ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЛАЗМОТРОН Советский патент 1996 года по МПК H05B7/22 B05B7/22 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в экспериментальной аэродинамике, например, в гиперзвуковых аэродинамических трубах с магнитогазодинамическим ускорением потока.

Цель изобретения повышение надежности в работе и стабильности выходных параметров плазматрона.

На фиг. 1 изображен плазматрон; на фиг. 2 и 3 показан узел 1 на фиг. 1 (узел стыковки проставки между фланцами внешнего электрода и выходного сопла), варианты.

Плазмотрон содержит соленоид 1, охватывающий охлаждаемый внешний цилиндрический электрод 2, установленный по его оси охлаждаемый центральный электрод 3, имеющий осевой сквозной канал 4 для подачи ионизирующих добавок, электроизолирующую проставку 5, разделяющую электрод 2 и электродержатель 6 центрального электрода 3, выходное сопло 7, узел 8 вода плазмообразующего газа и узел 9 подачи ионизирующих добавок в осевой сквозной канал 4. Торец внешнего электрода 2, обращенный в сторону выходного сопла 7, снабжен стыковочным фланцем 10. Между стыковочными фланцами внешнего электрода 2 и выходного сопла 7 герметично установлена охлаждаемая кольцевая проставка 11. Поверхность проставки и поверхность стыковочных фланцев, прилегающая к ней, покрыты слоем 12 высокотемпературного электроизоляционного материала, не вступающего в реакцию с парами ионизирующих добавок, в частности эмалью ЭВ-300-61М. Герметичность проставки 11 и корпуса 13 плазмотрона обеспечивается торцовыми уплотнениями 14, выполненными на торцах фланца 10, стыковочного фланца 15 выходного сопла 6 и корпусе 13 и расположенными над каналами 16 системы охлаждения плазмотрона. На фиг. 3 показана проставка, состоящая из двух колец, установленных одна в другом без зазора. При этом внутреннее кольцо 17 выполнено из жаростойкого электроизоляционного материала, например из алюмонитрида бора, а нижнее охлаждаемое кольцо 18 изготовлено из нержавеющей стали и снабжено слоем 12 электроизоляционного покрытия.

Плазмотрон работает следующим образом.

В системы охлаждения электродов, проставки и сопла подается вода. Затем через узел 8 в полость электрода подается газ. Возбуждается дуговой разряд в кольцевом зазоре между электродами 2 и 3. Нагретый газ вытекает через сопло 7. Через канал 4 в электроде 3 с помощью узла 9 подается ионизирующая добавка (например эвтектический сплав щелочных металлов K, Na), которая распределяется в потоке, испаряется и ионизируется. Газ вниз по потоку из зоны разряда становится электропроводным.

В этих условиях происходят спонтанные пробы от центрального электрода на выходное сопло, что приводит к крупномасштабной пульсации выходных параметров эрозии сопла.

Установка проставки, поверхность которой покрыта жаростойким электроизолирующим покрытием, между стыковочными фланцами, также изолированными указанным покрытием, позволяет увеличить стабильность выходных параметров плазмотрона и увеличить ресурс его работа на порядок.

Ограниченная толщина проставки стыковочных фланцев позволяет жаростойкому покрытию работать в режиме неразрушающих термических напряжений, что надежно фиксирует область шунтирования дуги на поверхности внешнего электрода.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности в работе и стабильности выходных параметров плазмотрона. Между стыковочными фланцами 10 внешнего электрода 2 и фланцем 15 выходного сопла 7 установлена охлаждаемая кольцевая проставка 11, поверхность которой и поверхности стыковочных фланцев 10 и 15 покрыты слоем из жаростойкого электроизоляционного материала. Проставка 11 вместе с соленоидом 1 локализует привязку дуги на поверхности внешнего электрода и препятствует пробою дуги на поверхность сопла 7. 3 ил.

Электродуговой плазмотрон, содержащий внешний цилиндрический электрод с выходным соплом, на обращенных друг к другу торцах которых выполнены стыковочные фланцы, внутренний центральный электрод с электрододержателем и осевым каналом для ввода ионизирующих добавок, кольцевую проставку между внешним электродом и электрододержателем и узел ввода плазмообразующего газа, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и стабильности выходных параметров плазмотрона, он снабжен дополнительной охлаждаемой кольцевой проставкой, герметично установленной между указанными стыковочными фланцами, причем внутренние поверхности проставок, а также участки сопрягаемых поверхностей проставки и фланцев покрыты жаростойким электроизоляционным покрытием.