電弧等離子體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)電設(shè)備，特別是涉及到一種等離子體設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，等離子技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，工業(yè)上應(yīng)用于等離子點(diǎn)火、等離子噴涂、金屬冶煉、等離子加熱制造納米材料、切割、垃圾焚燒廢物處理等。等離子體的處理方式和一般的方式大不一樣，等離子體是在電離層或放電現(xiàn)象下所形成的一種狀態(tài)，伴隨著放電現(xiàn)象將會(huì)生成了激發(fā)原子、激發(fā)分子、離解原子、游離原子團(tuán)、原子或分子離子群的活性化學(xué)物以及它們與其它的化學(xué)物碰撞而引起的反應(yīng)。在等離子體發(fā)生器中，放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態(tài)，經(jīng)相互碰撞而產(chǎn)生高溫，溫度可達(dá)幾萬(wàn)度以上，被處理的化工有害氣體受到高溫高壓的等離子體沖擊時(shí)，其分子、原子將會(huì)重新組合而生成新的物質(zhì)，從而使有害物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)。
[0003]在固體廢物處置領(lǐng)域，把水蒸氣通過等離子體裝置分解為氫、氧活性化學(xué)物后再作為氣化劑送入氣化爐，與生活垃圾或醫(yī)療垃圾或工業(yè)有機(jī)廢物或農(nóng)林廢棄物進(jìn)行氣化反應(yīng)，所進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，不需輸入氧氣或空氣助燃，因此可以把生活垃圾或醫(yī)療垃圾或工業(yè)有機(jī)廢物或農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化為符合化工原料應(yīng)用要求的富氫合成氣。
[0004]研發(fā)一種結(jié)構(gòu)合理、適合其目標(biāo)產(chǎn)物應(yīng)用的等離子體裝置是本領(lǐng)域研發(fā)人員的任務(wù)，提高等離子體裝置的效率、減少電能消耗是本領(lǐng)域研發(fā)人員所追求的目標(biāo)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種適合處理化工有害氣體或熱解用途的等離子體裝置，并使裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理和效率高，以減少電能消耗。
[0006]本實(shí)用新型的一種電弧等離子體裝置，包括前端頭1、第一電極2、第二電極6、第三電極7、支持件8和電磁驅(qū)動(dòng)組件，其特征是前端頭1、第一電極2和第二電極6各為環(huán)形體結(jié)構(gòu)，第三電極7為圓盤體結(jié)構(gòu)，第三電極7的圓盤體中心有過孔，第三電極7的過孔前端有凹槽7-1;第一電極2以嵌入方式安裝在前端頭I之內(nèi)，第一電極2的環(huán)內(nèi)空間構(gòu)成產(chǎn)物出口XI;第二電極6和第三電極7安裝在支持件8的前端，第三電極7置于第二電極6的環(huán)形體之內(nèi)，第二電極6的內(nèi)壁與第三電極7的外壁之間空間構(gòu)成電離氣槽Π ;前端頭I通過圍護(hù)體5連接到第二電極6的前端，圍護(hù)體5的內(nèi)空間構(gòu)成等離子體發(fā)生室VI;電磁驅(qū)動(dòng)組件安裝在支持件8的后端，電磁驅(qū)動(dòng)組件中有驅(qū)動(dòng)桿11，驅(qū)動(dòng)桿11的前部桿體中有引弧電極4，當(dāng)需引發(fā)等離子體電弧時(shí)，引弧電極4的頭端在第一電極2與第三電極7之間進(jìn)行伸縮方式的引弧。
[0007]本實(shí)用新型中，第一電極2外壁與前端頭I內(nèi)壁之間的空間構(gòu)成冷卻水套X，冷卻水套X有冷卻劑進(jìn)口 K接入和冷卻劑出口 I接出；在第二電極6的環(huán)形體中有環(huán)形氣室W，環(huán)形氣室W有介質(zhì)輸入接口 m接入，環(huán)形氣室W連通到電離氣槽Π ;支持件8為前端開口的槽體結(jié)構(gòu)，支持件8的槽體結(jié)構(gòu)的后端壁體中有通孔，支持件8的槽體內(nèi)空間構(gòu)成環(huán)形冷卻腔V，在第三電極7的內(nèi)側(cè)有冷卻環(huán)槽7-2，冷卻環(huán)槽7-2與環(huán)形冷卻腔V相通，環(huán)形冷卻腔V有冷卻液進(jìn)口 VI接入和冷卻液出口 IV接出；驅(qū)動(dòng)桿11為空心結(jié)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)桿11中部和后部的空心桿體中有間隔設(shè)置的磁珠14和隔尚珠16。具體實(shí)施時(shí)，有穿心牽緊桿9貫穿在第三電極7與支持件8的中心，穿心牽緊桿9為軸向貫通的空心結(jié)構(gòu)，穿心牽緊桿9的內(nèi)空間構(gòu)成引弧電極4的伸縮滑道，在穿心牽緊桿9的前端有內(nèi)六角大頭9-1，內(nèi)六角大頭9-1深入到第三電極7的凹槽7-1中，在穿心牽緊桿9的后部有牽緊螺頭9-2，穿心牽緊桿9后部的牽緊螺頭9-2從支持件8的后端壁體中的通孔中伸出；在支持件8與電磁驅(qū)動(dòng)組件之間有中繼接頭10，在中繼接頭1的體中有電刷17，中繼接頭1的中心有軸向貫通的孔道，中繼接頭1的前部為內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，中繼接頭10前部的內(nèi)螺紋旋合在穿心牽緊桿9后部的牽緊螺頭9-2上，中繼接頭10的后部為連接螺頭10-1，電磁驅(qū)動(dòng)組件安裝在中繼接頭10后部的連接螺頭10-1上；穿心牽緊桿9的內(nèi)空間與中繼接頭10中心的孔道進(jìn)行相貫連通;在中繼接頭10與穿心牽緊桿9的牽緊螺頭9-2連接口上有第一電氣接口 18接入，在第二電極6的壁體上有第二電氣接口 20接入，在前端頭I的壁體上有第三電氣接口 23接入。
[0008]在等離子體裝置中，等離子體電弧在二個(gè)主電極之間產(chǎn)生，在二個(gè)主電極之間能維持等離子體電弧穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，二個(gè)主電極之間的空間距離越大，等離子體電弧的行程越長(zhǎng)，其電子相互碰撞的機(jī)會(huì)和次數(shù)就會(huì)更多，其能量就會(huì)越大，當(dāng)用于處理工業(yè)有害氣體時(shí)，有害氣體受到高溫高壓等離子體沖擊的強(qiáng)度會(huì)更大，其重新組合變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)的效率會(huì)更高。本實(shí)用新型利用引弧電極進(jìn)行引弧，先伸出引弧電極使二個(gè)主電極之間的引弧距離縮短，以降低引弧電壓，然后縮回引弧電極，使二個(gè)主電極之間產(chǎn)生高溫等離子體電弧。所述的二個(gè)主電極為引弧電極之外的電極。本實(shí)用新型采取伸縮式引弧的措施來(lái)使等離子體裝置的二個(gè)主電極之間的空間距離得到延長(zhǎng)，加大高溫等離子體電弧的能量，提高了效率和節(jié)省電能。
[0009]本實(shí)用新型在處理工業(yè)有害氣體領(lǐng)域中應(yīng)用或在固體廢物處置領(lǐng)域中應(yīng)用，為了進(jìn)一步提高等離子體裝置的效率，本實(shí)用新型在結(jié)構(gòu)中設(shè)置第二電極6和第三電極7，把第二電極6和第三電極7進(jìn)行嵌套設(shè)置，第三電極7置于第二電極6的環(huán)形體之內(nèi)，使第二電極6的內(nèi)壁與第三電極7的外壁之間的空間構(gòu)成電離氣槽Π。應(yīng)用時(shí)，等離子體工作電源連接到第一電氣接口 18，然后通過穿心牽緊桿9連接到第三電極7以及通過中繼接頭10中的電刷17連接到引弧電極4;把高壓電源連接到第二電氣接口 20;第三電氣接口 23為等離子體工作電源和高壓電源的公共回路接口；所述的等離子體工作電源為180-600V電壓的電源，其特點(diǎn)是低電壓大電流，所述的高壓電源為10000V以上的電源，其特點(diǎn)是高電壓小電流。然后把工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣接入介質(zhì)輸入接口 m，通過第二電極6壁體中的環(huán)形氣室W進(jìn)入第二電極6與第三電極7之間的電離氣槽Π中，便在電離氣槽Π內(nèi)形成氣流隔離放電方式的電場(chǎng)，使工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣被電離而增加活性，被電離活化的工業(yè)有害氣體再在高溫等離子體電弧的作用下，更容易及更徹底被處理成中性的無(wú)害物質(zhì)，或被電離活化的水蒸氣更容易被分解而作為固體有機(jī)廢物的氣化劑應(yīng)用。在具體工作時(shí)，引弧電極4的頭端伸入到第一電極2的環(huán)內(nèi)空間中，10000V以上的高壓電源使第二電極6與第三電極7之間的電離氣槽Π進(jìn)行氣流隔離方式的放電，同時(shí)使引弧電極4的頭端與第一電極2之間進(jìn)行放電，在引弧電極4的頭端與第一電極2上形成初始電弧，然后對(duì)電磁線圈13進(jìn)行反向通電，使驅(qū)動(dòng)桿11向后移動(dòng)，帶動(dòng)引弧電極4后移，使引弧電極4的頭端縮退到第三電極7的凹槽7-1中，從而把電弧引到第三電極7上，使第一電極2與第三電極7之間形成高溫等離子體電弧。
[0010]本實(shí)用新型先使高壓電源作用在第二電極6與第三電極7之間的電離氣槽Π中，對(duì)工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣進(jìn)行電離和活化，然后使高壓電源作用在第一電極2與第三電極7之間，通過引弧電極進(jìn)行第一電極2與第三電極7之間的引弧，使之產(chǎn)生高溫等離子體電弧，把工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣進(jìn)行目標(biāo)處理，更容易得到目標(biāo)產(chǎn)物。采取伸縮式引弧的措施來(lái)使等離子體裝置的二個(gè)主電極之間的空間距離得到延長(zhǎng)，加大尚溫等尚子體電弧的能量，提尚了效率和節(jié)省電能。其中，廣生尚溫等尚子體電弧的電能由等離子體工作電源提供。
[0011]等離子體裝置運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生高溫等離子體電弧的弧根在第三電極7的外端面上，為了避免引弧電極被燒結(jié)在第三電極7上而使引弧電極失去伸縮功能，本實(shí)用新型在第三電極7的體中設(shè)置凹槽7-1，使引弧作用完成后的引弧電極頭部與第三電極7壁體之間具有一定的空間距離。
[0012]上述的實(shí)用新型中，在驅(qū)動(dòng)桿11中部和后部的空心桿體中有間隔設(shè)置的磁珠14和隔離珠16，具體實(shí)施時(shí)，磁珠14選用永磁體材料，隔離珠16選用非磁性材料，各磁珠的極性進(jìn)行同向串聯(lián)設(shè)置，當(dāng)需伸出引弧電極時(shí)，對(duì)電磁線圈進(jìn)行正向通電，使電磁線圈中心產(chǎn)生的電磁力與驅(qū)動(dòng)桿11內(nèi)磁珠的磁力線進(jìn)行正方向配合，把驅(qū)動(dòng)桿11向前推移；當(dāng)需縮回引弧電極時(shí)，對(duì)電磁線圈進(jìn)行反向通電，使電磁線圈中心產(chǎn)生的電磁力與驅(qū)動(dòng)桿11內(nèi)磁珠的磁力線進(jìn)行反方向配合，把驅(qū)動(dòng)桿11向后移動(dòng)。本實(shí)用新型利用電磁線圈和驅(qū)動(dòng)桿11來(lái)驅(qū)動(dòng)引弧電極，沒有機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且工作可靠。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:適合在處理工業(yè)有害氣體領(lǐng)域中應(yīng)用或在固體廢物處置領(lǐng)域中應(yīng)用，先使處理介質(zhì)進(jìn)行電離活化，再把處理介質(zhì)在高溫等離子體電弧的作用下進(jìn)行處理，更容易得到目標(biāo)產(chǎn)物。采取伸縮式引弧的措施來(lái)使等離子體裝置的二個(gè)主電極之間的空間距離得到延長(zhǎng)，加大高溫等離子體電弧的能量，提高了效率和節(jié)省電能。本實(shí)用新型利用電磁線圈及在驅(qū)動(dòng)桿11中間隔設(shè)置磁珠措施來(lái)驅(qū)動(dòng)引弧電極進(jìn)行伸出或縮回，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、工作可靠。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的電弧等離子體裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖2是圖1的A-A剖面圖。
[0016]圖中:1.前端頭，1-1.卡口，1-2.連接螺口，2.第一電極，2-1.定位凸頭，2-2.突環(huán)，
3.墊圈，4.引弧電極，5.圍護(hù)體，6.第二電極，7.第三電極，7-1.凹槽，7-2.冷卻環(huán)槽，8.支持件，8-1.安裝螺頭，8-2.切向氣槽，9.穿心牽緊桿，9-1.內(nèi)六角大頭，9-2.牽緊螺頭，10.中繼接頭，10-1.連接螺頭，11.驅(qū)動(dòng)桿，11-1.限位端頭，12.線圈骨架，12-1.限位階，13.電磁線圈，14.磁珠，15.定位鐵環(huán)，16.隔離珠