RU2037983C1 - Электродуговой плазмотрон - Google Patents
Электродуговой плазмотронInfo
- Publication number
- RU2037983C1 RU2037983C1 SU5018042A RU2037983C1 RU 2037983 C1 RU2037983 C1 RU 2037983C1 SU 5018042 A SU5018042 A SU 5018042A RU 2037983 C1 RU2037983 C1 RU 2037983C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- length
- output electrode
- diameter
- ledge
- arc
- Prior art date
Links
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 title claims description 11
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 title description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
Сущность изобретения: внутри выходного электрода с "уступом" установлена выполненная из жаропрочного электропроводного материала втулка длиной L, равной длине выходного электрода за "уступом", при этом L = (2,0 - 2,5)D, где D - диаметр выходного электрода, а параметры "уступа"- длина L1 и диаметр D1 связаны между собой соотношением L1/D1= 1,0 - 1,3 . 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к технике электродугового нагрева, и может быть использовано в плазменных устройствах, применяемых в химической технологии, металлургии и т.д.
Известен электродуговой плазмотрон для нагрева воздуха, содержащий торцовый вольфрамовый катод, вихревую камеру с патрубком подачи защитного газа, межэлектродную вставку, вихревую камеру с патрубком подачи воздуха и выходной, выполненный из меди, электрод диаметром D с уступом диаметром D1, связанные соотношением D/D1= 2, при этом длина L выходного электрода за "уступом" равна L (3-4)D [1]
Известный плазмотрон прост в эксплуатации, наличие "уступа" создает благоприятные условия для шунтирования дуги за уступом, что обеспечивает неизменность средней длины дуги в широком диапазоне изменения тока дуги, расхода газа и вкладываемой электрической мощности. Известный плазмотрон обладает существенным недостатком: сложность конструкции, связанная с наличием межэлектродной вставки, обеспечивающей защиту вольфрамового катода от контакта с воздухом.
Известный плазмотрон прост в эксплуатации, наличие "уступа" создает благоприятные условия для шунтирования дуги за уступом, что обеспечивает неизменность средней длины дуги в широком диапазоне изменения тока дуги, расхода газа и вкладываемой электрической мощности. Известный плазмотрон обладает существенным недостатком: сложность конструкции, связанная с наличием межэлектродной вставки, обеспечивающей защиту вольфрамового катода от контакта с воздухом.
Известен электродуговой плазмотрон, содержащий внутренний стаканообразный, выполненный из меди электрод, вихревую камеру с патрубком подачи воздуха и выходной, выполненный из меди электрод и с гладкими стенками [2]
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электродуговой плазмотрон, содержащий внутренний стаканообразный выполненный из меди электрод, электроизолированную межэлектродную вставку, две вихревые камеры с патрубками подачи воздуха, непосредственно примыкающие справа и слева к межэлектродной вставке и выходной электрод диаметром D с "уступом" диаметром D1; связанные между собой соотношением D/D1=2, при этом длина выходного электрода за "уступом" равна L (3-4)D [3]
Недостатки известного плазмотрона: сложность конструкции, вызванная наличием межэлектродной вставки и двух вихревых камер, непосредственно примыкающих справа и слева к межэлектродной вставке.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является электродуговой плазмотрон, содержащий внутренний стаканообразный выполненный из меди электрод, электроизолированную межэлектродную вставку, две вихревые камеры с патрубками подачи воздуха, непосредственно примыкающие справа и слева к межэлектродной вставке и выходной электрод диаметром D с "уступом" диаметром D1; связанные между собой соотношением D/D1=2, при этом длина выходного электрода за "уступом" равна L (3-4)D [3]
Недостатки известного плазмотрона: сложность конструкции, вызванная наличием межэлектродной вставки и двух вихревых камер, непосредственно примыкающих справа и слева к межэлектродной вставке.
Целью изобретения является упрощение конструкции электродугового плазмотрона.
Это достигается тем, что в электродуговом плазмотроне, содержащем внутренний стаканообразный электрод, вихревую камеру с патрубком тангенциальной подачи плазмообразующего газа, межэлектродный изолятор, выходной электрод диаметром D с "уступом" диаметром D1, связанные между собой соотношением D/D1=2, согласно изобретению внутри выходного электрода установлена выполненная из жаропрочного электропроводного материала втулка длиной L, равной длине выходного электрода за "уступом", при этом L=(2,0-2,5)D, где D диаметр выходного электрода, а параметры "уступа" длина L1, и диаметр D1-связаны между собой соотношением L1/D1=1,0-1,3.
На чертеже изображен электродуговой подогреватель, общий вид.
Электродуговой подогреватель содержит внутренний стаканообразный электрод 1, межэлектродный изолятор 2 с патрубком 3 тангенциальной подачи плазмообразующего газа, выходной электрод 4 диаметром D с "уступом" диаметром D1 и выполненная из жаропрочного электропроводного материала втулка 5. Втулка установлена внутри выходного электрода 4, ее длина L равна длине выходного электрода 4 за "уступом", при этом L 2,0-2,5 D, а параметры "уступа" длина L1 и диаметр D1 связаны между собой соотношением L1/D1=1,0-1,3.
Опорные концы дуги 6 располагаются на внутренних поверхностях электрода 1 и втулки 5.
Электродуговой плазмотрон работает следующим образом. Подают воду на охлаждение узлов плазмотрона, находящихся под тепловой нагрузкой; через патрубок 3 тангенциально подают плазмообразующий газ между внутренним 1 и выходным 4 электродами. Известным способом инициируют дуговой разряд. Опорные концы дуги 6 располагаются на поверхности внутреннего электрода 1 и на поверхности жаропрочной втулки 5.
Тангенциально подаваемый газ через патрубок 3 в межэлектродном пространстве разделяется на два потока: первый поток заходит во внутреннюю полость стаканообразного электрода, а второй непосредственно поступает в выходной электрод 4. Первый поток нагревается участком дуги 6, расположенной внутри стаканообразного электрода, затем этот поток смешивается со вторым потоком и смесь двух потоков проходит через выходной электрод 4. После "уступа" выходного электрода 4 происходит внезапное расширение смеси потоков газа, что создает благоприятные условия для шунтирования электрической дуги за "уступом" и обеспечивает постоянство длины дуги. При этом параметры "уступа" длина L1 и диаметр D1 связаны таким соотношением (L1/D1=1,0-1,3), которое исключает возможность шунтирования дуги 6 на "уступе".
Сравнительно малая длина "уступа" в предлагаемом изобретении позволяет уменьшить (по сравнению с прототипом) расход подаваемого плазмообразующего газа. А выполненная из жаропрочного электропроводного материала втулка 5, имеющая повышенную температуру на своей поверхности (по сравнению с температурой на поверхности "уступа"), обеспечивает гарантированное шунтирование дуги 6 сразу за "уступом". Это позволяет уменьшить длину выходного электрода 4 за "уступом" (по сравнению с длиной выходного электрода после "уступа" в плазмотроне, выбранном за прототип), при этом длина втулки 5 L (2,0-2,5)D, где D диаметр выходного электрода 4 (у прототипа этот параметр L (3 5)D. Это обстоятельство позволяет увеличить тепловой КПД в предлагаемом устройстве.
Испытания на воздухе опытного образца плазмотрона с установленной после "уступа" вставкой из нержавеющей стали показали, что оптимальным отношением длины "уступа" к его диаметру явилось L1/D1 1,0-1,3, так как при увеличении длины "уступа" при неизменности его диаметра зафиксированы случаи шунтирования дуги на уступ. Уменьшение этого соотношения (L1/D1< 1,0) приводит к конструкционным трудностям, вызванным обеспечением эффективного охлаждения уступа.
Оптимальным отношением длины электрода за "уступом" и его диаметра явилось L (2,0-2,5)D. Увеличение длины электрода за "уступом" при неизменности его диаметра приводит лишь к уменьшению теплового КПД плазмотрона, а при уменьшении соотношения L/D меньше 2,0 зафиксированы случаи выдувания дуги на торец выходного электрода.
Изобретение позволяет упростить конструкцию электродугового плазмотрона, расширить область его применения и увеличить тепловой КПД.
Claims (1)
- ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ ПЛАЗМОТРОН, содержащий внутренний стаканообразный электрод, вихревую камеру с патрубком тангенциальной подачи плазмообразующего газа, межэлектродный изолятор, выходной электрод диаметром D с "уступом" диаметром D1, связанные между собой соотношением D/D1=2, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, внутри выходного электрода установлена выполненная из жаропрочного электропроводного материала втулка длиной L, равной длине выходного электрода за "уступом", причем длина втулки и диаметр выходного электрода находятся в соотношении L (2,0 2,5)D, длина уступа L1 и диаметр уступа D1 связаны между собой соотношением L1/D1 1,0 1,3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5018042 RU2037983C1 (ru) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | Электродуговой плазмотрон |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5018042 RU2037983C1 (ru) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | Электродуговой плазмотрон |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2037983C1 true RU2037983C1 (ru) | 1995-06-19 |
Family
ID=21592313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5018042 RU2037983C1 (ru) | 1991-07-02 | 1991-07-02 | Электродуговой плазмотрон |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2037983C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2355135C1 (ru) * | 2007-01-15 | 2009-05-10 | Анатолий Тимофеевич Неклеса | Способ формирования дугового разряда в плазмотроне |
-
1991
- 1991-07-02 RU SU5018042 patent/RU2037983C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Основы расчета плазмотронов линейной схемы / Под ред. М.Ф.Жукова, Новосибирск, 1979, с.118-119. * |
| 2. Плазмотрон ПТ-84. Электродуговые плазмотроны. Рекламный проспект. Новосибирск, 1980, с.42-43. * |
| 3. Плазмотрон ЭДП-137. Электродуговые плазмотроны. Рекламный проспект. Новосибирск, 1980, с.58-59. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2355135C1 (ru) * | 2007-01-15 | 2009-05-10 | Анатолий Тимофеевич Неклеса | Способ формирования дугового разряда в плазмотроне |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7271489B2 (ja) | 高エネルギー効率、高出力のプラズマトーチ | |
| US3401302A (en) | Induction plasma generator including cooling means, gas flow means, and operating means therefor | |
| RU2295206C2 (ru) | Многокатушечная индукционная плазменная горелка с твердотельным источником питания | |
| US4656330A (en) | Plasma jet torch having converging anode and gas vortex in its nozzle for arc constriction | |
| EP0533884A1 (en) | HIGH-PERFORMANCE INDUCTION PLASMA TORCH WITH A WATER-COOLED CERAMIC PIPE. | |
| JPS6213272A (ja) | ハイブリツド非トランスフアア−クプラズマト−チ及びその操作方法 | |
| HU215324B (hu) | Plazmaégő, elsősorban kémiai folyamatok energiaellátására | |
| US5374802A (en) | Vortex arc generator and method of controlling the length of the arc | |
| US3073984A (en) | Toroidal arc apparatus | |
| JPH07118385B2 (ja) | ア−ク加熱プラズマ・ランス | |
| US2929952A (en) | Self-circulating plasma device | |
| RU2037983C1 (ru) | Электродуговой плазмотрон | |
| US3798408A (en) | Methods and devices for plasma production | |
| CN112996211A (zh) | 一种应用于危废处理的直流电弧等离子体炬 | |
| JPH0785992A (ja) | 多電極プラズマジェットトーチ | |
| US3480829A (en) | Electric arc light source and method | |
| JP5091801B2 (ja) | 複合トーチ型プラズマ発生装置 | |
| US3446902A (en) | Electrode having oxygen jets to enhance performance and arc starting and stabilizing means | |
| JPH0832363B2 (ja) | プラズマ切断用トーチ | |
| KR100493731B1 (ko) | 플라즈마 발생장치 | |
| RU2113331C1 (ru) | Устройство для плазменной резки металла | |
| RU2099392C1 (ru) | Способ получения синтез-газа из углеродсодержащего топлива | |
| RU2088391C1 (ru) | Неплавящийся электрод для плазменно-дуговых процессов | |
| RU45888U1 (ru) | Плазматрон | |
| JPH04351899A (ja) | マイクロ波熱プラズマ反応装置 |