Электродуговой испаритель

ОЛ ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 30,01,78 (21) 2577732/24-07 Н 05 В 7/18 Н 05 Н 1/26 с присоединением заявки М -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Научно-производственное объединение Тулачермет 54) ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ИСПАРИТЕЛЬ Изобретение относится к электротех-,нике, а именно к плазменной техникеи может быть использовано для получения мелкодисперсных порошков легкоплавких металлов, а также при осущест -5влении процесса, одной из стадий которых является получение паров металлов и других трудноиспаримых соединений.Известны электродуговые нагреватели газа, применяющиеся, в частности,и для получения и .обработки порошков,и испарения веществ и соединений (1),Известен электродуговой испаритель,содержащий соосно установленные центральный стержневой электрод, трубчатыйвыходной электрод, выполненный из пористого материала, и охватывающийтрубчатый электрод герметичный корпус с патрубком подачи в полость между ними испаряемого вещества 2).Недостатком электродугового испарителя является низкая эффективностьработы,25Целью изобретения является повышение эффективности работы испарителя.Цель достигается тем, что испаритель снабжен дополнительным электронагревателем, например, резистивным,установленным снаружи корпуса, а трубчатый электрод выполнен нз тугоплавкого материала, например, пористого вольфрама с пропиткой легкоплавким испаряемым веществом, например, медью.На чертеже изображен испаритель, Стержневой электрод 3 установлен внутри межэлектродного изолятора 2, смонтированнсго на вихревой камере 3. Выходной трубчатый электрод 4 выполнен из тугоплавкого пористого материала, наприме.р, вольфрама, пропитанного испаряемым веществсм. Выходной электрод установлен в цилиндрическом корпусе 5. Кольцевая полость между электродом 4 и корпусом 5 заполнена испаряемьм материалом, Корпу 5 имеет патрубск б для подачи материала и опоясывается электронагревателем 7.Устрсйство работает следующим образом.Электрическая дуга 8 выдувается под воздействием вихревого потока плазмообразующего газа в канаг выходного электрода. Псд воздействием теп ловых потоков от приэлектродного участка дуги в выходном канале электрода, а также лучистсй н конвективной составляющих теплового потока о:5 1 О 15 20 25 Формула изобретения 30 столба дуги .и последугавой плазменной струи, выходной электрод нагревается, а находящийся в порах и кольцевом пространстве более легкоплавкий перерабатываемый материал плавится.Часть перерабатываемого материаланаходящаяся непосредственно на поверхности внутреннего канала электрода,испаряется. Восполнение испаренногоматериала происходит в результате действия капиллярных сил за счет расплава, содержащегося в кольцевом зазореУбыль перерабатыв аемого мат ериалав кольцевом зазоре межцу выходнымэлектродом и корпусом восполняетсяпутем подачи материала через патрубок 6 в виде его порошка, прутка ит,д. Испаривщийся материал поступаетв плазменную струю, который транспортируется на дальнейшую переработку.В момент запуска плазмотрона, когода перерабатываемое вещество в телевыходное электрода, 4 и кольцевом зазоре между ней ж корпусом 5 находитсяв твердом состонии, трудно мгновеннополучить интенсивное испарение перерабатыьаемого материала, а в зонепривязки дуги возможно оплавление иразрушение тугоплавкой пористой матрицы.Для предотвращения разрушенияэлектрода 4 целесообразно перед запуском плазмотрона расплавить перерабатываемый материал и, по возможности поднять его температуру дс температуры близкой к точке кипения.Тогда после запуска сразу же начнетсяиспарение и значительный расход тепла на парообразование исключает оплаВление выходного электрода, так кактемпература электрода не может значительно превышать температуру кипенияперерабатываемого материала,Предварительное расплавление и нагрев перерабатываемого материала осуществляется с помощью электронагревателя 7 любой известной конструкции(спираль сопротивления, индуктор ит.п. ),Температура плавления выходногоэлектрода должна превышать температуру кипения перерабатываемого материала, Кроме того материал электрода не должен реагировать с расплавомперерабатываемого материала.Как показали исследования по про.питке медью, свинцом и другими металлами вольфрамовой матрицы пористостьюот 15% до 40, полученной методамипорошксвой металлургии из порошка срадиусом частиц 1-40 мкм, расплав хорошо впитывается в пористую матрицупод действием капиллярных сил и прочно удерживается в порах,Таким образом, использование тепловых потерь в выходном электроде длянагревания и испарения материала позволит более полно использовать лучистые и конвективные тепловые потоки от столба дуги, а также тепла, выделяющегося в зоне привязки дуги кэлектроду, и повысить эффективностьиспользования тепла для осуществленияпроцесса испарения перерабатываемогоматериала. Улучшается также и качество продукта, поскольку исключаетсявозможность проскока В плазменнуюструю капель неиспарившегося материала.Изобретение может найти также применение для охлаждения электродовплазмстронов, работающих в особыхусловиях (плазмобуры в глубоких скважинах, плазменные двигатели в космосе), когда охлаждение обычными средствами за счет циркуляции воды илиНного теплоносителя затруднено,Электродуговой испаритель, содержащий соосно установленные центральныйстержневой электрод, трубчатый выходной электрод, выполненный из пористого материала, и охватывающий трубча.тый электрод герметичный корпус спатрубком подачи в полость между ними испаряемого вещества, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью40 повышения эффективности работы испарителя, он снабжен дополнительнымэлектронагревателем, например, реэистивным установленным снаружи корпуса,а трубчатый электрод выполнен из ту 45 гоплавкого материала, например, пористого всльфрама с пропнткой легкоплавким испаряемым веществом, например, медью,Источники информации, принятые во50 внимание при экспертизе1. Жуков М, Ф, и др. Электродуговые нагреватели газа, М., Наука1973. с, 12-21.2. Патент Великобритании У 138096655 кл. Н 05 Н 1/26, 1975.678735 в Составитель В. Ковалев Большакова Техред Э.Чужик Корректор М,едакт 4/5 Ужгород, ул. Проект н а я Филиал ППП Патент Тираж 9 рственног с бретений Ж, Раушакал 4411/52 ЦНИИПИ Госуд по делам и 113035, Москва, комите откры кая на