Способ получения высокочастотного кольцевого разряда в воздухе Советский патент 1962 года по МПК H01T19/02 H05B7/00 

Изобретение отнооится к способам получения безэлектродного кольцевого разряда для создания источника высоких температур, пригодного к использованию в процессах получения и плавки химически чистых тугоплавких материалов, где зона разряда не должна загрязняться материалом электродов.

Получение такого разряда в трубках непосредственно при атмосферном или близких к нему давлениях практически невозможно из-за чрезмерно высоких напряжений, требуемых для зажигания кольца разряда при этих давлениях. Кроме того, термостойкость материала разрядных трубок небольшого (в несколько сантиметров) динметра недостаточна для необходимого в производственных условиях длительного разряда при указанных давлениях. Поэтому до настоящего времени использование высокочастотного кольцевого разряда ограничивалось областью лабораторных исследований.

Описываемый способ получения высокочастотного безэлектродного кольцевого разряда .при атмосферном давлении в воздухе характеризуется тем, что для облегчения возбуждения разряда в рабочей зоне создают начальный вакуум и после зажигания повышают давление при одновременном увеличении мошности разряда.

Для обеспечения длительного непрерывного разряда разрядная трубка может принудительно охлаждаться снаружи потоком воздуха и одновременно приводиться в колебательное движение вдоль оси.

На чертеже изображена схема получения кольцевого разряда, согласно описываемому способу.

В разрядной трубке / давление доводится вакуумным насосом 2 до величины порядка 10--10- мм рт. ст., вентилем 3 насос отключается. От высокочастотного генератора 4 на индуктор 5 подается такое напряжение, чтобы в трубке / возникло кольцо разряда. Затем

№ 150188-2давление в трубке лостепен«0 повышается (через вентиль 3 в трубку подается воздух или .требуемый газ) с одновременным увеличением мощности, подводимой от генератора к индуктору (последнее либо производится посредством регулировки анодного напряжения в высокочастотном генераторе, соответствующей настройке линии генератор-индуктор и выборе подходящего начального давления в разрядной трубке - происходит автоматически). По достижение давления, определяемого условиями технологии, в зону разряда .помещается объект нагрева.

Для возможности длительной работы в непрерывном режиме разрядная трубка выполняется из кварца, стенки ее принудительно охлаждаются снаружи воздухом. Трубке посредством специального механизма сообщают колебательные движения в осевом направлении. Последнее не исключает помещения нагреваемого объекта неподвижно относительно зоны разряда и индуктора, как При атмосферном давлении в воздухе, когда крыщки трубки могут быть совсем удалены, так и при других давлениях с .применением сальниковых уплотнений.

Область применения способа: при атмосферном давлении в воздухе- для получения и плавки таких тугоплавких материалов, как кварц и др.; при давлениях, близких к атмосферному - для получения, плавки, зонной очистки таких тугоплавких материалов, как кремний, бор и др., а также для плавки н сварки таких тугоплавких металлов, как вольфрам, молибден и др.

В качестве примера приводятся некоторые данные либораторной установки, использованной согласно изобретению при осуществлении описанного способа. Разрядная трубка выполнена из прозрачного кварца диаметром около 60 мм с толщиной стенки 3 мм; при работе она соверщает осевые колебания с амплитудой 100 мм и периодом около 10 сек. Воздушное охлаждение трубки осуществляется через два кольцеобразных сопла, располол енных симметрично относительно индуктора, соосно с трубкой. Принятая система охлаждения позволяет .веста процесс практически в течение многих часов. Начальный вакуум создается форвакуумным насосом типа ВН-1. В установку входит генератор лабораторного изготовления УКВ диапазона с выходной мощностью около 30 кет, собранный по двухтактной схеме на двух лам-пах типа ГУ-4А. Кольцевой разряд IB трубке по достижении атмосферного давления принимает форму эллипсоида или столба, вытянутого вдоль .оси трубки, с температурой в средней своей части около 6000-6500°.

Предмет изобретения

1.Способ получения высокочастотного кольцевого разряда в воздухе при атмосферном давлениИ для создания высоких температур {например, для расплавления тугоплавких материалов), отлича ющийся тем, что, с целью облегчения возбуждения разряда, в рабочей зоне создают начальный вакуум и после зажигания постепенно повышают давление до рабочего при однов|ременном увеличении мощности разряда.

2.Способ по л. 1, о тл и ч а ю щий с я тем, что для получения длительного разряда разрядную трубку принудительно охлаждают воздухом и одновременно приводят в колебательное движение вдоль оси.