Claims (16)
1. Плазменная печь, содержащая плавильную разрядную камеру с крышкой, стенкой и днищем, средство сбора готового продукта, средства ввода реакционных газов в рабочую камеру, цилиндрический полый катод и анод, установленные на центральной оси устройства, средство подачи СВЧ энергии в разрядную камеру, внешнюю трубу, в полости которой установлено средство ввода шихты, выполненное в виде охлаждаемой электропроводной внутренней трубы, патрубок ввода плазмообразующего газа на внешней трубе, завихритель газового потока, средства электрической изоляции катода от анода и магнитную систему вокруг упомянутой плавильной камеры, отличающаяся тем, что катод установлен в отверстии крышки камеры, средство сбора выполнено в виде цилиндра, подсоединенного к днищу упомянутой плавильной камеры, в днище с осевым зазором относительно катода закреплен цилиндрический полый анод с возможностью перемещения и вокруг анода выполнены отверстия, патрубок ввода восстановительного газа с первым завихрителем установлен на стенке этой камеры под ее крышкой, на упомянутой плавильной камере вдоль общей оси установлена камера СВЧ разряда, образованная упомянутыми трубами и конусным соплом, закрепленным на нижней части внешней трубы и с помощью которого катод соединен с внешней трубой, между упомянутыми трубами помещена газопроницаемая диэлектрическая вставка, при этом над вставкой расположен первый патрубок ввода плазмообразующего газа, а под ней на внешней трубе - второй завихритель газа со вторым патрубком ввода плазмообразующего газа.1. Plasma furnace containing a melting discharge chamber with a lid, a wall and a bottom, means for collecting the finished product, means for introducing reaction gases into the working chamber, a cylindrical hollow cathode and anode mounted on the central axis of the device, means for supplying microwave energy to the discharge chamber, external a pipe, in the cavity of which a charge introduction means is installed, made in the form of a cooled electrically conductive inner pipe, a plasma-forming gas inlet pipe on the outer pipe, a gas flow swirl, electric means isolation of the cathode from the anode and a magnetic system around said melting chamber, characterized in that the cathode is installed in the opening of the chamber cover, the collection means is made in the form of a cylinder connected to the bottom of said melting chamber, a cylindrical hollow anode is fixed in the bottom with an axial clearance relative to the cathode with the possibility of movement and around the anode holes are made, a reducing gas inlet pipe with a first swirl is mounted on the wall of this chamber under its cover, on the said melting chamber along an axis of the microwave discharge chamber is installed on its axis, formed by the mentioned pipes and a conical nozzle fixed on the lower part of the outer pipe and with the help of which the cathode is connected to the outer pipe, a gas-permeable dielectric insert is placed between the pipes, while the first plasma-forming gas inlet is located above the insert, and beneath it on the outer pipe is a second gas swirler with a second plasma-forming gas inlet pipe.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства электрической изоляции в виде диэлектрических колец введены между соплом и внешней трубой или между соплом и катодом вместе с СВЧ дросселем, а также между крышкой и стенкой упомянутой плавильной разрядной камеры или/и между днищем и стенкой упомянутой плавильной разрядной камеры.2. The device according to claim 1, characterized in that the means of electrical insulation in the form of dielectric rings are introduced between the nozzle and the outer tube or between the nozzle and the cathode together with the microwave choke, as well as between the cover and the wall of the said melting discharge chamber and / or between the bottom and a wall of said melting discharge chamber.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства электрической изоляции в виде диэлектрических введены между днищем упомянутой плавильной разрядной камеры и средством сбора, между днищем и стенкой и/или между стенкой и крышкой упомянутой плавильной разрядной камеры.3. The device according to claim 1, characterized in that the means of electrical insulation in the form of dielectric are introduced between the bottom of said melting discharge chamber and the collection means, between the bottom and wall and / or between the wall and the cover of said melting discharge chamber.
4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что средство подачи СВЧ энергии выполнено в виде коаксиально-волноводного перехода, содержащего прямоугольный волновод, широкая стенка и ось которого перпендикулярны оси устройства, подключенный к источнику СВЧ энергии, и коаксиальную линию, образованную внешней и внутренней трубами.4. The device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the means for supplying microwave energy is made in the form of a coaxial waveguide transition containing a rectangular waveguide, the wide wall and axis of which are perpendicular to the axis of the device, connected to a microwave energy source, and a coaxial line formed by the outer and inner pipes.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зазор вдоль оси между внутренней трубой и конусным соплом составляет около λ/2 (λ- длина рабочей электромагнитной СВЧ волны в камере СВЧ разряда).5. The device according to claim 1, characterized in that the clearance along the axis between the inner pipe and the conical nozzle is about λ / 2 (λ is the length of the working electromagnetic microwave wave in the microwave discharge chamber).
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что катод выступает в упомянутую плавильную разрядной камеру из ее крышки на величину, составляющую (0,5-1) внутреннего диаметра катода.6. The device according to claim 1, characterized in that the cathode protrudes into said melting discharge chamber from its lid by an amount constituting (0.5-1) the inner diameter of the cathode.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что анод выступает в пространство упомянутой плавильной разрядной камеры на высоту, примерно равную внешнему диаметру анода.7. The device according to claim 1, characterized in that the anode protrudes into the space of said melting discharge chamber to a height approximately equal to the outer diameter of the anode.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зазор между анодом и катодом примерно равен внутреннему диаметру анода.8. The device according to claim 1, characterized in that the gap between the anode and cathode is approximately equal to the inner diameter of the anode.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что общая площадь отверстий в днище плавильной разрядной камеры вокруг анода меньше площади боковой поверхности осевого зазора между анодом и катодом.9. The device according to claim 1, characterized in that the total area of the holes in the bottom of the melting discharge chamber around the anode is less than the area of the lateral surface of the axial clearance between the anode and cathode.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в боковой стенке камеры СВЧ разряда установлено устройство инициирования СВЧ разряда.10. The device according to claim 1, characterized in that a device for initiating a microwave discharge is installed in the side wall of the microwave discharge chamber.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом перемещения анода.11. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a mechanism for moving the anode.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя труба, катод, днище упомянутой плавильной разрядной камеры и стенки обеих упомянутых камер выполнены водоохлаждаемыми.12. The device according to claim 1, characterized in that the inner tube, cathode, bottom of said melting discharge chamber and the walls of both of said chambers are made water-cooled.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что питатель шихты подключен к внутренней трубе через изолятор.13. The device according to claim 1, characterized in that the charge feeder is connected to the inner pipe through an insulator.
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя и внешняя трубы изолированы друг от друга и между ними установлен СВЧ дроссель.14. The device according to claim 1, characterized in that the inner and outer pipes are isolated from each other and a microwave choke is installed between them.
15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя труба выполнена с возможностью перемещения.15. The device according to claim 1, characterized in that the inner tube is movable.
16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитная система выполнена в виде соленоида.
16. The device according to claim 1, characterized in that the magnetic system is made in the form of a solenoid.