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。

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)用于等離子點火、等離子噴涂、金屬冶煉、等離子加熱制造納米材料、切割、生活垃圾氣化處理、化工尾氣無害化處理等。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)象將會生成了激發(fā)原子、激發(fā)分子、離解原子、游離原子團、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(zhì)，從而使有害物質(zhì)變?yōu)闊o害物質(zhì)。

在等離子設(shè)備中，陰極為圓棒體結(jié)構(gòu)，由于陰極的作用是發(fā)射電子，產(chǎn)生在陰極上的等離子體電弧的弧根溫度極高，因此，陰極很容易被燒蝕而致?lián)p壞，不僅影響生產(chǎn)，而且增加生產(chǎn)成本。避免陰極燒蝕、延長陰極使用壽命一直是本領(lǐng)域研發(fā)人員沒有解決的難題。

研發(fā)一種結(jié)構(gòu)合理、避免陰極燒蝕、實現(xiàn)延長陰極使用壽命是本領(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)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理的電極，在電弧等離子體裝置中作為陰極應(yīng)用，實現(xiàn)避免或減緩陰極燒蝕、延長陰極使用壽命的目標(biāo)，并且適合在處理化工有害氣體或熱解用途的裝置中應(yīng)用，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明的一種鼓形旋轉(zhuǎn)電極，包括冷卻水噴頭和旋轉(zhuǎn)齒輪，其特征是鼓形旋轉(zhuǎn)電極由鼓形電極1和中空銜接轉(zhuǎn)軸2組成，其中，鼓形電極1由上銜接部1-5、鼓體部1-1和下銜接部1-4構(gòu)成中空結(jié)構(gòu)，鼓體部1-1處于上銜接部1-5和下銜接部1-4之間，上銜接部1-5、鼓體部1-1和下銜接部1-4的內(nèi)空間貫通，具體實施時，上銜接部1-5、鼓體部1-1和下銜接部1-4為一體化結(jié)構(gòu)；上銜接部1-5中有軸承口1-6，冷卻水噴頭3伸入到鼓體部1-1的空腔中，冷卻水噴頭3上的噴射孔3-1朝向鼓體部1-1的內(nèi)側(cè)壁體，鼓體部1-1中的空腔下部有回水口1-3，工作時，冷卻水對鼓體部1-1的內(nèi)側(cè)壁體進行噴淋方式的沖刷，使冷水流立即把電極產(chǎn)生的熱量移走，在電極旋轉(zhuǎn)的情況下，對電極進行有效冷卻；中空銜接轉(zhuǎn)軸2由銜接頭2-1、從動旋轉(zhuǎn)齒輪2-4和旋轉(zhuǎn)軸頭2-2構(gòu)成，從動旋轉(zhuǎn)齒輪2-4處于銜接頭2-1和旋轉(zhuǎn)軸頭2-2之間，具體實施時，銜接頭2-1、從動旋轉(zhuǎn)齒輪2-4和旋轉(zhuǎn)軸頭2-2為一體化結(jié)構(gòu)；銜接頭2-1以嵌入到下銜接部1-4中的方式把中空銜接轉(zhuǎn)軸2安裝在鼓形電極1的下部，中空銜接轉(zhuǎn)軸2的內(nèi)空間構(gòu)成回水通道2-3。本發(fā)明在鼓形旋轉(zhuǎn)電極的裝置中有支持件8、下軸承7、支撐件10和上軸承5，鼓形旋轉(zhuǎn)電極的旋轉(zhuǎn)軸頭2-2通過下軸承7安裝在支持件8上，支持件8中有回水腔8-1，鼓體部1-1中的空腔通過中空銜接轉(zhuǎn)軸2中的回水通道2-3連通到支持件8中的回水腔8-1，回水腔8-1有回水接口8-3接出；支撐件10由支撐立桿10-2和支撐臂桿10-5組成，在支撐臂桿10-5上有支撐軸10-3，支撐軸10-3通過上軸承5與鼓形旋轉(zhuǎn)電極的上銜接部1-5進行連接；冷卻水噴頭3安裝在支撐軸10-3上，在支撐臂桿10-5和支撐軸10-3中冷卻水通道，冷卻水通道連通到冷卻水噴頭3，冷卻水通道有冷卻水接口10-4接入；在鼓形旋轉(zhuǎn)電極的裝置中有主動旋轉(zhuǎn)齒輪11，主動旋轉(zhuǎn)齒輪11與中空銜接轉(zhuǎn)軸2的從動旋轉(zhuǎn)齒輪2-4進行嚙合，主動旋轉(zhuǎn)齒輪11由電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。具體實施時，鼓形旋轉(zhuǎn)電極作為等離子體裝置的陰極應(yīng)用，工作時，電機帶動主動旋轉(zhuǎn)齒輪11旋轉(zhuǎn)，主動旋轉(zhuǎn)齒輪11嚙合從動旋轉(zhuǎn)齒輪2-4進行旋轉(zhuǎn)，從而帶動鼓形電極1旋轉(zhuǎn)，使鼓形電極1的360度環(huán)形面上輪流構(gòu)成放電面，同時，冷卻水對鼓體部1-1的內(nèi)側(cè)壁體進行噴淋，實現(xiàn)鼓形電極1的360度環(huán)形面上輪流冷卻，從而實現(xiàn)避免或減緩陰極燒蝕、延長陰極使用壽命的目標(biāo)。

本發(fā)明所述“鼓形電極1”的“鼓形”為圓球體中段部位的形狀，或者為腰線沿圓周向外平滑凸出的圓鼓形狀。

本發(fā)明中，冷卻水噴頭3為圓管體結(jié)構(gòu)，圓管體的下端封閉，噴射孔呈多層環(huán)形分布在圓管體的壁體上。工作時，冷卻水噴頭3圓管體壁體上多層環(huán)形分布的噴射孔把冷卻水均勻噴淋在鼓形電極1內(nèi)側(cè)的壁體上。

當(dāng)本發(fā)明在處理化工有害氣體或熱解用途的場合應(yīng)用時，在鼓形旋轉(zhuǎn)電極的裝置中有陽極，鼓形旋轉(zhuǎn)電極為陰極，陽極與鼓形電極1的一側(cè)相對，工作時，在鼓形電極1與陽極的直線距離中產(chǎn)生等離子體電弧，等離子體電弧的弧根分別在鼓形電極1的放電面上生成和在陽極的放電面上生成，因此，鼓形電極1中腰部位的壁體上生成陰極的弧根，鼓形電極1旋轉(zhuǎn)時，陰極的弧根在鼓形電極1中腰部位的360度環(huán)形面上輪流生成，使陰極的弧根恒定指向陽極；在鼓形電極1的中腰部位有環(huán)形凸面1-8，環(huán)形凸面1-8為垂線平直的結(jié)構(gòu)；當(dāng)在鼓形電極1的中腰部位有環(huán)形凸面1-8時，陰極的弧根在環(huán)形凸面1-8上生成。

一般等離子體裝置中陰極放電面是恒定不變的，等離子體電弧的陰極弧根集中在一個部位連續(xù)產(chǎn)生，因此，這個部位極易被燒蝕，使陰極很快損壞。本發(fā)明采用鼓形旋轉(zhuǎn)電極作為陰極應(yīng)用，使鼓形電極1的360度環(huán)形面上輪流產(chǎn)生陰極的弧根，然后輪流進行冷卻，不會使等離子體電弧的陰極弧根集中在一個部位連續(xù)產(chǎn)生，從而避免或減緩陰極被燒蝕，克服了一般等離子體裝置中陰極存在的缺點。

本發(fā)明的有益效果是：采用鼓形旋轉(zhuǎn)電極作為陰極在電弧等離子體裝置中應(yīng)用，使鼓形電極1的360度環(huán)形面上輪流構(gòu)成放電面，同時，冷卻水對鼓體部1-1的內(nèi)側(cè)壁體進行噴淋，實現(xiàn)鼓形電極1的360度環(huán)形面上輪流冷卻，從而實現(xiàn)避免或減緩陰極燒蝕、延長陰極的使用壽命，并且，本發(fā)明適合在處理化工有害氣體或熱解用途的裝置中應(yīng)用，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種鼓形旋轉(zhuǎn)電極的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是圖1的a-a剖面圖。

圖3是本發(fā)明的鼓形旋轉(zhuǎn)電極在處理化工有害氣體或熱解用途的裝置中應(yīng)用的示意圖。

圖4是圖3的b-b剖面圖。

圖中：1.鼓形電極，1-1.鼓體部，1-2.鼓體中的空腔，1-3.回水口，1-4.下銜接部，1-5.上銜接部，1-6.軸承口，1-7.陰極弧根，1-8.環(huán)形凸面，2.中空銜接轉(zhuǎn)軸，2-1.銜接頭，2-2.旋轉(zhuǎn)軸頭，2-3.回水通道，2-4.從動旋轉(zhuǎn)齒輪，3.冷卻水噴頭，3-1.噴射孔，4.等離子體火炬，5.上軸承，6.陽極，6-1.陽極弧根，7.下軸承，8.支持件，8-1.回水腔，8-2.支持件安裝法蘭，8-3.回水接口，9.回水，10.支撐件，10-1.支撐件安裝法蘭，10-2.支撐立桿，10-3.支撐軸，10-4.冷卻水接口，10-5.支撐臂桿，11.主動旋轉(zhuǎn)齒輪，12.冷卻水，13.化工有害氣體或待熱解的原料氣。

具體實施方式

實施例1圖1、2所示的實施方式中，鼓形旋轉(zhuǎn)電極由鼓形電極1、中空銜接轉(zhuǎn)軸2和冷卻水噴頭3組成，其中，鼓形電極1由上銜接部1-5、鼓體部1-1和下銜接部1-4構(gòu)成中空結(jié)構(gòu)，鼓體部1-1處于上銜接部1-5和下銜接部1-4之間，上銜接部1-5、鼓體部1-1和下銜接部1-4的內(nèi)空間貫通，上銜接部1-5、鼓體部1-1和下銜接部1-4為一體化結(jié)構(gòu)，在鼓形電極1的中腰部位有環(huán)形凸面1-8，環(huán)形凸面1-8為垂線平直的結(jié)構(gòu)，在上銜接部1-5中有軸承口1-6；冷卻水噴頭3為圓管體結(jié)構(gòu)，圓管體的下端封閉，噴射孔呈多層環(huán)形分布在圓管體的壁體上，冷卻水噴頭3伸入到鼓體部1-1的空腔中，冷卻水噴頭3上的噴射孔3-1朝向鼓體部1-1的內(nèi)側(cè)壁體，鼓體部1-1中的空腔下部有回水口1-3，中空銜接轉(zhuǎn)軸2由銜接頭2-1、從動旋轉(zhuǎn)齒輪2-4和旋轉(zhuǎn)軸頭2-2構(gòu)成，從動旋轉(zhuǎn)齒輪2-4處于銜接頭2-1和旋轉(zhuǎn)軸頭2-2之間，銜接頭2-1、從動旋轉(zhuǎn)齒輪2-4和旋轉(zhuǎn)軸頭2-2為一體化結(jié)構(gòu)，銜接頭2-1以嵌入到下銜接部1-4中的方式把中空銜接轉(zhuǎn)軸2安裝在鼓形電極1的下部，中空銜接轉(zhuǎn)軸2的內(nèi)空間構(gòu)成回水通道2-3。本實施例的鼓形旋轉(zhuǎn)電極在電弧等離子體裝置中作為陰極應(yīng)用，工作時，鼓形電極1被驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，使鼓形電極1的360度環(huán)形面上輪流構(gòu)成放電面，同時，冷卻水噴頭3圓管體壁體上多層環(huán)形分布的噴射孔把冷卻水均勻噴淋在鼓形電極1內(nèi)側(cè)的壁體上，使鼓形電極1的360度環(huán)形面上輪流冷卻，從而實現(xiàn)避免或減緩陰極燒蝕、延長陰極使用壽命的目標(biāo)。

實施例2圖3、4所示的實施方式是本發(fā)明的鼓形旋轉(zhuǎn)電極在處理化工有害氣體或熱解用途的裝置中應(yīng)用，其中，鼓形旋轉(zhuǎn)電極的結(jié)構(gòu)與第一實施例的相同，不再贅述。本實施例中，在鼓形旋轉(zhuǎn)電極的裝置中有支持件8、下軸承7、支撐件10和上軸承5，鼓形旋轉(zhuǎn)電極的旋轉(zhuǎn)軸頭2-2通過下軸承7安裝在支持件8上，支持件8中有回水腔8-1，鼓體部1-1中的空腔通過中空銜接轉(zhuǎn)軸2中的回水通道2-3連通到支持件8中的回水腔8-1，回水腔8-1有回水接口8-3接出；支撐件10由支撐立桿10-2和支撐臂桿10-5組成，在支撐臂桿10-5上有支撐軸10-3，支撐軸10-3通過上軸承5與鼓形旋轉(zhuǎn)電極的上銜接部1-5進行連接；冷卻水噴頭3安裝在支撐軸10-3上，在支撐臂桿10-5和支撐軸10-3中冷卻水通道，冷卻水通道連通到冷卻水噴頭3，冷卻水通道有冷卻水接口10-4接入；在鼓形旋轉(zhuǎn)電極的裝置中有主動旋轉(zhuǎn)齒輪11，主動旋轉(zhuǎn)齒輪11與中空銜接轉(zhuǎn)軸2的從動旋轉(zhuǎn)齒輪2-4進行嚙合，主動旋轉(zhuǎn)齒輪11由電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。

本實施例中，在鼓形旋轉(zhuǎn)電極的裝置中有陽極6，鼓形旋轉(zhuǎn)電極為陰極，陽極6與鼓形電極1的一側(cè)相對，陽極6和鼓形電極1與等離子體工作電源進行電氣連接，陽極6與鼓形電極1之間采用高頻引弧電源進行引弧產(chǎn)生高溫等離子體電弧，或采用接近拉弧方式進行引弧，當(dāng)采用接近拉弧方式進行引弧時，待引燃電弧后，再拉開陽極6與鼓形電極1之間的距離，使高溫等離子體電弧的火炬增大，增加能量。工作時，電機帶動主動旋轉(zhuǎn)齒輪11旋轉(zhuǎn)，主動旋轉(zhuǎn)齒輪11嚙合從動旋轉(zhuǎn)齒輪2-4進行旋轉(zhuǎn)，從而帶動鼓形電極1旋轉(zhuǎn)；當(dāng)?shù)入x子體工作電源施加到陽極6與鼓形電極1上時，在鼓形電極1與陽極的直線距離中產(chǎn)生高溫等離子體電弧，等離子體電弧的弧根分別在鼓形電極1的放電面上生成和在陽極的放電面上生成，其中，陰極的弧根在鼓形電極1的中腰部位360度的環(huán)形凸面1-8上輪流生成，同時，冷卻水對鼓體部1-1的內(nèi)側(cè)壁體進行噴淋，實現(xiàn)鼓形電極1的360度環(huán)形面上輪流冷卻，從而實現(xiàn)避免或減緩陰極燒蝕、延長陰極的使用壽命。把化工有害氣體或待熱解的原料氣送入到裝置中，在高溫等離子體火炬的作用下和強電場環(huán)境中，化工有害氣體的分子、原子進行重新組合而生成新的中性無害物質(zhì)，或待熱解的原料氣分解為目標(biāo)產(chǎn)物。

本實施例使鼓形電極1的360度環(huán)形面上輪流產(chǎn)生陰極的弧根，然后輪流進行冷卻，不會使等離子體電弧的陰極弧根集中在一個部位連續(xù)產(chǎn)生，克服了一般等離子體裝置中陰極易燒蝕的缺點。本實施例避免或減緩陰極被燒蝕，延長陰極的使用壽命，提高生產(chǎn)效率和降低生產(chǎn)成本。