一种气冷等离子发生器及其阳极电极的制作方法

1.本实用新型涉及等离子发生器技术领域，具体而言，涉及一种气冷等离子发生器及其阳极电极。


背景技术：

2.电弧等离子现在广泛应用于煤粉锅炉的电弧等离子点火、等离子切割加工、等离子喷涂等领域，传统的等离子电极工作温度高，除了小功率的、间断工作的切割和焊接的等离子可以采用气冷外，大功率等离子电极长期工作必须使用液冷，但是液冷方式的冷却液容易参与反应，等离子发生器会因为冷却装置中的冷却液存在一定磁滞，会导致消耗一部分电源功率，降低等离子发生器的效率。而现有小功率的切割和焊接的气冷等离子阳极电极存在冷却结构不合理、散热效果差的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种气冷等离子发生器及其阳极电极，对等离子发生器的阳极段进行气路结构优化，以克服现有技术中的不足之处。
4.本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：一种气冷等离子发生器阳极电极，包括阳极主体和回流盖，所述回流盖安装在阳极主体的前端；
5.所述阳极主体横截面为一环状面，且具有中心电弧通道以及沿中心电弧通道圆周分布的多个冷却腔，所述冷却腔的腔内空间构成进气通道，所述冷却腔的外围空间与回流盖之间构成回流通道。
6.根据一种优选实施方式，所述进气通道沿阳极主体的环状面轴向分布，并由回流通道导通至等离子体射流的相反方向。
7.根据一种优选实施方式，所述冷却腔从进气通道到回流通道的孔径逐渐减小。
8.根据一种优选实施方式，所述中心电弧通道由顺次连接的工作气体入口、压缩通道及喷口组成，所述中心电弧通道从工作气体入口至喷口的内径呈先减后增的变化状态。
9.根据一种优选实施方式，所述阳极主体与回流盖螺纹连接。
10.根据一种优选实施方式，所述阳极主体采用高导电率及高导热率的材质制成。
11.根据一种优选实施方式，所述阳极主体的材质采用紫铜。
12.根据一种优选实施方式，所述回流盖采用耐高温抗氧化的材质制成。
13.根据一种优选实施方式，所述回流盖的材质采用310s不锈钢。
14.本实用新型还提供一种气冷等离子发生器，包含如上述所述的阳极电极。
15.本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：(1)采用气体回流的气冷方式进行冷却，可避免液冷时，冷却液参加反应；(2)通过对阳极冷却结构的优化，开设多个冷却腔，增大了散热面积，提高了散热效率及散热效果；(3)相较于液冷结构更加简化，实用性强、寿命长、安全性高、适用范围更宽。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例1提供的阳极电极的结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例1提供的阳极主体横截面的结构示意图；
18.图标：1-阳极主体，2-回流盖，3-中心电弧通道，301-工作气体入口，302-压缩通道，303-喷口，4-冷却腔，401-进气通道，402-回流通道，403-冷1却气体入口，5-旋向工作气体，6-冷却气体，7-等离子体射流。
具体实施方式
19.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
20.实施例1
21.经申请人研究发现，传统的等离子电极工作温度高，除了小功率的、间断工作的切割和焊接的等离子可以采用气冷外，大功率等离子电极长期工作必须使用液冷，但是液冷方式的冷却液容易参与反应，等离子发生器会因为冷却装置中的冷却液存在一定磁滞，会导致消耗一部分电源功率，降低等离子发生器的效率。而现有小功率的切割和焊接的气冷等离子阳极电极存在冷却结构不合理、散热效果差的问题。
22.因此，本实用新型实施例提供一种气冷等离子发生器及其阳极电极，对等离子发生器的阳极段进行气路结构优化，以克服现有技术中的不足之处。
23.参考图1，图1为本实用新型实施例1提供的阳极电极的结构示意图。
24.一种气冷等离子发生器阳极电极，包括阳极主体1和回流盖2，所述回流盖2安装在阳极主体1的前端；所述阳极主体1横截面为一环状面，且具有中心电弧通道3以及沿中心电弧通道3圆周分布的多个冷却腔4，参考图2，图2示出了阳极主体1呈环状面的横截面。
25.所述冷却腔4的腔内空间构成进气通道401，所述冷却腔4的外围空间与回流盖2之间构成回流通道402。进一步地，所述进气通道401沿阳极主体1的环状面轴向分布，并由回流通道402导通至等离子体射流7的相反方向。在实际冷却过程中，冷却气体6进入冷1却气体入口403后沿进气通道401抵达回流通道402，回流通道402使冷却气体6的流向与等离子体射流7的方向相反，最终反向排出发生器，由此避免冷却气体6影响到等离子体射流7。需要说明的是，在冷却腔4运行时需要保持足够的气量，才能通过冷却腔4带走大量的热量，避免阳极在高温电弧的烧灼下熔融，延长阳极的使用寿命。
26.进一步地，所述冷却腔4从进气通道401到回流通道402的孔径逐渐减小，通过上述结构，冷却气体6进入后可有效加快流速，以此提高散热效果。
27.进一步地，所述中心电弧通道3由顺次连接的工作气体入口301、压缩通道302及喷口303组成，所述中心电弧通道3从工作气体入口301至喷口303的内径呈先减后增的变化状态。需要说明的是，形成电弧的旋向工作气体5进入工作气体入口301，在压缩通道302内有效压缩后进入扩大后的喷口303时，电弧被有效放大直接从喷口303喷出形成等离子体射流7。需要说明的是，通过中心电弧通道3从工作气体入口301至喷口303的内径呈先减后增的变化状态的设计，上述结构有利于电弧发散，可有效延长阳极使用寿命。
28.所述阳极主体1与回流盖2螺纹连接。其中，所述阳极主体1采用高导电率及高导热率的紫铜材质制成；所述回流盖2采用耐高温抗氧化的310s不锈钢材质制成。
29.本实用新型实施例还提供一种气冷等离子发生器，包含如上述所述的阳极电极。
30.综上所述，本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：(1)采用气冷方式进行冷却，可避免液冷时，冷却液参加反应；(2)通过对阳极冷却结构的优化，开设多个冷却腔，增大了散热面积，提高了散热效率及散热效果；(3)相较于液冷结构更加简化，实用性强、寿命长、安全性高、适用范围更宽。
31.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，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。


技术特征：
1.一种气冷等离子发生器阳极电极，其特征在于，包括阳极主体(1)和回流盖(2)，所述回流盖(2)安装在阳极主体(1)的前端；所述阳极主体(1)横截面为一环状面，且具有中心电弧通道(3)以及沿中心电弧通道(3)圆周分布的多个冷却腔(4)，所述冷却腔(4)的腔内空间构成进气通道(401)，所述冷却腔(4)的外围空间与回流盖(2)之间构成回流通道(402)。2.如权利要求1所述的气冷等离子发生器阳极电极，其特征在于，所述进气通道(401)沿阳极主体(1)的环状面轴向分布，并由回流通道(402)导通至等离子体射流(7)的相反方向。3.如权利要求1所述的气冷等离子发生器阳极电极，其特征在于，所述冷却腔(4)从进气通道(401)到回流通道(402)的孔径逐渐减小。4.如权利要求1所述的气冷等离子发生器阳极电极，其特征在于，所述中心电弧通道(3)由顺次连接的工作气体入口(301)、压缩通道(302)及喷口(303)组成，所述中心电弧通道(3)从工作气体入口(301)至喷口(303)的内径呈先减后增的变化状态。5.如权利要求1所述的气冷等离子发生器阳极电极，其特征在于，所述阳极主体(1)与回流盖(2)螺纹连接。6.如权利要求1至5任一项所述的气冷等离子发生器阳极电极，其特征在于，所述阳极主体(1)采用高导电率及高导热率的材质制成。7.如权利要求6所述的气冷等离子发生器阳极电极，其特征在于，所述阳极主体(1)的材质采用紫铜。8.如权利要求1至5任一项所述的气冷等离子发生器阳极电极，其特征在于，所述回流盖(2)采用耐高温抗氧化的材质制成。9.如权利要求8所述的气冷等离子发生器阳极电极，其特征在于，所述回流盖(2)的材质采用310s不锈钢。10.一种气冷等离子发生器，其特征在于，包含如权利要求1至9任一项所述的阳极电极。

技术总结
本实用新型涉及等离子发生器技术领域，具体而言，涉及一种气冷等离子发生器及其阳极电极，包括阳极主体和回流盖，回流盖安装在阳极主体的前端；阳极主体横截面为一环状面，且具有中心电弧通道以及沿中心电弧通道圆周分布的多个冷却腔，冷却腔的腔内空间构成进气通道，冷却腔的外围空间与回流盖之间构成回流通道。本实用新型采用气体回流的气冷方式进行冷却，可避免液冷时，冷却液参加反应，相较于液冷结构更加简化，实用性强、寿命长、安全性高、适用范围更宽。用范围更宽。用范围更宽。


技术研发人员：李裔红 余德平 曾本忠 邓礼洪 林雪梅 杨林茂 冯启凤 关永昕
受保护的技术使用者：成都金创立科技有限责任公司
技术研发日：2022.03.28
技术公布日：2022/7/11