专利名称：：大功率抗冲击放电电极的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种放电电极，具体为一种大功率抗冲击放电电极。
背景技术：
：水下等离子体声源是一种利用“液电效应”来产生水下冲击波的脉冲声源。具有发射声功率大、脉冲窄、频带宽等一系列优点，在体外碎石和管道除垢、食品消毒和污水处理、海洋勘探和目标探测等领域具有广泛应用。所谓的液电效应是指在液体中进行高压放电时，在放电区域内产生极高压力的现象。水下等离子体声源系统主要包括充电系统、储能系统、触发系统、放电电极，其中放电电极是水下等离子体声源中将系统电能转化为机械能的电声转换核心部件，它直接决定了放电系统的电声转换效率。在高电压作用下，放电电极的击穿过程就是先导的产生和发展的过程，直到其中一个先导接通放电电极，产生“液电效应”。当“液电效应”发生时，电极间水被迅速蒸发，并电离形成高温高压等离子体，等离子体通道内的温度可达2XIO45XIO4K,压力可达IGPa0如此恶劣的工作环境要求放电电极具有强度高、抗冲击、导电性能好、熔点高、耐烧蚀等特性。放电电极的结构强度对其抗冲击能力和使用寿命有着决定性的影响。在大功率放电场合，放电过程会对放电电极触点产生巨大的冲击力，如果不合理分解应力，放电电极在放电瞬间就会被毁坏；尤其是在高重复频率放电的情况下，放电电极及绝缘材料还会因疲劳强度不够和散热不及等问题在很短的时间内发生变形甚至断裂，最终导致放电电极工作异常甚至报废。放电电极的间距对电声转换效率有着决定性的影响。放电电极间距过大或过小都会影响电声转换效率，应该根据冲击波要求和高压系统的配置，选择一个最佳间距，从而使电声转换效率达到最佳。在使用过程中，随着放电电极的不断烧蚀，电极间距会发生变化，达不到其最佳效果，为保证最佳效率，需要对电极间距进行及时调整。放电电极的高度对聚能效果有着决定性的影响。对于配备聚能反射罩的水下等离子体声源系统，声源中心必须严格处于聚能反射罩的第一焦点处，才能得到最佳聚能效果。而放电电极的高度对应着放电通道(即声源中心)的高度，因此放电电极初始安装时，需要对电极高度进行精确调整；在放电电极使用过程中，由于烧蚀不对称的原因，电极高度会发生变化，也需要对电极高度进行及时调整；同时，为了研究电极高度变化对不同型面和焦距的聚能反射罩性能特性的影响，也要求电极高度方便调整。现有技术中公开了许多放电电极，但都存在各种各样的缺点，如专利US4809682(Underwaterelectrodesforcontactlesslithotripsy)和专利CNOO2O4843.4(放电电极)中提到的放电电极为固定间距，且固定基座为门架，通流能力小、易变形；而专利CN200920101579.5(放电电极)和专利US6217531(Adjustableelectrodeandrelatedmethod)的放电电极采用螺纹连接，可基本实现间距可调，但这种结构接触电阻大，放电效率低，放电不稳定，在大功率大电流的情况下容易烧结而导致无法调整电极间距。上述专利均无法实现在大功率条件下的电极高度调整，特别是上述专利的电极结构均未考虑大功率、大电流及高重复频率放电情况下的抗冲击能力和散热能力。
发明内容要解决的技术问题为解决现有技术存在的问题，本发明提出了一种大功率抗冲击放电电极，能够在满足间距可调、高度可调的情况下，通过结构设计使放电电极的结构强度满足大功率大电流高重复频率放电的情况下的抗冲击能力和使用寿命要求。技术方案本发明的技术方案为:所述一种大功率抗冲击放电电极，包括内电极、绝缘层、外电极和固定基座，其特征在于:所述内电极为一体化T型内电极，一体化T型内电极由T型内放电触点和内部电极主体组成,所述T型内放电触点从触点顶部至触点根部逐步增大横截面半径，内部电极主体一端与T型内放电触点根部中心固定连接；所述绝缘层为T型中空圆柱结构，内部电极主体固定在绝缘层的中空结构内，且绝缘层的T型大径端与T型内放电触点根部固定，绝缘层外圆面为外螺纹结构；所述外电极由外放电触点、圆弧型十字支架以及外部电极主体组成，圆弧型十字支架采用双圆弧架十字交叉结构，外放电触点焊接在圆弧型十字支架内部交叉的中心位置，圆弧型十字支架下部与外部电极主体一端固定连接；所述外部电极主体为T型中空圆柱结构，外部电极主体的内表面和外表面都有螺纹；外部电极主体与绝缘层同轴螺纹密封固定连接，且外放电触点与T型内放电触点的中心轴线同轴；所述固定基座为T型中空圆柱结构，固定基座的内表面和外表面都有螺纹，外部电极主体与固定基座同轴螺纹密封固定连接。所述一种大功率抗冲击放电电极，其特征在于:内部电极主体与T型内放电触点通过焊接或熔铸方式固定；圆弧型十字支架下部与外部电极主体通过锁紧连接螺栓固定连接。所述一种大功率抗冲击放电电极，其特征在于:外部电极主体以及固定基座下端装有锁紧扣。所述一种大功率抗冲击放电电极，其特征在于:外部电极主体T型大径端上端面与绝缘层T型大径端下端面之间固定有绝缘垫片。有益效果本发明具有以下有益效果:1、本发明的内部电极将内放电触点设计为T型结构，冲击力被分解分布到T型端面，大大提高了内放电触点的侧向抗冲击强度；同时，内放电触点的T型结构大大提高了放电触点的散热面积和机械强度，使得放电电极在高重复频率放电时不会因散热不及和疲劳强度不够等而造成损坏。2、本发明的内部电极将T型内放电触点与内部电极主体形成一体化结构,提高了电流耐受能力、机械强度和散热速度，损耗小，特别适用于大功率大电流的高重复频率放电。3、本发明中的一体化T型内电极与绝缘层形成T型整体，进一步提高了整个电极内芯的机械强度和绝缘强度；冲击力通过绝缘层T型端面传递到绝缘垫片及T型外部电极主体上端面，并分解到固定基座上，进一步提高了电极内芯的侧向抗冲击强度。4、本发明的外部电极采用圆弧型十字支架结构，相对于传统门架结构，具有机械强度高、抗冲击能力强的特点；且圆弧型十字支架远离放电通道，不容易漏电起弧。5、本发明的电极内芯绝缘层与球型外电极采用密封螺纹连接，通过旋转一体化T型内电极可连续调整放电电极间距，以保证放电效果。6、本发明的外电极主体与固定基座采用密封螺纹连接，使圆弧型外电极带着一体化T型电极内芯可以沿着固定基座进行上下运动，从而调整电极高度(声场中心)，使放电电极在使用聚能反射罩的情况下能精确位于聚能反射罩的焦点处，可适用于不同型面和焦距的聚能反射罩。7、本发明的内部电极和外部电极相互分离且独立可调，当电极局部烧蚀后，可通过调整电极间距与高度后继续使用，从而延长电极使用寿命；当电极严重烧蚀时，可对内部电极或外部电极主体、圆弧型十字支架进行部分更换，而不用更换整个电极，从而降低维护成本。·图1:本发明放电电极总体纵剖面结构示意图；图2:本发明中缠有绝缘层2的一体化T型内电极I示意图；图3:本发明中外电极的剖面结构示意图；图4:本发明中外电极的俯视结构示意图；其中:1-一体化T型内电极、2-绝缘层、3-外电极、4-固定基座、5-锁紧扣、6-水密圈、7-绝缘垫片、Ia-T型内放电触点、Ib-内部电极主体、3a_外放电触点、3b_圆弧型十字支架、3c-外部电极主体、3d-锁紧连接螺栓。具体实施例方式下面结合具体实施例描述本发明:参照附图1，本实施例中的大功率抗冲击放电电极包括内电极1、绝缘层2、外电极3和固定基座4。参照附图1和附图2，内电极I为一体化T型内电极，一体化T型内电极由T型内放电触点Ia和内部电极主体Ib组成，所述T型内放电触点从触点顶部至触点根部逐步增大横截面半径，内部电极主体Ib—端与T型内放电触点Ia根部中心通过焊接或熔铸固定连接。T型内放电触点Ia作为放电电极的一极，选用耐烧蚀且导电性能好的材料。在放电电极工作时，主要靠T型内放电触点Ia部分进行尖端放电，而内部电极主体Ib则主要用来导电和连接其他部件。这种一体化T型结构提高了电流耐受能力、机械强度和散热速度，损耗小，特别适用于大功率大电流的高重复频率放电。绝缘层2为T型中空圆柱结构，内部电极主体固定在绝缘层的中空结构内，且绝缘层的T型大径端与T型内放电触点根部固定，绝缘层2与一体化T型内电极I形成一体化T型电极内芯，从而提高电极内芯的机械强度和绝缘强度。绝缘层2采用复合材料，绝缘材料电阻率高，主要用来隔离一体化T型内电极I和外电极3。绝缘层2下端外圆面为外螺纹结构，用于与外部电极主体3c的内螺纹连接。参照附图1、附图3和附图4，外电极3由外放电触点3a、圆弧型十字支架3b以及外部电极主体3c组成。圆弧型十字支架3b采用双圆弧架十字交叉结构，外放电触点3a焊接在圆弧型十字支架3b内部交叉的中心位置，外放电触点3a作为放电电极的另一极，也选用耐烧蚀且导电性能好的材料。，圆弧型十字支架3b下部与外部电极主体3c—端通过锁紧连接螺栓3d固定连接。所述外部电极主体3c为T型中空圆柱结构，外部电极主体的内表面和外表面都有螺纹，外部电极主体3c与绝缘层2同轴螺纹固定连接，并采用水密圈6密封,且外放电触点3a与T型内放电触点Ia的中心轴线同轴，这样通过旋转一体化T型内电极I可连续调整放电电极间距。固定基座4为T型中空圆柱结构，固定基座的内表面和外表面都有螺纹，外部电极主体3c与固定基座4同轴螺纹固定连接，并采用水密圈密封。使外电极3带着一体化T型内电极I可以沿着固定基座4进行上下运动，从而调整电极高度(声场中心)。在调整好电极间距和电极高度之后，在外部电极主体3c和固定基座4下端相应位置都装上锁紧扣5，以防止放电电极在大功率工作时发生松动，而使电极间距或者电极高度发生变化。固定基座4安装在聚能反射罩或者其他固定装置上，当固定基座4与装置固定好之后，通过旋转外电极3就可以方便地调整放电电极高度，在使用聚能反射罩的情况下就可以使放电电极精确地位于聚能反射罩的焦点处。在大功率大电流高重复频率放电情况下，由于内放电触点采用T型结构，冲击力被分解分布到T型端面，大大提高了内放电触点的侧向抗冲击强度；同时，内放电触点的T型结构也大大提高了放电触点的散热面积和机械强度，使得放电电极在高重复频率放电时不会因散热不及和疲劳强度不够等而造成损坏。此外，一体化T型内电极与绝缘层形成T型整体，进一步提高了整个电极内芯的机械强度和绝缘强度；冲击力通过绝缘层T型端面传递到绝缘垫片及T型外部电极主体上端面，并分解到固定基座上，进一步提高了电极内芯的侧向抗冲击强度。当放电电极工作时，放电电极会逐渐烧蚀，放电电极间距不断变大，在外电极3烧蚀不严重(即电极高度H可认为不变)的情况下，通过旋转一体化T型内电极I可微调放电电极间距D，调整好间距D后，在外部电极主体3c上端面和绝缘层2下端面之间垫上相应的绝缘垫片7，以确保抗冲击性能。外电极3采用圆弧型十字支架结构，从而增大通流能力和机械强度，并且圆弧型十字支架远离放电通道，不容易漏电起弧。如果外电极3烧蚀严重，可同时调整外电极3和一体化T型内电极1，使电极高度H和电极间距D与之前的参数保持一致，以保证放电效果。外电极3的外层为固定基座4，固定基座4的内圆和外圆都有螺纹，内螺纹用来调整电极高度，外螺纹用来将固定基座4固定在聚能反射罩或者其他固定装置上。在外电极3和固定基座4的内侧都有两个水密凹槽，用来放置密封圈，保证水密性能。当调整好电极间距D和电极高度H后，则安装好锁紧扣5，以防松动。如果要调整电极间距D或者电极高度H，应该先松锁紧扣5。当电极严重烧蚀时，可对一体化T型内电极I或外电极3进行部分更换，而不用更换整个电极。权利要求1.一种大功率抗冲击放电电极，包括内电极、绝缘层、外电极和固定基座，其特征在于:所述内电极为一体化T型内电极，一体化T型内电极由T型内放电触点和内部电极主体组成，所述T型内放电触点从触点顶部至触点根部逐步增大横截面半径，内部电极主体一端与T型内放电触点根部中心固定连接；所述绝缘层为T型中空圆柱结构，内部电极主体固定在绝缘层的中空结构内，且绝缘层的T型大径端与T型内放电触点根部固定，绝缘层外圆面为外螺纹结构；所述外电极由外放电触点、圆弧型十字支架以及外部电极主体组成，圆弧型十字支架采用双圆弧架十字交叉结构，外放电触点焊接在圆弧型十字支架内部交叉的中心位置，圆弧型十字支架下部与外部电极主体一端固定连接；所述外部电极主体为T型中空圆柱结构，外部电极主体的内表面和外表面都有螺纹；外部电极主体与绝缘层同轴螺纹密封固定连接，且外放电触点与T型内放电触点的中心轴线同轴；所述固定基座为T型中空圆柱结构，固定基座的内表面和外表面都有螺纹，外部电极主体与固定基座同轴螺纹密封固定连接。2.根据权利要求1所述一种大功率抗冲击放电电极，其特征在于:内部电极主体与T型内放电触点通过焊接或熔铸方式固定；圆弧型十字支架下部与外部电极主体通过锁紧连接螺栓固定连接。3.根据权利要求1或2所述一种大功率抗冲击放电电极，其特征在于:外部电极主体以及固定基座下端装有锁紧扣。4.根据权利要求3所述一种大功率抗冲击放电电极，其特征在于:外部电极主体T型大径端上端面与绝缘层T型大径端下端面之间固定有绝缘垫片。全文摘要本发明提出了一种大功率抗冲击放电电极，包括内电极、绝缘层、外电极和固定基座，内电极为一体化T型内电极，一体化T型内电极由T型内放电触点和内部电极主体组成，外电极由外放电触点、圆弧型十字支架以及外部电极主体组成。通过将内放电触点设计为T型结构，冲击力被分解分布到T型端面，大大提高了内放电触点的侧向抗冲击强度，内放电触点的T型结构大大提高了放电触点的散热面积和机械强度，使得放电电极在高重复频率放电时不会因散热不及和疲劳强度不够等而造成损坏，内部电极将T型内放电触点与内部电极主体形成一体化结构，提高了电流耐受能力、机械强度和散热速度，损耗小，特别适用于大功率大电流的高重复频率放电。文档编号G10K15/06GK103236257SQ201310115949公开日2013年8月7日申请日期2013年4月3日优先权日2013年4月3日发明者雷开卓,张群飞,方益喜,史文涛,傅增祥,张勇,屈健康,许晖申请人:西北工业大学