×
20.02.2019
219.016.bfee

ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЛАЗМОТРОН ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002374791
Дата охранного документа
27.11.2009
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, в электродуговых устройствах для получения низкотемпературной плазмы. Электродуговой плазмотрон переменного тока содержит расположенные вдоль общей оси осесимметричные трубчатые металлические электроды. Электроды разделены между собой завихрителем газа. Один из электродов закрыт торцевой заглушкой и снабжен магнитной катушкой, которая охватывает рубашку охлаждения. Второй электрод имеет отверстие для выхода горячего газа. Каждый электрод снабжен рубашкой водяного охлаждения наружной поверхности. В электроде с торцевой заглушкой выполнена, по крайней мере, одна продольная сквозная щель. Длина щели больше длины магнитной катушки, но меньше длины электрода. Щель заполнена вставкой из неэлектропроводного материала. Вставка обеспечивает герметичность рубашки охлаждения электрода. Изобретение позволяет увеличить ресурс работы плазмотрона. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области электротехнике и может быть использовано, в частности, в электродуговых устройствах для получения низкотемпературной плазмы.

Плазменные технологии, основанные на использовании электродуговых плазмотронов в качестве источников низкотемпературной плазмы, являются весьма перспективными для многих отраслей промышленности, так как они позволяют увеличить рабочую температуру технологического процесса по сравнению с традиционными источниками тепла (топливные горелки) и тем самым повысить его эффективность. Однако обязательным условием успешного внедрения плазменных технологий является обеспечение непрерывной работы плазмотрона (т.е. ресурса) в течение сотен, а иногда и тысяч часов. Это является весьма трудной задачей, так как электроды подвержены эрозии под действием опорных пятен дуги.

Плазмотроны переменного тока имеют ряд известных преимуществ по сравнению с плазмотронами постоянного тока, в том числе больший ресурс и надежность.

Известен плазмотрон, содержащий трубчатые металлические электроды с рубашками охлаждения и расположенный между электродами завихритель рабочего газа, обеспечивающий положение дуги на оси плазмотрона и изолирующий электроды друг от друга. Этот плазмотрон может питаться от источника как постоянного, так и переменного тока (А.С.Коротеев, В.М.Миронов, Ю.С.Свирчук «Плазмотроны конструкции, характеристики, расчет». - М.: Машиностроение, 1993 г.).

Недостатком описанного плазмотрона переменного тока является то, что приэлектродная часть (ножка дуги) и, соответственно, опорное пятно дуги вращаются внутри электрода только за счет газового вихря. Однако известно, что такой способ вращения не обеспечивает ресурс электрода, необходимый для промышленных применений описанного плазмотрона. Для увеличения ресурса в плазмотронах постоянного тока используется магнитное вращение ножки дуги, для чего на электрод помещается магнитная катушка, включаемая последовательно с дугой. Однако прямое перенесение этого метода на плазмотрон переменного тока невозможно из-за экранирующего действия электрода на магнитное поле внутри него.

Задачей предлагаемого изобретения является создание внутри электрода магнитного поля, способного непрерывно двигать в одном направлении опорное пятно дугового разряда по поверхности электрода и тем самым обеспечить увеличение его ресурса.

Указанная цель достигается тем, что электродуговой плазмотрон переменного тока снабжен двумя осесимметричными трубчатыми медными электродами, расположенными вдоль общей оси и разделенными между собой завихрителем газа.

Передний по отношению к потоку газа электрод закрыт с одной стороны заглушкой.

Задний по отношению к потоку электрод имеет отверстие для выхода горячего газа.

Электроды охлаждаются водой, причем рубашка охлаждения каждого электрода образована внутренней поверхностью корпуса рубашки и наружной поверхностью электрода. Передний электрод снабжен соленоидом (магнитной катушкой), расположенным на наружной поверхности корпуса рубашки концентрично с ней. Магнитная катушка электрически включена последовательно с дугой. В стенке переднего электрода сделана сквозная продольная щель, параллельная оси электрода, длина которой больше длины магнитной катушки, но меньше длины электрода. Кроме того, в щели расположена вставка из неэлектропроводного материала, герметизирующая щель для предотвращения попадания воды из рубашки охлаждения внутрь дугового канала или рабочего газа из дугового канала в рубашку охлаждения.

Известно, что ресурс заднего электрода обычно значительно больше ресурса переднего электрода. Это связано с быстрым возвратно-поступательным движением ножки дуги вдоль оси заднего электрода, обусловленным явлением шунтирования дуги. Поэтому использование магнитной катушки на заднем электроде для вращения опорного пятна дуги нецелесообразно.

Достигаемый с помощью изобретения технический результат заключается в следующем. При отсутствии щели магнитная катушка наводит в электроде большой тангенциальный ток, который искажает магнитное поле внутри электрода по величине и фазе и делает принципиально невозможным вращение ножки дуги в одном направлении с газовым вихрем, без чего невозможно обеспечить приемлемый ресурс электрода. Щель препятствует протеканию тангенциального тока и тем самым позволяет организовать однонаправленное вращение ножки дуги.

На чертеже показано принципиальное исполнение плазмотрона согласно изобретению.

Плазмотрон содержит передний 1 и задний 2 по отношению к потоку электроды, разделенные завихрителем 3, в который через штуцер 9 подается рабочий газ в тангенциальном направлении. Передний электрод закрыт с одного конца торцевой заглушкой 4 (уплотнения на чертеже не показаны). Каждый электрод снабжен рубашкой охлаждения, образованной наружной поверхностью электрода 5 и внутренней поверхностью корпуса рубашки 6. Вода в каждую рубашку подается через штуцеры 7 и отводится через штуцеры 8. На корпусе рубашки охлаждения переднего электрода 1 расположена магнитная катушка 10. Электрический ток от источника питания подводится к одному концу катушки, второй ее конец соединен с корпусом рубашки охлаждения. Поскольку в приведенном варианте исполнения катушка на заднем электроде отсутствует, то ток подводится непосредственно к корпусу рубашки охлаждения. В переднем электроде 1 сделана продольная щель, заполненная герметизирующей вставкой 11 из неэлектропроводного материала.

Плазмотрон работает следующим образом. Через штуцер 9 подают в плазмотрон рабочий газ, а через штуцер 7 воду. После подачи воды и рабочего газа на плазмотрон подается рабочее напряжение и между электродами 1 и 2 инициируется дуга одним из известных способов (например, поджигом вспомогательного маломощного разряда). За счет совокупного действия осевой и тангенциальной составляющих скорости газа дуга располагается в приосевой области плазмотрона, а нагретый газ вытекает через нижнее по потоку отверстие в заднем электроде 2. Ножка дуги вращается в основном под действием электромагнитной силы, образующейся при взаимодействии тока дуги с магнитным полем катушки. Благодаря наличию щели в переднем электроде возникновение тангенциального тока в этом электроде и его отрицательный эффект невозможны, поэтому ножка вращается только в направлении газового вихря, что приводит к снижению эрозии электрода и увеличению ресурса плазмотрона.

Электродуговой плазмотрон переменного тока, содержащий расположенные вдоль общей оси осесимметричные трубчатые металлические электроды, разделенные между собой завихрителем газа, причем один электрод закрыт торцевой заглушкой, а второй электрод имеет отверстие для выхода горячего газа, при этом каждый электрод снабжен рубашкой водяного охлаждения наружной поверхности, отличающийся тем, что электрод с торцевой заглушкой снабжен магнитной катушкой, охватывающей рубашку охлаждения, кроме того в этом электроде выполнена по крайней мере одна продольная сквозная щель, длина которой больше длины магнитной катушки, но меньше длины электрода, при этом щель заполнена вставкой из неэлектропроводного материала, обеспечивающей герметичность рубашки охлаждения электрода.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 12.
20.02.2019
№219.016.bfe3

Устройство для определения боковых составляющих вектора тяги электрореактивного двигателя

Изобретение относится к силоизмерительной технике, а именно к средствам измерения боковых составляющих вектора тяги электрореактивных двигателей (ЭРД). Устройство включает в себя горизонтально расположенное и подвешенное на упругом на кручении подвесе подвижное коромысло, на одном конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002370740
Дата охранного документа: 20.10.2009
20.02.2019
№219.016.bfe9

Устройство для определения боковых составляющих вектора тяги электрореактивного двигателя

Изобретение относится к силоизмерительной технике, а именно к средствам измерения боковых составляющих вектора тяги электрореактивных двигателей (ЭРД). Устройство включает в себя горизонтально расположенное и подвешенное на упругом на кручение подвесе подвижное коромысло, на одном конце...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002370739
Дата охранного документа: 20.10.2009
20.02.2019
№219.016.c0c6

Жидкостный ракетный двигатель многократного включения (варианты)

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано в двигательных и энергетических установках перспективных средств межорбитальной транспортировки, предназначенных для выведения космических аппаратов с низких опорных орбит на различные высокоэнергетические орбиты. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002364742
Дата охранного документа: 20.08.2009
20.02.2019
№219.016.c0d1

Маршевая многокамерная двигательная установка с сопловым насадком (варианты)

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании или модернизации многокамерных двигательных установок. В трех предложенных вариантах конструкции маршевой многокамерной двигательной установки сопловой насадок выполнен составным из лепестков и донной части,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002364741
Дата охранного документа: 20.08.2009
20.02.2019
№219.016.c0fc

Многополостной баллон высокого давления

Изобретение относится к устройствам для хранения газов - конструкции многополостного баллона высокого давления. Технический результат - обеспечение минимального значения отношения массы сосуда к массе газа М/М, обеспечение малых габаритов. Многополостной баллон состоит из корпуса, заключенных в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002365809
Дата охранного документа: 27.08.2009
20.02.2019
№219.016.c107

Способ измерения боковой составляющей вектора тяги электрореактивного двигателя и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к силоизмерительной технике, а именно к средствам измерения боковых составляющих вектора тяги электрореактивных двигателей (ЭРД). Предлагается способ измерения боковой составляющей вектора тяги, основанный на том, что размещают ЭРД на одном конце подвижной системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002363932
Дата охранного документа: 10.08.2009
10.04.2019
№219.017.0016

Способ определения максимального размера пор мембраны методом пузырька

Изобретение относится к контрольно-измерительной и экспериментальной технике. Может быть использовано для контроля структурных свойств пористых тонких пленок в химической, медицинской, радиоэлектронной и других областях промышленности. Сущность изобретения: мембрану, предварительно пропитанную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002248552
Дата охранного документа: 20.03.2005
10.04.2019
№219.017.055e

Камера ракетного двигателя малой тяги (рдмт), работающего на двухкомпонентном несамовоспламеняющемся газообразном топливе (варианты)

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности к ракетным двигателям малой тяги. Камера ракетного двигателя малой тяги (РДМТ), работающего на двухкомпонентном несамовоспламеняющемся газообразном топливе, содержит камеру сгорания с соплом и смесительной головкой, предкамеру с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002369766
Дата охранного документа: 10.10.2009
19.04.2019
№219.017.2e19

Устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей (варианты)

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для экспериментальной отработки при создании и модернизации маршевых однокамерных и многокамерных установок, в частности для имитации высотных условий при огневых испытаниях жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) с соплами больших...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002391548
Дата охранного документа: 10.06.2010
19.04.2019
№219.017.2f84

Маршевая многокамерная двигательная установка с сопловым насадком

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании и модернизации маршевых многокамерных двигательных установок (ММДУ). В маршевой многокамерной двигательной установке (ММДУ) с сопловым насадком, выполненным в форме стакана, и устройством выдвижения сопловой насадок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002373419
Дата охранного документа: 20.11.2009
Показаны записи 1-10 из 12.
20.11.2013
№216.012.82ce

Устройство для теплового воздействия на нефтяной пласт (варианты)

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности. Устройство для теплового воздействия на нефтяной пласт состоит из источника питания, помещенных в скважину электрических нагревателей и трех идентичных напорных труб, причем каждая труба состоит из двух частей. Нижняя часть...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499162
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.01.2015
№216.013.1cae

Способ лазерного воспламенения топлива в двигателе внутреннего сгорания, устройство для лазерного воспламенения топлива в двигателе внутреннего сгорания и свеча лазерного воспламенения

Группа изобретений относится к двигателестроению и может быть использована для воспламенения топлива в двигателях внутреннего сгорания: поршневых и роторных, работающих на жидком или газообразном углеводородном топливе. Техническим результатом является увеличение надежности системы зажигания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538770
Дата охранного документа: 10.01.2015
20.06.2015
№216.013.5772

Способ лазерного воспламенения топлива в дизельном двигателе, устройство для лазерного воспламенения топлива в дизельном двигателе и воспламенитель

Группа изобретений относится к двигателестроению и может быть использована для воспламенения. Задачей создания группы изобретений является увеличение надежности системы зажигания, улучшение экологических свойств двигателя, уменьшение вибронагрузок на свечу и повышение ее надежности. Подачу...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002553916
Дата охранного документа: 20.06.2015
27.03.2016
№216.014.c976

Электродуговой трехфазный плазмотрон

Изобретение относится к области электрофизики, а именно к электродуговым устройствам для получения низкотемпературной плазмы (плазмотронам). Электродуговой трехфазный плазмотрон содержит три осесимметричные дуговые камеры, объединенные общей смесительной камерой, снабженной соплом, и коллектор...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578197
Дата охранного документа: 27.03.2016
20.03.2016
№216.014.cc36

Трехфазный электродуговой плазмотрон и способ его запуска

Изобретение относится к области электрофизики. Трехфазный электродуговой плазмотрон включает три дуговые камеры, каждая из которых содержит охлаждаемый электрод, конфузор, основной и дополнительный узлы ввода газа с тангенциальными соплами, при этом электроды подключены к трем различным фазам...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577332
Дата охранного документа: 20.03.2016
01.11.2018
№218.016.98e7

Установка для получения частиц порошка и способ ее работы

Группа изобретений относится к получению порошка, который может быть использован в аддитивных технологиях. Установка для получения частиц порошка содержит плазматрон, выполненный с возможностью подачи в плазму исходного материала в форме удлиненного элемента, распылительный блок с соплами для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671034
Дата охранного документа: 29.10.2018
16.02.2019
№219.016.bb88

Способ запуска камеры жидкостного ракетного двигателя или газогенератора с лазерным воспламенением топлива и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к ракетно-космической технике, а именно к способу запуска камеры ЖРД или газогенератора многократного запуска с лазерным воспламенением топлива, использующего как жидкие, так и газообразные ракетные топлива, и устройству для его осуществления. Способ включает этапы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679949
Дата охранного документа: 14.02.2019
10.04.2019
№219.017.05cc

Способ воспламенения компонентов топлива в камере сгорания ракетного двигателя и устройство для его осуществления (варианты)

Способ воспламенения компонентов топлива в камере сгорания ракетного двигателя заключается в воспламенении смеси компонентов топлива с получением факела продуктов сгорания, воспламеняющих основной расход компонентов топлива. Воспламенение смеси компонентов осуществляют путем фокусировки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002326263
Дата охранного документа: 10.06.2008
19.04.2019
№219.017.3242

Лазерное устройство воспламенения компонентов топлива (варианты)

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для многократного запуска ракетных двигателей (РД), использующих как жидкие, так и газообразные ракетные топлива в условиях их эксплуатации на ракетах, космических аппаратах и орбитальных пилотируемых космических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451818
Дата охранного документа: 27.05.2012
19.04.2019
№219.017.32b0

Ракетный двигатель малой тяги, работающий на несамовоспламеняющихся газообразном окислителе и жидком горючем, и способ его запуска

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может быть использовано для разработки реактивных двигателей малой тяги (РДМТ). Ракетный двигатель малой тяги, работающий на несамовоспламеняющихся газообразном окислителе и жидком горючем, включающий камеру сгорания с соплом, смесительную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002400644
Дата охранного документа: 27.09.2010
+ добавить свой РИД