一种等离子炬装置的制作方法

1.本实用新型涉及废气处理设备技术领域，具体而言，涉及一种等离子炬装置。


背景技术：

2.废气处理一般分为无机废气和有机废气，无机废气一般采用喷淋法和水洗法，有机废气常用的方法是冷凝法、吸附法、吸收法、催化燃烧法和等离子法等。
3.等离子法是利用等离子炬的阴极和阳极之间放电，工作气体在电流作用下发生电离，形成等离子体火焰。离子体火焰在工作气体的作用下经过喷头喷射形成喷射流火焰。喷射流火焰与待处理废气混合将废气加热，将废气中的有机物或者卤化物转化为二氧化碳、水等无机小分子物质。
4.由于等离子体火焰的温度较高，会导致等离子炬的电极在高温下氧化和损坏。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种等离子炬装置，其能够降低等离子炬装置的电极温度，改善等离子炬装置的电极在高温下氧化和损坏的问题。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.第一方面，本实用新型提供一种等离子炬装置，包括第一电极、第二电极、放电件和供液管，所述第一电极和所述第二电极间隔设置；所述第二电极设置有冷却腔，所述第二电极具有安装部，所述安装部形成所述冷却腔的底壁；所述放电件安装于所述安装部远离所述冷却腔的一侧，并且所述放电件位于所述第一电极和所述第二电极之间；所述供液管伸入所述冷却腔的底部，且靠近所述安装部。
8.本技术通过设置冷却腔，在冷却腔通入冷却介质后可以实现对等离子炬装置的降温，从而改善等离子炬装置在高温下氧化和损坏的问题。同时，由于放电件是等离子炬装置的最主要的产热源，将冷却腔设置在第二电极可以实现对放电件和第二电极的降温，从而避免第二电极氧化和放电件损坏。将供液管伸入冷却腔的底部，且靠近安装部使得由供液管流入的冷却介质可直接作用在用于安装放电件的安装部上，可以高效的实现对放电件和安装部的降温。
9.在可选的实施方式中，所述安装部远离放电件的一侧凸设有凸出部，所述凸出部与所述放电件的位置对应，所述供液管伸入所述冷却腔的一端靠近所述凸出部。通过设置凸出部以增大安装部的换热面积。将供液管伸入冷却腔的一端靠进凸出部使得由供液管流入的冷却介质直接作用在凸出部，从而提高了放电件的换热效率。
10.在可选的实施方式中，所述凸出部呈锥形，并且所述凸出部至少部分伸入所述供液管。将凸出部设置成锥形，并且部分伸入供液管，使得由供液管流入的冷却介质经凸出部的尖端分散和凸出部与供液管端部的共同作用下使冷却介质顺着凸出部的侧壁流下，从而实现了对凸出部更好的换热。
11.在可选的实施方式中，所述等离子炬装置还包括端盖，所述第二电极远离所述第
一电极的一端内凹形成所述冷却腔，所述安装部形成所述冷却腔的底壁，所述端盖安装于所述第二电极以封闭所述冷却腔，所述端盖设置有通孔，所述供液管穿过所述通孔，并且伸入所述冷却腔的底部。将第二电极的端部内凹形成冷却腔，使得冷却介质实现对第二电极的散热，从而避免了第二电极因受高温而损坏，设置端盖可以对冷却腔实现密封，以让冷却腔形成密封环境。
12.在可选的实施方式中，所述等离子炬装置还包括出液管，所述出液管安装于所述端盖，并且所述出液管与所述冷却腔连通，所述出液管至少部分套设在所述供液管的外侧，并且所述供液管和所述出液管之间形成出液流道以供冷却介质流出。将出液管套设在供液管的外侧，使冷却腔内的冷却介质从出液流道流出，可以减少在端盖上开孔的同时，可以对供液管和出液管进行集成，让供液管和出液管的集成度更高，更加节约空间，从而可以将等离子炬装置做的更加小型化。
13.在可选的实施方式中，所述出液管的端部设置有翻边，所述翻边与所述供液管连接，所述出液管的侧壁开设有与所述出液流道连通的开口。通过在出液管的端部设置翻边，利用翻边将供液管和出液管连接，可以将供液管集成，便于供液管和出液管的安装。同时，由于在出液管的侧壁设置开口，可以将供液管的端部和开口设置在两侧，便于连接进水管和出水管。
14.在可选的实施方式中，所述等离子炬装置还包括安装件，所述安装件围合在所述第一电极的外侧，并且所述第一电极和所述安装件围合形成冷却流道，所述安装件上设置有与所述冷却流道连通的进液口和出液口。通过设置安装件在第一电极的外侧形成冷却流道从而实现了对第一电极的冷却和降温，从而避免了第一电极在高温下氧化或损坏。
15.在可选的实施方式中，所述进液口开设于所述安装件的侧壁靠近底部的一侧，所述出液口开设于所述安装件的侧壁靠近顶部的一侧。将进液口设置在安装件侧壁的底部，出液口设置在安装件侧壁的顶部这样可以减少冷却流道内的死水区，让冷的换热介质从冷却流道的底部向着顶部流动，也可以让换热介质进行充分的换热。
16.在可选的实施方式中，所述等离子炬装置还包括分水件，所述分水件安装于所述冷却流道，所述分水件的两端分别与所述冷却流道的顶壁和所述冷却流道的底壁抵接，以将所述冷却流道分隔为第一流道和第二流道，所述第一流道环绕在所述第一电极的外侧，所述第二流道环绕在所述分水件的外侧，所述分水件靠近所述安装件的一侧凸设有分水板，所述分水板与所述安装件抵接，以将所述第二流道分隔为上部流道和下部流道，所述上部流道与所述出液口连通，所述下部流道与所述进液口连通，所述分水件上设置有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔将所述第一流道与所述下部流道连通，所述第二通孔将所述第一流道与所述上部流道连通。通过设置分水件将冷却流道分隔成第一流道、上部流道和下部流道，使得由进液口流入的换热介质经下部流道缓冲和分散后由第一通孔流入第一流道。由于第一流道环绕在第一电极的外部，使得流入第一流道的换热介质沿第一流道的底部向上流动，从而让换热介质均匀的实现对第一电极的降温。第一流道内的换热介质经过第二通孔流入上部流道，并由出液口排出，从而增加了流道的长度，使得换热介质的换热效果更好。
17.在可选的实施方式中，所述第一通孔沿着所述第一流道的切向设置。第一通孔呈切向设置在分水件上这样会得流入第一流道的冷却介质会在第一流道内沿着第一电极的
侧壁进行旋转流动，让换热介质流动的水流路增长，从而提高了换热效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本实用新型实施例提供的一种等离子炬装置的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例提供的等离子炬装置的结构剖视示意图；
21.图3为本实用新型实施例提供的等离子炬装置的分水件的结构示意图。
22.图标:100-等离子炬装置；110-第一电极；111-间隙；113-贯穿孔；115-放电腔；117-凸台；120-第二电极；121-冷却腔；123-安装部；125-凸出部；130-放电件；131-放电尖端；140-供液管；150-内气环；151-缓冲腔；153-连通孔；155-第二密封圈；160-外气环；161-第一进气口；170-端盖；171-通孔；173-第一密封圈；180-出液管；181-出液流道；183-翻边；185-开口；187-连接管；190-安装件；191-冷却流道；193-进液口；195-出液口；197-第三密封圈；210-分水件；211-第一流道；212-第二流道；213-分水板；214-上部流道；215-下部流道；216-第一通孔；217-第二通孔；220-保护气环；221-气流道；223-第二进气口；230-陶瓷环；240-绝缘垫。
具体实施方式
23.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
28.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.如图1所示，本实施例提供一种等离子炬装置100，其能够改善等离子炬装置100因为高温导致氧化和损坏的问题。
30.请参照图1和图2，等离子炬装置100包括第一电极110、第二电极120、放电件130和供液管140。第一电极110和第二电极120间隔设置，并且之间形成间隙111。第二电极120设置有冷却腔121，第二电极120具有安装部123，安装部123形成冷却腔121的底壁。放电件130安装于安装部123远离冷却腔121的一侧，即放电件130安装在安装部123的下表面。放电件130位于第一电极110和第二电极120之间。供液管140伸入冷却腔121的底部，且靠近安装部123。
31.本实施例通过设置冷却腔121，向冷却腔121内通入冷却介质可以实现对等离子炬装置100的降温，从而改善等离子炬装置100在高温下氧化和损坏的问题。同时，由于放电件130是等离子炬装置100的最主要的产热源，将冷却腔121设置在第二电极120可以实现对放电件130和第二电极120的降温，从而避免第二电极120氧化和放电件130损坏。将供液管140伸入冷却腔121的底部，且靠近安装部123使得由供液管140流入的冷却介质可直接作用在用于安装放电件130的安装部123上，可以高效的实现对放电件130和安装部123的降温。
32.在本实施例中，第一电极110为阳极，第二电极120为阴极。
33.在本实施例中，放电件130为钨极，放电件130具有一放电尖端131。放电尖端131伸入在第一电极110中。
34.在本实施例中，第一电极110的中心形成贯穿孔113，放电件130的放电尖端131伸入贯穿孔113。间隙111和贯穿孔113形成放电腔115。
35.在本实施例中，等离子炬装置100还包括内气环150和外气环160。内气环150和外气环160均安装于第一电极110和第二电极120之间，并且内气环150和外气环160的一端均与第一电极110抵接。内气环150和外气环160的另一端均与第二电极120抵接。外气环160套设在内气环150的外侧，使得外气环160和内气环150之间形成缓冲腔151。外气环160上设置有第一进气口161。第一进气口161与缓冲腔151连通。内气环150上设置有连通孔153，连通孔153将放电腔115与缓冲腔151连通。氮气由第一进气口161流入缓冲腔151，在缓冲腔151缓冲后由连通孔153流入放电腔115。
36.在本实施例中，外气环160和第二电极120之间以及外气环160与第一电极110之间设置有第二密封圈155，第二密封圈155用于防止氮气由第一电极110与外气环160的间隙111或者第二电极120和外气环160的间隙111泄露。
37.在本实施例中，连通孔153沿缓冲腔151的切向设置，使得由缓冲腔151流入放电腔115的氮气形成旋流效果。
38.在本实施例中，放电件130放电在第一电极110和第二电极120之间发生电弧。氮气从第一进气口161流入缓冲腔151进行缓冲，连通孔153对氮气进行加速和旋流让氮气通入放电腔115。由于离子电弧温度可以达到10000℃至15000℃，使通入的氮气瞬间热解等离子
化后经过第一电极110的贯穿孔113排出等离子炬装置100，对气体进行处理。
39.在本实施例中，该等离子炬装置100用于处理半导体废气。在本技术的其他实施例中该等离子炬装置100也可以处理其他废气。
40.在本实施例中，安装部123远离放电件130的一侧凸设有凸出部125。即凸出部125凸设在安装部123的上表面。凸出部125与放电件130的位置对应。供液管140伸入冷却腔121的一端靠近凸出部125。即安装部123具有相对的两个壁面，两壁面中一个形成第二电极120的端面，另一个形成冷却腔121的底面。凸出部125凸设在冷却腔121的底面。放电件130安装在第二电极120的端面。通过设置凸出部125可以增大安装部123的换热面积。将供液管140伸入冷却腔121的一端靠进凸出部125使得由供液管140流入的冷却介质直接作用在凸出部125，从而提高了放电件130的换热效率。
41.需要说明的是，凸出部125与放电件130的位置对应是指凸出部125在第二电极120端面的投影与放电件130在第二电极120端面的投影至少部分重合。将凸出部125与放电件130的位置对应设置，可以增强放电件130的换热，从而更好的实现对放电件130的散热。
42.在本实施例中，放电件130安装在安装部123一侧的中心，凸出部125凸设在安装部123另一侧的中心。
43.在本实施例中，凸出部125呈锥形，并且凸出部125部分伸入供液管140。将凸出部125设置成锥形，并且部分伸入供液管140，使得由供液管140流入的冷却介质经凸出部125的尖端分散和凸出部125与供液管140端部的共同作用下使冷却介质顺着凸出部125的侧壁流下，从而实现了对凸出部125更好的换热。
44.请继续参照图1和2，在本实施例中，等离子炬装置100还包括端盖170。第二电极120远离第一电极110的一端内凹形成冷却腔121。安装部123形成冷却腔121的底壁。端盖170安装于第二电极120以封闭冷却腔121，端盖170设置有通孔171。供液管140穿过通孔171伸入冷却腔121的底部。将第二电极120的端部内凹形成冷却腔121，使得冷却介质实现对第二电极120的散热，从而避免了第二电极120因受高温而损坏。
45.在本实施例中，端盖170通过螺纹安装在第二电极120。第二电极120与端盖170之间设置有第一密封圈173。第一密封圈173用于实现对第二电极120和端盖170进行密封，以避免冷却腔121内的冷却介质由第二电极120和端盖170的结合处泄露。
46.在本实施例中，等离子炬装置100还包括出液管180，出液管180安装于端盖170，并且出液管180与冷却腔121连通。出液管180套设在供液管140的外侧，并供液管140和出液管180之间形成出液流道181以供冷却介质流出。将出液管180套设在供液管140的外侧，使冷却腔121内的冷却介质从出液流道181流出，可以减少在端盖170上开孔的同时，可以对供液管140和出液管180进行集成，让供液管140和出液管180的集成度更高，更加节约空间，从而可以将等离子炬装置100做的更加小型化。
47.在本技术的其他实施例中，也可以在端盖170上设置开口185。将出液管180安装在端盖170，并且与开口185连通。
48.请继续参照图1和2，在本实施例中，出液管180伸入通孔171中，出液管180的侧壁与通孔171的侧壁固定连接。出液管180插入通孔171的一端的端部与端盖170下底面齐平。将出液管180的端部与端盖170的下表面齐平，这样可以使得冷却介质通入冷却腔121的底部，然后由冷却腔121的顶部溢出，这样会使得冷却腔121内的换热介质是一直充满的状态，
从而让第二电极120的换热效果更好。
49.请继续参照图1和2，在本实施例中，出液管180的端部设置有翻边183，翻边183与供液管140连接。出液管180的侧壁开设有与出液流道181连通的开口185。开口185上设置有连接管187，连接管187用于连接出液管180道。通过在出液管180的端部设置翻边183，利用翻边183将供液管140和出液管180连接，可以将供液管140集成，便于供液管140和出液管180的安装。同时，由于在出液管180的侧壁设置开口185，可以将供液管140的端部和开口185设置在两侧，便于连接进水管和出水管。
50.请继续参照图1和2，在本实施例中，第二电极120位于第一电极110的顶部。等离子炬装置100还包括安装件190。安装件190围合在第一电极110的外侧，并且第一电极110和安装件190围合形成冷却流道191。安装件190上设置有与冷却流道191连通的进液口193和出液口195。通过设置安装件190在第一电极110的外侧形成冷却流道191从而实现了对第一电极110的冷却和降温，从而避免了第一电极110在高温下氧化或损坏。
51.请继续参照图1和2，在本实施例中，第二电极120与安装件190通过螺栓连接。第一电极110镶嵌在安装件190的内部。
52.请继续参照图1和2，在本实施例中，第一电极110的呈管状，外侧壁上凸设有两圈凸台117。安装件190也呈管状，安装件190套设在第一电极110的外侧，并且安装件190的内壁与凸台117的外壁抵接。第一电极110、凸台117和安装件190围合形成冷却流道191。
53.在本实施例中，凸台117与安装件190之间设置有第三密封圈197，第三密封圈197用于对凸台117与安装件190之间的结合处进行密封，避免冷却介质由第一电极110和安装件190的结合处泄露。
54.请继续参照图1和2，在本实施例中，进液口193开设于安装件190的侧壁靠近底部的一侧。出液口195开设于安装件190的侧壁靠近顶部的一侧。将进液口193设置在安装件190侧壁的底部，出液口195设置在安装件190侧壁的顶部这样可以减少冷却流道191内的死水区，让冷的换热介质从冷却流道191的底部向着顶部流动，也可以让换热介质进行充分的换热。
55.请继续参照图2和图3，在本实施例中，等离子炬装置100和包括分水件210。分水件210安装于冷却流道191，分水件210的两端分别与冷却流道191的顶壁和冷却流道191的底壁抵接，以将冷却流道191分隔为第一流道211和第二流道212。所述第一流道211环绕在所述第一电极110的外侧，所述第二流道212环绕在所分水件210的外侧。所述分水件210靠近所述安装件190的一侧凸设有分水板213，所述分水板213与所述安装件190抵接将所述第二流道212分隔为上部流道214和下部流道215。所述上部流道214与所述出液口195连通，所述下部流道215与所述进液口193连通。所述分水件210上设置有第一通孔216和第二通孔217，所述第一通孔216将所述第一流道211与所述下部流道215连通，所述第二通孔217将所述第一流道211与所述上部流道214连通。通过设置分水件210将冷却流道191分隔成第一流道211、上部流道214和下部流道215，使得由进液口193流入的换热介质流入下部流道215，换热介质在下部流道215内缓冲和分散后由第一通孔216流入第一流道211，由于第一流道211环绕在第一电极110的外部，使得流入第一流道211的换热介质沿第一流道211的底部向上流动，从而让换热介质均匀的实现对第一电极110的降温。最后，第一流道211内的换热介质经过第二通孔217流入上部流道214由出液口195流出，从而增加了流道的长度，热换热介质
的换热效果更好。
56.请参照图3，在本实施中，第一通孔216呈切向(垂直半径的方向)设置在开设在分水件210上，这样使得流入第一流道211的换热介质会在第一流道211内沿着第一电极110的侧壁进行旋转流动，让换热介质流动的水流路增长，从而提高了换热效率。
57.在本实施中，第一通孔216有多个，多个第一通孔216呈圈状均匀的开设在分水件210上。设置多个第一通孔216便于换热介质更好的流动。
58.请继续参照图2，在本实施例中，离子炬装置还包括保护气环220和陶瓷环230。保护气环220套设在陶瓷环230的外侧。保护气环220通过螺栓安装于安装件190远离第二电极120的一端。陶瓷环230安装在保护气环220和第一电极110之间。陶瓷环230、保护气环220和第一电极110围合形成气流道221，保护气环220上设置有第二进气口223，第二进气口223与气流道221连通。第一电极110和陶瓷腔之间设置有缝隙。由第二进气口223向保护气环220内通入保护气，保护气在气流道221内流动，从而实现对陶瓷环230的降温，最后气流道221内的气体经过缝隙排出，实现了对陶瓷环230伸出保护气环220的部分降温，从而达到了对陶瓷环230的保护。
59.在本实施例中，等离子炬装置100还包括绝缘垫240，绝缘垫240安装在保护气环220的端面，用于在等离子炬装置100安装时绝缘。
60.本实施例提供的一种等离子炬装置100的工作原理和有益效果包括：
61.本技术通过设置冷却腔121，向冷却腔121内通入换热介质可以实现对等离子炬装置100的降温，从而改善等离子炬装置100在高温下氧化和损坏的问题。同时，由于放电件130是等离子炬装置100的最主要的产热源，将冷却腔121设置在第二电极120可以实现对放电件130和第二电极120的降温，从而避免第二电极120氧化和放电件130损坏。将供液管140伸入冷却腔121的底部，且靠近安装部123使得由供液管140流入的换热介质可直接作用在用于安装放电件130的安装部123上，可以高效的实现对放电件130和安装部123的降温。
62.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。