專利名稱：等離子發(fā)生器的聯(lián)合式雙陰極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于等離子發(fā)生器的聯(lián)合式雙陰極。
背景技術(shù)：
直流電弧等離子體是研究與應(yīng)用最廣的一種熱等離子體狀態(tài)。目前， 用于許多領(lǐng)域的直流電弧等離子發(fā)生器存在陰極壽命短，持續(xù)工作能力不 強(qiáng)，工作中斷后需要維護(hù)的時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，給后續(xù)的工作帶來(lái)了不可預(yù)知 的后果。所以，如何提高等離子發(fā)生器的壽命是業(yè)界的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。提 高陰極的壽命一般有三種方法， 一是陰極材料的選取，二是冷卻結(jié)構(gòu)的優(yōu) 化，三是陰極類型的改進(jìn)。實(shí)踐證明前兩者對(duì)延長(zhǎng)陰極壽命沒(méi)有本質(zhì)的變 化，后者如管式相對(duì)于筒式陰極雖然壽命有了明顯的提高，但又面臨經(jīng)常斷 弧和更換程序復(fù)雜的問(wèn)題。因此上述三者都沒(méi)有從根本上解決由于陰極的 缺陷而給等電弧離子體的應(yīng)用帶來(lái)的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種可讓等離子發(fā)生器長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作的聯(lián) 合式雙陰極，它克服了一般等離子發(fā)生器陰極壽命短或更換陰極程序復(fù)雜 的缺點(diǎn)，避免了因?yàn)榈入x子發(fā)生器發(fā)生異常情況而導(dǎo)致斷弧而引起的不可 預(yù)知的后果。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種等離子發(fā)生器的聯(lián)合式雙陰極，由陰極導(dǎo)電組件，進(jìn)風(fēng)接口，冷 卻水通道和旋流氣體通道組成，該陰極電組件是由同心布置的主陰極和輔 助陰極組成的，其中主陰極軸向地安裝在輔助陰極的中心內(nèi)部，主陰極上 設(shè)有一軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主陰極和輔助陰極之間所形成的一內(nèi)部空間，是介 質(zhì)氣體通道，介質(zhì)氣體通過(guò)輔助陰極上的進(jìn)風(fēng)接口從外面引入。
如上所述的一種等離子發(fā)生器的聯(lián)合式雙陰極，主陰極和輔助陰極均 采用了水冷回路結(jié)構(gòu)。
如上所述的一種等離子發(fā)生器的聯(lián)合式雙陰極，在旋流風(fēng)氣體通道內(nèi) 嵌設(shè)有旋流風(fēng)環(huán)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下
1、能長(zhǎng)時(shí)間的提供持續(xù)穩(wěn)定的電弧等離子體，特別是運(yùn)用在不能有中斷情況發(fā)生的領(lǐng)域中，如材料的表面處理，工業(yè)煤粉鍋爐的點(diǎn)火等，克服 了因?yàn)橐话愕入x子發(fā)生器的陰極壽命太短和維修停機(jī)帶來(lái)的問(wèn)題。 2、拓展了電弧等離子體的應(yīng)用領(lǐng)域。
圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖,
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明給出的一種電弧等離子發(fā)生器的聯(lián)合式雙陰極，它包括主陰極 和輔助陰極兩部分；兩個(gè)陰極共用一個(gè)陽(yáng)極，其中主陰極和輔助陰極同心 安裝于發(fā)生器內(nèi)部；主陰極上安裝一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下， 主陰極能在一定范圍內(nèi)軸向移動(dòng)。主陰極和輔助陰極之間所形成的環(huán)形空 間是旋流氣體的通道， 一定壓強(qiáng)的空氣經(jīng)過(guò)進(jìn)風(fēng)管道和內(nèi)嵌風(fēng)環(huán)后，在此 空間形成一路旋流風(fēng)，旋流風(fēng)為此聯(lián)合式雙陰極提供介質(zhì)氣體和冷卻帷幕。 等離子發(fā)生器開(kāi)始工作時(shí)，先由主陰極與陽(yáng)極接觸引弧，產(chǎn)生電弧和電弧 等離子體；當(dāng)主陰極在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下向遠(yuǎn)離陽(yáng)極的方向移動(dòng)時(shí)，陽(yáng)極 和主陰極形成電弧放電的難度逐漸增大，移動(dòng)一定距離時(shí)，它比輔助陰極 與陽(yáng)極形成電弧放電的難度大，這時(shí)陰極電弧的弧根就由主陰極轉(zhuǎn)移到輔 助陰極上，輔助陰極與陽(yáng)極之間產(chǎn)成電弧放電。反之，若發(fā)生器工作在陽(yáng) 極與輔助陰極形成電弧放電的情況中時(shí)，若主陰極向陽(yáng)極移動(dòng)，陽(yáng)極形成 電弧放電的難度小于輔助陰極與陽(yáng)極形成電弧放電的難度時(shí)，電弧放電就 轉(zhuǎn)移到主陰極和陽(yáng)極之間。這樣就實(shí)現(xiàn)了在不影響電弧連續(xù)性的前提下， 陰極弧根在主陰極和輔助陰極之間的相互轉(zhuǎn)移，同時(shí)也達(dá)到了主陰極和輔 助陰極互為備用的結(jié)果。這種結(jié)構(gòu)的陰極，大大提高等離子發(fā)生器工作的 穩(wěn)定性和整個(gè)陰極的壽命。


圖1為等離子發(fā)生器的聯(lián)合式雙陰極的示意圖。圖l中1---主陰極 回水接口 2---主陰極、3---輔助陰極回水接口、 4一-輔助陰極、5-—主 陰極進(jìn)水接口、 6-—驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、7-—進(jìn)風(fēng)接口、 8---輔助陰極進(jìn)水口、 9—-旋流風(fēng)通道、10-—內(nèi)嵌旋流風(fēng)環(huán)。
等離子發(fā)生器的一種聯(lián)合式雙陰極結(jié)構(gòu)，它包括主陰極2和輔助陰極4 兩個(gè)陰極；兩個(gè)陰極共用一個(gè)陽(yáng)極，其中主陰極2軸向地安裝在輔助陰極4 的中心內(nèi)部，并與輔助陰極4同軸；主陰極2上有一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 6與外部電機(jī)相連，在電機(jī)的帶動(dòng)下，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6能帶動(dòng)主陰極2沿軸向方 向前后移動(dòng)(內(nèi)嵌旋流風(fēng)環(huán)10套在主陰極2外，為主陰極2移動(dòng)提供支撐 作用)。主陰極2和輔助陰極4之間所形成的一內(nèi)部空間，是旋流介質(zhì)氣體 通道9，旋流風(fēng)通過(guò)進(jìn)風(fēng)接頭7從外面引入。為保證冷卻效果，主陰極上有 一個(gè)冷卻回路，一定壓強(qiáng)的水從主陰極進(jìn)水回路接口 5流入，從主陰極回水 接口 1流出；輔助陰極上有一冷卻水回路， 一定壓強(qiáng)的水從輔助陰極進(jìn)水接口 8流入，從輔助陰極回水接口 3流出。兩路冷卻回路充分保證了此聯(lián) 合是陰極的冷卻效果。
本本發(fā)明所述的聯(lián)合式雙陰極的工作過(guò)程是這樣的安裝完等離子發(fā)
生器后，啟動(dòng)電源，在外部控制系統(tǒng)的作用下，主陰極2隨著驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)6 向陽(yáng)極方向移動(dòng)，直至與陽(yáng)極接觸，產(chǎn)生接觸引弧，主陰極2與陽(yáng)極之間 形成電弧放電。此時(shí)輔助陰極4處于備用狀態(tài)。隨后當(dāng)主陰極2向遠(yuǎn)離陽(yáng) 極方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，主陰極2與陽(yáng)極形成電弧放電的難度增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)一定位 置時(shí)，輔助陰極4與陽(yáng)極形成電弧放電相對(duì)容易，此時(shí)陰極電弧的弧根就 從主陰極2轉(zhuǎn)移到輔助陰極4上，主陰極2處于備用狀態(tài)。反之，如果主 陰極2向陽(yáng)極方向移動(dòng)，主陰極2與陽(yáng)極形成電弧放電的難度逐漸變小， 當(dāng)小于輔助陰極4與陽(yáng)極形成電弧放電的難度時(shí)，電弧弧根就從輔助陰極4 轉(zhuǎn)移到主陰極2上，主陰極2和陽(yáng)極之間形成回路，輔助陰極4又成為備 用陰極。所以，此聯(lián)合式雙陰極能在不影響電弧連續(xù)燃燒的情況下，讓電 弧在兩個(gè)陰極上相互轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)主輔陰極的互為備用，從而大大提高等離 子發(fā)生器工作的穩(wěn)定性和陰極的壽命。
下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
實(shí)施例1:
將此實(shí)用新型作為等離子發(fā)生器的陰極應(yīng)用到工業(yè)鍋爐等離子點(diǎn)火系 統(tǒng)中，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)確定發(fā)生器工作異常時(shí)，啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制主陰極的 移動(dòng)方向，來(lái)實(shí)現(xiàn)陰極電弧弧根的轉(zhuǎn)移。這樣就為維護(hù)發(fā)生器爭(zhēng)取了時(shí)間， 避免了因?yàn)榘l(fā)生器發(fā)生斷弧時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間的維修引起的停爐或者投油事故。
權(quán)利要求
1、一種等離子發(fā)生器的聯(lián)合式雙陰極，其特征在于由陰極導(dǎo)電組件，進(jìn)風(fēng)接口，冷卻水通道和旋流氣體通道組成，該陰極電組件是由同心布置的主陰極和輔助陰極組成的，其中主陰極軸向地安裝在輔助陰極的中心內(nèi)部，主陰極上設(shè)有一軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，主陰極和輔助陰極之間所形成的一內(nèi)部空間，是介質(zhì)氣體通道，介質(zhì)氣體通過(guò)輔助陰極上的進(jìn)風(fēng)接口從外面引入。
2、 如權(quán)利要求1所述的一種等離子發(fā)生器的聯(lián)合式雙陰極，其特征在 于主陰極和輔助陰極均采用了水冷回路結(jié)構(gòu)。
3、 如權(quán)利要求1所述的一種等離子發(fā)生器的聯(lián)合式雙陰極，其特征在 于在旋流風(fēng)氣體通道內(nèi)嵌設(shè)有旋流風(fēng)環(huán)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于等離子發(fā)生器的聯(lián)合式雙陰極的結(jié)構(gòu)，它是由同心布置的兩個(gè)陰極組合而成的。位于等離子發(fā)生器中心位置的陰極為主陰極，同心套在主陰極外圍的圓環(huán)狀電極為輔助陰極。其中主陰極與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能帶動(dòng)主陰極在一定范圍內(nèi)軸向移動(dòng)。兩陰極形成的環(huán)形空間為介質(zhì)旋流風(fēng)通道。發(fā)生器工作時(shí)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主陰極的進(jìn)退來(lái)調(diào)整主陰極和陽(yáng)極的相對(duì)位置，從而能在不影響電弧連續(xù)燃燒的情況下，讓陰極電弧弧根在兩個(gè)陰極上相互轉(zhuǎn)移，實(shí)現(xiàn)主輔陰極的互為備用，從而大大提高等離子發(fā)生器工作的穩(wěn)定性和陰極的壽命。
文檔編號(hào)H05H1/24GK101296551SQ20071009750
公開(kāi)日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月25日
發(fā)明者鵬 劉, 宏 唐, 楊金華, 薛若連, 錢穎杰 申請(qǐng)人:煙臺(tái)龍?jiān)措娏夹g(shù)股份有限公司