CN214322143U - 一种大功率等离子弧枪阴极结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种大功率等离子弧枪阴极结构，包括枪尖、枪芯、进气管、进水管、回水管和绝缘外套；所述枪尖包括发射尖端钨钢结构和双腔室导热铜结构，所述导热铜与尖端钨衔接处设有排气孔；所述枪芯包括头部的冷却腔和尾部设有的三个钻孔，所述枪芯外侧设置有限位凸台一和限位凸台二，所述限位凸台一和限位凸台二与绝缘外套设置的限位结构相配合；所述枪芯头部外侧限位凸台一设置气体导流结构，枪芯两端部限位凸台之间设置内凹结构，与绝缘套内壁之间形成管状气腔，所述气腔与气体导流结构连接；所述钻孔分别连接进气管、进水管和回水管。本设计限位结构的设计让各部位的安装更加精准，为工业化生产提供高重复性和高稳定可控性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种等离子枪，具体涉及一种大功率等离子弧枪阴极结构。
背景技术
等离子枪包括转移等离子弧枪，非转移等离子弧枪和混合等离子弧枪几种，用于切割时，因工作环境温度不高，而且散热方便，不需要长时间连续工作，且功率多在60KW以内，所以等离子弧枪的阴极冷却方式可以选用水冷或气冷，阴极枪尖可选用铜材料、或铜镶钨丝材料。因为阴极冷却不充分，或阴极冷却不够接近阴极枪尖端处，导致阴极枪尖处过热影响了使用时长。阴极枪尖使用铜材料、或铜镶钨丝材料，铜材料耐温不高，也会在长时间工作后融化消耗影响使用时长，且对使用功率造成限制。另各部位之间的导电结构和限位结构设置的较为简单，无法完成长时间大功率导电使用，且超高温蒸发器对内部使用的加热源要求较高，频繁更换或漏水漏气都会严重影响使用效果，或造成高温蒸发器的损坏。
实用新型内容
针对背景技术中的问题，本实用新型公开了一种用于超高温蒸发器内连续长时工作大功率离子弧枪阴极结构，可连续长时间工作300小时以上，为蒸发器内的高温提供稳定高效的加热等离子电弧。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术效果：
一种大功率等离子弧枪阴极结构，包括枪尖、枪芯、进气管、进水管、回水管和绝缘外套；所述枪尖包括等离子弧发射尖端钨钢结构和等离子弧枪阴极枪尖双腔室导热铜结构，所述导热铜与尖端钨衔接处设有排气孔；所述枪芯包括头部的冷却腔和尾部设有的三个钻孔，所述枪芯外侧设置有限位凸台一和限位凸台二，所述限位凸台一和限位凸台二与绝缘外套设置的限位结构相配合，实现精确定位；所述枪芯头部外侧限位凸台一设置气体导流结构，枪芯两端部限位凸台之间设置内凹结构，与绝缘套内壁之间形成管状气腔，所述气腔与气体导流结构连接；所述钻孔分别连接进气管、进水管和回水管，所述进水管插入枪芯体内的冷却腔后进入到枪尖内腔，所述回水管与枪芯体内的冷却腔连通，所述进气管进入枪芯体内后与枪芯侧面的气腔连通。
进一步地，所述双腔室导热铜结构分为尖端钨与导热连接用的衔接腔和水冷内腔洞。
进一步地，所述枪芯头部外侧与尾部外侧分别设置有限位凸台一和限位凸台二，尾部外侧的限位凸台二设置密封结构，头部外侧限位凸台一设置气体导流结构。
进一步地，所述枪芯头部外侧与绝缘套限位结构一之间设置过气间隙。
进一步地，所述等离子弧枪阴极枪尖导热铜与尖端钨衔接处通过插入式钢丝防脱柱连接。
进一步地，所述等离子弧枪阴极枪尖与枪芯体之间通过螺纹连接，螺纹连接处侧边设置限位凸台三和密封结构。
进一步地，所述绝缘套为陶瓷材料。
进一步地，所述进水管、回水管和进气管均采用紫铜管，三支管道与枪芯的连接均为插入后银焊连接。
进一步地，所述进气管引入惰性气源进行等离子气源导入，惰性气包括氮气、氨气、氢气、氩气、氦气，或以上两种气体及以上气体的混合气。
相对于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型限位结构的设计让各部位的安装更加精准，为工业化生产提供高重复性和高稳定可控性；螺纹与限位台配合使用及铜管插入后再银焊设计也为大功率导电提供了稳定的导通结构。水冷结构的设计使用枪尖与枪芯各部件均得到较好的冷却以保证阴极结构可以长时间工作。铜镶钨结构，及其排气孔与防脱柱的设计为其安装与长时间工作提供了结构保证。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图中：1、钨钢子弹头，2、导热铜，3、防脱柱，4、排气孔，5、O型槽，6、冷却腔，7、螺纹，8、过气间隙，9、限位凸台，10、回水管，11、气腔，12、O型槽，13、枪芯，14、进气管，15、进水管，16、绝缘套，17、限位结构一，18、限位结构二，19、限位结构三。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
如图1所示，本实用新型的一种大功率等离子弧枪阴极结构，包括等离子弧枪阴极枪尖导热铜与尖端钨组合的铜镶钨结构，等离子弧枪阴极枪芯结构，进水管与回水管与进气管，绝缘外套。
所述枪尖包括等离子弧发射尖端的钨钢子弹头1，等离子弧枪阴极枪尖双腔
室导热铜2，等离子弧枪阴极枪尖导热铜与尖端钨衔接处的排气孔4，等离子弧枪阴极枪尖导热铜与尖端钨衔接处的防脱柱3，等离子弧枪阴极枪尖与枪芯体之间通过螺纹7连接，螺纹连接处侧边设置限位结构和密封结构，螺纹与限位结构的配合使用达到的紧密连接结构用于大功率电能的顺利导通。
所述枪芯13包括尾部偏离中心钻入的三个钻孔分别连接进水管15、回水
管10与进气管14，枪芯头部的冷却腔6，冷却腔与枪尖连接处设置的内螺纹口，及内螺纹口边缘处设置的限位结构三19和内密封结构进行密封紧密连接，枪芯尾部外侧与头部外侧分别设置一处限位凸台，尾部外侧的限位凸台设置密封结构，头部外侧限位凸台9设置气体导流结构，两个凸台之间设置内凹结构与绝缘套内壁之间形成管状气腔11，枪芯尾部引入进水管15，进水管15插入枪芯体内的冷却腔6后进入到枪尖内腔，枪芯尾部连接回水管10，回水管10与与枪芯体内的冷却腔6连通，枪芯层部引入进气管14，进气管14进入枪芯体内后，从枪芯中部侧面接入气腔11，然后沿着枪芯头部外侧设置的竖直导流槽与过气间隙8进入枪尖钨钢外围作为等离子弧气源使用，枪芯头部外侧导流凹槽为气体通过的通道，凸台与绝缘外套内侧壁及内侧设置限位台进行精确定位，枪芯尾部外侧设置密封结构与绝缘外套内侧进行密封连接，同时通过枪芯尾部外侧设置的凸台与绝缘外套内壁及内侧设置的限位台进行精确定位。
等离子弧枪阴极枪尖的钨钢使用子弹头状，前部为尖锥，中间与后部为柱状，钨钢枪尖与外喷嘴产生等离子弧的位置全部为钨钢材料，即钨钢尖锥面与1/4-2/3的柱面长裸露，不使用铜材料包覆，不由铜材料上产生等离子弧体，防止铜熔点低受热融化，高熔点钨钢可以是钨材料，或钍钨合金或镧钨合金材料，为了导热效果良好要求尖端钨材料的柱状部位与导热铜衔接腔室之间为紧配结构非过盈配，为防止紧配过程中导热铜衔接腔内因气体被挤压导致尖端钨无法插入或使用时受热气压膨胀顶出尖端钨，在衔接腔底处设置有排气孔，为防止使用时尖端钨脱落，在衔接腔中部打孔插入钢丝设置防脱结构。
等离子弧枪阴极枪尖导热铜选用紫铜材料，为保证长时间使用不会漏水进入蒸发器内，导热铜结构分为尖端钨与导热连接用的衔接腔和水冷内腔洞，尖端钨受热后，通过其侧面与平端面将热量传导给导热铜的衔接腔的内壁，导热铜结构再将热量通过设置另一端的冷却水腔传导给冷却水，两腔室不连接，防止漏水发生。
等离子弧枪阴极枪尖导热铜与枪芯之间使用螺纹连接，通过螺纹处设置的限位结构三19精确控制导热铜相对枪芯的位置，同时可以将螺纹旋紧，通过旋紧的螺纹与限位台阶处的紧密连接，保证大功率的负极电源顺利从枪芯传导至枪尖上，不因接触良导致导电不通畅和发热现象的产生。等离子弧枪阴极枪尖导热铜与枪芯之间连接处，在枪尖导热铜外侧设置1-3个O型槽5，在枪芯内侧设置密封面，使用O型圏进行填充密封。
等离子弧枪阴极枪芯为紫铜材料，从枪芯尾部使用银焊连接三根紫铜管，包括进水管，回水管，进气管，进水管与回水管与冷却水通过连接结构与进回水联通后，接入循环水进行长时间循环冷却。进气管引入惰性气源进行等离子气源导入，惰性气包括氮气、氨气、氢气、氩气、氦气，或以上两种气体及以上气体的混合气。
进水管15是需要插入枪芯体内，再通过枪芯体内冷却腔内部，一直延伸进入枪尖导热铜冷却水腔内，与枪尖导热铜冷却水腔底之间保持大于0.5mm的间距，以保证冷却水流的顺利通过。回水管10从枪芯尾部插入枪芯体内一定距离后，通过钻孔形成的孔道与枪芯体内的冷却腔连通，保证冷却水流可以顺利流过。进水管15与回水管10互换让冷却水倒流也可以达到类似的冷却效果，进水管与回水管的另一端设置通水能电连接结构与循环水系统连接的同时，也与电源负极联接。进气管从枪芯尾部插入枪芯体内一定距离后，通过钻孔形成的孔道与枪芯中部外侧凹槽与绝缘外套之间形成的气腔连接，为保证水管与气管的密封及导电效果，将进水管、回水管、进气管三根铜管均插入枪芯内部大于1mm深度后，再使用银焊工艺将铜管与枪芯尾部进行紧密连接。
进水管，回水管与进气管在进行通水通气的功能的同时，也作为通电结构，尾部进入水或气后，通过管道与枪芯的紧密联接将大功率电能导入到枪芯，再通过枪芯与枪尘导热铜的紧密连接以及导热铜与尖端钨的紧密联接将大功率电能顺利导通最后通过等离子气体喷出枪体形成加热源。
枪芯尾部外侧凸台上设置1-3个O型槽12，在绝缘外套的内侧设置密封面与限位台，使用O型圏进行填充进行密封，同时用限位结构二18进行限位。枪芯头部两外侧设置的限位凸台9分别与绝缘外套内侧面与绝缘外套内凸台形成限位结构一17进行限位固定，枪芯尾部与绝缘外套16使用胶水固定，以保证枪芯不会左右晃动或向前后脱出，枪芯头部外侧设置的凸台上切割出竖直形轴向的多条导流凹槽，枪芯头部外侧与绝缘套内凸台之间设置过气间隙8，以保证气腔内气体通过导流槽后，从此间隙中顺利通过，进入枪尖钨钢外围作为等离子弧气源进行使用。
绝缘套16为陶瓷材料，内部形状与内部限位凸台按以上所述进行设置，外部尺寸可根据需要与等离子弧枪枪壳进行配合与限位设计，为便于安装，可在两端内外设置倒角结构，枪壳上设置水冷外套、保温外套结构，喷嘴结构及高频引弧线等共同配合完成等离子弧枪在超高温蒸发器内连续长赶时间工作，绝缘套主要为枪芯传输大功率电能时与枪壳之间起绝缘作用。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种大功率等离子弧枪阴极结构，其特征在于：包括枪尖、枪芯、进气管、进水管、回水管和绝缘外套；所述枪尖包括等离子弧发射尖端钨钢结构和等离子弧枪阴极枪尖双腔室导热铜结构，所述导热铜与尖端钨衔接处设有排气孔；所述枪芯包括头部的冷却腔和尾部设有的三个钻孔，所述枪芯外侧设置有限位凸台一和限位凸台二，所述限位凸台一和限位凸台二与绝缘外套设置的限位结构相配合，实现精确定位；所述枪芯头部外侧限位凸台一设置气体导流结构，枪芯两端限位凸台之间设置内凹结构，与绝缘套内壁之间形成管状气腔，所述气腔与气体导流结构连接；所述钻孔分别连接进气管、进水管和回水管，所述进水管插入枪芯体内的冷却腔后进入到枪尖内腔，所述回水管与枪芯体内的冷却腔连通，所述进气管进入枪芯体内后与枪芯侧面的气腔连通。
2.如权利要求1所述的一种大功率等离子弧枪阴极结构，其特征在于：所述双腔室导热铜结构分为尖端钨与导热连接用的衔接腔和水冷内腔洞。
3.如权利要求1所述的一种大功率等离子弧枪阴极结构，其特征在于：所述枪芯头部外侧与尾部外侧分别设置有限位凸台一和限位凸台二，尾部外侧的限位凸台二设置密封结构，头部外侧限位凸台一设置竖直轴向气体导流结构。
4.如权利要求1或3所述的一种大功率等离子弧枪阴极结构，其特征在于：所述枪芯头部外侧与绝缘套限位结构之间设置过气间隙。
5.如权利要求1所述的一种大功率等离子弧枪阴极结构，其特征在于：所述等离子弧枪阴极枪尖导热铜与尖端钨衔接处通过插入式钢丝防脱柱连接。
6.如权利要求1所述的一种大功率等离子弧枪阴极结构，其特征在于：所述等离子弧枪阴极枪尖与枪芯体之间通过螺纹连接，螺纹连接处侧边设置限位凸台三和密封结构。
7.如权利要求1所述的一种大功率等离子弧枪阴极结构，其特征在于：所述绝缘套为陶瓷材料。
8.如权利要求1所述的一种大功率等离子弧枪阴极结构，其特征在于：所述进水管、回水管和进气管均采用紫铜管，三支管道与枪芯的连接均为插入后银焊连接。
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| TWM625669U (zh) | 2022-04-11 |
| WO2022134708A1 (zh) | 2022-06-30 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |