一种v型等离子体炬的喷口的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机械设备领域，涉及一种等离子体炬的零部件，尤其是一种V型等离子体炬的喷口。
【背景技术】
[0002]V型等离子体炬是由阳极臂和阴极臂组成，阳极和阴极分别在阳极臂和阴极臂的两端，阳极臂的电弧和阴极臂的电弧在各自的喷口电极的后交汇，以形成V字形电弧。V型等离子体炬相对于直线炬具有效率高，寿命长等特点，但是由于V型结构的等离子体炬在设计上比直线等离子体炬复杂，特别是在等离子体炬的喷口处。根据之前5MW V型氢等离子体炬的实验研究发现，由于等离子体炬喷口段的电弧过长，相当于等离子弧的等效电阻增大，在等离子体炬喷口处的电压降都在2000V左右，同时，两股高温、高焓、高速的射流在喷出交汇的瞬间，处于高能态的粒子、电子相互碰撞，流场形态复杂，物理化学特性活跃，很容易导致出口电极和底座之间击穿，在出口电极和等离子体炬底座之间产生电弧，形成阳极头-阳极臂电弧-阳极出口电极-等离子体炬底座-阴极出口电极-阴极臂电弧-阴极头的放电回路。电弧直接作用在出口电极和等离子体炬底座上，严重烧蚀出口电极和等离子体炬底座，影响等离子体炬的工作稳定性和使用寿命，还可能引发安全事故。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种结构简单，运行可靠，能够有效约束等离子射流的一种V型等离子体炬的喷口，达到约束电弧，解决出口电极与等离子体炬底座放电的问题。
[0004]一种V型等离子体炬的喷口，包括出口电极、绝缘套、等离子体炬底座和气环，等离子体炬底座开两倾斜的孔，轴线呈V字型，出口电极外圆顺序设置绝缘套、气环，一同镶嵌在等离子体炬底座的孔里，出口电极的下端面低于等离子体炬底座下端面，出口电极的下部外圆面和等离子体炬底座之间设有一定的间隙。
[0005]所述的出口电极的下端面可以与等离子体炬底座下端面平齐。
[0006]所述的等离子体炬底座下端面为一锥形曲面，或为弧形曲面，适合于形成的气流束缚电弧。
[0007]所述的出口电极的直径为D，长径比为0.5-1.5。
[0008]所述的两出口电极轴线LI和L2的几何交点为C，与阳极出口电极和阴极出口电极的上端面交点分别为A和B，且AC的长度小于3D。
[0009]所述的两出口电极轴线LI和L2的夹角为α，α值为30-120°。
[0010]所述的出口电极和电极座之间有2_8mm的间隙。
[0011]所述的出口电极和等离子体炬底座上均设有冷却水道，进行冷却出口电极和等离子体炬底座由于电弧热量辐射的热能。
[0012]所述的绝缘套的下端有设有若干个切向孔的保护气气环。
[0013]所述的一种V型等离子体炬的喷口，适用于电源电压范围在IkV-1OkV范围运行的等离子体炬。
[0014]有益效果
[0015]本实用新型提供了一种V型等离子体炬的喷口，通过电极和炬座结构的设置，降低了等离子体炬喷口段的电压降，提高了出口电极和等离子体炬底座之间的绝缘性能，在出口电极的外侧有通过气环进入的切向保护气的共同作用下，使等离子弧的热区更集中，稳定的维持在出口电极的中心，有利于电弧的交汇，避免出口电极与等离子体炬底座之间因产生放电而烧蚀，使等离子体炬工作稳定，使用寿命长，安全可靠。
【附图说明】
[0016]图1是实施例1的一种V型等离子体炬的喷口结构的剖视图；
[0017]图2为实施例1出口电极的剖视图；
[0018]图3为实施例2出口电极的剖视图；
[0019]图4为图1的A-A向剖视图；
[0020]图5为实施例2的一种V型等离子体炬的喷口结构的剖视图；
[0021]附图标号:1为出口电极、2为等离子体炬底座、3为绝缘套、4为气环、5为环隙、6为缩口、7为进水孔、8为出水孔、9为进气孔。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0023]实施例1，参照附图1、2、4，包括阳极出口电极1、等离子体炬底座2、阴极出口电极
1、绝缘套3、气环4，阳极出口电极1、等离子体炬底座2、阴极出口电极I均由无氧铜制作，并设有冷却水道；等离子体炬底座2左右设两个孔，中间设内空的锥形面，与左右两个孔形成等离子体炬底座下端面；出口电极的下端面的设置低于等离子体炬底座下端面，等离子体炬底座下端面为一锥形曲面，阳极出口电极I和阴极出口电极I的直径为D，长径比为
0.5-1.5，两电极的中心轴线LI和L2的几何交点为C并与它两入口圆面的中心A和B的连线构成一夹角为α的等腰三角形ABC，α的值为30-120°，Α、Β分别为阳极出口电极I和阴极出口电极I入口圆面的中心，AC、BC的长度应小于3D (减少AC、BC的长度，可以减少等离子体炬喷口段的电压降)，更有利于电弧的交汇，形成完整的V字形电弧，提高电弧的稳定性。阳极出口电极I和阴极出口电极I的下半部的外表面与等离子体炬底座2之间有2-8mm的间隙5，气环4位于阳极出口电极I或者阴极出口电极I与等离子体炬底座2之间，圆周方向分布有若干个切向的进气孔，由气孔9通入保护气，经过气环4分配后，进入环隙5，提高出口电极I与等离子体炬底座2之间的击穿电压，和耐高温性能，避免出口电极与等离子体炬底座2的就近放电和烧蚀，同时保护出口电极，约束、稳定电弧。绝缘套3在阳极出口电极1、阴极出口电极I和等离子体炬底座2之间，起绝缘作用，冷却水通过进水口 7，经绝缘套3进入出口电极1，再经过绝缘套3和出水口 8流出，带走热量，有效避免了电极因过热而烧蚀，可使等离子体炬长期稳定运行。
[0024]实施例2，参照附图1-3，与实施例1不同之处是在阴极出口电极I和阳极出口电极I的内孔下端增加一缩口 6，可以对等离子射流形成有效的压缩，束缚电弧，增加喷射强度，稳定电弧。
[0025]实施例3，参照附图1-5，本实施例与上述实施例不同之处在于其等离子体炬底座下端面为弧形曲面，适合于形成的气流束缚电弧，出口电极的下端面与等离子体炬底座下端面平齐。
【主权项】
1.一种V型等离子体炬的喷口，包括出口电极、绝缘套、等离子体炬底座和气环，等离子体炬底座开两倾斜的孔，轴线呈V字型，其特征在于出口电极外圆顺序设置绝缘套、气环，一同镶嵌在等离子体炬底座的孔里，出口电极的下部外圆面和等离子体炬底座之间设有一定的间隙，出口电极的下端面低于或平齐于等离子体炬底座下端面。
2.根据权利要求1所述的一种V型等离子体炬的喷口，其特征在于所述的等离子体炬底座下端面为一锥形曲面，或为弧形曲面。
3.根据权利要求1所述的一种V型等离子体炬的喷口，其特征在于两出口电极的直径为D，长径比为0.5-1.5。
4.根据权利要求3所述的一种V型等离子体炬的喷口，其特征在于两出口电极轴线的几何交点为C，与阳极出口电极和阴极出口电极的上端面交点分别为A和B，且AB的长度小于3D。
5.根据权利要求1-3任一所述的一种V型等离子体炬的喷口，其特征在于两出口电极轴线的夹角为α，α值为30-120°。
6.根据权利要求1-3任一所述的一种V型等离子体炬的喷口，其特征在于出口电极的下部外圆面和等离子体炬底座孔之间有一定的间隙，范围为2-8mm。
7.根据权利要求1-3任一所述的一种V型等离子体炬的喷口，其特征在于出口电极和等离子体炬底座上均设有冷却水道。
8.根据权利要求1所述的一种V型等离子体炬的喷口，其特征在于绝缘套的下端设有带若干个切向孔的保护气气环。
9.根据权利要求1-3任一所述的一种V型等离子体炬的喷口，其特征在于一种V型等离子体炬的喷口，适用于电源电压范围在IkV-1OkV范围运行的等离子体炬。
【专利摘要】本实用新型公开了机械设备技术领域一种V型等离子体炬喷口，包括阳极出口电极，等离子体炬座，阴极出口电极，绝缘套，气环，阳极出口电极和阴极出口电极的下半部分外表面有绝缘材料或耐高温材料并和等离子体炬座之间有一定的间隙，提高了出口电极和等离子体炬座之间的绝缘性能，在出口电极的外侧有通过气环进入的切向保护气的共同作用下，使等离子弧的热区更集中，稳定的维持在出口电极的中心，有利于等离子弧的交汇，避免出口电极和等离子体炬座的烧蚀，等离子体炬工作稳定，使用寿命长，安全可靠。
【IPC分类】H05H1-34
【公开号】CN204425767
【申请号】CN201420458249
【发明人】慕龙, 黄峥嵘, 熊新阳, 徐勇, 李自兵, 刘军, 池建忠
【申请人】新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心(有限公司), 新疆天业（集团）有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年8月14日