安装在第一绝缘枪架（2）的后安装槽（2‑1）中，第一管套（5）携第一阳极（4）和第二阴极（7）安装在第一绝缘枪架（2）的前安装槽（2‑4）和第二绝缘枪架（6）的后连接槽口（6‑1）中，第二管套（8）携第二阳极（9）安装在第二绝缘枪架（6）的前连接槽口（6‑3）中；第一阴极（3）的头部伸入到第一阳极（4）后端的喇叭口空间中，第一阳极（4）后端的喇叭口空间构成第一放电区（Ⅰ），第一阳极（4）的喇叭口与圆锥管之间的贯通孔道构成第一压缩孔道（Ⅱ），第一阳极（4）前部的圆锥管内空间构成第一喷射腔（Ⅲ），第二阳极（9）的后喇叭形结构的内空间构成第二放电区（Ⅳ），第二阳极（9）中的贯通圆形孔道构成第二压缩孔道（Ⅴ），第二阳极（9）的前喇叭形结构的内空间构成第二喷射腔（Ⅵ），第一放电区（Ⅰ）、第一压缩孔道（Ⅱ）、第一喷射腔（Ⅲ）、第二放电区（Ⅳ）、第二压缩孔道（Ⅴ）和第二喷射腔（Ⅵ）之间依次连通。...

【技术特征摘要】
1.一种双级电弧等离子体喷枪，其特征是等离子体喷枪由后座（1）、第一阴极（3）、第一绝缘枪架（2）、第一阳极（4）、第二阴极（7）、第一管套（5）、第二绝缘枪架（6）、第二阳极（9）和第二管套（8）组成，其中，后座（1）为回转体结构，在后座（1）中有冷却水回路，在后座（1）回转体中心的前端有安装螺口（1-1）；第一阴极（3）由实体头部和空心圆杆构成，第一阴极（3）的空心圆杆内空间构成冷却腔（Ⅺ）；第一绝缘枪架（2）为回转体结构，第一绝缘枪架（2）的前端有前安装槽（2-4），第一绝缘枪架（2）的后端有后安装槽（2-1），在前安装槽（2-4）与后安装槽（2-1）之间有贯通的圆形孔道；第一阳极（4）的后端为由后向前收窄的喇叭口结构，第一阳极（4）的前部为由后向前扩张的圆锥管结构，在喇叭口与圆锥管之间有贯通的孔道；第二阴极（7）为空心的回转体结构，第二阴极（7）连接在第一阳极（4）的前端，第一阳极（4）和第二阴极（7）以嵌入方式安装在第一管套（5）中，第一管套（5）的壁体与第一阳极（4）和第二阴极（7）之间的空间构成第一冷却水套（Ⅹ）；第二绝缘枪架（6）为回转体结构，第二绝缘枪架（6）的前端有前连接槽口（6-3），第二绝缘枪架（6）的后端有后连接槽口（6-1），前连接槽口（6-3）与后连接槽口（6-1）之间有贯通的变径圆孔；第二阳极（9）由前喇叭形结构和后喇叭形结构构成，前喇叭形结构由后向前扩张，后喇叭形结构由后向前收窄，前喇叭形结构与后喇叭形结构连为一体，在前喇叭形结构与后喇叭形结构之间有贯通的圆形孔道，第二阳极（9）以嵌入方式安装在第二管套（8）中，第二阳极（9）与第二管套（8）壁体之间的空间构成第二冷却水套（Ⅶ），第二冷却水套（Ⅶ）有冷却水进口（8-4）接入和冷却水出口（8-1）接出；
第一阴极（3）安装在后座（1）回转体中心前端的安装螺口（1-1）中，后座（1）携第一阴极（3）安装在第一绝缘枪架（2）的后安装槽（2-1）中，第一管套（5）携第一阳极（4）和第二阴极（7）安装在第一绝缘枪架（2）的前安装槽（2-4）和第二绝缘枪架（6）的后连接槽口（6-1）中，第二管套（8）携第二阳极（9）安装在第二绝缘枪架（6）的前连接槽口（6-3）中；
第一阴极（3）的头部伸入到第一阳极（4）后端的喇叭口空间中，第一阳极（4）后端的喇叭口空间构成第一放电区（Ⅰ），第一阳极（4）的喇叭口与圆锥管之间的贯通孔道构成第一压缩孔道（Ⅱ），第一阳极（4）前部的圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：周开根，
申请(专利权)人：衢州市广源生活垃圾液化技术研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33