Межэлектродная вставка электродугового плазмотрона Советский патент 1993 года по МПК H05B7/22 H05H1/32 

ю ю ю о Ib.

143

СА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике получения высокотемпературных потоков газа с помощью электрической дуги постоянного тока, и может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях народного хозяйства,

Известны плазмотроны с газовихревой стабилизацией дуги, в которых между электродами размещена вставка, изолированмая от электродов.

Наиболее близким к изобретению является электродуговой плазмотрон с межэлектродной аставкой, выполненной в аиде набора чередующихся кольцевых секций с периферийными сквозными пазами, образующими при сборке вставки коллекторные каналы для охлаждающей жидкости и газа и газораспределительных колец.

Однако секции межэлектродной всггав«и целиком выполнены из металла с яримеиением неразъемных соединений, что приводит к необходимости полной ее замены в случае повреждения даже некоторой ее части, Кроме того, металлические части секций разделяются очень небольшим слоем охлаждающей жидкости, что приводит к необходимости изготовлять секции малой толщины {порядка нескольких миллиметров), в противном случае разность потенциалов между секциями может превысить величину напряжения пробоя и в коллекторе для подаодз охлаждающей жидкости возникнет дугоаой разряд, что приведет к нарушению охлаждения /; выводу плазмотрона из строя,

Цель изобретения - повышение надежности 5 работе и увеличение КПД плазмотроне путем уменьшения токов утечки.

Это достигается тем, что секция выполнена составной из наружного электроизоляционного корпуса с указанными пазами и пристыкованного к нему через уплотнительные элементы С-образного сменного сопла. Кроме того, внутри сопла установлены два С-обраэных пристыкованных друг к друг/ перфорировамных полукольца, образующих кольцевой кйнал для охлаждающей х идкости.

На фиг. 1 показан электродуговой плазмотрон с межэлектродной вставкой; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Межзлектродная вставка 1, размещенная между электродными узлами 2 и 3, состоит из набора секций, имеющих корпус 4, сменное С-образное сопло 5, газораспределительное кольцо 6 и два С-образных полукольца 7 и 8, установленных в наружную кольцевую проточку сопла.

Гер.)етиззция водоохлаждаемой полости секций от газового канала 9, в котором горит дуга, осуществляется с помощью уплотнительных прокладок 10 и 11. Сквозные пазы в корпусах секций 12, 13 и 14 при сборке межэлектродной встагзки образуют коллекторные каналы 15 и 16 доя подвода и отвода охлаждающей жидкости и канал 17 для рабочего газа. .зация секций межэлектродной вставки между собой и между электродами осущесткляетсп с помощью прокладок 18, имеюидих вырззы, соответствующие пазам секций для организации коллекторных каналов.

Корпуса секций изготавливаются из элeктpoизoлйциoнf{oгo материала, например капролонз или пресс-материала.

При использоЕэиии для изготовленид сменных сопел материалов с яизкой теплопроводностьиэ (например, нержавеющей стали) толщина стенк: сопла должна быть уменьшена, в этом случае в наружную проточку сопла устанавливаются два полукольца, образующих каналы для протока жидкости с больи ой скоростью. Повышение скорости движения жидкости позволяет увеличить коэффициент теплоотдачи от стенки к жидкости, т.е. способствует лучшему охлаждению стенки.

Пред/гагаемая конструкция межэлектродной вставлен позооляет многократно использовать все остальные элементы секции в случае выхода из строя сменного сопла, находящегося в теплонапряжениой зоне, позволяет с минимальной затратой труда на изготовление изменять геометрические размеры дуговой камеры за счет изменения размеров и формы сменных сопел (в частности, диаметр дугового канала, формуй вели- чину вихревых камер). Металлические части дугового кзнамз (сменные сопла), находящиеся под разным потенциалом, разделены друг от друга значительным слоем охлаждающей жидкости, что исключает B03MQ)j ность возникновенил электрического пробоя по коллекторным каналам и позволяет увеличить толщину секций до нескольких сантиметров. Так как согфотивление слоя жидкости, разделяющего металлические части дугового канала, велико, то величина потоков утечки снижается в десятки раз, что S свою очередь повышает КПД плазмотрона в цепом.

Например, при разности потенциалов между секциями в 200 В и сопоотивлении охлаждающей (зодыр-- 1000 Ом см (техническая водз) токи утечки между цельнометаллическими секциями толщиной 2 см, разделеннь е изоляторами толщиной 2 мм, сост,:-58ляет зепичииу 4 ,, в то время как

5 9999426

утечка по коллекторам из изоляционногоколичество и, следовательно, повыматериала равна всего 10 мА, т.е. в 400 разшает надежность плазмотрона а

меньше.работе.

Кроме того, наличие одной межсекционной уплотнительной прокладки по-5 (56) Патент США Мг 3389282. кл. 313-19, зволяет исключить индивидуальные1968. уплотнения каналов, что снижает ихПатентСША Ь3379908,кл.313-19,1967.

1. МЕЖЭЛЕКТРОДНАЯ ВСТАВКА ЭЛЕКТРОДУГОВОГО ПЛАЗМОТРОНА, выполненная в виде набора чередующихся газораспределительных колец и кольцевых секций с периферийными сквозными пазами, образуюа1ими при сборке вставки коллекторные каналы для охлаждающей жидкости и газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе и увеличения КПД плазмотрона путем уменьшения токов утечки, секция выполнена составной из .наружного электроизоляционного корпуса с указанными пазами и пристыкованного к нему через уплотнительные элементы С-образного сменного сопла. 2, Вставка по п. 1,отличающаяся тем, что внутри сопла установлены два С-образных пристыкованных друг к другу перфорированных полукольца, образующих кольцевой для охлаждающей жидкости. (Л с

Фиг.1