一种层流等离子发生器阴极罩保护结构。在阴极罩的出口端增加一个保护罩，目的是代替阴极罩的出口端，当发生阴极电弧弧根跃迁时由保护罩承受；并且该保护罩可以与阴极罩直接连接，以自身替代阴极罩遭受的烧蚀，也可以用半导体或绝缘体隔离，隔离后还可以采用外部电路或机械方式进行可控制的电连接，从而抑制电弧弧根的跃迁作用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种层流等离子发生器阴极罩保护结构，该结构目的在于保护阴极护罩，以保持阴极罩的工作，避免阴极罩在工作中被意外烧蚀损伤。
技术介绍
层流等离子体具有射流稳定、噪音低、高温区长、能量密度高等优点，是一种新型高效热源。但层流等离子体的工作对电弧的稳定性要求较高，所以阴极结构需要特殊设计以保证层流等离子体的稳定工作；阴极结构的特殊性和精密性使得加工成本较高，而工作中由于外部干扰(如:工作电压波动、工作气压波动)的存在可能导致其意外烧蚀损伤导致报废。
技术实现思路
本专利技术提供一种层流等离子发生器阴极罩保护结构，目的是保护精密的阴极罩，避免其因为意外而导致烧蚀损伤。本专利技术采用的技术方案是:实际等离子体工作中当出现外部干扰导致电弧弧根从阴极尖端跃迁到阴极罩出口端的某一点，引起该位置烧蚀，因此在阴极罩的出口端增加一个电导体的保护罩(如:铜)，目的是代替阴极罩的出口端，当发生阴极电弧弧根跃迁时由保护罩承担；并且该保护罩可以与阴极罩直接连接，以自身替代阴极罩遭受的烧蚀，也可以用半导体或绝缘体隔离，隔离后还可以采用外部电路或机械方式进行可控制的电连接，从而抑制电弧弧根的跃迁作用。【附图说明】: 图1为本专利技术的结构示意图。图中:(1).阴极体，(1A).阴极弧根(2).阴极罩，(3).隔离体，(4).保护罩，(4A).阴极弧根2 (5).阳极，(6)电弧，(7).连接控制，(8).壳体，(9).工作气体。图2为保护罩(阶梯孔)示意图 图3为保护罩(锥孔)示意图，图中:A.压缩锥角，B.扩散锥角图4保护罩(渐变锥孔)示意图【具体实施方式】: 该阴极罩保护结构由阴极体(1)、阴极罩(2)和保护罩(4)为基本结构组成，阴极体(1)采用钨、钨合金或石墨等加工而成，阴极罩(2)采用良好导电导磁的材料(如紫铜)，阴极体(1)与阴极罩(2)间形成通道，通道中通入等离子工作气体(9)，正常工作状态下，由阴极体(1)与阳极(5)间产生电弧(6)，阴极弧根(1A)产生在阴极体(1)的尖端部位，电弧(6)电离工作气体(9)形成等离子体并从阳极喷出，但由于外部干扰的存在(如工作电压的波动、工作气压或气流的波动)阴极弧根(1A)可能存在跃迁到离阳极最近的位置，如阴极弧根2 (4A)处；在基本结构组成中保护罩(4)的目的是代替阴极罩(2)承受跃迁的阴极弧根2(4A)，以保护罩(4)自我牺牲来承受电弧烧蚀，从而避免阴极罩(2)的烧蚀；通过在阴极罩(2)和保护罩(4)之间增加隔离体(3)和连接控制(7)可以控制阴极弧根的跃迁，工作时阴极罩(2)与保护罩(4)是等电位连接，当发生阴极弧根跃迁时，保护罩(4)与阴极罩(2)会形成电流并且保护罩(4)会发热(分别产生电信号和温度信号)，当连接控制(7)采集到这两种信号的某一种后，连接控制(7)将保护罩和阴极罩的电连接切断，从而熄灭跃迁的电弧弧根2 (4A)，使电弧(6 )恢复到正常的电弧弧根(1A)。隔离体(3)可以是电绝缘体以使保护罩(4)和阴极罩(2)形成电隔离，这时候靠连接控制(7)控制保护罩(4)与阴极罩(2)的电连接；隔离体(3)也可以自行控制电连接，如采用半导体，这种半导体能够自动切断保护罩(4)向阴极罩(2)方向的电传输；隔离体(3)还可以采用敏感热变形型材料，当保护罩(4)发热后，隔离体(3)受热变形并使保护罩(4)与阴极罩(2)之间电绝缘。连接控制(7)可以采用多种控制方式，如:机械方式控制、电子控制、电气控制、智能控制方式等，当检测到保护罩(4)存在电信号和温度信号(或者单个信号)后，自动断路，另外连接控制(7)还可以通过控制隔离体(3)是否是导体的方式进行断路控制；连接控制(7)可以安装在发生器的外部，也可以集成到发生器内部；举例:(例1)用双金属片作为连接控制(7)，当有电通过时双金属片自行产生变形切断连接；(例2)采用PLC系统作为连接控制(7)，可以同时采集保护罩(4)的电信号和温度信号进行逻辑判断是否切断连接。保护罩(4)的可以有多种结构形式，其内部通道可以是直通式，阶梯通道式，还可以采用带锥度的通孔，压缩锥角(A)和扩散锥角(B)的大小可以从0° ~60°根据需求进行搭配，另外，压缩锥孔和扩散锥孔还可以采用曲线型的渐变锥孔(如:抛物线、渐开线等)以及多级锥角的变化锥孔，以适应不同的工况需求。本专利技术的有益效果是:1、避免等离子发生器中阴极罩的烧蚀，降低系统运行成本；2、通过增加可控的保护罩，抑制阴极电弧弧根的跃迁，增加等离子电弧的稳定性，提高等离子发生器的可靠性。【主权项】1.一种层流等离子发生器阴极罩保护结构，其特征是:在阴极罩的出口端增加一个电导体的保护罩。2.根据权利要求1所述的层流等离子发生器阴极罩保护结构，其扩展特征是:保护罩和阴极罩相互间的电连接可通过增加隔离体和连接控制单元来进行控制。3.根据权利要求1所述的层流等离子发生器阴极罩保护结构，其扩展特征是:隔离单元可以是电绝缘体，也可以是半导体，还可以是敏感热变形材料。4.根据权利要求1所述的层流等离子发生器阴极罩保护结构，其扩展特征是:保护罩和阴极罩相互间的电连接控制单元可以安装在发生器外部，也可以集成在发生器内部，电连接控制单元的控制可以采用机械、电子、智能等多种控制方式。5.根据权利要求1所述的层流等离子发生器阴极罩保护结构，其扩展特征是:保护罩的内孔通道可以有多种结构方式，可以是直通道、阶梯通道、锥孔通道，可以是扩散锥孔和/或压缩锥孔，锥孔角度可以变化或渐变。【专利摘要】一种层流等离子发生器阴极罩保护结构。在阴极罩的出口端增加一个保护罩，目的是代替阴极罩的出口端，当发生阴极电弧弧根跃迁时由保护罩承受；并且该保护罩可以与阴极罩直接连接，以自身替代阴极罩遭受的烧蚀，也可以用半导体或绝缘体隔离，隔离后还可以采用外部电路或机械方式进行可控制的电连接，从而抑制电弧弧根的跃迁作用。【IPC分类】H05H1/34【公开号】CN105307373【申请号】CN201410247234【专利技术人】朱华, 黄佳华, 王鹏飞 【申请人】成都真火科技有限公司【公开日】2016年2月3日【申请日】2014年6月6日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种层流等离子发生器阴极罩保护结构，其特征是：在阴极罩的出口端增加一个电导体的保护罩。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱华，黄佳华，王鹏飞，
申请(专利权)人：成都真火科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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