ТРЕХФАЗНЫЙ ПЛАЗМАТРОН Советский патент 1967 года по МПК B23K10/02 H05H1/38 

Для исследований в области физики плазмы и различных магиитогазодинамических устройств необходимо иметь длительно работаюн 1,ий источник плазменной струи. Такими источниками являются илазматроны, в которых используется явление горения трехфазной электрической дуги. Плазматроны могут применяться при резке и сварке материалов, в химическом производстве, в горном деле для нанесения одних материалов на другие. Известны различные типы трехфазных илазматронов, в частности с конусообразной графитовой камерой, охлаждаемой снаружи водой, и с вольфрамовыми электродами с газовым или водяным охлаждением. Для стабилизации дуговой плазмы в таком плазматроне тангенциально вводится в камеру нейтральный газ, например аргон. С целью повышения устойчивого горения дуги, предлагается расположить электроды конусообразно и подключить их попарно к трехфазной сети таким образом, чтобы дуга горела между двумя парами диаметрально противоположных электродов. На фиг. 1 изображен предлагаемый плазматрон; на фиг. 2 - схема включения электродов; на фиг. 3-продольный разрез электрододержателя с электродом; на фиг. 4 - электрододержатель. ны шесть конусоооразно расположенных электрододержателей 2 с вольфрамовыми электродами (угол в вершине конуса равен 45-50°). Диаметрально противоположные электроды А и Г, Б и Д, В и соединены нопарно и к каждой наре подведена одна фаза трехфазной сети.:.... Охлалсдение электродов осуш,ествляется газом, который вводится через отверстия 3 в электрододержателе. На конце иесушего фланца под углом 60- 70 к оси нлазматрона и тангенциально к внутренней поверхности конусообразной графитовой камеры 4 через штуцер 5 вводится стабилизируюн1,11Й газ (аргои). Для защиты от высоких температур указанная камера охлаждается изнутри газом, а снаружи - кодой, протекаюш,ей в цилиндре 6, расположенном в корпусе 7. Камера, цилиндр и корпус фиксируются асбоцементной пластиной (на фиг. 1 8 - смотровое окно, 9- защитная втулка, предохраняющая внутреннюю поверхность фланца от излучений). Суженный конец камеры служит сонлом. Электрическая дуга горит на концах электродов в вершине образованного ими конуса. Стабилизирующий газ (аргои), вводимый через штуцер по касательной к внутренней поверхности камеры, создает конусообразную газовую рубашку, защищающую камеру от

высоких температур. Проходя через область горения дуги, он стабилизирует дуговую плазму и, нагревшись до высокой температуры, вытекает через сопло в виде струи аргонной плазмы. Аргон, охлаждающий и защищающий вольфрамовые электроды от быстрого окислепия, по мере приближения к области горения дуги, нагревается и поступает в эту область уже нагретым до определенной температуры. При прохоладении через область горения дуги он еще больше нагревается и вытекает в сонло в виде нлазмеппой струи.

Поджигапие плазматропа осун1,ествляется плавкой вставки из графита.

Мощность плазменной струи регулируется подводимым папряжением и величиной зазора между электродами.

Описанный плазматрон позволяет получать устойчивую плазменную струю мощностью от 20 кет (и ) до 100 кет (и выше).

Применение шести конусообразно раснолол :енных электродов, присоединеппых попарпо к трехфазной сети так, что дуга горит одновременно между двумя диаметрально протипоноложиыми парами электродов, повышает устойчивость горения дуги и увеличивает объем, занимаемый дуговой плазмой, что повышает энтальпию плазмы.

Раздельное охлаждение электродов и графитовой профилированной камеры, охлаждаемой нзиутрн газом, а снаружи водой, уменьшает эррозию электродов и повышает срок работы плазматрона.

Предмет изобретения

Трехфазный плазматрои с тапгенниально вводимым нейтральным газом, напрнмер аргоном, для стабилизадин нолучения дуговой плазмы, содержащий конусообразную графитовую камеру, охлаждаемую снаружи водой, и вольфрамовые электроды с газовым или водяным охлаждением, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивого гореиия дуги, электроды расположены конусообразно и подключены попарно к трехфазной сети таким образом, что дуга горит между двумя парами диаметрально противоположных электродов.

1газ

iBoda

Фиг.

Фиг.г