本發(fā)明涉及等離子體設(shè)備，特別是涉及到一種電弧等離子體裝置的電極。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，等離子技術(shù)已得到廣泛的應(yīng)用，工業(yè)上應(yīng)用于等離子點(diǎn)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(xiàn)象下所形成的一種狀態(tài)，伴隨著放電現(xiàn)象將會(huì)生成了激發(fā)原子、激發(fā)分子、離解原子、游離原子團(tuán)、原子或分子離子群的活性化學(xué)物以及它們與其它的化學(xué)物碰撞而引起的反應(yīng)。在等離子體發(fā)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(tài)，經(jīng)相互碰撞而產(chǎn)生高溫，溫度可達(dá)幾萬(wàn)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(shí)，其分子、原子將會(huì)重新組合而生成新的物質(zhì)，從而使有害物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)。

在固體廢物處置領(lǐng)域，把水蒸汽通過(guò)等離子體裝置分解為氫、氧活性化學(xué)物后再作為氣化劑送入氣化爐，與生活垃圾或醫(yī)療垃圾或工業(yè)有機(jī)廢物或農(nóng)林廢棄物進(jìn)行氣化反應(yīng)，所進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，不需輸入氧氣或空氣助燃，因此可以把生活垃圾或醫(yī)療垃圾或工業(yè)有機(jī)廢物或農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化為符合化工原料應(yīng)用要求的富氫合成氣。

研發(fā)一種結(jié)構(gòu)合理、適合其目標(biāo)產(chǎn)物應(yīng)用的等離子體裝置是本領(lǐng)域研發(fā)人員的任務(wù)，提高等離子體裝置的效率、減少電能消耗是本領(lǐng)域研發(fā)人員所追求的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種適合處理化工有害氣體或熱解用途的等離子體裝置，并使裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理和效率高，以減少電能消耗。

本發(fā)明的一種伸縮式引弧熱解裝置的電極，包括圓盤(pán)體電極1、電極座3和電磁驅(qū)動(dòng)組件，其特征是圓盤(pán)體電極1的中心有通孔，在通孔的出口處有擴(kuò)大的凹槽1-1；電極座3為前端開(kāi)口的環(huán)形槽體結(jié)構(gòu)，環(huán)形槽體結(jié)構(gòu)中有中心圓柱3-1，中心圓柱3-1的軸向中心有貫通的孔道；圓盤(pán)體電極1安裝在電極座3的槽口上，圓盤(pán)體電極1的凹槽1-1與電極座中心圓柱3-1軸向中心的孔道相貫連通，電極座中心圓柱3-1軸向中心的孔道構(gòu)成引弧電極的伸縮滑道；電磁驅(qū)動(dòng)組件安裝在電極座3的后端，電磁驅(qū)動(dòng)組件由線(xiàn)圈骨架8、電磁線(xiàn)圈9和驅(qū)動(dòng)桿7組成，電磁線(xiàn)圈9置于線(xiàn)圈骨架8的線(xiàn)槽中，線(xiàn)圈骨架8的軸向中心為貫通的滑道，驅(qū)動(dòng)桿7設(shè)置在線(xiàn)圈骨架8的滑道中；應(yīng)用時(shí)，把引弧電極安裝在驅(qū)動(dòng)桿7上，引弧電極由電極座中心圓柱3-1軸向中心的孔道及圓盤(pán)體電極的凹槽1-1中伸出。

本發(fā)明中，電極座3的環(huán)形槽空間構(gòu)成環(huán)形冷卻腔ⅲ，環(huán)形冷卻腔ⅲ有冷卻劑進(jìn)口ⅱ接入和冷卻劑出口ⅰ接出；在驅(qū)動(dòng)桿7上有用于伸出限位和縮進(jìn)限位的限位大頭7-1；驅(qū)動(dòng)桿7為空心結(jié)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)桿7中部和后部的空心桿體中有間隔設(shè)置的磁珠10和隔離珠12，驅(qū)動(dòng)桿7前部的空心桿體用于安裝引弧電極；在電極座3的后部壁體中有電刷室3-2，在電刷室3-2中有電刷14；在電極座3的后端有電刷蓋5，電刷蓋5的后端有螺紋頭5-1，電磁驅(qū)動(dòng)組件通過(guò)電刷蓋5的后端有螺紋頭5-1安裝在電極座3的后端；在線(xiàn)圈骨架8的后端有定位鐵環(huán)11；在電極座3的后端有電氣接口13接入，電氣接口13連通到圓盤(pán)體電極1和引弧電極。

在等離子體裝置中，等離子體電弧在二個(gè)主電極之間產(chǎn)生，在二個(gè)主電極之間能維持等離子體電弧穩(wěn)定運(yùn)行的條件下，二個(gè)主電極之間的空間距離越大，等離子體電弧的行程越長(zhǎng)，其電子相互碰撞的機(jī)會(huì)和次數(shù)就會(huì)更多，其能量就會(huì)越大，當(dāng)用于處理工業(yè)有害氣體時(shí)，有害氣體受到高溫高壓等離子體沖擊的強(qiáng)度會(huì)更大，其重新組合變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)的效率會(huì)更高。本發(fā)明利用引弧電極進(jìn)行引弧，先伸出引弧電極使二個(gè)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(gè)主電極之間產(chǎn)生高溫等離子體電弧。本發(fā)明采取伸縮式引弧的措施來(lái)使等離子體裝置的二個(gè)主電極之間的空間距離得到延長(zhǎng)，加大高溫等離子體電弧的能量，提高了效率和節(jié)省電能。所述的二個(gè)主電極不包括引弧電弧。

等離子體裝置運(yùn)行時(shí)，產(chǎn)生等離子體電弧的弧根在圓盤(pán)體電極1的外端面上，為了避免引弧電極被燒結(jié)在圓盤(pán)體電極1上而使引弧電極失去伸縮功能，本發(fā)明在圓盤(pán)體電極1的外端設(shè)置凹槽1-1，使引弧作用完成后的引弧電極頭部與圓盤(pán)體電極1壁體之間具有一定的空間距離。

上述的發(fā)明中，在驅(qū)動(dòng)桿7中部和后部的空心桿體中有間隔設(shè)置的磁珠10和隔離珠12，具體實(shí)施時(shí)，磁珠10選用永磁體材料，隔離珠12選用非磁性材料，各磁珠的極性進(jìn)行同向串聯(lián)設(shè)置，當(dāng)需伸出引弧電極時(shí)，對(duì)電磁線(xiàn)圈進(jìn)行正向通電，使電磁線(xiàn)圈中心產(chǎn)生的電磁力與驅(qū)動(dòng)桿7內(nèi)磁珠的磁力線(xiàn)進(jìn)行正方向配合，把驅(qū)動(dòng)桿7向前推移；當(dāng)需縮回引弧電極時(shí)，對(duì)電磁線(xiàn)圈進(jìn)行反向通電，使電磁線(xiàn)圈中心產(chǎn)生的電磁力與驅(qū)動(dòng)桿7內(nèi)磁珠的磁力線(xiàn)進(jìn)行反方向配合，把驅(qū)動(dòng)桿7向后移動(dòng)。本發(fā)明在線(xiàn)圈骨架8的后端安裝定位鐵環(huán)11，利用磁珠10的磁力，使驅(qū)動(dòng)桿7定位，從而使引弧電極定位在伸出位置或縮回位置，因此，只在需使驅(qū)動(dòng)桿7前行或后退的過(guò)程中對(duì)電磁線(xiàn)圈進(jìn)行通電，在驅(qū)動(dòng)桿7定位后，就可對(duì)電磁線(xiàn)圈斷電，實(shí)現(xiàn)節(jié)省電能和延長(zhǎng)電磁線(xiàn)圈的壽命。本發(fā)明利用電磁線(xiàn)圈和驅(qū)動(dòng)桿7來(lái)驅(qū)動(dòng)引弧電極，沒(méi)有機(jī)械動(dòng)作機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，并且工作可靠。

本發(fā)明的有益效果是：適合在處理工業(yè)有害氣體領(lǐng)域中應(yīng)用或在固體廢物處置領(lǐng)域中應(yīng)用，采取伸縮式引弧的措施來(lái)使等離子體裝置的二個(gè)主電極之間的空間距離得到延長(zhǎng)，加大高溫等離子體電弧的能量，提高了效率和節(jié)省電能。本發(fā)明利用電磁線(xiàn)圈及在驅(qū)動(dòng)桿中設(shè)置磁珠措施來(lái)驅(qū)動(dòng)引弧電極進(jìn)行伸出或縮回，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、工作可靠。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種伸縮式引弧熱解裝置的電極結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明的電極在伸縮式引弧初始狀態(tài)時(shí)的示意圖。

圖3是本發(fā)明的電極在形成高溫等離子體電弧時(shí)的示意圖。

圖中：1.圓盤(pán)體電極，1-1.凹槽，1-2.密封環(huán)槽，2.密封環(huán)，3.電極座，3-1.中心圓柱，3-2.電刷室，3-3.連接螺頭，4.緊固螺栓，5.電刷蓋，5-1.螺紋頭，6.連接套，7.驅(qū)動(dòng)桿，7-1.限位大頭，8.線(xiàn)圈骨架，8-1.限位階，8-2.安裝螺頭，9.電磁線(xiàn)圈，10.磁珠，11.定位鐵環(huán)，12.隔離珠，13.電氣接口，14.電刷，15.密封墊圈，16.引弧電極，17.緊固帽，18.圓棒電極，19.初始電弧，20.高溫等離子體電弧，ⅰ.冷卻劑出口，ⅱ.冷卻劑進(jìn)口，ⅲ.環(huán)形冷卻腔。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1圖1所示的實(shí)施方式中，伸縮式引弧熱解裝置的電極主要由圓盤(pán)體電極1、電極座3和電磁驅(qū)動(dòng)組件組成，其中，圓盤(pán)體電極1的中心有通孔，在通孔的出口處有擴(kuò)大的凹槽1-1，在圓盤(pán)體電極1內(nèi)側(cè)的壁體上有密封環(huán)槽1-2；電極座3為前端開(kāi)口的環(huán)形槽體結(jié)構(gòu)，環(huán)形槽體結(jié)構(gòu)中有中心圓柱3-1，中心圓柱3-1的軸向中心有貫通的孔道，在電極座3前部的外側(cè)壁體上有連接螺頭3-3，圓盤(pán)體電極1安裝在電極座3的槽口上，用緊固帽17把圓盤(pán)體電極1與電極座3進(jìn)行緊密連接，在圓盤(pán)體電極1內(nèi)側(cè)的密封環(huán)槽1-2與電極座3的中心柱壁體之間有密封環(huán)2，在圓盤(pán)體電極1與電極座3的槽口外環(huán)壁體之間有密封墊圈15，圓盤(pán)體電極1的凹槽1-1與電極座中心圓柱3-1軸向中心的孔道相貫連通，電極座中心圓柱3-1軸向中心的孔道構(gòu)成引弧電極的伸縮滑道，電極座3的環(huán)形槽空間構(gòu)成環(huán)形冷卻腔ⅲ，環(huán)形冷卻腔ⅲ有冷卻劑進(jìn)口ⅱ接入和冷卻劑出口ⅰ接出；在電極座3的后部壁體中有電刷室3-2，在電刷室3-2中有電刷14，在電極座3的后端有電刷蓋5，用緊固螺栓4把電刷蓋5安裝在電極座3的后端壁體上，在電刷蓋5的后端有螺紋頭5-1，電磁驅(qū)動(dòng)組件通過(guò)連接套6連接在電刷蓋5的后端有螺紋頭5-1上，電磁驅(qū)動(dòng)組件由線(xiàn)圈骨架8、電磁線(xiàn)圈9和驅(qū)動(dòng)桿7組成，電磁線(xiàn)圈9置于線(xiàn)圈骨架8的線(xiàn)槽中，線(xiàn)圈骨架8的軸向中心為貫通的滑道，驅(qū)動(dòng)桿7為空心結(jié)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)桿7中部和后部的空心桿體中有間隔設(shè)置的磁珠10和隔離珠12，驅(qū)動(dòng)桿7前部的空心桿體用于安裝引弧電極，在驅(qū)動(dòng)桿7上有用于伸出限位和縮進(jìn)限位的限位大頭7-1，驅(qū)動(dòng)桿7設(shè)置在線(xiàn)圈骨架8的滑道中，在線(xiàn)圈骨架8的后端有定位鐵環(huán)11，引弧電極16以插入方式安裝在驅(qū)動(dòng)桿7前部的桿體中，引弧電極由電極座中心圓柱3-1軸向中心的孔道及圓盤(pán)體電極的凹槽1-1中伸出。本實(shí)施例中，在電極座3的后端有電氣接口13接入，電氣接口13通過(guò)電極座3的金屬材料與圓盤(pán)體電極1進(jìn)行電氣連接以及通過(guò)電刷14與引弧電極16進(jìn)行電氣連接；圓盤(pán)體電極1和引弧電極16選用鎢合金材料制作；密封環(huán)2和密封墊圈15選用具有導(dǎo)電性能的石墨石棉混合材料制作；磁珠10選用永磁體材料。

實(shí)施例2圖2和圖3所示的實(shí)施方式中，等離子體裝置由第一實(shí)施例所述的電極和圓棒電極18組成，第一實(shí)施例所述電極中的圓盤(pán)體電極1與圓棒電極18的頭端之間有適合形成高溫等離子體電弧并維持運(yùn)行的空間，調(diào)節(jié)引弧電極16的前端與圓棒電極18的頭端之間距離為5-30毫米。工作時(shí)，通過(guò)電氣接口13在圓盤(pán)體電極1與圓棒電極18之間施加等離子體工作電壓，以及在引弧電極16與圓棒電極18之間施加引弧電壓，初始放電在引弧電極16的前端與圓棒電極18的頭端之間進(jìn)行，形成初始電弧19，然后對(duì)電磁線(xiàn)圈9進(jìn)行反向通電，使電磁線(xiàn)圈9的中心產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)桿7后縮的磁力，把引弧電極16的前端縮回到圓盤(pán)體電極1的凹槽1-1中，放電便在圓盤(pán)體電極1的外端與圓棒電極18的頭端之間進(jìn)行，形成高溫等離子體電弧20。本實(shí)施例的裝置用來(lái)處理工業(yè)有害氣體或在固體廢物處置領(lǐng)域中應(yīng)用，用產(chǎn)生的高溫等離子體電弧沖擊被處理的工業(yè)有害氣體，使其分子、原子將會(huì)重新組合而生成新的物質(zhì)，從而使有害物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)，或使水蒸汽在高溫等離子體電弧的作用下被分解為氫氧活性化學(xué)物，作為固體有機(jī)廢物的氣化劑應(yīng)用。