專利名稱：一種陽極內(nèi)冷式低功率空氣等離子體發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種等離子體發(fā)生器，確切地說是涉及一種低功率、大陽極內(nèi)冷式空氣等離子體發(fā)生器。
背景技術(shù)：
目前世界上應(yīng)用的等離子體發(fā)生器種類與數(shù)量繁多，廣泛應(yīng)用于冶金、化工、采礦、造船、電力等各領(lǐng)域，特別是以切割與焊接作業(yè)應(yīng)用最多。這些在用的等離子體發(fā)生器，基本以惰性氣體如氬氣、氮氣為工作載體，以空氣為載體的工業(yè)產(chǎn)品為數(shù)極少。由于以惰性氣體為載體的等離子體發(fā)生器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、材料昂貴、制造成本高、使用壽命短、運行維護(hù)難度大，因此產(chǎn)業(yè)界又將研究興趣重新轉(zhuǎn)向以空氣為工作載體的等離子體發(fā)生器。中國專利ZL02276174.8公開了一種大功率空氣等離子體發(fā)生器，具有電極布置結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低和工業(yè)運行維護(hù)方便等顯著優(yōu)點。但是，由于其陽極是由大陽極、第二陽極及小陽極分段組成，作為低功率等離子體發(fā)生器，其結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，而且由于電極采用外水冷，導(dǎo)致散熱效率低，影響了陽極、特別是大陽極使用壽命的提高。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的發(fā)明目的在為用戶提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、工業(yè)維護(hù)方便、使用壽命長的陽極內(nèi)冷式低功率空氣等離子體發(fā)生器。
本實用新型的發(fā)明目的是通過實旋下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種陽極內(nèi)冷式低功率空氣等離子體發(fā)生器，由外殼，裝于其內(nèi)彼此分離自上而下設(shè)置的發(fā)射陰極、絕緣層、小陽極、絕緣層及大陽極，對陰極與陽極分別進(jìn)行冷卻的管路，對由陰極和陽極組成的等離子體發(fā)生器腔體充以空氣介質(zhì)的充氣管路，及在靠近陰極表面、于殼體上開有向陰極附近區(qū)域充以保護(hù)性惰性氣體的充氣通道，以及安裝在大陽極殼體外壁上用以約束空氣等離子體的磁場線圈組件所組成，其特征在于大陽極是一個自身上下貫通的空芯圓柱體，在其側(cè)壁里設(shè)置有空芯圓柱夾層，并在該夾層的內(nèi)側(cè)壁自上而下制有螺旋槽，大陽極側(cè)壁內(nèi)的這個空芯圓柱夾層及其螺旋槽形成了大陽極的水冷卻通道。
附加技術(shù)特征是①該空氣等離子體發(fā)生器的發(fā)射陰極，由無鎳不銹鋼的外圓柱殼體、裝于該殼體軸心處的同心無氧銅圓柱體、及嵌于該無氧銅圓柱體芯內(nèi)由特種合金制成的圓柱芯組成。②包括充空氣及惰性氣體的充氣管路、冷卻陰極、小陽極及大陽極的水冷管路，均設(shè)置在該等離子體發(fā)生器的同一側(cè)。
本實用新型的工作原理如下由等離子體弧電源提供等離子體發(fā)生器所需電能，并接通等離子體發(fā)生器所需工作氣體和冷卻水，調(diào)整到所需量值，啟動高頻發(fā)生器，陰極與小陽極間“點火”，在兩極間引發(fā)等離子體電弧，啟動直流接觸器，使形成的等離子體電弧轉(zhuǎn)移到大陽極上并噴射出去，整個工作程序完成。
本實用新型的優(yōu)點是①由于在陽極電路中取消了第二陽極，只分段設(shè)置有小陽極和大陽極，因此使設(shè)備結(jié)構(gòu)簡化，制造成本相應(yīng)降低。②由于包括充空氣及惰性氣體的充氣管路、冷卻陰極、小陽極及大陽極的水冷管路，均設(shè)置在該等離子體發(fā)生器的同一側(cè)，因此使維護(hù)工作變得十分方便。③由于在大陽極側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有空芯圓柱夾層及其螺旋槽，增加了大陽極的換熱面積，使其水冷效果更好，因而降低了大陽極的燒傷，大大提高了使用壽命。


圖1為本實用新型縱剖結(jié)構(gòu)示意圖圖中標(biāo)記1為陰極引線，2為由特種合金制成的陰極柱芯，3為無氧銅制成的陰極柱，4為由無鎳不銹鋼制成的陰極圓柱外殼，5為惰性氣體充氣通道，6、12為空氣充氣通道，7、17為水冷卻管路，8為小陽極，9、18為絕緣層，10為大陽極出水管，11為在大陽極側(cè)壁空芯夾層的內(nèi)側(cè)壁上制有的螺旋槽，13為大陽極側(cè)壁內(nèi)的圓柱形空芯夾層，14為大陽極，15為約束空氣等離子體的磁場線圈，16為空氣等離子體發(fā)生器殼體，19為大陽極冷卻水進(jìn)管。
具體實施方式
15～60KW陽極內(nèi)冷式空氣等離子體發(fā)生器本空氣等離子體發(fā)生器，由不銹鋼外殼16、裝于其內(nèi)自上而下安裝的發(fā)射陰極、絕緣層18、小陽極8、絕緣層9、內(nèi)冷式大陽極13、及裝在大陽極殼體16外壁上的約束磁場線圈15組成；并且，分別在陰極圓柱外殼4和小陽極8外殼上，安裝有冷卻水管17、7；在大陽極13的外殼底部及頂部，分別安裝冷卻水進(jìn)管19及出水管10；在靠近陰極表面、于殼體上開有向陰極附近區(qū)域，充以保護(hù)性惰性氣體的充氣通道5；穿過殼體外壁在小陽極8及大陽極13的側(cè)壁上，分別安裝有向等離子體發(fā)生器腔內(nèi)充以空氣介質(zhì)的充氣管路6、12；其中發(fā)射陰極由陰極引線1、特種合金制成的陰極柱芯2、無氧銅制成的陰極柱3及無鎳不銹鋼制成的陰極圓柱外殼4組成。
權(quán)利要求1.一種陽極內(nèi)冷式低功率空氣等離子體發(fā)生器，由外殼(16)，裝于其內(nèi)彼此分離自上而下設(shè)置的發(fā)射陰極、絕緣層(18)、小陽極(8)、絕緣層(9)及大陽極(14)，對陰極與陽極分別進(jìn)行冷卻的管路(17)(7)(10)(19)，對由陰極和陽極組成的等離子體發(fā)生器腔體充以空氣介質(zhì)的充氣管路(6)(12)，及在靠近陰極表面、于殼體上開有向陰極附近區(qū)域充以保護(hù)性惰性氣體的充氣通道(5)，以及安裝在大陽極(14)殼體外壁上用以約束空氣等離子體的磁場線圈(15)各組件所組成，其特征在于大陽極(14)是一個自身上下貫通的空芯圓柱體，在其側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有空芯圓柱夾層(13)，并在該夾層(13)的內(nèi)側(cè)壁自上而下制有螺旋槽(11)，大陽極側(cè)壁內(nèi)的這個空芯圓柱夾層(13)及其螺旋槽(11)形成了大陽極的水冷卻通道。
2.按照權(quán)利要求1所述的空氣等離子體發(fā)生器，其特征在于該空氣等離子體發(fā)生器的發(fā)射陰極，由無鎳不銹鋼的外圓柱殼體(4)、裝于該殼體軸心處的同心無氧銅圓柱體(3)、及嵌于該無氧銅圓柱體芯內(nèi)由特種合金制成的圓柱芯(2)組成。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的空氣等離子體發(fā)生器，其特征在于包括充空氣及惰性氣體的充氣管路(6)(12)及(5)、冷卻陰極、小陽極及大陽極的水冷管路(17)、(7)及(19)(10)均設(shè)置在該等離子體發(fā)生器的同一側(cè)。
專利摘要本實用新型公開了一種陽極內(nèi)冷式低功率空氣等離子體發(fā)生器，由外殼，裝于其內(nèi)自上而下設(shè)置的發(fā)射陰極、絕緣層、小陽極、絕緣層及大陽極，對陰極與陽極分別進(jìn)行冷卻的管路，對由陰極和陽極組成的等離子體發(fā)生器腔體充空氣介質(zhì)的充氣管路，在靠近陰極表面、于殼體上開有向陰極附近區(qū)域充保護(hù)性惰性氣體的充氣通道，及安裝在大陽極殼體外壁上用以約束空氣等離子體的磁場線圈組件所組成，特征是大陽極是空芯圓柱體，其側(cè)壁內(nèi)設(shè)置有空芯圓柱夾層，并在夾層的內(nèi)側(cè)壁自上而下制有螺旋槽，空芯圓柱夾層及螺旋槽形成了大陽極的水冷卻通道；優(yōu)點是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、方便維護(hù)，由于對大陽極冷效果好，大大提高了等離子體發(fā)生器的使用壽命。
文檔編號H05H1/28GK2718947SQ20042006042
公開日2005年8月17日 申請日期2004年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月26日
發(fā)明者王忠義, 董俊 申請人:王忠義, 董俊