一种浸没冷却式感应耦合等离子体发生器的制作方法

1.本实用新型涉及等离子体发生器领域，尤其涉及一种浸没冷却式感应耦合等离子体发生器。


背景技术：

2.现有技术中，感应等离子体发生器的冷却方式通常为将感应线圈的内部通水冷却，受到线圈尺寸的限制，冷却水量较少，冷却效果有限，且石英管壁无法进行冷却，导致感应等离子体发生器通常处于高温运行状态，严重影响内部线圈和其他结构的使用安全性和使用寿命。另外，现有的感应等离子体发生器结构复杂，在更换线圈时还要对冷却水路重新进行安装，极为不便。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种浸没冷却式感应耦合等离子体发生器，解决散热效果差的问题。
4.为实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种浸没冷却式感应耦合等离子体发生器，包括：冷却法兰，盖板，石英管，感应线圈和外壳；
5.所述外壳为中空的筒状体，所述冷却法兰和盖板分别安装在所述外壳的相对两端，且相互密封连接；
6.所述石英管与所述外壳同轴的设置在所述外壳内，且所述石英管相对的两端分别与所述冷却法兰和所述盖板密封连接；
7.所述感应线圈套设在所述石英管的外壁上，且所述感应线圈的接线端安装在所述盖板上；
8.所述冷却法兰设置有用于输入冷却液的第一通道；
9.所述外壳远离所述冷却法兰的一端的侧壁上设置有输出所述冷却液的第二通道。
10.根据本实用新型的一个方面，沿所述冷却法兰的周向所述第一通道设置有多个。
11.根据本实用新型的一个方面，所述冷却法兰中间位置设置有阶梯通孔；
12.所述阶梯通孔包括：第一部分和与所述第一部分同轴设置的第二部分；
13.所述第一部分位于所述阶梯通孔靠近所述外壳的一端；
14.所述第二部分的内径与所述石英管的外径相匹配；
15.所述第一部分的内径大于所述第二部分的内径。
16.根据本实用新型的一个方面，所述第一通道的延伸方向与所述第一部分内侧壁的切线方向一致，且所述第一通道相对的两端分别在所述第一部分的内侧壁和所述冷却法兰的外侧壁上形成开口。
17.根据本实用新型的一个方面，所述冷却法兰与所述外壳相连接的一侧设置有凸台；
18.所述凸台与所述外壳同轴的嵌合连接，且所述外壳的端部抵靠在所述冷却法兰
上。
19.根据本实用新型的一个方面，所述盖板设置有安装通孔，以及用于安装所述感应线圈的接线端的定位孔；
20.所述安装通孔的内径与所述石英管的外径相匹配。
21.根据本实用新型的一个方面，所述感应线圈所采用的导线为中空导线；
22.所述外壳上的所述第二通道与所述感应线圈的一个所述接线端相连通。
23.根据本实用新型的一个方面，所述外壳为为透明外壳。
24.根据本实用新型的一个方面，所述冷却法兰和所述盖板与所述外壳可拆卸地连接；
25.所述石英管与所述冷却法兰和所述盖板可拆卸地连接。
26.根据本实用新型的一种方案，可通过将冷却液输入至装置内部对感应线圈进行浸没冷却，极大的提高了本实用新型的散热效果。
27.根据本实用新型的一种方案，本实用新型的等离子体发生器通过采用同轴的石英管和外壳构建容纳感应线圈的空间，并在整体上下两端的位置设置冷却液的进出通道，这种设置方式可有效的保证冷却液能够从下到上的方式进行流动，实现了冷却液与感应线圈的充分接触，使得冷却液的驻留时间更长，冷却液与感应线圈的接触更为充分，起到了优良的冷却效果。此外，通过上述设置，实现了等离子体发生器基于自身结构即可完成冷却，集成度高、；冷却效果好。此外，本放实用新型的等离子体发生器还具有结构简单、成本低、且便于安装的优点。
28.根据本实用新型的一种方案，采用多个进液通道和一个出液通道的简单结构即可有效的实现在冷却过程中进液大于出液的效果，进而能够有效保证冷却液对感应线圈的浸没效果，使得冷却效果更好。
29.根据本实用新型的一种方案，通过将第一部分的内径增大，提供了冷却液输入的空间,以保证冷却液能够充分被石英管的管壁所导流,以实现输入速度和方向的优化,对顺利且流畅的输入冷却液有利。此外，在冷却液逐渐浸没线圈后，通过这种切向输入冷却液的方式，可实现在整个装置中的冷却液沿一个方向流动，对进一步提高冷却效果有益。
30.根据本实用新型的一种方案，将第一通道的延伸方向与阶梯通孔112的切向保持一致，这样也就实现了第一通道与石英管外壁切向的一致，这样在输入冷却液的过程中，冷却液是以切向对石英管壁进行均匀冲刷，有效避免了冷却液的飞溅，且与管壁的接触面积大，冷却效率高。
31.根据本实用新型的一种方案，在壳体内流出的冷却液可直接通过第二通道被输送至感应线圈内部，以实现感应线圈内外部的双重冷却，极大的提高了本实用新型的冷却效果。此外，通过将冷却液引入到感应线圈内部进行循环利用极大的提高了本实用新型的能源实用效率，进一步有效的降低了使用成本。
32.根据本实用新型的一种方案，将外壳设置为透明材料可方便实现对内部结构和冷却液循环的监测，对提高本实用新型的使用安全性有利。
33.根据本实用新型的一种方案，本实用新型整体设置为可拆卸的，进而可方便的根据需要对内部结构(如线圈、石英管等)进行更换，以提高本实用新型整体结构的使用灵活性和适用性。
附图说明
34.图1是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的浸没冷却式感应耦合等离子体发生器的结构图；
35.图2是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的浸没冷却式感应耦合等离子体发生器的内部结构图；
36.图3是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的冷却法兰的结构图；
37.图4是示意性表示根据本实用新型的一种实施方式的冷却法兰的截面图。
具体实施方式
38.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
39.在针对本实用新型的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
40.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本实用新型的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
41.结合图1和图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，本实用新型的.一种浸没冷却式感应耦合等离子体发生器，包括：冷却法兰11，盖板12，石英管13，感应线圈14和外壳15。在本实施方式中，冷却法兰11和盖板12为两个相互平行且间隔设置的板状体，外壳15处于冷却法兰11和盖板12之间，且通过相互连接构成一中空的容器。在本实施方式中，外壳15为中空的筒状体，冷却法兰11和盖板12分别安装在外壳15的相对两端，且相互密封连接。在本实施方式中，石英管13与外壳15同轴的设置在外壳15内，且石英管13相对的两端分别与冷却法兰11和盖板12密封连接。外壳15与石英管13同轴且具有间隔的设置，即外壳15内径要大于石英管13的外径。
42.在本实施方式中，感应线圈14位于外壳15与石英管13之间的间隔位置，其套设在石英管13的外壁上，且感应线圈14的接线端安装在盖板12上；在本实施方式中，感应线圈14的接线端与盖板12相连接的位置需要密封处理。
43.在本实施方式中，冷却法兰11设置有用于输入冷却液的第一通道111；外壳15远离冷却法兰11的一端的侧壁上设置有输出冷却液的第二通道151。
44.通过上述设置，本实用新型的等离子体发生器通过采用同轴的石英管和外壳构建容纳感应线圈的空间，并在整体上下两端的位置设置冷却液的进出通道，这种设置方式可有效的保证冷却液能够从下到上的方式进行流动，实现了冷却液与感应线圈的充分接触，使得冷却液的驻留时间更长，冷却液与感应线圈的接触更为充分，起到了优良的冷却效果。此外，通过上述设置，实现了等离子体发生器基于自身结构即可完成冷却，集成度高、；冷却效果好。此外，本放实用新型的等离子体发生器还具有结构简单、成本低、且便于安装的优
点。
45.结合图1、图2、图3和图4所示，根据本实用新型的一种实施方式，沿冷却法兰11的周向第一通道111设置有多个。在本实施方式中，外壳15上输出冷却液的第二通道151为一个。
46.通过上述设置，采用多个进液通道和一个出液通道的简单结构即可有效的实现在冷却过程中进液大于出液的效果，进而能够有效保证冷却液对感应线圈的浸没效果，使得冷却效果更好。
47.结合图2和图3所示，根据本实用新型的一种实施方式，冷却法兰11中间位置设置有阶梯通孔112。在本实施方式中，阶梯通孔112包括：第一部分1121和与第一部分1121同轴设置的第二部分1122。第一部分1121位于阶梯通孔112靠近外壳15的一端；第二部分1122的内径与石英管13的外径相匹配，用于实现冷却法兰11与石英管13的固定连接。在本实施方式中，第一部分1121的内径大于第二部分1122的内径。
48.通过上述设置，通过将第一部分的内径增大，提供了冷却液输入的空间,以保证冷却液能够充分被石英管的管壁所导流,以实现输入速度和方向的优化,对顺利且流畅的输入冷却液有利。此外，在冷却液逐渐浸没线圈后，通过这种切向输入冷却液的方式，可实现在整个装置中的冷却液沿一个方向流动，对进一步提高冷却效果有益。
49.结合图3和图4所示，根据本实用新型的一种实施方式，第一通道111的延伸方向与第一部分1121内侧壁的切线方向一致，且第一通道111相对的两端分别在第一部分1121的内侧壁和冷却法兰11的外侧壁上形成开口。在本实施方式中,沿着阶梯通孔112的第一部分1121的周向,在第一部分1121的内侧壁上以等间隔角度的位置设置第一通道111,而且第一通道111在第一部分1121内侧壁上的开口为起始沿着起始位置的切线方向向冷却法兰11外侧壁的方向延伸然后在冷却法兰11的外侧壁上形成开口使得冷却法兰11的外侧壁与第一部分1121的内侧壁相连通构成用于输送冷却液的第一通道111。在本实施方式中，在冷却法兰11的外侧壁上，与每个第一通道111相对应且相垂直的设置有切面11a，有利于第一通道111的加工和连接。
50.通过上述设置，在本实用新型中，将第一通道的延伸方向与阶梯通孔112的切向保持一致，这样也就实现了第一通道与石英管外壁切向的一致，这样在输入冷却液的过程中，冷却液是以切向对石英管壁进行均匀冲刷，有效避免了冷却液的飞溅，且与管壁的接触面积大，冷却效率高。
51.结合图1、图2和图3所示，根据本实用新型的一种实施方式，冷却法兰11与外壳15相连接的一侧设置有凸台113。在本实施方式中，凸台113与外壳15同轴的嵌合连接，且外壳15的端部抵靠在冷却法兰11上。在本实施方式中，在外壳15的端面上设置有螺纹孔，在冷却法兰11上相对应的设置有通孔，可通过螺纹连接件通过冷却法兰11上的通孔与外壳15端面上的螺纹孔相连以实现外壳与冷却法兰之间的稳定可靠连接。
52.在本实施方式中，为保证外壳与冷却法兰之间的密封性，还可在外壳与冷却法兰相连接的位置之间设置密封件，以保证密封的可靠性。
53.结合图1和图2所示，根据本实用新型的一种实施方式，盖板12设置有安装通孔121，以及用于安装感应线圈14的接线端的定位孔122。在本实施方式中，安装通孔121的内径与石英管13的外径相匹配。石英管13通过盖板12上的安装通孔121实现与盖板12的固定
连接。
54.在本实施方式中，盖板12与外壳15的上端相抵靠的连接，其中，在外壳15端面上设置有用于连接的螺纹孔，在盖板12相对应的位置设置有通孔，通过采用连接件穿过盖板12上的通孔与外壳15端面上的螺纹孔螺纹连接，以实现盖板与外壳的固定连接。在本实施方式中，为保证外壳与盖板之间的密封性，还可在外壳与盖板相连接的位置之间设置密封件，以保证密封的可靠性。
55.根据本实用新型的一种实施方式，感应线圈14所采用的导线为中空导线。在本实施方式中，外壳15上的第二通道151与感应线圈14的一个接线端相连通。
56.通过上述设置，在壳体内流出的冷却液可直接通过第二通道被输送至感应线圈内部，以实现感应线圈内外部的双重冷却，极大的提高了本实用新型的冷却效果。此外，通过将冷却液引入到感应线圈内部进行循环利用极大的提高了本实用新型的能源实用效率，进一步有效的降低了使用成本。
57.根据本实用新型的一种实施方式，外壳15为为透明外壳。
58.通过上述设置，将外壳设置为透明材料可方便实现对内部结构和冷却液循环的监测，对提高本实用新型的使用安全性有利。
59.根据本实用新型的一种实施方式，冷却法兰11和盖板12与外壳15可拆卸地连接；石英管13与冷却法兰11和盖板12可拆卸地连接。
60.通过上述设置，可方便的根据需要对内部结构(如线圈、石英管等)进行更换，以提高本实用新型整体结构的使用灵活性和适用性。
61.上述内容仅为本实用新型的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
62.以上所述仅为本实用新型的一个方案而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。