RU2009110298A - Плазменная печь - Google Patents

Abstract

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. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства электрической изоляции в виде диэлектриче

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.

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.

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.

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.

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).

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.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что анод выступает в пространство упомянутой плавильной разрядной камеры на высоту, примерно равную внешнему диаметру анода.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зазор между анодом и катодом примерно равен внутреннему диаметру анода.

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.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в боковой стенке камеры СВЧ разряда установлено устройство инициирования СВЧ разряда.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено механизмом перемещения анода.

12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя труба, катод, днище упомянутой плавильной разрядной камеры и стенки обеих упомянутых камер выполнены водоохлаждаемыми.

13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что питатель шихты подключен к внутренней трубе через изолятор.

14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя и внешняя трубы изолированы друг от друга и между ними установлен СВЧ дроссель.

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя труба выполнена с возможностью перемещения.

16. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитная система выполнена в виде соленоида.