一种气冷等离子发生器及其阴极电极的制作方法

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阴极电极。


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阴极电极存在冷却结构不合理、散热效果差的问题，导致气冷等离子电极使用寿命基本无法超过5小时。


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阴极电极，对等离子发生器的阴极段进行气路结构优化，使工作用介质气体也具有散热效果，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阴极电极，包括电极主体以及钨棒，所述钨棒嵌设于电极主体的前端中心，且电极主体于钨棒的周边构成阴极内管主体，所述阴极内管主体的外侧设有气道，所述气道具有入口部分、内管部分以及出口部分，其中所述出口部分被构造为沿阴极内管主体的轴向向内导引工作气体。
5.根据一种优选实施方式，所述气道从入口部分到出口部分的孔径逐渐减小。
6.根据一种优选实施方式，所述气道内管部分及出口部分的横截面为一环状面，所述气道的环状面上设置有多个供工作气体流通的过气孔。
7.根据一种优选实施方式，所述气道出口部分的外周设有阴极端盖。
8.根据一种优选实施方式，所述阴极端盖开设有阴极端盖气道和阴极端盖旋向气孔，所述阴极端盖气道和阴极端盖旋向气孔构成所述气道的出口部分。
9.根据一种优选实施方式，所述阴极端盖旋向气孔被构造为切向角度的斜孔，以使形成的放电弧落点在钨棒的前端尖端处。
10.根据一种优选实施方式，所述阴极端盖的外侧壁设有连接阴极外套的第一连接螺纹。
11.根据一种优选实施方式，所述气道入口部分的外侧壁设有连接阴极外套的第二连接螺纹。
12.本实用新型实施例还提供一种气冷等离子发生器，包括如上述所述的阴极电极。
13.根据一种优选实施方式，所述等离子发生器的阴极外套外侧壁设有连接外部器件的第三连接螺纹。
14.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)电极启弧成功率高；(2)工作介质气体可加速成旋向工作气体，形成的放电弧落点在钨棒的尖端处；(3)电极不需要冷却液冷却采用工作介质气体进行气冷可以长期稳定运行，使用本电极可实现无冷却液冷却等离子发生器；(4)电极结构简单、实用性强、寿命长、安全性高。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例1提供的气冷等离子发生器的结构示意图；
16.图2为本实用新型实施例1提供的气道内管部分横截面的结构示意图；
17.图3为本实用新型实施例1提供的阴极内管主体的结构示意图；
18.图4为本实用新型实施例2提供的阴极端盖的结构示意图；
19.图标：1-钨棒，2-阴极内管主体，3-入口部分，4-内管部分，5-过气孔，6-阴极端盖，7-阴极端盖气道，8-阴极端盖旋向气孔，9-阴极外套，10-第一连接螺纹，11-第二连接螺纹，12-第三连接螺纹。
具体实施方式
20.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。
21.实施例1
22.经申请人研究发现，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电极存在冷却结构不合理、散热效果差的问题，导致气冷等离子电极使用寿命基本无法超过5小时。
23.基于此，本技术实施例提供一种气冷等离子发生器及其阴极电极，对等离子发生器的阴极段进行气路结构优化，使工作用介质气体也具有散热效果，以克服现有技术中的不足之处。
24.参考图1，图1为本实用新型实施例1提供的气冷等离子发生器的结构示意图。
25.一种气冷等离子发生器阴极电极，包括电极主体以及钨棒1，所述钨棒1嵌设于电极主体的前端中心，热镶嵌为紧配合，以此增强导电和散热；参考图3，电极主体于钨棒1的周边构成阴极内管主体2，钨棒1的尖端突出阴极内管主体2设置；在本实施例中，放电部位采用了可耐高温的铈钨棒1，延长了使用寿命。
26.进一步地，针对阴极电极的冷却散热问题，所述阴极内管主体2的外侧设有气道，所述气道具有入口部分3、内管部分4以及出口部分，其中所述出口部分被构造为沿阴极内管主体2的轴向向内导引工作气体，工作介质气体从入口部分3进入，经内管部分4，由出口部分导引形成旋向气体进入发生器的大阳级，同时起到电极的散热作用。
27.参考图2，优选的，所述气道内管部分4及出口部分的横截面为一环状面，所述气道的环状面上设置有多个供工作气体流通的过气孔5，以此便于工作介质气体增加与电极的
接触面积，提高散热效果。
28.综上，本实施例不需要冷却液冷却采用工作介质气体进行气冷可以长期稳定运行，使用本电极可实现无冷却液冷却等离子发生器。
29.实施例2
30.参考图1和图4，区别于实施例1，在本实施例中所述气道出口部分的外周设有阴极端盖6，所述阴极端盖6开设有阴极端盖气道7和阴极端盖旋向气孔8，所述阴极端盖气道7和阴极端盖旋向气孔8构成所述气道的出口部分。
31.进一步地，所述气道从入口部分3到出口部分的孔径设置为逐渐减小，通过阴极端盖旋向气孔8的孔径相较于阴极端盖气道7大幅减小的设置，使得工作介质气体流速加快。在本实施例的一种实施方式中，所述阴极端盖旋向气孔8被构造为切向角度的斜孔，使得工作介质气体加速旋向状态进入发生器的大阳级，同时以使形成的放电弧落点在钨棒1的前端尖端处，使得电极启弧成功率高。
32.进一步地，所述阴极端盖6的外侧壁设有连接阴极外套9的第一连接螺纹10，阴极端盖6与阴极外套9螺纹连接；所述气道入口部分3的外侧壁设有连接阴极外套9的第二连接螺纹11，气道入口部分3与阴极外套9螺纹连接，并形成一个整体。
33.此外，本实施例还提供一种气冷等离子发生器，包括如上述所述的阴极电极。所述等离子发生器的阴极外套9外侧壁设有连接外部器件的第三连接螺纹12，通过第三螺纹的设置，阴极外套9与外部器件相连使得等离子发生器的气道入口部分3形成封闭的供气通道。
34.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)电极启弧成功率高；(2)工作介质气体可加速成旋向工作气体，形成的放电弧落点在钨棒的尖端处；(3)电极不需要冷却液冷却采用工作介质气体进行气冷可以长期稳定运行，使用本电极可实现无冷却液冷却等离子发生器；(4)电极结构简单、实用性强、寿命长、安全性高。
35.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。