Электродуговое устройство Советский патент 1981 года по МПК B01D53/32 

(54) ЭЛЕКТРОДУГОВОЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретению относится к очистке газов и может бьпъ использовано для очистки инертных газов от активных газообразных щжмесей, например при производстве сварочных юш паяльных работ.

Известны способы поглощения активных гаэов парами металлов-геттеров при горении в замкнутом пространстве электрической дуги. На их основе построен, наприм, вакуумный насос или электродуговой исп итель, содержащий камеру, внутри которой уставЕовлен катод из металла-геттера, например титана, и анод, коаксиальво к которому установлен соленоид для врещеаяя дуги между анодом и катодсш .

Такое устройство не предназначаю для очистки инертных газов.

И даестно электродуговое устройство, содержащее камеру, на оси которой установлены катод из геттерного материала и трубчатый анод, подсоединяемый к магистрали подачи газа и обращенный торцовым срезом к катоду, и коаксиальный оси камеры солено1щ .2-.

Недостатком электродугового устройства является ограниченная способность раскаленных паров металла-геттера и зеркала ванны пог-лошать водород. Кроме, тогчз, в процессе работы электродугового устройства происходит офазование тугоплавких нитридов, окислов и карбвдов металла-геттера, которые постепенно закрывают зеркало ванны, что приводит к уменьшению количества офазуюшихся паров металла-геттера и изменяют электрическую характеристику дугового промежутка между анодом к катодом.

Цель изобретения - повышение качества очистки и ресурса электродугового устройства.

Указанная цель достигается тем, что в электродуговом устройстве, содержащем камеру, на оси которой установлены катод из геттерно1Х) материала и трубчатый анод, подсоединяемый к магистрали подачи газа и обращённый торцовым срезом к катоду, и коаксиальный оси камеры соленоид, катод выполнен трубчатым с переменньгм по длине поперечным сечением, а между осью камеры и соленоидом установлены экраны из геттерного материала. При этом анод может быть связан с механизмом автоматического регулирования длины дугового промежутка. На чертеже представлена схема устройства. Электродуговое устройство для очистки инертных газов имеет корпус I, которого установлен катод 2, выполненны трубчатым племенного поперечного сечения. Торцовым срезом к катоду установ лен трубчатый анод 3, соединенный с магистралью подачи газа на очистку. Коаксиально к аноду с катодом установлен соленоид 4, изолированный от дугового промежутка sxpaHai ra 5, которые образуют петлеобразный канал для очищаетлого газа. Анод 3 связан с системой автоматического регулирования длины дУ ги посредством привода 6 от двигателя 7. Управление электродвигателем 7 осуществляют посредством сравнения опорного сигнала 8 с напряжением на дуговом промежутке между анодом и катодом, который подается через фильтр 9 в схеме 1О сравнения. Сигнал рассогласования из схемы to сравнения подается в преобразователь II и через усилитель 12 на двигатель 7, Обратную связь на двигателе осуществляет тахогенератор 13, Охлаждение камеры и соленоида осуществля ют cиcтQvfoй водяного охлаждения 14, Очищаемый газ из магистрали подачи поступает по трубчатому аноду между ан дом 3 и катодом 2 сквозь быстро враща ющуюся под действием соленоида электри ческую дугу 15 и поступает в-петлеобра зный канал, образованный экранами 5. Вращение дуги по торцу анода с частотой порядка 5ОО Гц создает цилиндрическую плазменную завесу между анодом и катодом на пути очищаемого газа. Очистка инертного газа от активных газов происходит за счет поглощения последних пара ми металла катода и анода, зеркалом ван ны расплавленного металла катода и поверхностю экранов из пористого металлагеттера. Во время прохождения очшцаемо го газа сквозь плазму дуги происходит диссоциация молекул сложных газообразных примесей, в том числе паров воды, и поглощение атомов примесей. Петлеобразное движение очищаемого , газа между гофрированными экранами обеспечивает более длительный контакт газ.а с активной поверхностью металлагеттера экранов. Наличие пористых экранов с развитой поглощающей поверхностью, подогретых излучением дуги до 10О-9ОО С, обеспечивает поглощение несвязанного водорода, так как пог лоща тельная способность геттерного материала увеличивается при повышенной температуре. Образование корки тугоплавких нитридов, окислов и карбидов металла-геттера на краях ванны катода приводит к увеличению Падения напряжения в дуговом промежутке. Расход металла анода и катода также увеличивает падение напряжения. Для компенсации этих процессов система автоматического регулирования длины дуги по напряжению сдвигает анод с катодом и электрическая характеристика дуги сохраняется. При расходовании металла катода дуга меняет траекторию по трубчатому катоду переменного поперечного се- чения, а образующуюся корку тугоплавких соединений сталкивает, соответственно, внутрь и наружу трубчатого катода. Использование предлагаемого электродугового устройства для поглощения актив ных газов позволяет повысить качество .очистки благодаря применению подогретых излучение дуги пористых экранов, увеличить ресурс устройства в Ю-100 раз за счет применения трубчатого катода переменного поперечного сечения, системы автоматического регулирования длины дуги по напряжению и водяного охлаждения камеры и соленоида. Формула изобретения 1.Злектродуговое устройство, содержащее камеру, на оси которой установлен катод из геттерного материала и трубчатый анод, подсоединяемый к магистрали подачи газа и обращенный торцовым срезом к катоду, и коаксиальный оси камеры соленоид, отличающееся тем, что, с целью повышения качества очистки и ресурса устройства, катод выполнен трубчатым с переменным по длине поперечным сечением, а между осью камеры и соленоидом установлены экраны из геттерного материала. 2.Устройство по п. I, о т л и ч а ю щ.е е с я тем, что в него введен ме j

ханиэм аптомагического регулирования длины дугового промежутка, связанный с анодом.

Источники ттформации, принятые во внимание при экспертизе

№ 168833,- кл. В О1 D SI/OO, 1963.

№ 632381, кл. В 01 D 51/ОО, 1976 (прототип).