一种等离子阴极电极和等离子气体发生器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种等离子阴极电极，包括电极主体和设置于所述电极主体的下端的钨合金棒。除此之外，本实用新型专利技术还公开了一种等离子气体发生器，包括如上述所述的等离子阴极电极。所述等离子阴极电极以及等离子气体发生器，通过在电极主体的下端设置钨合金棒，由于钨合金棒的熔点较传统的紫铜的熔点高，降低了直流高温等离子体的阴极的烧灼速度，提高了使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及等离子体气体领域，特别是涉及一种等离子阴极电极和等离子气体发生器。
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。等离子体火炬的阴极是发射电子的部件，由于承受电流的冲击和高温烧灼，因此，阴极的头部极易被烧蚀而致损坏，不仅影响正常使用，而且增加使用成本。目前，阴极的制备主要有两种形式，第一种是采用的空心阴极的方式，阴极采用紫铜制成，阴极使用强水冷却，由于紫铜阴极直接与等离子体接触，导致大量等离子体能量通过冷却水被吸收，等离子体的能量利用率只有80％，等离子体电能利用率比较低，工业装置的阴极寿命只有数百小时，需要不断更换电极。在工业生产中不断停机更换电极的操作，不仅影响生产装置运行的稳定性，成本也相当高，是不希望发生的。另一种是采用棒状电极，棒状电极是以石墨制成的，不需要进行水冷却，这种方式虽然一定程度上提高了阴极的电能利用率，但是阴极的烧蚀速度非常快，在以氢气为等离子体工作气体的情况下，电极寿命最长只有几分钟。综上所述，直流高温等离子体电极的阴极存在以下问题：1.材质选取不合理导致直流高温等离子体电极烧灼速度快寿命短的问题；2.冷却结构方式不合理的问题。因此，如何有效地解决直流高温等离子体电极的阴极上述问题问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供了一种等离子阴极电极和等离子气体发生器，提高了阴极的使用寿命。为解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种等离子阴极电极，包括电极主体和设置于所述电极主体的下端的钨合金棒。其中，所述电极主体为紫铜电极主体。其中，所述电极主体和所述钨合金棒为一体式结构。其中，还包括设置于所述电极主体和所述钨合金棒外侧壁的阴极冷却装置，用于对所述电极主体和所述钨合金棒进行冷却。其中，所述阴极冷却装置包括环形设置于所述电极主体和所述钨合金棒外侧壁的阴极冷却外腔，所述阴极冷却外腔的纵截面为U型，所述阴极冷却外腔的冷却液的入口和出口均位于所述阴极冷却外腔的顶端，所述钨合金棒设置在所述外腔所述阴极冷却外腔内。其中，所述电极主体和所述钨合金棒外侧壁的与所述阴极冷却装置的冷却液接触。其中，还包括设置于所述阴极冷却外腔内的冷却液入口管，所述电极主体的顶部位于所述冷却液入口管内，所述钨合金棒的底部与所述阴极冷却外腔的底部连接，所述冷却液入口管的底部高于所述阴极冷却外腔的底部内侧。其中，所述阴极冷却外腔的顶端设置有多个冷却液出口管，用于将所述阴极冷却外腔的内部和所述冷却液入口管的外壁之间的冷却液排出。其中，所述冷却液出口管的末端与水平方向平行。除此之外，本技术实施例还提供了一种等离子气体发生器，包括如上述任意一项所述的等离子阴极电极。本技术实施例提供的等离子气体发生器以及等离子阴极电极，与现有技术相比，具有以下优点：本实用型实施例提供的等离子阴极电极，包括电极主体和设置于所述电极主体的下端的钨合金棒。本技术实施例的等离子气体发生器，包括如上述所述的等离子阴极电极。所述等离子阴极电极以及等离子气体发生器，通过在电极主体的下端设置钨合金棒，由于钨合金棒的熔点较传统的紫铜的熔点高，降低了直流高温等离子体的阴极的烧灼速度，提高了使用寿命。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的等离子阴极电极的一种具体实施方式中的纵截面结构示意图；图2为本技术实施例提供的等离子阴极电极的一种具体实施方式中的立体图结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
部分所述，现有的紫铜阴极直接与等离子体接触，导致大量等离子体能量通过冷却水被吸收，等离子体的能量利用率只有80％，等离子体电能利用率比较低，工业装置的阴极寿命只有数百小时，需要不断更换电极，在工业生产中不断停机更换电极的操作，不仅影响生产装置运行的稳定性，成本也相当高。基于此，本技术实施例所提供了一种等离子阴极电极，包括电极主体和设置于所述电极主体的下端的钨合金棒。除此之外，本技术实施例提供了一种等离子气体发生器，包括如上述所述的等离子阴极电极。综上所述，本技术实施例提供的所述等离子阴极电极以及等离子气体发生器，通过在电极主体的下端设置钨合金棒，由于钨合金棒的熔点较传统的紫铜的熔点高，降低了直流高温等离子体的阴极的烧灼速度，提高了使用寿命。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本技术。但是本技术能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广。因此本技术不受下面公开的具体实施的限制。请参考图1-2，图1为本技术实施例提供的等离子阴极电极的一种具体实施方式中的纵截面结构示意图；图2为本技术实施例提供的等离子阴极电极的一种具体实施方式中的立体图结构示意图。在一种具体实施方式中，所述等离子阴极电极，包括电极主体10和设置于所述电极主体10的下端的钨合金棒20。所述等离子阴极电极，通过在电极主体10的下端设置钨合金棒20，由于钨合金棒20的熔点较传统的紫铜的熔点高，降低了直流高温等离子体的阴极的烧灼速度，提高了使用寿命。由于等离子阴极电极只有下端的钨合金棒20被等离子气体侵蚀，由于紫铜的价格低于，钨合金的价格因此，为降低成本，所述电极主体10为紫铜电极主体10。当然，所述电极主体10也可以采用钨合金，这回导致成本大幅提升。为直接使用，一般将所述电极主体10和所述钨合金棒20为一体式结构，电极主体10与钨合金棒20的结合方式，可以是直接在电机主体的下端连接钨合金棒20，也可以是钨合金棒20的上端具有凹槽将电极主体10的下端包裹，还可以是电极主体10的下端具有凹槽将钨合金棒20的上端包裹。需要说明的是，本技术对所述电极主体10与钨合金棒20的直径不做限定，对钨合金棒20的长度不做具体限定。如果电极主体10的下端直接与钨合金棒20的上端对接，那么一般将二者的直径相同。即使将等离子阴极电极的下端设置钨合金棒20，还是会使得电极主体10和钨合金棒20的温度快速升高，等离子阴极电极的使用寿命提高的较为有限，因此一般还会设置冷却装置对钨合金棒20进行冷却，所述等离子阴极电极还包括设置于所述电极主体10和所述钨合金棒20外侧壁的阴极冷却装置，用于对所述电极主体10和所述钨合金棒20进行冷却。一般阴极冷却装置只要与钨合金棒20或者电极主体10紧贴，或者钨合金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等离子阴极电极，其特征在于，包括电极主体和设置于所述电极主体的下端的钨合金棒。

【技术特征摘要】
1.一种等离子阴极电极，其特征在于，包括电极主体和设置于所述电极主体的下端的钨合金棒。2.如权利要求1所述的等离子阴极电极，其特征在于，所述电极主体为紫铜电极主体。3.如权利要求2所述的等离子阴极电极，其特征在于，所述电极主体和所述钨合金棒为一体式结构。4.如权利要求3所述的等离子阴极电极，其特征在于，还包括设置于所述电极主体和所述钨合金棒外侧壁的阴极冷却装置，用于对所述电极主体和所述钨合金棒进行冷却。5.如权利要求4所述的等离子阴极电极，其特征在于，所述阴极冷却装置包括环形设置于所述电极主体和所述钨合金棒外侧壁的阴极冷却外腔，所述阴极冷却外腔的纵截面为U型，所述阴极冷却外腔的冷却液的入口和出口均位于所述阴极冷却外腔的顶端，所述钨合金棒设置在所述外腔所述阴极冷却外腔内。6.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟明，姚翔，
申请(专利权)人：上海盛剑环境系统科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31