一種熔蝕式引弧的等離子體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及等離子體設(shè)備，特別是涉及到一種電弧等離子體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當前，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、垃圾焚燒廢物處理等。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)。
[0003]在固體廢物處置領(lǐng)域，把水蒸氣通過等離子體裝置分解為氫、氧活性化學(xué)物后再作為氣化劑送入氣化爐，與生活垃圾或醫(yī)療垃圾或工業(yè)有機廢物或農(nóng)林廢棄物進行氣化反應(yīng)，所進行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，不需輸入氧氣或空氣助燃，因此可以把生活垃圾或醫(yī)療垃圾或工業(yè)有機廢物或農(nóng)林廢棄物轉(zhuǎn)化為符合化工原料應(yīng)用要求的富氫合成氣。
[0004]研發(fā)一種結(jié)構(gòu)合理、適合其目標產(chǎn)物應(yīng)用的等離子體裝置是本領(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。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種適合處理化工有害氣體或熱解用途的等離子體裝置，并使裝置結(jié)構(gòu)簡單合理和效率高，以減少電能消耗。
[0006]本實用新型的一種熔蝕式引弧的等離子體裝置，包括前端頭1、第一電極2、第二電極6、第三電極7和支持件8，其特征是前端頭I和第一電極2為環(huán)形體結(jié)構(gòu)，第一電極2以嵌入方式安裝在前端頭I之內(nèi)，第一電極2的環(huán)內(nèi)空間構(gòu)成產(chǎn)物出口XI;前端頭I通過圍護體5連接到第二電極6的前端，圍護體5的內(nèi)空間構(gòu)成等離子體發(fā)生室VI ；第二電極6為環(huán)形體結(jié)構(gòu)，第三電極7為圓盤體結(jié)構(gòu)，第三電極7的圓盤體中心有貫通的圓孔，在第三電極7貫通的圓孔前端有凹槽7-1，第三電極7置于第二電極6的環(huán)形體之內(nèi)，第二電極6和第三電極7安裝在支持件8的前端，第二電極6的內(nèi)壁與第三電極7的外壁之間空間構(gòu)成電離氣槽Π ;支持件8的中心有軸向通孔，用穿心牽緊桿9和緊固螺母10把第三電極7與支持件8進行緊密連接。
[0007]本實用新型中，第一電極2外壁與前端頭I內(nèi)壁之間的空間構(gòu)成冷卻水套X，冷卻水套X有冷卻劑進口 K接入和冷卻劑出口 I接出；第二電極6的環(huán)形體中有環(huán)形氣室W，環(huán)形氣室W有介質(zhì)輸入接口 m接入，環(huán)形氣室W連通到電離氣槽Π ;支持件8為前端開口的槽體結(jié)構(gòu)，支持件8的槽體內(nèi)空間構(gòu)成環(huán)形冷卻腔VI，在第三電極7的內(nèi)側(cè)有冷卻環(huán)槽7-2，冷卻環(huán)槽7-2與環(huán)形冷卻腔VI相通，環(huán)形冷卻腔VI有冷卻液進口 V接入和冷卻液出口 IV接出；在支持件8中心的軸向通孔中有密封槽8-1 ；穿心牽緊桿9為空心結(jié)構(gòu)，穿心牽緊桿9的內(nèi)空間構(gòu)成熔絲過孔9-5，熔絲過孔9-5的后端構(gòu)成熔絲安裝口 9-3，熔絲過孔9-5與第三電極7的凹槽7-1進行貫通相連。在具體實施時，支持件8前端的壁體上有用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)氣流的切向氣槽8-3，使環(huán)形氣室W通過切向氣槽8-3連通到電離氣槽Π ;在熔絲安裝口 9-3的壁體上有用于固定引弧熔絲的緊固螺栓11，引弧熔絲設(shè)置在穿心牽緊桿9內(nèi)的熔絲過孔9-5中，引弧熔絲的后端被緊固螺栓11固定在熔絲安裝口9-3中，引弧熔絲的前端從第三電極7的凹槽7-1中伸出，然后伸入到第一電極2的環(huán)內(nèi)空間中；在穿心牽緊桿9的后部有第一電氣接口 12接入，第一電氣接口 12通過穿心牽緊桿9的金屬桿體與第三電極7進行電氣連接;在第二電極6的壁體上有第二電氣接口 14接入;在前端頭I的壁體上有第三電氣接口 17接入，第三電氣接口 17通過前端頭I的金屬材質(zhì)與第一電極2進行電氣連接。本實用新型所述的引弧熔絲為低熔點材料的線或絲，包括鋁線、細銅線或錫鉛合金材料的保險絲。
[0008]在等離子體裝置中，等離子體電弧在二個主電極之間產(chǎn)生，在二個主電極之間能維持等離子體電弧穩(wěn)定運行的條件下，二個主電極之間的空間距離越大，等離子體電弧的行程越長，其電子相互碰撞的機會和次數(shù)就會更多，其能量就會越大，當用于處理工業(yè)有害氣體時，有害氣體受到高溫高壓等離子體沖擊的強度會更大，其重新組合變?yōu)闊o害物質(zhì)的效率會更高。本實用新型利用熔絲進行引弧，先使用引弧熔絲使二個主電極之間的引弧距離縮短，以降低引弧電壓，然后引弧熔絲被熔蝕而縮短，使二個主電極之間產(chǎn)生高溫等離子體電弧。本實用新型采取利用熔絲引弧的措施來使等離子體裝置的二個主電極之間的空間距離得到延長，加大高溫等離子體的能量，提高了效率和節(jié)省電能;本實用新型適合在不頻繁起動的長期連續(xù)運行的設(shè)備上應(yīng)用，省略了引弧電極的驅(qū)動裝置，降低了制造成本，結(jié)構(gòu)簡單合理，操作簡便，引弧熔絲極為廉價，其成本可以忽略，因此，本實用新型具有極高的性價比。所述的二個主電極為第一電極2和第三電極7。
[0009]本實用新型在處理工業(yè)有害氣體領(lǐng)域中應(yīng)用或在固體廢物處置領(lǐng)域中應(yīng)用，為了進一步提高等離子體裝置的效率，本實用新型在結(jié)構(gòu)中設(shè)置第二電極6和第三電極7，把第二電極6和第三電極7進行嵌套設(shè)置，第三電極7置于第二電極6的環(huán)形體之內(nèi)，使第二電極6的內(nèi)壁與第三電極7的外壁之間的空間構(gòu)成電離氣槽Π。應(yīng)用時，等離子體工作電源連接到第一電氣接口 12，然后通過穿心牽緊桿9連接到第三電極7和引弧熔絲;把高壓電源連接到第二電氣接口 14;第三電氣接口 17為等離子體工作電源和高壓電源的公共回路接口 ；所述的等離子體工作電源為180-600V電壓的電源，其特點是低電壓大電流，所述的高壓電源為10000V以上的電源，其特點是高電壓小電流。然后把工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣通過介質(zhì)輸入接口 m輸入到第二電極6壁體中的環(huán)形氣室W中，再由支持件8前端的切向氣槽8-3進入第二電極6與第三電極7之間的電離氣槽Π中，在電離氣槽Π內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)氣流，便在電離氣槽Π內(nèi)形成氣流隔離放電方式的電場，使工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣被電離而增加活性，被電離活化的工業(yè)有害氣體再在高溫等離子體電弧的作用下，更容易及更徹底被處理成中性的無害物質(zhì)，或被電離活化的水蒸氣更容易被分解而作為固體有機廢物的氣化劑應(yīng)用。在具體工作時，引弧熔絲的頭端伸入到第一電極2的環(huán)內(nèi)空間中，10000V以上的高壓電源使第二電極6與第三電極7之間的電離氣槽Π進行氣流隔離方式的放電，同時使引弧熔絲的頭端與第一電極2之間進行放電，在引弧熔絲4的頭端與第一電極2之間形成初始電弧，然后引弧熔絲很快被熔蝕而縮短到第三電極7的凹槽7-1中，從而把電弧引到第三電極7上，使第一電極2與第三電極7之間形成高溫等離子體電弧。
[0010]本實用新型先使高壓電源作用在第二電極6與第三電極7之間的電離氣槽Π中，對工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣進行電離和活化，然后通過引弧熔絲進行第一電極2與第三電極7之間的引弧，使之在第一電極2與第三電極7之間產(chǎn)生高溫等離子體電弧，把工業(yè)有害氣體或水蒸氣或其他氣源的工作氣進行目標處理，更容易得到目標產(chǎn)物。本實用新型采取熔蝕引弧的措施來使第一電極2與第三電極7之間的空間距離得到延長，加大高溫等離子體電弧的能量，提高了效率和節(jié)省電能。其中，產(chǎn)生高溫等離子體電弧的電能由等離子體工作電源提供。
[0011]等離子體裝置運行時，產(chǎn)生高溫等離子體電弧的弧根在第三電極7的外端面上，為了避免引弧電極被燒結(jié)在第三電極7上而使更換引弧熔絲時帶來困難，本實用新型在第三電極7的體中設(shè)置凹槽7-1，使引弧作用完成后的引弧熔絲頭部與第三電極7壁體之間具有一定的空間距離。
[0012]本實用新型的有益效果是:適合在處理工業(yè)有害氣體領(lǐng)域中應(yīng)用或在固體廢物處置領(lǐng)域中應(yīng)用，先使處理介質(zhì)進行電離活化，再把處理介質(zhì)在高溫等離子體電弧的作用下進行處理，更容易得到目標產(chǎn)物。采取熔蝕引弧的措施來使等離子體裝置的二個主電極之間的空間距離得到延長，加大高溫等離子體電弧的能量，提高了效率和節(jié)省電能。本實用新型省略了引弧電極的驅(qū)動裝置，降低了制造成本，結(jié)構(gòu)簡單合理和操作簡便。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的一種熔蝕式引弧的等離子體裝置結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是圖1的A-A剖面圖。
[0015]圖3是本實用新型熔蝕式引弧的等離子體裝置中的穿心牽緊桿結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖中:1.前端頭，1-1.卡口，1-2.連接螺口，2.第一電極，2-1.定位凸頭，2-2.突環(huán)，
3.金屬墊圈，4.引弧熔絲，5.圍護體，6.第二電極，7.第三電極，7-1.凹槽，7-2.冷卻環(huán)槽，8.支持件，8-1.密封槽，8-2.安裝螺頭，8-3.切向氣槽，9.穿心牽緊桿，9-1.內(nèi)六角大頭，9-2.緊固螺孔，9-3.熔絲安裝口，9-4.牽緊螺頭，9-5.熔絲過孔，10.緊固螺母，11.緊固螺