Электродуговой плазматрон
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
Союз Советских Социалистических РеспубликО П И С А Н И Е 1184250ИЗОБРЕТЕНИЯ ВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ Дополнительно авг. свид(21) 2781290/24-0 М. Кл.з Н С 5 В 7/22 Н 05 Н 1/3 22) Заявлено 18.06.79 аявки Ъе присоединением сударствеииыи комитет 23) Приоритет СССРм изобресеиий Опубликовано 15.0Дата опубликован крытий(54) ЭЛ ЕКТРОДУГО Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрическому нагреву газов дуговым разрядом, и может быть использовано в плазматронах при проведе нии различных технологических процессов, а также научных исследований высокотемпературных процессов.Известны плазматроны, содержащие концентричные водоохлаждаемые внутренний и выходной электроды, каналы для подачи рабочего газа в разрядную камеру плазматрона и изоляторы, в которых для уменьшения пульсаций тока и напряжения и, тем самым, для увеличения мощности дуги и температуры рабочего газа, выходной электрод выполнен одноступенчатым 11.Недостатками таких плазматронов являются сравнительно малые КПД из-за больших суммарных тепловых потерь за уступом, а также существенные потери тепла в зоне срыва. Область привязки дугового разряда подвержена повышенной эрозии материала электрода, а неравномерность тепловых потоков по длине уве" личивает требования к системе охлаждения выходного электрода.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является плазма- трон, содержащий соосно расположенные 2.82, Бюллетень М 6 (53) УДК 621,365,29(088.8)я описания 15.02.82 центральный стержнеьой электрод и выходной наружный электрод, выполненный в виде охватывающего стержневой электрод нерабочего цилиндрического участка, 5 переходящего в расширяющийся сопловойучасток Р 1.В этом плазматроне, предназначенномдля получения сверхзвукового потока, газ, температура которого уже возросла на 10 участке дуги после внутреннего электрода,резко ускоряется прп входе в горловину сопла, плотность тока и напряженность электрического поля заметно возрастают, а дуга имеет тенденцию привязываться 15 непосредственно за горловиной, уменьшаянадежность работы плазматрона; прп этом возникающие пульсации тока и напряжения приводят к ограничению температурь 1 газа на выходе из плазматрона, которая 20 находится на уровне 3000 К.Целью изобретения является повыше.ние надежности плазматрона путем увеличения стабильности горения дуги.Указанная цель достигается тем, что 25 внутренняя поверхность соплового электрода выполнена с криволинейным профилсм, причсм угол между касательной к.этой поверхности и осью электрода выполнен изменяющимся по длине электрода з 0 в направлении выхода от 9 до 2, а рабо 8142503чий торец стеряневого электрода распо. ложен в плоскости наименьшего сечения сопловой части выходного электрода.1-1 а чертеяе схематически изображен вариант плазматрона постоянного тока с с газовой стабилизацией дуги.Плазматрон содержит внутренний электрод 1 с наконечником 2 пз торированного или лантанированного вольфрама, являющийся катодом, вихревуо камеру с каналами 3 для тангенциальной подачи рабо. чего газа, изолятор 4 и выходной электрод 5, выполняющий функции сопла-анода. Катод и анод охлаждаются водой,Плазматрон работает следующим об разом,Включается подача охлаждающей воды и рабочего газа, поступающего в канал 3, Затем подается напряжение между катодом 1 и анодом 5 и одним из известных способов заяигается дуга между ними.Профилирование внутренней стенки соила анода выполнено из условия постоянства динамического напора газа оР по длине канала выходного электрода (р и среднемассовые плотность и скорость потока, определенные для данного сечения). Постоянный динамический напор обеспечивает более однородные условия для горения электрической дуги, плавное изменение параметров дуги по длине канала и, соответственно, лучшую стабилизацию дуги, в том числе стабильное вращение ооласти привязки дуги к выходному электроду под действием тангенциальной подачи рабочего газа или электродинамических сил, возникающих при взаимодействии тока с внешним магнитным полем.Конец внутреннего электрода располагается в плоскости наименьшего сечения выходного электрода для того, чтобы весь положительный столб дуги находился в области постоянного динамического напора потока газа, В противном случае, когда конец катода не доходит до горловины выходного электрода, условия горения ду. ги в этой области сильно отличаются из. за разных значений динамического напора, горловина становится диафрагмой, суяивающей положительный столб, увеличивается местное значение напряженности электрического поля и облегчаются условия пробоя между столбом и выходным электродом в области непосредственно за горловиной. В случае значений указанных углов менее 2 на выходе и более 9 на входе сопловой части выходного электрода для различных рабочих газов в сопле плаз 4матрона не будет достигнут равномерный динамический напор. Профилирование соп ла выходного электрода и расположение торца внутреннего электрода в горловине ь сопла обеспечиваот равномерный динамический напор, однородность параметров и стабилизацшо дуги по всей длине ее положительного столба, стабильность работы и лучший теплообмен на начальном участ О ке дуги.Тепловой поток становится более равномерным по длине выходного электрода, поэтому увеличивается надеяность покрытия его внутренней поверхности высокотемпературным материалом, стойкого к среде рабочего газа и нанесенного с целью уменьшения тепловых потерь и увеличения тем самым коэффициента полезного действия плазматрона.20 Устройство может быть выполнено и сиспользованием магнитного поля для стабилизации дуги, а также для работы на переменном токе.Данный плазматрон обладает высокой 2 З эрозиониой стойкостью выходного электрода и отсутствием заметных пульсаций тока и напряжения дуги при работе.Формула изобретенияЗОЭлектродуговой плазматрон, содержащий соосно расположенные центральный стержневой электрод и выходной наруж ый электрод, выполненный в виде охвазз тывающего стержневой электрод нерабоче о цилиндрического участка, переходящего в расширяощийся к выходу сопловой уча.сток, отличающийся тем, что, с целью повышенпя надежности работы плазматро.4 о па путем увеличения стабильности горениядуги, внутренняя поверхность соплового электрола выполнена с криволинейным профилем, причем угол между касательной к этой поверхности и осью электрода вы 4 з полнен изменяющимся по длине электродав направлении к выходу от 9 до 2, а рабочий торец стержневого электрода рас.положен в плоскости наименьшего сечения сопловой части выходного электрода, 5 пИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Коротеев В, А. и Урюков Б. А. Прикладная динамика и термическая плазма, М Наука, 195, с. 14 - 18.2. Патент СШЛ Л. 3106633, кл. 219 -75, 1963 (прототип).314250 Составитель Н. Писаревскаяехред А. Камышникова Коррект Редактор С, Тито тепано Подписное Изд.111 Тираж 856 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 128 Загорская типография Упрполиграфнздата Мособлисполкома
СмотретьЗаявка
2781290, 18.06.1979
ИНСТИТУТ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР АН СССР
БАШКАТОВ В. А, ИСАКАЕВ М. -Э. Х, КРЕШИН М. Б, ЧЕНЧИКОВ А. М, ШЕЛКОВ Е. М, ШПИЛЬРАЙН Э. Э
МПК / Метки
МПК: H05B 7/22
Метки: плазматрон, электродуговой
Опубликовано: 15.02.1982
Код ссылки
<a href="https://patents.su/3-814250-ehlektrodugovojj-plazmatron.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Электродуговой плазматрон</a>
Предыдущий патент: Устройство для измерения сверхвысоких частот
Следующий патент: Ондулятор
Случайный патент: 316411