一種電弧等離子體噴槍的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及等離子體設備，特別是涉及到一種等離子體噴槍。
【背景技術】
[0002]當前，等離子技術已得到廣泛的應用，工業上應用于等離子點火、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象下所形成的一種狀態，伴隨著放電現象將會生成了激發原子、激發分子、離解原子、游離原子團、原子或分子離子群的活性化學物以及它們與其它的化學物碰撞而引起的反應。在等離子體發生器中，放電作用使得工作氣分子失去外層電子而形成離子狀態，經相互碰撞而產生高溫，溫度可達幾萬度以上。
[0003]等離子熱解水制氫技術是最近幾年提出來的水制氫候選技術之一，因為水是一種相當穩定的物質，在常壓條件下，溫度在2000K時水分子幾乎不分解，2500K時有25%的水發生分解，3400?3500K時氫氣和氧氣的摩爾分數達到最大，分別為18%和6%，當溫度達到4200K以上時,水分子將全部分解為氫*氣、氫*、氧氣、氧和氣氧原子團，一般的加熱方式難以達到這么高的溫度，而使用等離子體噴槍則能做到；應用等離子體噴槍處理危險有害的廢棄物和生活垃圾，使氣化爐不需輸入空氣或氧氣，使生活垃圾轉化的合成氣品質好，達到化工原料的要求，合成氣再通過后級設備生產甲醇或二甲醚產品，實現資源化和無污染處理生活垃圾；在煤氣化生產線上如利用等離子體噴槍把水蒸汽加熱分解后再噴入氣化爐內，與煤炭進行化學反應，所發生的反應是放熱反應，使氣化爐不需輸入空氣或氧氣助燃，生產的合成氣中氫氣的分數比例高，廢氣的含量低，實現節能減排。
[0004]等離子體噴槍的陽極結構中需有冷卻水套，噴嘴式陽極的冷卻水套設置在一體化陽極的回轉體壁體中，這類陽極需采用熔模技術制造，制造工藝較復雜；噴管式陽極由陽極噴管與陽極外套組成，陽極噴管和陽極外套使用金屬材料，陽極噴管嵌入在陽極外套之中，冷卻水套由陽極噴管與陽極外套之間的空間構成，冷卻水套的兩端由嵌入口的緊密結合面進行密封，存在冷卻水泄漏情況。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是要克服現有等離子體噴槍的缺點，避免冷卻水泄漏，對等離子體噴槍的陰極和陽極進行有效保護，并且提高等離子體氣化噴槍的加熱效率，使等離子體噴槍達到更高的處理溫度，提高等離子體噴槍的加熱效率及分解能力，以滿足熱解水制氫、煤氣化、電站鍋爐點火、固體廢物處置、有害氣體處理、臭氣處理的應用要求。
[0006]本實用新型的一種電弧等離子體噴槍，包括絕緣槍架、陰極后座、陰極和陽極，絕緣槍架呈回轉體結構，陰極后座中有冷卻水進口、導流管和冷卻水出口，陰極的體內有冷卻腔，陽極為文丘里噴管結構，陽極由后向前依次為喇叭形收窄段、喉口段和喇叭形擴散段，其特征是絕緣槍架2的回轉體結構內有貫穿孔2-17、第一內腔II和第二內腔III，貫穿孔
2-17在回轉體結構的后段，第一內腔II在回轉體結構的中段，第二內腔III在回轉體結構前段，第一內腔II與第二內腔III之間有隔離體2-2，隔離體2-2的中心有圓孔，在回轉體結構后段的貫穿孔2-17的壁體上有環槽XVI，第二內腔III的前端有承插口 2-4，在環槽XVI與第二內腔III之間的壁體中有冷卻水連通孔2-18 ;陽極3安裝在絕緣槍架2的第二內腔III中，陽極的前部壁體嵌入到第二內腔III前端的承插口 2-4內構成密封面，陽極的尾部由隔離體2-2的中心圓孔穿出，陽極3的后端進入到第一內腔II中，使用鎖緊螺帽4把陽極3進行固定，陽極3的外壁與第二內腔III內壁之間的空間構成陽極的冷卻水套，陽極的冷卻水套有冷卻劑連通孔2-18接入和冷卻劑出口 2-7接出；陰極7安裝在陰極后座I的前端上，陰極后座I攜陰極7安裝在絕緣槍架2的貫穿孔2-17中，陰極7的頭端伸入到陽極3后端的喇叭形收窄段的內空間中，第一內腔II的余量空間構成工作氣室，工作氣室有原料氣輸入接口 2-1接入，陽極3后端的喇叭形收窄段的內空間構成放電區VI，陽極3喉口段的內空間攀成壓縮孔道V，陽極3喇叭形擴散段的內空間構成噴射腔IV。本實用新型中，陰極后座I內有導流管1-2，導流管1-2的管內空間構成進水通道IX，導流管1-2的外圍空間構成回流通道I，進水通道IX有冷卻水進口 1-4接入，進水通道IX通過陰極7內的冷卻腔連通到回流通道I，在回流通道I的壁體上有過孔XVL回流通道I通過過孔XVII連通到環槽XVI，環槽XVI通過冷卻劑連通孔2-18連通到陽極的冷卻水套；陰極7的身段為變徑的圓柱體結構，在陰極7變徑的圓柱體外壁有隔熱套6，陰極7的頭端為圓弧形結構，在陰極7身段的后端有螺紋接口，陰極7以旋入方式安裝在陰極后座I的前端上；在隔熱套6的前端有切向氣道VL工作氣室通過切向氣道VD連通到放電區VI ;在第二內腔III前端的承插口 2-4中有密封件。
[0007]本實施例適合電站鍋爐點火、工業有害氣體處理、臭氣處理和城市固廢處置的應用，應用時，把冷卻水進口 1-4連接到冷卻系統的供水管路上，把冷卻劑出口 2-7連接到冷卻系統的回水管路上，把氣源連接到原料氣輸入接口 2-1上，把等離子體工作電源的負極通過陰極后座I連接到陰極7上，把等離子體工作電源的正極連接到陽極3上。工作時，冷卻水通過冷卻水進口 1-4進入到導流管1-2中，再經導流管1-2前端的出水口進入到陰極7內的冷卻腔珊中,對陰極7內的冷卻腔珊壁體進行沖刷冷卻，冷卻水吸收了陰極7的熱量后，再經導流管1-2的外圍通道到達環槽XVI中，然后通過冷卻劑連通孔2-18進入到陽極的冷卻水套中，吸收陽極3的熱量后，再由冷卻劑出口 2-7返回到冷卻系統中；把工作氣或工業有害氣體或需處理的臭氣通過原料氣輸入接口 2-1輸入到工作氣室中，再通過切向氣道VD以旋轉氣流方式進入到放電區VI，在陰極7與陽極3之間施加電能，在陰極7的頭端與陽極3的噴管內壁之間產生等離子體電弧，等離子體電弧經壓縮孔道V噴入噴射腔IV中，再由噴射腔IV的出口噴出，形成高溫等離子體火炬。上述過程中，工作氣或工業有害氣體或需處理的臭氣在放電區VI內被電離和加熱分解，成為離子弧，離子弧與陰極7發射的電子混合，通過壓縮孔道V進入到噴射腔IV，在經過壓縮孔道V時，工業有害氣體或需處理的臭氣被進一步加熱分解，變為無害的中性物質。
[0008]本實用新型的有益效果是:本實用新型的目的是要克服現有等離子體噴槍的缺點，利用絕緣槍架的壁體作為第一陽極和第二陽極冷卻水套的外壁，實現減小噴槍的體積及節省金屬材料用量，并且避免冷卻水泄漏。本實用新型提高等離子體氣化噴槍的加熱效率，使等離子體噴槍達到更高的處理溫度，提高等離子體噴槍的加熱效率及分解能力，以滿足熱解水制氫、煤氣化、電站鍋爐點火、固體廢物處置、有害氣體處理、臭氣處理的應用要求。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型電弧等離子體噴槍中的絕緣槍架部件結構圖。
[0010]圖2是本實用新型的電弧等離子體噴槍結構圖。
[0011]圖中:1.陰極后座，1-2.導流管，1-3.電氣陰極接頭，1-4.冷卻水進口，2.絕緣槍架，2-1.原料氣輸入接口，2-2.隔板，2-3.密封面，2-4.承插口，2-7.冷卻劑出口，2-15.密封墊，2-16.穿心螺桿，2-17.貫穿孔，2-18.冷卻劑連通孔，3.陽極，3-1.陽極的前部壁體，
3-3.電氣陽極接口，4.鎖緊螺帽，5.絕緣墊，6.隔熱套，7.陰極，8.紫銅墊圈，11.密封環，12.鎖緊螺母，I.回流通道，I1.第一內腔，II1.第二內腔，IV.噴射腔，V.壓縮孔道，V1.放電區，νπ.切向氣道，VID.冷卻腔，IX.進水通道，XV1.環槽，χνπ.過孔。
【具體實施方式】
[0012]實施例1圖2所示的實施方式中，電弧等離子體噴槍由絕緣槍架2、陰極后座1、陰極7和陽極3組成，絕緣槍架2呈回轉體結構，回轉體結構內有貫穿孔2-17、第一內腔II和第二內腔III，貫穿孔2-17在回轉體結構的后段，第一內腔II在回轉體結構的中段，第