一種伸縮式引弧的電極的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及等離子體設備，特別是涉及到一種電弧等離子體裝置的電極。
【背景技術】
[0002]當前，等離子技術已得到廣泛的應用，工業上應用于等離子點火、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象下所形成的一種狀態，伴隨著放電現象將會生成了激發原子、激發分子、離解原子、游離原子團、原子或分子離子群的活性化學物以及它們與其它的化學物碰撞而引起的反應。在等離子體發生器中，放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態，經相互碰撞而產生高溫，溫度可達幾萬度以上，被處理的化工有害氣體受到高溫高壓的等離子體沖擊時，其分子、原子將會重新組合而生成新的物質，從而使有害物質變為無害物質。
[0003]研發一種結構合理、適合其目標產物應用的等離子體裝置是本領域研發人員的任務，提高等離子體裝置的效率、減少電能消耗是本領域研發人員所追求的目標。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種適合處理化工有害氣體的等離子體裝置，并使裝置結構簡單合理和效率高，以減少電能消耗。
[0005]本發明的一種伸縮式引弧的電極，包括圓盤電極1、電極安裝座4和電磁驅動組件，其特征是圓盤電極I的中心有通孔，圓盤電極I的外端有凹槽17，圓盤電極I的內端為圓錐臺結構，圓錐臺結構的圓錐傾斜面構成第一圓錐密封面1-1;電極安裝座4為中空回轉體結構，在中空回轉體后端的壁體中心有貫通的過孔，中空回轉體后端的壁體內側有突起的圓錐凸臺，圓錐凸臺周邊的傾斜面構成第二圓錐密封面4-1;電磁驅動組件由電磁線圈8和線圈骨架7構成，線圈骨架7的中心為貫通的孔道，在貫通的孔道中有驅動桿5;圓盤電極I安裝在電極安裝座4的前端，在圓盤電極I內端的圓錐臺與電極安裝座4后端壁體內側的圓錐凸臺之間有隔離內套3，圓盤電極I與電極安裝座4之間的空間構成環形冷卻腔15;圓盤電極I外端的凹槽17通過圓盤電極I中心的通孔、隔離內套3的內空間與電極安裝座4后端的過孔進行相貫連通；電磁驅動組件安裝在電極安裝座4的后端。具體實施時，引弧電極18安裝在驅動桿5前部的桿體中，引弧電極18依次穿過電極安裝座4后端的過孔、隔離內套3的內空間和圓盤電極I中心的通孔，從圓盤電極I外端的凹槽17中伸出或縮進。
[0006]本發明中，在隔離內套3的前端有第一脹口3-5，第一脹口 3-5的內壁構成第一密封配合面3-4，在隔離內套3的后端有第二脹口 3-2，第二脹口 3-2的內壁構成第二密封配合面3-1;在圓盤電極I的內側有冷卻環槽16，冷卻環槽16與環形冷卻腔15相通;環形冷卻腔15有冷卻水進口 14接入和冷卻水出口 2接出，冷卻水進口 14設置在電極安裝座4的下側壁體上，冷卻水出口 2設置在電極安裝座4的上側壁體上;驅動桿5為空心結構，在驅動桿5中部和后部的空心桿體中有間隔設置的磁珠9和隔離珠11;在線圈骨架7的后端有定位鐵環10;電極安裝座4有電氣接口 12接入，在電極安裝座4的后端壁體中設置與引弧電極18進行活動性電氣連接的電刷13;在驅動桿5上有用于伸出限位和縮進限位的限位端頭5-1。
[0007]在等離子體裝置中，等離子體電弧在二個主電極之間產生，在二個主電極之間能維持等離子體電弧穩定運行的條件下，二個主電極之間的空間距離越大，等離子體電弧的行程越長，其電子相互碰撞的機會和次數就會更多，其能量就會越大，當用于處理工業有害氣體時，有害氣體受到高溫高壓等離子體沖擊的強度會更大，其重新組合變為無害物質的效率會更高。本發明利用引弧電極進行引弧，先伸出引弧電極使二個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，使二個主電極之間產生高溫等離子體電弧。所述的二個主電極為引弧電極之外的電極。本發明采取伸縮式引弧的措施來使等離子體裝置的二個主電極之間的空間距離得到延長，加大高溫等離子體電弧的能量，提高了效率和節省電能。
[0008]等離子體裝置如果在運行過程中發生冷卻水內漏，將會影響到電弧的穩定或破壞電弧維持。本發明利用隔離內套3作為環形冷卻腔15的內環圍護壁體，在隔離內套3的前端設置第一脹口 3-5，在圓盤電極I的內端設置圓錐臺結構的圓錐傾斜面，組裝時，圓盤電極I內端的圓錐臺緊密嵌入到隔離內套3的第一脹口 3-5中進行密封，避免冷卻水泄漏，不但省略密封墊，而且密封更可靠；同理，在隔離內套3的后端設置第二脹口 3-2，在電極安裝座4后端壁體內側有突起的圓錐凸臺，圓錐凸臺嵌入到第二脹口 3-2進行密封。
[0009]等離子體裝置運行時，產生等離子體電弧的弧根在圓盤電極I的外端面上，為了避免引弧電極被燒結在圓盤電極I上而使引弧電極失去伸縮功能，本發明在圓盤電極I的外端設置凹槽17，使引弧作用完成后的引弧電極頭部與圓盤電極I壁體之前具有一定的空間距離。
[0010]上述的發明中，在驅動桿5中部和后部的空心桿體中有間隔設置的磁珠9和隔離珠U，具體實施時，磁珠9選用永磁體材料，隔離珠11選用非磁性材料，各磁珠的極性進行同向串聯設置，當需伸出引弧電極時，對電磁線圈進行正向通電，使電磁線圈中心產生的電磁力與驅動桿5內磁珠的磁力線進行正方向配合，把驅動桿5向前推移；當需縮回引弧電極時，對電磁線圈進行反向通電，使電磁線圈中心產生的電磁力與驅動桿5內磁珠的磁力線進行反方向配合，把驅動桿5向后移動。本發明在線圈骨架7的后端有定位鐵環10，利用磁珠9的磁力，使驅動桿5定位，從而使引弧電極定位在伸出位置或縮回位置。本發明利用電磁線圈和驅動桿5來驅動引弧電極，沒有機械動作機構，使得結構簡單，并且工作可靠。本發明只在需使驅動桿5前行或后退的過程中對電磁線圈進行通電，在驅動桿5定位后，就可對電磁線圈斷電，實現節省電能和延長電磁線圈的壽命。
[0011]本發明的有益效果是:適合處理工業有害氣體領域中應用，采取伸縮式引弧的措施來使等離子體裝置的二個主電極之間的空間距離得到延長，加大高溫等離子體電弧的能量，提高了效率和節省電能。本發明利用電磁線圈及在驅動桿5中間隔設置磁珠措施來驅動引弧電極進行伸出或縮回，其結構簡單合理、工作可靠。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明的一種伸縮式引弧的電極結構圖。
[0013]圖2是本發明的伸縮式引弧電極中隔離內套結構圖。
[0014]圖3是本發明的電極引弧初始狀態的示意圖。
[0015]圖4是本發明的電極在形成高溫等離子體電弧時的示意圖。
[0016]圖中:1.圓盤電極，1-1.第一圓錐密封面，1-2.安裝螺頭，2.冷卻水出口，3.隔離內套，3-1.第二密封配合面，3-2.第二脹口，3-3.隔離內套的內空間，3-4.第一密封配合面，3-
5.第一脹口，4.電極安裝座，4-1.第二圓錐密封面，4-2.連接螺口，5.驅動桿，5-1.限位端頭，6.連接套，7.線圈骨架，7-1.限位階，7-2.安裝螺口，8.電磁線圈，9.磁珠，10.定位鐵環，
11.隔離珠，12.電氣接口，13.電刷，14.冷卻水進口，15.環形冷卻腔，16.冷卻環槽，17.凹槽，18.引弧電極，19.電極棒，20.初始電弧，21.高