ЭЛЕКТРОДНЫЙ УЗЕЛ ПЛАЗМОТРОНА Российский патент 1995 года по МПК H05B7/22 

Изобретение относится к технике получения низкотемпературной плазмы с помощью электродуговых плазмотронов и может быть использовано в плазмохимических реакторах.

Известен электродный узел плазмотрона, содержащий полый цилиндрический корпус, водоохлаждаемый металлический электрод, выполненный в виде цилиндра и установленный на валу, расположенном нормально к продольной оси плазмотрона, приводной механизм для перемещения глухого электрода относительно дугового столба [1] Приводной механизм сообщает глухому электроду одновременные вращательное и возвратно-поступательные движение в течение всей работы плазмотрона. Такой характер движения глухого электрода обеспечивает непрерывное перемещение опорного конца дуги по боковой поверхности электрода.

Недостатком известного способа является сложность конструкции, вызванная необходимостью обеспечения надежной герметизации корпуса и быстро движущегося вала в одновременных вращательном и возвратно-поступательных направлениях в течение работы плазмотрона.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и выбранным в качестве прототипа является электродный узел плазмотрона, содержащий расходуемый стержневой электрод. Опорное пятно дуги находится на торце стержневого электрода, обдуваемого потоком плазмообразующей среды.

Недостатком известного устройства является необходимость контроля местоположения торца расходуемого электрода, что приводит к значительному усложнению конструкции электродного узла.

Необходимо создать электродный узел плазмотрона, позволяющий упростить эксплуатацию реактора, исключить контроль за положением опорного пятна дуги.

Такой технический результат достигается, когда корпус электродного узла плазмотрона имеет боковое сквозное отверстие, ось которого перпендикулярна его корпуса, и снабжен направляющим и приемным цилиндрами, установленными соосно боковому отверстию, а расходуемый стержневой электрод размещен внутри направляющего цилиндра, бокового отверстия корпуса и приемного цилиндра.

Сущность изобретения поясняется чертежом (в двух проекциях), на котором изображен общий вид электродного узла плазмотрона.

Электродный узел содержит корпус 1 с осевым отверстием 2 и боковым сквозным отверстием 3, направляющий цилиндр 4 со штоком 5, приемный цилиндр 6 с заглушкой 7 и расходуемый стержневой электрод 8. Боковое сквозное отверстие 3 перпендикулярно осевому отверстию 2, направляющий и приемный цилиндры 4 и 6 установлены соосно боковому сквозному отверстию 3.

Электродный узел через кольцо закрутки 9 с патрубком 10 тангенциальной подачи газа и изолятор 11 стыкуются с водоохлаждаемой обоймой 12, содержащей катод 13. Электрическая дуга 14 горит между катодом 13 и расходуемым стержневым электродом 8. Герметизация соединений и охлаждение деталей электродного узла не показаны с целью упрощения чертежа.

Существенными отличительными признаками являются боковое сквозное отверстие, ось которого перпендикулярна оси корпуса, направляющий и приемный цилиндры, установленные соосно боковому отверстию;
расходуемый стержневой электрод размещен внутри направляющего цилиндра, бокового отверстия корпуса и приемного цилиндра.

Электродный узел плазмотрона работает следующим образом. Устанавливают расходуемый электрод 8 внутри направляющего цилиндра 4 бокового отверстия 3 в корпусе 1 и приемного цилиндра 6, подают воду на охлаждение электродного узла и деталей плазмотрона, затем через патрубок 10 подают плазмообразующий газ, который, пройдя через кольцо закрутки 9, создает пониженное давление по оси корпуса 1. Известным способом, например с помощью осциллятора между катодом 13 и расходуемым электродом 8, зажигают дугу 14, которая горит строго по оси отверстия 2. Длина дуги 14 между катодом 13 и расходуемым электродом 8 постоянна, так как электрод 8 по мере расходования перемещается посредством штока 5 перпендикулярно оси корпуса 1. Скорость перемещения электрода 8 определяется скоростью эрозии материала электрода 8. Ресурс работы электродного узла определяется длиной расходуемого электрода 8.

Предлагаемый электродный узел прост в изготовлении и эксплуатации, так как не требует контроля за положением расходуемого электрода.

Сущность изобретения: охлаждаемый цилиндрический корпус электродного узла плазмотрона с осевым отверстием имеет боковое сквозное отверстие, ось которого перпендикулярна оси корпуса, и снабжен направляющим и приемным цилиндрами, установленными соосно боковому отверстию. Внутри направляющего цилиндра бокового отверстия корпуса и приемного цилиндра размещен расходуемый стержневой электрод. 1 ил.

ЭЛЕКТРОДНЫЙ УЗЕЛ ПЛАЗМОТРОНА, содержащий охлаждаемый цилиндрический корпус с осевым отверстием и расходуемый стержневой электрод, отличающийся тем, что корпус имеет боковое сквозное отверстие, ось которого перпендикулярна оси корпуса, и снабжен направляющим и приемным цилиндрами, установленными соосно с боковым отверстием, а расходуемый стержневой электрод размещен внутри направляющего цилиндра, бокового отверстия корпуса и приемного цилиндра.