本发明专利技术公开一种具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置，包括高压电极、接地电极、绝缘壳体头部、电弧气进气管、极心控制气进气管、旁路控制气进气管、绝缘壳体主体、绝缘壳体尾部；当绝缘壳体内通入电弧发生气体、极心控制气流、旁路控制气流后，高压电极和接地电极在电压信号的作用下，对电弧发生气体放电，从而产生等离子体电弧；在产生等离子体电弧的过程中，调控极心控制气流和旁路控制气流的流速，在电弧周围产生压力梯度，控制电极放电的速度场和压力场，改变等离子体电弧的对流散热及辐射散热，从而实现对电弧形态的控制。本发明专利技术操作更加简单、灵活、精准，实时性好。实时性好。实时性好。
【技术实现步骤摘要】
一种具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置
[0001]本专利技术涉及等离子体电弧发生领域，具体是一种具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置。
技术介绍
[0002]等离子体电弧是高度压缩的弧流，具有能量密度高、射流速度大、化学活性强等特点，常常在精密加工、废气处理、医学应用、新型材料制备等多个领域得以应用。不同应用实际中，对电弧形状、温度等特性的要求并不相同，因此，如何实现电弧形态的精准稳定调控是上述应用场景的技术关键。
[0003]目前调控电弧形态的主要手段是磁控电弧技术，即通过改变电磁场的分布来控制电弧的形态。但这种调控方法一般需要更改电源或者添加额外的电磁线圈，在一定程度上提高了电弧调控的技术成本。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置，包括高压电极、接地电极、绝缘壳体头部、电弧气进气管、极心控制气进气管、旁路控制气进气管、绝缘壳体主体、绝缘壳体尾部。
[0005]所述高压电极、接地电极放置在绝缘壳体头部内。
[0006]所述高压电极的高压电极引出端与外部高压电源连接。
[0007]所述外部高压电源将电压信号加载在高压电极上
[0008]所述接地电极的接地电极引出端接地。
[0009]所述接地电极和绝缘壳体头部组成旁路控制气路。
[0010]所述绝缘壳体主体前端固定绝缘壳体头部，后端固定绝缘壳体尾部，三者组合共同构成绝缘外壳。
[0011]所述绝缘壳体主体的侧壁连接有电弧气进气管和旁路控制气进气管。
[0012]电弧气进气管、旁路控制气进气管均与绝缘壳体主体内部气路相通，从而形成气流通路。
[0013]所述电弧气进气管用于通入电弧发生气体。
[0014]所述旁路控制气进气管用于通入旁路控制气流；所述旁路控制气流用于电弧调控；
[0015]所述绝缘壳体尾部连接有极心控制气进气管；
[0016]所述极心控制气进气管用于通入极心控制气流；所述极心控制气流用于电弧调控；
[0017]通入电弧发生气体、极心控制气体、旁路控制气体后，高压电极和接地电极在电压信号的作用下，对电弧发生气体放电，从而产生等离子体电弧。
[0018]在产生等离子体电弧的过程中，调控极心控制气体和旁路控制气体，使得径向的
压力梯度发生变化，进而改变径向电磁力，实现对电弧的调控。
[0019]进一步，还包括水冷槽、冷却水进水管和冷却水出水管。
[0020]所述水冷槽设置在绝缘壳体头部、绝缘壳体主体、绝缘壳体尾部的内部。
[0021]所述冷却水进水管和冷却水出水管与绝缘壳体尾部侧壁连接，且与水冷槽相连。
[0022]冷却水从冷却水进水管流入，流经水冷槽后，从冷却水出水管流出，从而对高压电极、接地电极进行冷却。
[0023]进一步，电弧发生气体、旁路控制气体、极心控制气体为同种气体。
[0024]进一步，调控极心控制气体和旁路控制气体的方式包括抽气和送气。
[0025]进一步，调控极心控制气体和旁路控制气体的方式还包括调节气体类型、气体流速。
[0026]进一步，还包括为等离子体电弧发生装置供电的直流电源。
[0027]进一步，所述等离子体电弧发生装置工作在大气压环境下。
[0028]本专利技术的技术效果是毋庸置疑的,本专利技术在中间的高压电极以及电弧发生器的外壳内部分别设置两条用于调控的轴向气路，通过更改两路调控气流的流速，在电弧周围产生压力梯度，通过对速度场和压力场的控制改变电弧放电的对流散热及辐射散热，进而实现对电弧形态的控制，与传统调控方法相比，本专利技术操作更加简单、灵活、精准，实时性好。
附图说明
[0029]图1为具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置；
[0030]图2为具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置前视图；
[0031]图3为具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置俯视图；
[0032]图4为具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置左视图；
[0033]图5为具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置立体图I；
[0034]图6为具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置立体图II；
[0035]图7为具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置剖面图I；
[0036]图8为具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置剖面图II；
[0037]图9为旁路气流控制效果(送气)；
[0038]图10为旁路气流控制效果(抽气)；
[0039]图11为极心气流控制效果(送气)；
[0040]图12为极心气流控制效果(抽气)；
[0041]图中，高压电极1、接地电极2、高压电极引出端3、接地电极引出端4、绝缘壳体头部5、电弧气进气管6、极心控制气进气管7、旁路控制气进气管8、水冷槽9、冷却水进水管10、冷却水出水管11、绝缘壳体主体12、绝缘壳体尾部13
具体实施方式
[0042]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。
[0043]实施例1：
[0044]参见图1至图8，一种具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置，包括高压电极1、接地电极2、绝缘壳体头部5、电弧气进气管6、极心控制气进气管7、旁路控制气进气管8、绝缘壳体主体12、绝缘壳体尾部13。
[0045]所述高压电极1、接地电极2放置在绝缘壳体头部5内。
[0046]所述高压电极1的高压电极引出端3与外部高压电源连接。
[0047]所述外部高压电源将电压信号加载在高压电极1上
[0048]所述接地电极2的接地电极引出端4接地。
[0049]所述接地电极2和绝缘壳体头部5组成旁路控制气路。
[0050]所述绝缘壳体主体12前端固定绝缘壳体头部5，后端固定绝缘壳体尾部13，三者组合共同构成绝缘外壳。
[0051]所述绝缘壳体主体12的侧壁连接有电弧气进气管6和旁路控制气进气管8。
[0052]电弧气进气管6、旁路控制气进气管8均与绝缘壳体主体12内部气路相通，从而形成气流通路。
[0053]所述电弧气进气管6用于通入电弧发生气体。
[0054]所述旁路控制气进气管8用于通入旁路控制气流；所述旁路控制气流用于电弧调控；
[0055]所述绝缘壳体尾部13连接有极心控制气进气管7；
[0056]所述极心控制气进气管7用于通入极心控制气流；所述极心控制气流用于电弧调控；
[0057]通入电弧发生气体、极心控制气体、旁路控制气体后，高压电极1和接地电极2在电压信号的作用下，对电弧发生气体放电，从而产生等离子体电弧。
[0058]在产生等离子体电弧的过程中，调控极心控制气体和旁路控本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有轴向气流调控的等离子体电弧发生装置，其特征在于：包括高压电极(1)、所述接地电极(2)、绝缘壳体头部(5)、电弧气进气管(6)、极心控制气进气管(7)、旁路控制气进气管(8)、绝缘壳体主体(12)、绝缘壳体尾部(13)。所述高压电极(1)、接地电极(2)放置在绝缘壳体头部(5)内；所述高压电极(1)的高压电极引出端(3)与外部高压电源连接；所述外部高压电源将电压信号加载在高压电极(1)上所述接地电极(2)的接地电极引出端(4)接地；所述接地电极(2)和绝缘壳体头部(5)组成旁路控制气路；所述绝缘壳体主体(12)前端固定绝缘壳体头部(5)，后端固定绝缘壳体尾部(13)，三者组合共同构成绝缘外壳；所述绝缘壳体主体(12)的侧壁连接有电弧气进气管(6)和旁路控制气进气管(8)；电弧气进气管(6)、旁路控制气进气管(8)均与绝缘壳体主体(12)内部气路相通，从而形成气流通路；所述电弧气进气管(6)用于通入电弧发生气体；所述旁路控制气进气管(8)用于通入旁路控制气流；所述旁路控制气流用于电弧调控；所述绝缘壳体尾部(13)连接有极心控制气进气管(7)；所述极心控制气进气管(7)用于通入极心控制气流；所述极心控制气流用于电弧调控；通入电弧发生气体、极心控制气体、旁路控制气体后，高压电极(1)和接地电极(2)在电压信号的作用下，对电弧发生气体放电，从而产生等离子体电弧；在产生等离子体电弧的过程中，调控极心控...
【专利技术属性】
技术研发人员：王豪，王嘉磊，姚陈果，陈开，毛一龙，吴菲宇，陈悦，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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