阅读说明：本技术 一种长弧等离子体束发生器电弧通道结构 (Arc channel structure of long arc plasma beam generator ) 是由 不公告发明人 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种长弧等离子体束发生器电弧通道结构,包括主体,主体内具有沿其轴向延伸的电弧通道,主体通过多组由增材制造技术制作的耐热绝缘体部、导电导热体部和渐变体部构成,耐热绝缘体部和导电导热体部之间通过渐变体部连接,耐热绝缘体部由耐热绝缘材料制成,导电导热体部由导电导热材料制成,渐变体部由耐热绝缘材料和导电导热材料混合而成,渐变体部靠近耐热绝缘体部的一端向导电导热体部延伸的过程中渐变体部中的耐热绝缘材料的含量逐渐减小且导电导热材料的含量逐渐增加。本发明所提供的主体内电弧通道平整、可靠且完善。(The invention discloses an arc channel structure of a long-arc plasma beam generator, which comprises a main body, wherein an arc channel extending along the axial direction of the main body is arranged in the main body, the main body is composed of a plurality of groups of heat-resistant insulator parts, electric and heat conducting parts and gradient parts, which are manufactured by additive manufacturing technology, the heat-resistant insulator parts and the electric and heat conducting parts are connected through the gradient parts, the heat-resistant insulator parts are made of heat-resistant insulating materials, the electric and heat conducting parts are made of electric and heat conducting materials, the gradient parts are formed by mixing the heat-resistant insulating materials and the electric and heat conducting materials, and the content of the heat-resistant insulating materials in the gradient parts is gradually reduced and the content of the electric and heat conducting materials is gradually increased in the process. The arc channel in the main body provided by the invention is flat, reliable and perfect.)

一种长弧等离子体束发生器电弧通道结构

技术领域

本发明属于等离子束发生器技术领域，具体涉及一种长弧等离子体束发生器电弧通道结构。

背景技术

直流电弧层流长束等离子体束，是可以广泛应用于众多工业领域的基础热源。这种等离子束可以产生稳定、可控的长束高温热源，温度可在50000摄氏度至2000摄氏度间调节。采用传统方法制造的等离子体束发生器的内部电弧通道零件众多，绝缘、水密封、耐高温等要求导致电弧通道内壁参差不平从而导致发生器功率小、工作不稳定、寿命短，同时还导致结构复杂成本高。

发明内容

本发明的目的在于：解决上述现有技术中的不足，提供一种长弧等离子体束发生器电弧通道结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：提供一种长弧等离子体束发生器电弧通道结构，包括主体，所述主体内具有沿其轴向延伸的电弧通道，所述主体通过多组由增材制造技术制作的耐热绝缘体部、导电导热体部和渐变体部构成，所述耐热绝缘体部和导电导热体部之间通过所述渐变体部连接，所述耐热绝缘体部由耐热绝缘材料制成，所述导电导热体部由导电导热材料制成，所述渐变体部由耐热绝缘材料和导电导热材料混合而成，所述渐变体部靠近所述耐热绝缘体部的一端向所述导电导热体部延伸的过程中所述渐变体部中的耐热绝缘材料的含量逐渐减小且导电导热材料的含量逐渐增加。

进一步的，所述渐变体部靠近所述耐热绝缘体部的一端向所述导电导热体部延伸的过程中所述渐变体部中的耐热绝缘材料的含量由100％减少至0％，且导电导热材料的含量由0％增长至100％。

进一步的，所述电弧通道有多个，多个所述电弧通道都沿所述主体的轴向延伸且相互平行。

进一步的，所述主体的周向表面设置有冷却环槽。

进一步的，所述耐热绝缘材料为三氧化二铝、氮化硼、氮化硅或氮化铝。

进一步的，所述导电导热材料为铜、钨或钨铜合金。

进一步的，所述主体具有多个耐热绝缘体部、导电导热体部和渐变体部，多个所述耐热绝缘体部和导电导热体部连续交替设置，任意相邻的所述耐热绝缘体部和导电导热部之间通过所述渐变体部连接。

进一步的，所述电弧通道的内径范围为1-200毫米。

进一步的，本发明还提供了一种长弧等离子体束发生器，包括阳极体、阴极体和主体，所述主体的两端分别与所述阳极体和阴极体连接。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过将耐热绝缘材料和导电导热材料通过增材制造技术制备出包含了耐热绝缘体部、导电导热体部和渐变体部的主体，并在主体内开设电弧通道，相比于传统的长弧等离子体束发生器不必再设置众多复杂绝缘耐热密封结构，同时电弧通道更为平整、可靠和完善，有效防止了电弧通道串弧的发生，使发生器工作更稳定，功率更大，也简化了多通道超大功率发生器的制造过程。

附图说明

图1为本发明的示意图。

附图标记：100-本体，110-电弧通道，120-耐热绝缘体部，130-导电导热体部，140-渐变体部，150-冷却环槽，210-阳极体，220-阴极体。

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施方式做具体的说明。

本发明提供了一种采用3D打印制作的等离子体束发生器，如图1所述，包括主体，所述主体100内具有沿其轴线延伸的电弧通道110，电弧通道110的内径范围在1-200毫米之间，所述主体100是通过由增材制造技术制作的耐热绝缘体部120、导电导热体部130和渐变体部140构成，因此位于主体100内的电弧通道具有平整、可靠和完善的特点。所述耐热绝缘体部120和导电导热体部130之间通过渐变体部140连接，耐热绝缘体部120和导电导热体部130可以设置为多个，多个耐热绝缘体部120和导电导热体部130沿主体100的轴向连续交替设置，相应的，任意相邻的耐热绝缘体部120和导电导热体部130之间都通过渐变体部140连接，在主体100的周向表面还设置有多个环状的冷却环槽150，冷却水环绕在冷却环槽150内能够使本发明具有更好的冷却效果。

所述耐热绝缘体部120由耐热绝缘材料制成，耐热绝缘材料具体可采用陶瓷材料，例如三氧化二铝、氮化硼、氮化硅和氧化铝等材料，所述导电导热体部130通过导电导热材料制成，导电导热材料可采用金属材料，例如铜、钨和钨铜合金等材料，所述渐变体部140由耐热绝缘材料和导电导热材料混合以增材制造技术而制成，在所述渐变体部140靠近所述耐热绝缘体部120的一端向所述导电导热体部130延伸的过程中所述渐变体部140中的耐热绝缘材料的含量逐渐减小且导电导热材料的含量逐渐增加，具体地，由于渐变体部140是仅由耐热绝缘材料和导电导热材料混合而成，因此所述渐变体部140靠近所述耐热绝缘体部120的一端向所述导电导热体部130延伸的过程中所述渐变体部140中的耐热绝缘材料的含量由100％减少至0％，且导电导热材料的含量由0％增长至100％，相应的，当具有多个渐变体部140时，相邻的两个渐变体部140设置的方向相反，通过设置渐变体部140能够使得本发明不必再设置众多复杂的绝缘耐热密封结构，简化了本发明的结构，增加了稳定性，同时还因为本发明是通过增材制造技术来生产制造的，因此使得主体100内可以方便地加工出多个电弧通道110，多个电弧通道110都沿主体100的轴向延伸并且相互平行。

本发明还提供了一种长弧等离子体束发生器，包括阳极体210、阴极体220和主体100，所述主体100的两端分别与所述阳极体210和阴极体220连接。