一種層流等離子發生器制造技術

本發明專利技術屬于等離子裝置領域，具體為一種等離子發生器，尤其涉及一種層流等離子發生器，其特征在于包括：陰極、管內陽極、管外陽極、冷卻裝置、等離子流出口、陽極絕緣層和等離子發生器主體，所述陰極、管內陽極、管外陽極、冷卻裝置、等離子流出口、陽極絕緣層和等離子發生器主體相連接在一起，所述陰極和管內陽極設置在等離子發生器主體的內部，所述管內陽極的內部設置有一層陽極絕緣層，所述冷卻裝置設置在等離子發生器主體的外部，所述等離子流出口設置在等離子發生器主體的一側，所述管外陽極設置在等離子流出口上。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于等離子裝置領域，具體為一種等離子發生器，尤其涉及一種層流等離子發生器。
技術介紹
等離子態是物質的第四態，宇宙中幾乎99﹪的物質（不包括尚未確認的暗物質）都處于等離子態。等離子體射流與一般流體在流動特征上有相似性，具有兩種流動狀態：層流與湍流。對某一指定流體，當其流速小于一特定值時，流體作有規則的層狀或流束狀運動，流體質點沒有橫向運動，質點間互不干擾地前進，這種流動形式叫層流；當流體流速大于該值時，流體有規則的運動遭到破壞，質點除了主要的縱向運動外還有附加的橫向運動，流體質點交錯混亂地前進，這種流動形式叫湍流。等離子體其溫度分布范圍則從10K的低溫到核聚變等離子體的10億K超高溫并擁有一系列獨特性質，使等離子體在納米材料生產、新材料合成、熱加工制造、冶煉、鉆探、煤化工、垃圾廢物處理、材料表面處理、電子、新能源、軍事、航空航天等領域獲得廣泛應用。在等離子體高溫熱源方面，目前應用十分廣泛的電弧等離子體射流絕大部分采用湍流形態工作，這是由現有湍流電弧等離子體射流發生器技術和工作原理決定的。電弧等離子發生器分為層流和湍流兩種，其關鍵技術是發生器結構設計。近幾十年來，等離子體發生器的研制及等離子診斷技術的開發均取得了巨大的進展，并且等離子體研制與開發的重點已不再局限與航天航空方面的應用，而是更多地轉向機械、化工、冶金、環保等工業部門的應用，特別是在材料加工與新材料研制方面的應用。對于工業生產性的應用，要求等離子體發生器有較長的壽命和較高的效率。然而在實際工程應用中，等離子體流呈現復雜的流動狀況，特別是大尺寸、大流量、大功率的工業等離子體裝置中則通常為湍流流動。因此，在工業應用中，希望等離子體射流穩定地維持在層流狀態，這就需要把握等離子體在發生器中形成的各個環節，控制所有影響電弧穩定性的擾動因素，克服等離子體射流的湍動性，才能產生出高溫區域長、能量衰減慢而分布均勻、噪音小、有利于電弧能量的有效利用和便于工藝控制的等離子體射流。
技術實現思路
針對上述現有技術中的不足，本專利技術提供了一種層流等離子發生器。一種層流等離子發生器，其特征在于包括：陰極、管內陽極、管外陽極、冷卻裝置、等離子流出口、陽極絕緣層和等離子發生器主體，所述陰極、管內陽極、管外陽極、冷卻裝置、等離子流出口、陽極絕緣層和等離子發生器主體相連接在一起，所述陰極和管內陽極設置在等離子發生器主體的內部，所述管內陽極的內部設置有一層陽極絕緣層，所述冷卻裝置設置在等離子發生器主體的外部，所述等離子流出口設置在等離子發生器主體的一側，所述管外陽極設置在等離子流出口上。所述等離子發生器主體的內部設置有多個陰極，采用多個陰極結構有助于降低現有技術中單個陰極電壓過高的問題。所述冷卻裝置為熱管，相比于現有技術中的風冷散熱和水冷散熱，熱管散熱散熱穩定安全，大大增加了層流等離子發生器工作的穩定性和可靠性。所述冷卻裝置包括圓柱形熱管或者螺旋形熱管,當層流等離子發生器處于低功率工作狀態的時候，冷卻裝置采用圓柱形熱管，當層流等離子發生器處于高功率的時候，冷卻裝置采用螺旋形熱管。所述等離子流出口的出口形狀可為圓形、矩形、梯形等多邊形。所述陽極絕緣層為耐高溫絕緣層。所述等離子發生器主體由耐高溫玄武巖纖維材料制成。本專利技術的有益效果：1.本專利技術的層流電弧等離子體束發生器的結構能夠實現層流等離子高弧壓、小電流的工作模式，結構相對較為合理，能夠形成層流等離子射流。2.本專利技術中陽極部分和陰極部分的分布，陰極電離腔的形成，有助于穩定等離子射流。3.本專利技術的產生的層流等離子射流性能優異，不能可以長時間穩定運行，而且產生的射流具有長度長、能量密度集中、軸向溫度梯度小、噪聲低、可控性好、可重復、精度高等突出優點。4.本專利技術設置的多個陰極，解決了現有技術中單個陰極的電壓過大的問題，延長了陰極的使用時間。5.本專利技術中，由于設置了帶有熱管的冷卻裝置，對比現有技術中的風冷散熱和水冷散熱，本專利技術的冷卻裝置能夠讓層流等離子發生器的工作穩定性和可靠性，從而保證了從本專利技術中產生的層流等離子的穩定性。附圖說明圖1為本技術方案的結構圖；附圖標記1.陰極、2.管內陽極、3.管外陽極、4.冷卻裝置、5.等離子流出口、6.陽極絕緣層、7.等離子發生器主體。具體實施方式：實施例1：一種層流等離子發生器，其特征在于包括：陰極1、管內陽極2、管外陽極3、冷卻裝置4、等離子流出口5、陽極絕緣層6和等離子發生器主體7，所述陰極1、管內陽極2、管外陽極3、冷卻裝置4、等離子流出口5、陽極絕緣層6和等離子發生器主體7相連接在一起，所述陰極1和管內陽極2設置在等離子發生器主體的內部，所述管內陽極2的內部設置有一層陽極絕緣層6，所述冷卻裝置4設置在等離子發生器主體7的外部，所述等離子流出口5設置在等離子發生器主體的一側，所述管外陽極3設置在等離子流出口5上。所述等離子發生器主體7的內部設置有多個陰極1。實施例2：一種層流等離子發生器，其特征在于包括：陰極1、管內陽極2、管外陽極3、冷卻裝置4、等離子流出口5、陽極絕緣層6和等離子發生器主體7，所述陰極1、管內陽極2、管外陽極3、冷卻裝置4、等離子流出口5、陽極絕緣層6和等離子發生器主體7相連接在一起，所述陰極1和管內陽極2設置在等離子發生器主體的內部，所述管內陽極2的內部設置有一層陽極絕緣層6，所述冷卻裝置4設置在等離子發生器主體7的外部，所述等離子流出口5設置在等離子發生器主體的一側，所述管外陽極3設置在等離子流出口5上。所述等離子發生器主體7的內部設置有多個陰極1。所述冷卻裝置4為熱管。所述冷卻裝置4包括圓柱形熱管或者螺旋形熱管。實施例3：一種層流等離子發生器，其特征在于包括：陰極1、管內陽極2、管外陽極3、冷卻裝置4、等離子流出口5、陽極絕緣層6和等離子發生器主體7，所述陰極1、管內陽極2、管外陽極3、冷卻裝置4、等離子流出口5、陽極絕緣層6和等離子發生器主體7相連接在一起，所述陰極1和管內陽極2設置在等離子發生器主體的內部，所述管內陽極2的內部設置有一層陽極絕緣層6，所述冷卻裝置4設置在等離子發生器主體7的外部，所述等離子流出口5設置在等離子發生器主體的一側，所述管外陽極3設置在等離子流出口5上。所述等離子發生器主體7的內部設置有多個陰極1。所述冷卻裝置4為熱管。所述冷卻裝置4包括圓柱形熱管或者螺旋形熱管。實施例4：一種層流等離子發生器，其特征在于包括：陰極1、管內陽極2、管外陽極3、冷卻裝置4、等離子流出口5、陽極絕緣層6和等離子發生器主體7，所述陰極1、管內陽極2、管外陽極3、冷卻裝置4、等離子流出口5、陽極絕緣層6和等離子發生器主體7相連接在一起，所述陰極1和管內陽極2設置在等離子發生器主體的內部，所述管內陽極2的內部設置有一層陽極絕緣層6，所述冷卻裝置4設置在等離子發生器主體7的外部，所述等離子流出口5設置在等離子發生器主體的一側，所述管外陽極3設置在等離子流出口5上。所述等離子發生器主體7的內部設置有多個陰極1。所述冷卻裝置4為熱管。所述冷卻裝置4包括圓柱形熱管或者螺旋形熱管。所述等離子流出口5的出口形狀可為圓形、矩形、梯形等多邊形。實施例5：一種層流等離子發生器，其特征在于包括：陰極1、管內陽極2、管外陽極3、冷卻裝置4、等離子流出口5、陽極絕緣層6和等離本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種層流等離子發生器，其特征在于包括：陰極(1)、管內陽極(2)、管外陽極(3)、冷卻裝置(4)、等離子流出口(5)、陽極絕緣層(6)和等離子發生器主體(7)，所述陰極(1)、管內陽極(2)、管外陽極(3)、冷卻裝置(4)、等離子流出口(5)、陽極絕緣層(6)和等離子發生器主體(7)相連接在一起，所述陰極(1)和管內陽極(2)設置在等離子發生器主體的內部，所述管內陽極(2)的內部設置有一層陽極絕緣層(6)，所述冷卻裝置(4)設置在等離子發生器主體(7)的外部，所述等離子流出口(5)設置在等離子發生器主體的一側，所述管外陽極(3)設置在等離子流出口(5)上。

【技術特征摘要】
1.一種層流等離子發生器，其特征在于包括：陰極(1)、管內陽極(2)、管外陽極(3)、冷卻裝置(4)、等離子流出口(5)、陽極絕緣層(6)和等離子發生器主體(7)，所述陰極(1)、管內陽極(2)、管外陽極(3)、冷卻裝置(4)、等離子流出口(5)、陽極絕緣層(6)和等離子發生器主體(7)相連接在一起，所述陰極(1)和管內陽極(2)設置在等離子發生器主體的內部，所述管內陽極(2)的內部設置有一層陽極絕緣層(6)，所述冷卻裝置(4)設置在等離子發生器主體(7)的外部，所述等離子流出口(5)設置在等離子發生器主體的一側，所述管外陽極(3)設置在等離子流出口(5)上。2.根據權利要求1所述一...

【專利技術屬性】
技術研發人員：何澤，李向陽，李露，黃佳華，
申請(專利權)人：成都真火科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51