本實(shí)用新型涉及水套。更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種均勻流場(chǎng)水冷夾套。

背景技術(shù)：

等離子體是氣體與電弧接觸而產(chǎn)生的一種高溫、離子化和傳導(dǎo)性的氣體狀態(tài)。由于電離氣體的導(dǎo)電性，使電弧能量迅速轉(zhuǎn)移并變成氣體的熱能，形成一種高溫氣體射流(溫度達(dá)5500℃以上)和高強(qiáng)度熱源。

現(xiàn)使用的等離子體火炬，采用直流電弧將壓縮空氣電離，產(chǎn)生穩(wěn)定連續(xù)的空氣等離子流，形成溫度4000～6000℃等離子體高溫火核，遠(yuǎn)超過一般金屬和合金的熔點(diǎn)。為了保護(hù)電極不會(huì)被燒毀，提高陰、陽(yáng)極的壽命，等離子體炬都會(huì)有專門的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。

現(xiàn)有的進(jìn)、出水隔板分開式水套結(jié)構(gòu)和側(cè)面管路進(jìn)、出水的水套結(jié)構(gòu)在實(shí)際運(yùn)行過程中，總是會(huì)在隔板處存在部分死水區(qū)，等離子體炬電極冷卻不均勻，導(dǎo)致死水區(qū)電極內(nèi)部燒蝕加快，一段時(shí)間后，電極就會(huì)燒穿，嚴(yán)重影響電極的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的一個(gè)目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型還有一個(gè)目的是提供一種均勻流場(chǎng)水冷夾套，可以將進(jìn)入夾套的冷卻水均勻鋪開，避免出現(xiàn)死水區(qū)域，能夠快速的將等離子體炬電極的熱量帶走，保證等離子體炬的正常運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本實(shí)用新型的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種均勻流場(chǎng)水冷夾套，包括沿電極長(zhǎng)度方向套設(shè)的水套，所述水套內(nèi)壁面與電極外壁面之間形成冷卻水流通腔，所述水套的兩端分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，電極為圓柱形的部分套設(shè)的水套的任一內(nèi)壁面與電極軸線的距離均相等。

優(yōu)選的是，所述電極和水套均為圓柱形結(jié)構(gòu)，且所述電極和水套同軸設(shè)置；

所述進(jìn)水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套的第一端面，所述進(jìn)水口與冷卻水流通腔連通；

所述出水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套的第二端面，所述出水口與冷卻水流通腔連通。

優(yōu)選的是，所述電極和水套均為圓柱形結(jié)構(gòu)，且所述電極和水套同軸設(shè)置；

所述進(jìn)水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套第一端的曲面，所述進(jìn)水口與冷卻水流通腔連通；

所述出水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套第二端的曲面，所述出水口與冷卻水流通腔連通。

優(yōu)選的是，當(dāng)電極為變徑圓柱形結(jié)構(gòu)時(shí)，直徑不同的圓柱形電極部分通過電極過度段銜接，所述電極過渡段為圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)，其兩端的直徑分別與對(duì)應(yīng)銜接的圓柱形電極部分直徑相等；

其中，直徑不同的圓柱形電極部分的任一與其軸線垂直的冷卻水流通腔的截面積均相等；電極過度段的水套為中空?qǐng)A臺(tái)形結(jié)構(gòu)，且與所述電極過渡段同軸設(shè)置

優(yōu)選的是，電極過渡段的水套與圓柱形電極部分的水套的銜接處為圓弧過度。

優(yōu)選的是，電極過度段的與其軸線垂直的冷卻水流通腔的截面積與圓柱形電極部分與其軸線垂直的冷卻水流通腔的截面積比為1.1～1.2:1。

優(yōu)選的是，

所述進(jìn)水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套的第一端面，所述進(jìn)水口與冷卻水流通腔連通；

所述出水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套的第二端面，所述出水口與冷卻水流通腔連通。

優(yōu)選的是，

所述進(jìn)水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套第一端的曲面，所述進(jìn)水口與冷卻水流通腔連通；

所述出水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套第二端的曲面，所述出水口與冷卻水流通腔連通。

優(yōu)選的是，進(jìn)水口與相鄰的出水口的偏轉(zhuǎn)角為0～30°。

優(yōu)選的是，進(jìn)水口的總面積與所對(duì)應(yīng)冷卻水流通腔的截面積的比為1:2～2.5；

出水口的總面積與所對(duì)應(yīng)冷卻水流通腔的截面積的比為1:2～2.5。

本實(shí)用新型至少包括以下有益效果：

本申請(qǐng)對(duì)進(jìn)水口和出水口的形狀、結(jié)構(gòu)以及位置進(jìn)行了改進(jìn)，使冷卻水進(jìn)入冷卻水流通腔后能迅速混勻，達(dá)到紊流狀態(tài)，控制冷卻水的流速保持在3-4m/s，能充分的與電極進(jìn)行熱交換，防止冷卻水流速過低存在死水區(qū)。

本實(shí)用新型的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對(duì)本實(shí)用新型的研究和實(shí)踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為實(shí)施例2的冷卻水流通腔的截面圖；

圖2為實(shí)施例2冷水夾套的結(jié)構(gòu)剖視圖；

圖3為實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3的A-A剖視圖；

圖5為變徑電極的水冷夾套的示意圖；

圖6為本實(shí)用新型進(jìn)水口和出水口偏轉(zhuǎn)角的示意圖；

圖7為截面積示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語(yǔ)“橫向”、“縱向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，并不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

實(shí)施例1

一種均勻流場(chǎng)水冷夾套，包括沿電極長(zhǎng)度方向套設(shè)的水套，所述水套內(nèi)壁面與電極外壁面之間形成冷卻水流通腔，所述水套的兩端分別設(shè)有進(jìn)水口和出水口，電極為圓柱形的部分套設(shè)的水套的任一內(nèi)壁面與電極軸線的距離均相等。因此，電極的圓柱形部分水套限定的冷卻水流通腔的截面積均相等，這里所述的冷卻水流通腔的截面積與圓柱形水套的軸線垂直，具有控制冷卻水流速的作用，使冷卻水進(jìn)入冷卻水流通腔后能更快的進(jìn)入紊流狀態(tài)。

實(shí)施例2

如圖1-2，一種均勻流場(chǎng)水冷夾套，包括沿電極1長(zhǎng)度方向套設(shè)的水套2，其中，所述電極1和水套2均為圓柱形結(jié)構(gòu)，且同軸設(shè)置。所述水套2內(nèi)壁面與電極1外壁面之間形成冷卻水流通腔5，所述水套2的兩端分別設(shè)有進(jìn)水口3和出水口4，電極1為圓柱形的部分套設(shè)的水套2的任一內(nèi)壁面與電極1軸線的距離均相等。

所述進(jìn)水口3為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套2的第一端面，所述進(jìn)水口3與冷卻水流通腔5連通。在本申請(qǐng)中類圓環(huán)形如圖1所示，指單個(gè)進(jìn)水口3繞封閉冷卻水腔的水套2的端面呈扇環(huán)形開設(shè)，3-8個(gè)進(jìn)水口3均勻間隔分布，若將3-8個(gè)進(jìn)水口3整體拼接一起類似于環(huán)形結(jié)構(gòu)。

所述出水口4為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套2的第二端面，所述出水口4與冷卻水流通腔5連通。3-8個(gè)出水口4的結(jié)構(gòu)與上述進(jìn)水口3的結(jié)構(gòu)相同。

在圖1中，設(shè)置有6個(gè)進(jìn)水口3和6個(gè)出水口4。

在本實(shí)施例中，冷卻水從進(jìn)水口3進(jìn)入后，能在流動(dòng)20mm內(nèi)混合均勻，以紊流狀態(tài)在冷卻水流通腔5內(nèi)流動(dòng)，冷卻水流速能控制在3-4mm/s,冷卻水能夠輕松的帶走電弧傳遞給電極1的熱量，確保電極1不被燒毀，且無死水區(qū)域出現(xiàn)。需要說明書的是當(dāng)冷卻水的流速為3-4m/s時(shí)能更好的帶走電弧傳給電極1的熱量，當(dāng)流速過低會(huì)出現(xiàn)死水區(qū)域，影響熱量被帶走。

實(shí)施例3

如圖3-4，一種均勻流場(chǎng)水冷夾套，包括沿電極1長(zhǎng)度方向套設(shè)的水套2，其中，所述電極1和水套2均為圓柱形結(jié)構(gòu)，且同軸設(shè)置。所述水套2內(nèi)壁面與電極1外壁面之間形成冷卻水流通腔5，所述水套2的兩端分別設(shè)有進(jìn)水口6和出水口7，電極1為圓柱形的部分套設(shè)的水套2的任一內(nèi)壁面與電極1軸線的距離均相等。

所述進(jìn)水口6為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套2第一端的曲面，所述進(jìn)水口6與冷卻水流通腔5連通；在本申請(qǐng)中類圓環(huán)形指單個(gè)進(jìn)水口6繞封閉冷卻水腔的水套2的端面呈扇環(huán)形開設(shè)，3-8個(gè)進(jìn)水口6均勻間隔分布，若將3-8個(gè)進(jìn)水口6整體拼接一起類似于環(huán)形結(jié)構(gòu)。

所述出水口7為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套2第二端的曲面，所述出水口7與冷卻水流通腔5連通。3-8個(gè)出水口7的結(jié)構(gòu)與上述進(jìn)水口6的結(jié)構(gòu)相同。

在本實(shí)施例中，冷卻水從進(jìn)水口6進(jìn)入后，能在流動(dòng)10mm內(nèi)混合均勻，以紊流狀態(tài)在冷卻水流通腔5內(nèi)流動(dòng)，冷卻水流速能控制在3-4mm/s,冷卻水能夠輕松的帶走電弧傳遞給電極1的熱量，確保電極1不被燒毀。

實(shí)施例4

如圖5所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，當(dāng)電極為變徑圓柱形結(jié)構(gòu)時(shí)，直徑不同的圓柱形電極部分通過電極過度段銜接，所述電極過渡段為圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)，其兩端的直徑分別與對(duì)應(yīng)銜接的圓柱形電極部分直徑相等。

其中，直徑不同的圓柱形電極部分的任一與其軸線垂直的冷卻水流通腔3的截面積均相等，以保證冷卻水水流均勻。電極過度段8的水套2為中空?qǐng)A臺(tái)形結(jié)構(gòu)，且與所述電極過渡段同軸設(shè)置，同樣也是保證變徑處的冷卻水流通腔3于軸線垂直的截面積相互相等，減少影響水流均勻的因素。

在另一種技術(shù)方案中，在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，電極過渡段的水套與圓柱形電極部分的水套的銜接處為圓弧過度，使冷卻水流通腔呈圓滑的狀態(tài)，確保水流更加均勻。

在另一種技術(shù)方案中，在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，電極過度段的與其軸線垂直的冷卻水流通腔的截面積與圓柱形電極部分與其軸線垂直的冷卻水流通腔的截面積比為1.1～1.2:1。由于變徑過度段的水阻力會(huì)比非變徑處的阻力大，適當(dāng)增加電極過度段冷卻水流通腔的截面積能有效的降低水阻力，確保了水流速度變化不大，仍然可以進(jìn)行無死水區(qū)的于電極換熱。

在另一種技術(shù)方案中，在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，

所述進(jìn)水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套的第一端面，所述進(jìn)水口與冷卻水流通腔連通；

所述出水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套的第二端面，所述出水口與冷卻水流通腔連通。

實(shí)施例5，在實(shí)施例4的基礎(chǔ)上，

所述進(jìn)水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套第一端的曲面，所述進(jìn)水口與冷卻水流通腔連通；

所述出水口為3-8個(gè)，整體呈均勻分布的類圓環(huán)形設(shè)置于水套第二端的曲面，所述出水口與冷卻水流通腔連通。

在實(shí)施例3和實(shí)施例5的基礎(chǔ)上，如圖6所示，進(jìn)水口與相鄰的出水口的偏轉(zhuǎn)角為0～30°，當(dāng)偏轉(zhuǎn)一定角度后且控制在30°以內(nèi)能夠給與冷卻水流通腔內(nèi)的水體一定切向的速度，使水流混合更均勻。

在另一種技術(shù)方案中，在實(shí)施例2、3、X和Y的基礎(chǔ)上，進(jìn)水口的總面積與所對(duì)應(yīng)冷卻水流通腔的截面積的比為1:2～2.5；出水口的總面積與所對(duì)應(yīng)冷卻水流通腔的截面積的比為1:2～2.5?？刂七M(jìn)水口總面積與出水口總面積的比例能進(jìn)一步調(diào)整冷卻水的流速。

需要說明的是以上所說的冷卻水流通腔的截面積均為如圖7所示的截面積。截面積的值不變是指，當(dāng)電極有變徑時(shí)即D1有變化，那么D2也要有變化，確保S的值不變。

盡管本實(shí)用新型的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本實(shí)用新型的領(lǐng)域，對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本實(shí)用新型并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。