绝缘枪架及等离子体喷枪制造技术

一种绝缘枪架及等离子体喷枪，涉及等离子体设备，绝缘枪架呈回转体结构，回转体结构内有第一内腔和第二内腔，第一内腔与第二内腔之间有隔离体；等离子体喷枪包括绝缘枪架、阴极后座、阴极和阳极，阳极安装在绝缘枪架的第二内腔中，阳极的前部壁体嵌入到第二内腔前端的承插口内构成密封面，阳极的尾部由隔离体的中心圆孔穿出，使用锁紧螺帽把阳极进行固定，阳极的外壁与第二内腔内壁之间的空间构成阳极的冷却水套，阴极安装在阴极后座的前端上，阴极后座携阴极安装在绝缘枪架的第一内腔中，阴极的头端伸入到阳极后端的喇叭形收窄段的内空间中。本发明专利技术利用绝缘枪架的壁体作为阳极冷却水套的外壁，减小喷枪的体积及节省金属材料，并且避免冷却水泄漏。

【技术实现步骤摘要】
绝缘枪架及等离子体喷枪
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。等离子体喷枪的阳极结构中需有冷却水套，喷嘴式阳极的冷却水套设置在一体化阳极的回转体壁体中，这类阳极需采用熔模技术制造，制造工艺较复杂；喷管式阳极由阳极喷管与阳极外套组成，阳极喷管和阳极外套使用金属材料，阳极喷管嵌入在阳极外套之中，冷却水套由阳极喷管与阳极外套之间的空间构成，冷却水套的两端由嵌入口的紧密结合面进行密封，存在冷却水泄漏情况。
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的缺点，避免冷却水泄漏，对等离子体喷枪的阴极和阳极进行有效保护，并且提高等离子体气化喷枪的加热效率，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、煤气化、电站锅炉点火、固体废物处置、有害气体处理、臭气处理的应用要求。本专利技术的一种绝缘枪架，呈回转体结构，其特征是回转体结构内有第一内腔Ⅱ和第二内腔Ⅲ，第一内腔Ⅱ在后侧，第二内腔Ⅲ在前侧，第一内腔Ⅱ与第二内腔Ⅲ之间有隔离体2-2，隔离体2-2的中心有圆孔，第一内腔Ⅱ的后端用于安装阴极后座，阴极设置在第一内腔Ⅱ中，第一内腔Ⅱ的余量空间构成气室，第一内腔Ⅱ的后端有安装接口2-6，第一内腔Ⅱ的壁体上有原料气输入接口2-1；第二内腔Ⅲ用于安装阳极，阳极的外壁与第二内腔Ⅲ内壁之间的空间构成阳极的冷却水套，第二内腔Ⅲ的前端有承插口2-4，第二内腔Ⅲ的壁体上有冷却剂入口2-5。本专利技术作为等离子体喷枪的阴极与阳极之间的连接支撑部件，利用绝缘枪架的壁体作为阳极冷却水套的外壁，可以实现减小喷枪的体积及节省金属材料用量，并且便于在承插口2-4中使用密封材料避免冷却水泄漏，克服现有等离子体喷枪冷却水易泄漏的缺点。本专利技术的一种等离子体喷枪，包括绝缘枪架、阴极后座、阴极和阳极，绝缘枪架呈回转体结构，阴极后座中有冷却水进口、导流管和冷却水出口，阴极的体内有冷却腔，阳极为文丘里喷管结构，阳极由后向前依次为喇叭形收窄段、喉口段和喇叭形扩散段，其特征是绝缘枪架2的回转体结构内有第一内腔Ⅱ和第二内腔Ⅲ，第一内腔Ⅱ在后侧，第二内腔Ⅲ在前侧，第一内腔Ⅱ与第二内腔Ⅲ之间有隔离体2-2，隔离体2-2的中心有圆孔，第一内腔Ⅱ的后端有安装接口2-6，第二内腔Ⅲ的前端有承插口2-4；阳极3安装在绝缘枪架2的第二内腔Ⅲ中，阳极的前部壁体3-1嵌入到第二内腔Ⅲ前端的承插口2-4内构成密封面，阳极的尾部3-4由隔离体2-2的中心圆孔穿出，阳极3的后端进入到第一内腔Ⅱ中，使用锁紧螺帽4把阳极3进行固定，阳极3的外壁与第二内腔Ⅲ内壁之间的空间构成阳极的冷却水套，阳极的冷却水套有冷却剂入口2-5接入和冷却剂输出接口3-2接出；阴极7安装在阴极后座1的前端上，阴极后座1携阴极7安装在绝缘枪架2的第一内腔Ⅱ中，阴极7的头端伸入到阳极3后端的喇叭形收窄段的内空间中，第一内腔Ⅱ的余量空间构成工作气室，工作气室有原料气输入接口2-1接入，阳极3后端的喇叭形收窄段的内空间构成放电区Ⅵ，阳极3喉口段的内空间攀成压缩孔道Ⅴ，阳极3喇叭形扩散段的内空间构成喷射腔Ⅳ。本专利技术中，阴极后座1内有导流管1-2，导流管1-2的管内空间构成进水通道Ⅸ，导流管1-2的外围空间构成回流通道Ⅰ，进水通道Ⅸ通过阴极7内的冷却腔连通到回流通道Ⅰ，进水通道Ⅸ有冷却水进口1-4接入，回流通道Ⅰ有冷却水出口1-1接出；为便于在阴极的外壁上安装隔热套，防止水蒸汽被冷却，把阴极7的身段设计为变径的圆柱体结构，在阴极7变径的圆柱体外壁有隔热套6，阴极7的头端为圆弧形结构，在阴极7身段的后端有螺纹接口，阴极7以旋入方式安装在阴极后座1的前端上；在隔热套6的前端有切向气道Ⅶ，工作气室通过切向气道Ⅶ连通到放电区Ⅵ；在阳极3前部的壁体中有环形凹槽Ⅲ’，环形凹槽Ⅲ’与阳极的冷却水套连通；在第二内腔Ⅲ前端的承插口2-4中有密封件。本专利技术适合电站锅炉点火、工业有害气体处理、臭气处理和城市固废处置的应用，应用时，把冷却水进口1-4和冷却剂入口2-5连接到冷却系统的供水管路上，把冷却水出口1-1和冷却剂输出接口3-2连接到冷却系统的回水管路上，把气源连接到原料气输入接口2-1上，把等离子体工作电源的负极通过阴极后座1连接到阴极7上，把等离子体工作电源的正极连接到阳极3上。本专利技术另一种绝缘枪架，呈回转体结构，其特征是回转体结构内有第一内腔Ⅱ、第二内腔Ⅲ、第三内腔Ⅹ和第四内腔Ⅺ，第一内腔Ⅱ、第二内腔Ⅲ、第三内腔Ⅹ和第四内腔Ⅺ依次由后向前设置，在第一内腔Ⅱ与第二内腔Ⅲ之间有隔离体2-2，隔离体2-2的中心有圆孔，在第三内腔Ⅹ与第四内腔Ⅺ之间有隔离凸环2-9，第一内腔Ⅱ的后端用于安装阴极后座，阴极设置在第一内腔Ⅱ中，第一内腔Ⅱ的余量空间构成原料气室，第一内腔Ⅱ的后端有安装接口2-6，第一内腔Ⅱ的壁体上有原料气输入接口2-1；第二内腔Ⅲ用于安装第一阳极，第一阳极的外壁与第二内腔Ⅲ内壁之间的空间构成第一阳极的冷却水套，第二内腔Ⅲ的前端有承插口2-4，在第二内腔Ⅲ的壁体上有冷却剂入口2-5接入和冷却剂出口2-7接出；第三内腔Ⅹ用于容纳第一阳极的前端和第二阳极的后端，第三内腔Ⅹ的余量空间构成工作气室，在第三内腔Ⅹ的壁体上有工作气输入口2-8；第四内腔Ⅺ用于安装第二阳极，第二阳极的外壁与第四内腔Ⅺ内壁之间的空间构成第二阳极的冷却水套，第四内腔Ⅺ的前端有承接口2-11，在第四内腔Ⅺ的壁体上有冷却进水接口2-13。本专利技术作为双级电弧等离子体喷枪的阴极与阳极之间的连接支撑部件，利用绝缘枪架的壁体作为第一阳极和第二阳极冷却水套的外壁，可以实现减小喷枪的体积及节省金属材料用量，并且便于在承插口2-4中和在承接口2-11中使用密封材料避免冷却水泄漏，克服现有等离子体喷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绝缘枪架，呈回转体结构，其特征是回转体结构内有第一内腔（Ⅱ）和第二内腔（Ⅲ），第一内腔（Ⅱ）在后侧，第二内腔（Ⅲ）在前侧，第一内腔（Ⅱ）与第二内腔（Ⅲ）之间有隔离体（2‑2），隔离体（2‑2）的中心有圆孔，第一内腔（Ⅱ）的后端用于安装阴极后座，阴极设置在第一内腔（Ⅱ）中，第一内腔（Ⅱ）的余量空间构成气室，第一内腔（Ⅱ）的后端有安装接口（2‑6），第一内腔（Ⅱ）的壁体上有原料气输入接口（2‑1）；第二内腔（Ⅲ）用于安装阳极，阳极的外壁与第二内腔（Ⅲ）内壁之间的空间构成阳极的冷却水套，第二内腔（Ⅲ）的前端有承插口（2‑4），第二内腔（Ⅲ）的壁体上有冷却剂入口（2‑5）。

【技术特征摘要】
1.一种绝缘枪架，呈回转体结构，其特征是回转体结构包括绝缘枪架的延伸段（2’），延伸段（2’）以螺纹安装的方式旋合在绝缘枪架的前端，回转体结构内有第一内腔（Ⅱ）、第二内腔（Ⅲ）、第三内腔（Ⅹ）和第四内腔（Ⅺ），第一内腔（Ⅱ）、第二内腔（Ⅲ）、第三内腔（Ⅹ）和第四内腔（Ⅺ）依次由后向前设置，在第一内腔（Ⅱ）与第二内腔（Ⅲ）之间有隔离体（2-2），隔离体（2-2）的中心有圆孔，在第三内腔（Ⅹ）与第四内腔（Ⅺ）之间有隔离凸环（2-9），第一内腔（Ⅱ）的后端用于安装阴极后座，阴极设置在第一内腔（Ⅱ）中，第一内腔（Ⅱ）的余量空间构成原料气室，第一内腔（Ⅱ）的后端有安装接口（2-6），第一内腔（Ⅱ）的壁体上有原料气输入接口（2-1）；第二内腔（Ⅲ）用于安装第一阳极，第一阳极的外壁与第二内腔（Ⅲ）内壁之间的空间构成第一阳极的冷却水套，第二内腔（Ⅲ）的前端有承插口（2-4），在第二内腔（Ⅲ）的壁体上有冷却剂入口（2-5）接入和冷却剂出口（2-7）接出；第三内腔（Ⅹ）用于容纳第一阳极的前端和第二阳极的后端，第三内腔（Ⅹ）的余量空间构成工作气室，在第三内腔（Ⅹ）的壁体上有工作气输入口（2-8）；第四内腔（Ⅺ）用于安装第二阳极，第二阳极的外壁与第四内腔（Ⅺ）内壁之间的空间构成第二阳极的冷却水套，第四内腔（Ⅺ）的前端有承接口（2-11），在第四内腔（Ⅺ）的壁体上有冷却进水接口（2-13）。2.一种等离子体喷枪，包括绝缘枪架、阴极后座、阴极、第一阳极和第二阳极，绝缘枪架呈回转体结构，阴极后座中有冷却水进口、导流管和冷却水出口，阴极的体内有冷却腔，第一阳极或第二阳极为文丘里喷管结构，第一阳极或第二阳极由后向前依次为喇叭形收窄段、喉口段和喇叭形扩散段，其特征是绝缘枪架（2）的回转体结构内有第一内腔（Ⅱ）、第二内腔（Ⅲ）、第三内腔（Ⅹ）和第四内腔（Ⅺ），第一内腔（Ⅱ）、第二内腔（Ⅲ）、第三内腔（Ⅹ）和第四内腔（Ⅺ）依次由后向前设置，在第一内腔（Ⅱ）与第二内腔（Ⅲ）之间有隔离体，隔离体的中心有圆孔，在第三内腔（Ⅹ）与第四内腔（Ⅺ）之间有隔离凸环，第一内腔（Ⅱ）的后端有安装接口（2-6），第二内腔（Ⅲ）的前端有承插口（2-4），第四内腔（Ⅺ）的前端有承接口（2-11）；第一阳极（9）安装在绝缘枪架（2）的第二内腔（Ⅲ）中，第一阳极（9）头部的壁体嵌入到第二内腔（Ⅲ）前端的承插口（2-4）内构成密封面，第一阳极（9）的尾部由绝缘枪架（2）的隔离体中心圆孔穿出，第一阳极（9）的后端进入到第一内腔（Ⅱ）中，使用锁紧螺帽（4）把第一阳极（9）进行固定，第一阳极（9）的外壁与第二内腔（Ⅲ）内壁之间的空间构成第一阳极的冷却水套，第一阳极的冷却水套有冷却剂入口（2-5）接入和冷却剂出口（2-7）接出，第一阳极（9）的头端伸入到第三内腔（Ⅹ）的左侧；第二阳极（10）安装在绝缘枪架（2）的第四内腔（Ⅺ）中，第二阳极（10）前部的壁体嵌入到第四内腔（Ⅺ）前端的承接口（2-11）中构成密闭面，第二阳极（10）的后部由绝缘枪架（2）隔离凸环的环内空间穿出，第二阳极（10）的后端进入到第三内腔（Ⅹ）的右侧，使用锁紧螺母（12）把第二阳极（10）进行固定，第二阳极（10）的外壁与第四内腔（Ⅺ）内壁之间的空间构成第二阳极的冷却水套，第二阳极的冷却水套有冷却进水接口（2-13）接入和冷却回水接口（2-10）接出；阴极（7）安装在阴极后座（1）的前端上，阴极后座（1）携阴极（7）安装在绝缘枪架（2）的第一内腔（Ⅱ）中，导流管（1-2）的管内空间构成进水通道（Ⅸ），导流管（1-2）的外围空间构成回流通道（Ⅰ），冷却水进口（1-4）连通到进水通道（Ⅸ），冷却水出口（1-1）连通到回流通道（Ⅰ），导流管（1-2）的出水口伸入到阴极（7）体内的冷却腔（Ⅷ）中，进水通道（Ⅸ）通过冷却腔Ⅷ连通到回流通道（Ⅰ）；阴极（7）的头端伸入到第一阳极（9）后端的喇叭形收窄段的内空间中，第一内腔（Ⅱ）的余量空间构成原料气室，原料气室有原料气输入接口（2-1）接入，第一阳极（9）后端的喇叭形收窄段内空间构成放电区（Ⅵ），第一阳极（9）喉口段的内空间构成压缩孔道（Ⅴ），第一阳极（9）喇叭形扩散段的内空间构成喷射腔（Ⅳ），第三内腔（Ⅹ）的余量空间构成工作气室，工作气室有工作气输入口（2-8）接入，第一阳极（9）的前端与第二阳极（10）后端的喇叭形收窄段的内空间构成放电腔（ⅩⅣ），第二阳极（10）喉口段的内空间构成压缩通道（ⅩⅢ），第二阳极（10）喇叭形扩散段的内空间构成喷射膛（Ⅻ）。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：周开根，
申请(专利权)人：周开根，
类型：发明
国别省市：浙江;33