Устройство торцового типа для получения эрозионных плазменных струй Советский патент 1992 года по МПК H05H1/24 

Изобретение касается физики плазмы и может быть использовано для получения импульсных (квазистационарных) эрозионных плазменных потоков заданного состава в газах при атмосферном давлении и изучения оптических и теллофнзических свойств различных веществ при высоких температурах и давлениях, а также для нанесения металлических покрытий на различные поверхности.

Цель изобретения - увеличение тем- -пературы и, скорости истечения плазмы

заданного состава за счет повышения эффективности ввода энергии в плазму. На фиг. 1 и 2 приведено предлагаемое устройство в двух проекциях.

В несущем фланце-изоляторе 1, изготовленном из оргстекла в виде диска, крепится торцовое эрозионное устройство, состоящее из корпуса-изолятора 2, представляющего собой цилиндр, изготовленный из оргстекла, в котором крепятся вдоль оси внутренний электрод 3, Л1 также четыре стержня 4-7 внешнего электрода, симметрично расположенные по окружности причем торрЈ

С 10

Ј

IV;

цы стержней А-7 находятся в одной - Плоскости с торцом корпуса-изолятора 2. Во фланце-изоляторе 1 крепится такхе дополнительный электрод, выполненный в виде стержней 8-15, симметрично расположенных по окружности, соосной а корпусом-изолятором 2 ( стержни 8-15 параллельны оси системы). Количество стержней дополнительного электрода JQ равно удвоенному числу стержней внешнего электрода торцового устройства и составляет 8 шт.

Секционированная батарея, состоящая из 16 конденсаторов ИМ5-150 (на чертеже не показана), разделяется на две.равные части. Одна часть батареи с числом секций, равным числу стержней внешнего электрода торцового устройства, подключается к внутренне- п му электроду 3 и через вакуумный раз- .рядник (на чертеже не показан) к одному из стержней внешнего электрода. Вторая часть батареи с числом секций, равным числу стержней дополнительного 25 электрода, соединяется с внутренним электродом 3 и дополнительным электродом таким образом, чтобы каждая секция подключалась к внутреннему электроду 3 и через вакуумный разрядник к одно- ,Q му из стержней дополнительного электрода.

Использование дополнительного электрода в виде набора стержней делает электрод прозрачным (в отличие от ,. сплошного электрода). Этим исключается возможность накопления периферийной плазмы и повышения ее давления в объеме разрядного устройства, что вызвало бы эрозию.элементов конструкции д и их попадание в основной плазменный поток, истекающий с внутреннего электрода.

Стержни 8-15 дополнительного .элек- трода размещены по окружности, диа- 5 метр которой равен двум диаметрам корпуса-изолятора 2, причем торец его отстоит от поверхности несущего фланца-, изолятора 1 на расстояние, равное диаметру корпуса-изолятора. Дополнительный электрод своей внутренней боковой поверхностью не должен касаться корпуса-изолятора 2 во избежание шунтирова- ния разряда второй части батареи, поэтому внутренний диаметр дополнитель- ного электрода должен быть s шё диаметра корпуса-изолятора. С другой стороны, увеличение диаметра окружности, на которой размещены стерж50

. д

5

0

ни 8-15, дополнительных Электродов, свыше двух диаметров корпуса-изолятора 2, вызовет увеличение пробивного напряжения, а также энергии, идущей на ионизацию атмосферного газа и, как следствие, уменьшение вкладываемой в поток энергии. Торец корпуса-изолятора .2 не должен лежать в одной плоскости с фланцем-изолятором 1, что также вызвало бы шунтирование разряда рой части батареи по поверхности изолятора, поэтому он отстоит от фланца- изолятора на расстояние, равное диаметру корпуса-изолятора. Дальнейшее увеличение указанного расстояния вызывает неоправданное увеличение линейных размеров устройства. Таким образом, описанное выше взаимное расположение конструктивных элементов предлагаемого устройства устраняет возможность шунтирования разряда по поверхности изоляторов, которое препятствовало бы эффективному вводу второй части батареи непосредственно

в основной плазменный поток.

Устройство работает следующим образом. При подаче высоковольтного под-, жигающего импульса ца разрядник первой части батареи происходит электрический пробой между торцами внутреннего и внешнего электродов торцового устройства,, На внутреннем электроде формируется основной плазменный поток, устойчивость которого обеспечивается электродинамическим воздействием с эрозионными плазменными факелами, истекающими из стержней внешнего элек- трода. Это взаимодействие приводит к отклонению плазменных факелов, благодаря чему материал внешнего электрода не попадает в основной плазменный поток, истекающий с внутреннего электрода.. В этот момент подачей поджигающего импульса на разрядник происходит . включение второй части конденсаторной батареи, разряд которой происходит между дополнительным стержневым электродом и сформировавшимся основным плазменным потоком, являющимся естественным продолжением внутреннего электрода 3. Поскол ьку каждая секция батареи разряжается независимо от других секций, а емкость отдельно взятой секции второй части батареи меньше емкости секции первой части, то вторая часть батареи успевает разрядиться одновременно с первой, не- , смотря на то, что первая часть бата-

реи начала разряжаться раньше на время формирования основного плазменного потока. То, что разряд второй части батареи происходит непосредственно на основной плазменный поток н заканчивается практически одновременно с разрядом первой части батареи, обеспечивает эффективный ввод энергии в сам поток и повышение его парамет- JQ ров (скорости и температуры).

Устройство позволяет получать плаэмешгые потоки с большой скоростью и температурой, сохраняя при этом состав самого потока, определяемый мате-15 секций внешнего электрода каждая секция дополнительной батареи конденсаторов подключена между внутренним элб- ктродом и одним стержневым электродом, причем расстояние между стержневьий- 20

увеличения температуры и скорости истечения плазмы заданного состава за счет повышения эффективности ввода энергии в плазму, оно дополнительно содержит стержневые электроды, снммет рично размещенные по окружности вокруг секционированного внешнего электрода и установленные во фланце-изоляторе, и дополнительную секционнро- ванную батарею конденсаторов с емко- . стью, равной емкости основной конденсаторной батареи, при этом количество стержней равно удвоенному количеству

риалом внутреннего электрода. Формула

изобретения

Устройство торцового типа для получения эрозионных плазменных струй по авт. ев, СССР № 915772, о т л и - чйю щееся тем, что, с целью

электродами и изолятором, а также между торцом изолятора и фланцем- иэо лятором определяется из условия отсут- (ствия шунтирования разряда.

секций внешнего электрода каждая секция дополнительной батареи конденсаторов подключена между внутренним элб- ктродом и одним стержневым электродом, причем расстояние между стержневьий-

увеличения температуры и скорости истечения плазмы заданного состава за счет повышения эффективности ввода энергии в плазму, оно дополнительно содержит стержневые электроды, снммет рично размещенные по окружности вокруг секционированного внешнего электрода и установленные во фланце-изоляторе, и дополнительную секционнро- ванную батарею конденсаторов с емко- . стью, равной емкости основной конденсаторной батареи, при этом количество стержней равно удвоенному количеству

секций внешнего электрода каждая секция дополнительной батареи конденсаторов подключена между внутренним элб- ктродом и одним стержневым электродом, причем расстояние между стержневьий-

электродами и изолятором, а также между торцом изолятора и фланцем- иэо лятором определяется из условия отсут- (ствия шунтирования разряда.

Изобретение касается физики плазмы и может быть использовано для получения импульсных (квазистационарныхJ эрозионных плазменных потоков заданного состава в газах при атмосферном давлении, изучения оптических и теп- лофизических свойств веществ при высоких температурах и давлениях, а также для нанесения металлических покрытий на различные поверхности. Цель изобретения - увеличение скорости и температуры плазмы за счет повышения эффективности вводя энергии з пчазму, Устройство состоит из корпуса-толя- тора, в котором кречятся внутренняя и внешний электроды. Источником питания устройства служит секционированная батарея конденсаторов, разделенная на две равные по емкости части. В устройство введен дополнительно электгюд, выполненный в виде стержней, симметрично расположенных н фланце-изол торе по окружности, количество стешшей равно удвоенному количеству секций внешнего с-лектрода. Секции первой частя батареи конденсаторов подключены между внутренним и внешними электродами, а секции второй части - между внутренним и стержневыми электродами. Расстояние между стержневыми электродами и изолятором, а также между тор- ,цом изолятора и фланцем-изолято- ром, на котором установлены стержневые электроды, определяется из условия отсутствия шунтирования разряда. 2 ил. / х.. &,../Г Ь О

фи&1

ZZ23

г

fSXVX X.

S S / S S f 7 ,f s ,j(

vyXXxX w)AyM УУ/// ///////

фи&2