一种层流等离子发生器电弧通道结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种层流等离子发生器电弧通道结构，涉及层流等离子发生器技术领域。本实用新型专利技术包括至少两段中间段，相邻中间段之间通过绝缘件连接；所述中间段侧壁内设置有冷却水管，所述绝缘件内设置有连通冷却水管的通孔，所述冷却水管从通孔内穿过，伸入到相邻的中间段侧壁内。本实用新型专利技术可以克服等离子体射流的湍动性，能够产生出高温区域长、能量衰减慢而分布均匀、噪音小、有利于电弧能量的有效利用和便于工艺控制的等离子体射流。

Arc passage structure of laminar plasma generator

The utility model discloses an arc passage structure of a laminar plasma generator, which relates to the technical field of laminar plasma generator. The utility model comprises at least two segments of the middle segment, middle segment connected through insulation between adjacent parts; the middle section of the side wall is arranged in the cooling pipe, and the insulating member is arranged in the through hole communicated with the cooling water pipe, the cooling pipe passes through the through hole extending into the adjacent segment in side wall in. The utility model can overcome the turbulent plasma jet, can produce high temperature area of long, slow and uniform distribution of energy attenuation and noise, is conducive to the efficient use of energy and for process control of arc plasma jet.

【技术实现步骤摘要】
一种层流等离子发生器电弧通道结构
本技术涉及层流等离子发生器
，更具体地说涉及一种层流等离子发生器电弧通道结构。
技术介绍
等离子态是物质的第四态，宇宙中几乎99﹪的物质（不包括尚未确认的暗物质）都处于等离子态。等离子体射流与一般流体在流动特征上有相似性，具有两种流动状态：层流与湍流。对某一指定流体，当其流速小于一特定值时，流体作有规则的层状或流束状运动，流体质点没有横向运动，质点间互不干扰地前进，这种流动形式叫层流；当流体流速大于该值时，流体有规则的运动遭到破坏，质点除了主要的纵向运动外还有附加的横向运动，流体质点交错混乱地前进，这种流动形式叫湍流。等离子体其温度分布范围则从10K的低温到核聚变等离子体的10亿K超高温并拥有一系列独特性质，使等离子体在纳米材料生产、新材料合成、热加工制造、冶炼、钻探、煤化工、垃圾废物处理、材料表面处理、电子、新能源、军事、航空航天等领域获得广泛应用。在等离子体高温热源方面，目前应用十分广泛的电弧等离子体射流绝大部分采用湍流形态工作，这是由现有湍流电弧等离子体射流发生器技术和工作原理决定的。电弧等离子发生器分为层流和湍流两种，其关键技术是发生器结构设计。近几十年来，等离子体发生器的研制及等离子诊断技术的开发均取得了巨大的进展，并且等离子体研制与开发的重点已不再局限与航天航空方面的应用，而是更多地转向机械、化工、冶金、环保等工业部门的应用，特别是在材料加工与新材料研制方面的应用。对于工业生产性的应用，要求等离子体发生器有较长的寿命和较高的效率。然而在实际工程应用中，等离子体流呈现复杂的流动状况，特别是大尺寸、大流量、大功率的工业等离子体装置中则通常为湍流流动。因此，在工业应用中，希望等离子体射流稳定地维持在层流状态，这就需要把握等离子体在发生器中电弧通道形成的各个环节，控制所有影响电弧稳定性的扰动因素，克服等离子体射流的湍动性，才能产生出高温区域长、能量衰减慢而分布均匀、噪音小、有利于电弧能量的有效利用和便于工艺控制的等离子体射流。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的缺陷和不足，本技术提供了一种层流等离子发生器电弧通道结构，本技术的专利技术目的旨在于解决现有技术中等离子体流不稳定，呈现湍流的现象，本技术的层流等离子发生器电弧通道结构，可以克服等离子体射流的湍动性，能够产生出高温区域长、能量衰减慢而分布均匀、噪音小、有利于电弧能量的有效利用和便于工艺控制的等离子体射流。为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术是通过下述技术方案实现的：一种层流等离子发生器电弧通道结构，其特征在于：所述电弧通道包括至少两段中间段，相邻中间段之间通过绝缘件连接；所述中间段侧壁内设置有冷却水管，所述绝缘件内设置有连通冷却水管的通孔，所述冷却水管从通孔内穿过，伸入到相邻的中间段侧壁内。所述电弧通道外壁上设置有弹簧，所述弹簧套在电弧通道外壁上。所述电弧通道的一端固定在阳极外壳上，且电弧通道与阳极外壳之间设置有绝缘垫。所述冷却水管沿电弧通道轴向设置。所述冷却水管沿电弧通道轴向螺旋设置。与现有技术相比，本技术所带来的有益的技术效果表现在：1、本技术的层流等离子发生器电弧通道结构能够实现层流等离子高弧压、小电流的工作模式，结构相对较为合理，能够形成层流等离子射流。本技术的电弧通道结构有助于稳定等离子射流，产生的射流性能优异，可以长时间稳定运行，而且产生的射流具有长度长、能量密度集中、轴向温度梯度小、噪声低、可控性好、可重复、精度高等突出优点；本技术可以克服等离子体射流的湍动性，能够产生出高温区域长、能量衰减慢而分布均匀、噪音小、有利于电弧能量的有效利用和便于工艺控制的等离子体射流。2、本技术的电弧通道呈多段式分布，能够拉长电弧通道的长度，不仅能够平衡工作气体的压力，还能够提高等离子源的功率；相邻中间段之间设置绝缘体，可以有效地提高等离子发生器的使用安全性，同时也可以使得等离子体射流更加稳定。3、本技术电弧通道壁内设置冷却水管，是由于电弧通道在工作过程中也具有较高的温度，电弧通道长时间处于高温状态下，会缩短其使用寿命，也会造成层流等离子射流的不稳定，而在电弧通道内设置冷却水管，可以有效地对电弧通道进行降温，延长其使用寿命，还可以进一步保证层流等离子射流的稳定性。4、绝缘垫保证电弧通道不与阳极外壳直接接触，防止电流的流失，同时弹簧通电后，产生磁场，起到压缩等离子电弧的作用，也能使等离子电弧在电弧通道内处于动态均布状态，保证了层流等离子体束的稳定性。附图说明图1为本技术整体结构示意图；附图标记：1、中间段，2、绝缘件，3、冷却水管，4、通孔，5、弹簧，6、阳极外壳,7、绝缘垫。具体实施方式实施例1作为本技术一较佳实施例，参照说明书附图1，本实施例公开了：一种层流等离子发生器电弧通道结构，所述电弧通道包括至少两段中间段1，相邻中间段1之间通过绝缘件2连接；所述中间段1侧壁内设置有冷却水管3，所述绝缘件2内设置有连通冷却水管3的通孔4，所述冷却水管3从通孔4内穿过，伸入到相邻的中间段1侧壁内。在本实施例中，电弧通道呈多段式分布，能够拉长电弧通道的长度，不仅能够平衡工作气体的压力，还能够提高等离子源的功率；相邻中间段1之间设置绝缘体，可以有效地提高等离子发生器的使用安全性，同时也可以使得等离子体射流更加稳定。实施例2作为本技术又一较佳实施例，参照说明书附图1，本实施例公开了：一种层流等离子发生器电弧通道结构，所述电弧通道包括至少两段中间段1，相邻中间段1之间通过绝缘件2连接；所述中间段1侧壁内设置有冷却水管3，所述绝缘件2内设置有连通冷却水管3的通孔4，所述冷却水管3从通孔4内穿过，伸入到相邻的中间段1侧壁内；所述电弧通道外壁上设置有弹簧5，所述弹簧5套在电弧通道外壁上。弹簧5通电后，产生磁场，起到压缩等离子电弧的作用，也能使等离子电弧在电弧通道内处于动态均布状态，保证了层流等离子体束的稳定性。在本实施例中，电弧通道壁内设置冷却水管3，是由于电弧通道在工作过程中也具有较高的温度，电弧通道长时间处于高温状态下，会缩短其使用寿命，也会造成层流等离子射流的不稳定，而在电弧通道内设置冷却水管3，可以有效地对电弧通道进行降温，延长其使用寿命，还可以进一步保证层流等离子射流的稳定性。实施例3作为本技术又一较佳实施例，参照说明书附图1，本实施例公开了：一种层流等离子发生器电弧通道结构，所述电弧通道包括至少两段中间段1，相邻中间段1之间通过绝缘件2连接；所述中间段1侧壁内设置有冷却水管3，所述绝缘件2内设置有连通冷却水管3的通孔4，所述冷却水管3从通孔4内穿过，伸入到相邻的中间段1侧壁内；所述电弧通道外壁上设置有弹簧5，所述弹簧5套在电弧通道外壁上；所述电弧通道的一端固定在阳极外壳6上，且电弧通道与阳极外壳6之间设置有绝缘垫7。绝缘垫7保证电弧通道不与阳极外壳6直接接触，防止电流的流失，同时弹簧5通电后，产生磁场，起到压缩等离子电弧的作用，也能使等离子电弧在电弧通道内处于动态均布状态，保证了层流等离子体束的稳定性。实施例4作为本技术又一较佳实施例，参照说明书附图1，本实施例公开了：一种层流等离子发生器电弧通道结构，所述电弧通道包括至少两段中间段1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层流等离子发生器电弧通道结构，其特征在于：所述电弧通道包括至少两段中间段(1)，相邻中间段(1)之间通过绝缘件(2)连接；所述中间段(1)侧壁内设置有冷却水管(3)，所述绝缘件(2)内设置有连通冷却水管(3)的通孔(4)，所述冷却水管(3)从通孔(4)内穿过，伸入到相邻的中间段(1)侧壁内。

【技术特征摘要】
1.一种层流等离子发生器电弧通道结构，其特征在于：所述电弧通道包括至少两段中间段(1)，相邻中间段(1)之间通过绝缘件(2)连接；所述中间段(1)侧壁内设置有冷却水管(3)，所述绝缘件(2)内设置有连通冷却水管(3)的通孔(4)，所述冷却水管(3)从通孔(4)内穿过，伸入到相邻的中间段(1)侧壁内。2.如权利要求1所述的一种层流等离子发生器电弧通道结构，其特征在于：所述电弧通道外壁上设置有弹簧(5)，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄佳华，李露，何泽，李向阳，
申请(专利权)人：成都真火科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51