RU2278328C1 - Горелка - Google Patents
Горелка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2278328C1 RU2278328C1 RU2005114329/06A RU2005114329A RU2278328C1 RU 2278328 C1 RU2278328 C1 RU 2278328C1 RU 2005114329/06 A RU2005114329/06 A RU 2005114329/06A RU 2005114329 A RU2005114329 A RU 2005114329A RU 2278328 C1 RU2278328 C1 RU 2278328C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- possibility
- electrode
- evaporator
- nozzle
- screw
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 claims description 17
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 12
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 6
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 6
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/3442—Cathodes with inserted tip
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/3423—Connecting means, e.g. electrical connecting means or fluid connections
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/3468—Vortex generators
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/3478—Geometrical details
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/3489—Means for contact starting
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Discharge Heating (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Abstract
Изобретение относится к конструкции горелки. Сущность изобретения заключается в том, что фланец выполнен в виде штуцера и снабжен перегородкой с центральным отверстием, в котором помещен трубчатый электрод с возможностью образования нагревательного элемента, состоящего из испарителя и пароперегревателя, отделенных перегородкой. Испаритель, расположенный в резервуаре, снабжен на его поверхности пазами для отвода пара в коллектор из кольцевой проточки на поверхности пароперегревателя, расположенного вне резервуара, и капиллярно-пористой оболочкой. Диэлектрическая трубка установлена с возможностью совместного центрирования завихрителя, трубчатого электрода и диэлектрической трубки и выступает в резервуаре за торец трубчатого электрода, ходовой винт установлен неподвижно вдоль оси стержневого электрода в торцевой стенке и выполнен с образованием полости с торцевой кольцевой опорной поверхностью, взаимодействующей с возвратной пружиной, и с радиальной прорезью вдоль оси ходового винта, ходовая гайка соединена при помощи резьбы с ходовым винтом, взаимодействуя опорной поверхностью с токопроводом в виде штыря, торец ползуна, выступающий из полости винта, снабжен кнопкой, выступающей из отверстия ходовой гайки с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и повышение эксплуатационных качеств горелки путем осуществления рекуперации больших тепловых потоков высокой плотности теплоотвода с малым термическим сопротивлением. 1 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.
Description
Изобретение относится к конструкции горелки, предназначенной для термической обработки поверхности материалов, в частности, для выжигания краски на металлических бочках.
Известна горелка, содержащая размещенные соосно в корпусе трубчатый электрод, насадку с осевым сквозным отверстием, съемный стержневой электрод, расположенный в стержневом электрододержателе коаксиально внутри трубчатого электрода и с зазором относительно него и насадки с обеспечением возможности образования разрядной камеры и с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, диэлектрическую трубку, установленную на электрододержателе, средство контактного возбуждения электрической дуги между насадкой и стержневым электродом, выполненное в виде разрывного электрического контакта, включающее механизм осевого перемещения стержневого электрода, имеющий ходовой винт, ходовую гайку, возвратную пружину, ползун и кнопку, средство для парообразования и подачи в разрядную камеру плазмообразующей среды в виде пара жидкого рабочего тела, включающее резервуар в виде тонкостенной оболочки с торцевой стенкой, фланцем и патрубком для подачи жидкого рабочего тела, соосно соединенный с корпусом и заполненный влаговпитывающим материалом с возможностью контакта влаговпитывающего материала с трубчатым электродом и с возможностью сообщения резервуара с разрядной камерой, средство вихревой стабилизации электрической дуги, средство охлаждения насадки и стержневого электрода, средство центрирования стержневого электрода относительно сквозного отверстия насадки, токоподводы для электрического подсоединения терминалов независимого источника электрического тока, и размещенные в защитном кожухе (Евразийский патент №001829, 27.08.2001 - аналог и прототип).
Недостатком известной горелки является:
- ухудшение со временем транспортных возможностей пористого влаговпитывающего материала по обеспечению подсоса жидкого рабочего тела в зону испарения,
- ухудшение интенсивности теплообмена в зоне испарения при увеличении теплового потока из-за высокого термического сопротивления нагревательного элемента в зоне испарения вследствие оттеснения жидкого рабочего тела от греющей поверхности нагревательного элемента.
В ней паровая пленка находится внутри каркаса пористой структуры влаговпитывающего материала, что затрудняет отвод пара, вызывает разрушение структуры влаговпитывающего материала, нарушение контакта нагревательного элемента с влаговпитывающим материалом и появление зазора между ними, вследствие чего становится возможным попадание в разрядную камеру двухфазной парокапельной смеси.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение эксплуатационных качеств горелки, за счет осуществления рекуперации больших тепловых потоков высокой плотности теплоподвода с малым термическим сопротивлением.
Достигается это тем, что торцевая стенка выполнена с уплотненным центральным отверстием, фланец выполнен в виде штуцера и снабжен перегородкой с центральным отверстием, в котором помещен трубчатый электрод с возможностью образования нагревательного элемента, состоящего из испарителя и пароперегревателя, отделенных перегородкой, испаритель, расположенный в резервуаре, имеет длину в пределах 1,8÷3,0 от его наружного диаметра и снабжен на его поверхности пазами для отвода пара в коллектор из кольцевой проточки на поверхности пароперегревателя, расположенного вне резервуара, и капиллярно-пористой оболочкой из материала с высокой теплопроводностью, расположенной с возможностью контакта одной стороной с поверхностью испарителя и другой стороной - с влаговпитывающим материалом с низкой теплопроводностью, корпус выполнен в виде втулки, один из концов которой имеет резьбу для присоединения к фланцу, с возможностью поджатия насадки и трубчатого электрода к перегородке, средство вихревой стабилизации электрической дуги выполнено в виде завихрителя, являющегося частью пароперегревателя, примыкающей к насадке, и содержит выполненные в завихрителе тангенциальные каналы, расположенные в двух плоскостях, перпендикулярных оси, расстояние между которыми составляет 0,5÷1,3 от максимального значения диаметра внутренней полости разрядной камеры, в завихрителе и пароперегревателе по обе стороны от места их соединения выполнены расточки по внутреннему диаметру, диэлектрическая трубка выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью и внешней одноступенчатой цилиндрической поверхностью с образованием цилиндрического выступа и установлена с возможностью совместного центрирования завихрителя, трубчатого электрода и диэлектрической трубки по цилиндрическому выступу, и выступает в резервуаре за торец трубчатого электрода, по меньшей мере, на длину, равную 0,5 от ее наружного диаметра, торец диэлектрической трубки, обращенный к отверстию насадки, расположен с образованием торца разрядной камеры, которая выполнена конфузорной с длиной в пределах 0,5÷1,8 от максимального значения диаметра ее внутренней полости, ходовой винт установлен неподвижно вдоль оси стержневого электрода в торцевой стенке и выполнен с центральным односторонним одноступенчатым цилиндрическим отверстием, с образованием полости с торцевой кольцевой опорной поверхностью, взаимодействующей с возвратной пружиной, и с радиальной прорезью вдоль оси ходового винта, причем длина прорези соответствует величине возвратно-поступательного перемещения стержневого электрода, подпружиненный ползун выполнен в виде цилиндра с радиальным отверстием и размещен в полости ходового винта с опорой одним из торцов на возвратную пружину и с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, ограниченного токоподводом в виде штыря, расположенного в радиальном отверстии ползуна с возможностью фиксации и размещенного в прорези ходового винта, другой торец ползуна выступает из полости ходового винта, ходовая гайка соединена при помощи резьбы с ходовым винтом с возможностью взаимодействия своей кольцевой торцевой опорной поверхностью с токоподводом в виде штыря, радиально выступающим из прорези ходового винта, торец ползуна, выступающий из полости ходового винта, снабжен кнопкой, выступающей из центрального отверстия ходовой гайки с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, ползун соединен с электрододержателем, выполненным со стороны соединения со стержневым электродом диаметром в пределах 1,01÷1,25 от диаметра стержневого электрода и с развитой поверхностью теплообмена на длине, по меньшей мере, между торцом диэлектрической трубки в резервуаре и торцевой стенкой, с обеспечением возможности центрирования по цилиндрической поверхности полости ходового винта и внутренней цилиндрической поверхности диэлектрической трубки, при этом диаметр стержневого электрода составляет 0,27÷0,83 от максимального значения диаметра внутренней полости разрядной камеры, поперечный размер резервуара в зоне испарителя составляет 1,7÷3,2 от наружного диаметра испарителя, длина резервуара выбрана в пределах 1,5÷3,5 от длины испарителя, а отношение суммарной площади поперечного сечения пазов на поверхности испарителя к суммарной площади проходных сечений тангенциальных каналов составляет 0,7÷1,5.
Также достигается это тем, что пазы для отвода пара выполнены с шириной в пределах 0,3÷0,6 мм, глубиной 0,3÷0,5 мм и шириной ребра выступа в пределах a/h=0,6÷0,7.
Также достигается это тем, что толщина стенки трубчатого электрода на участке испарителя выполнена в пределах 0,5÷2 мм.
Также достигается это тем, что капиллярно-пористая оболочка из материала с высокой теплопроводностью выполнена с объемной пористостью 0,7÷0,8, со средним размером пор 20÷100 мкм и толщиной 0,8÷2 мм.
Также достигается это тем, что влаговпитывающий материал с низкой теплопроводностью выполнен с объемной пористостью в пределах 0,6÷0,9, со средним размером пор 20÷50 мкм.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:
фиг.1 изображена горелка в сборе, в разрезе,
фиг.2 - нагревательный элемент в сборе, в разрезе,
фиг.3 - то же, сечение А-А,
фиг.4 - то же, узел Б,
фиг.5 - завихритель,
фиг.6 - то же, сечения В-В, Г-Г (совмещенные),
фиг.7 - ходовой винт,
фиг.8 - то же, сечение Д-Д,
фиг.9 - ходовая гайка,
фиг.10 - кнопка.
Горелка содержит размещенные соосно в корпусе 1 трубчатый электрод 2, насадку 3 с осевым сквозным отверстием 4, съемный стержневой электрод 5, расположенный в стержневом электрододержателе 6 коаксиально внутри трубчатого электрода 2 и с зазором относительно него и насадки 3 с обеспечением возможности образования разрядной камеры 7 и с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения.
Горелка содержит диэлектрическую трубку 8, установленную на электрододержателе 6, средство контактного возбуждения электрической дуги между насадкой 3 и стержневым электродом 5, выполненное в виде разрывного электрического контакта, включающее механизм осевого перемещения стержневого электрода 5, имеющий ходовой винт 9, ходовую гайку 10, возвратную пружину 11, ползун 12 и кнопку 13.
Горелка содержит средство для парообразования и подачи в разрядную камеру плазмообразующей среды в виде пара жидкого рабочего тела, включающее резервуар 14 в виде тонкостенной оболочки 15 с торцевой стенкой 16, фланцем 17 и патрубком 18 для подачи жидкого рабочего тела, соосно соединенный с корпусом 1 и заполненный влаговпитывающим материалом 19 с возможностью контакта влаговпитывающего материала 19 с трубчатым электродом 2 и с возможностью сообщения резервуара 14 с разрядной камерой 7.
Горелка содержит средство вихревой стабилизации электрической дуги, средство охлаждения насадки 3 и стержневого электрода 5, средство центрирования стержневого электрода 5 относительно сквозного отверстия 4 насадки 3, токоподводы 20, 21 для электрического подсоединения терминалов независимого источника электрического тока и защитный кожух 22.
Торцевая стенка 16 выполнена с уплотненным центральным отверстием, а фланец 17 выполнен в виде штуцера и снабжен перегородкой 23 с центральным отверстием, в котором помещен трубчатый электрод 2 с возможностью образования нагревательного элемента, состоящего из испарителя 24 и пароперегревателя 25, отделенных перегородкой 23.
Испаритель 24, расположенный в резервуаре 14, имеет длину L в пределах 1,8÷3,0 от его наружного диаметра D и снабжен на его поверхности пазами 26 для отвода пара в коллектор 27 из кольцевой проточки на поверхности пароперегревателя 25, расположенного вне резервуара 14, и капиллярно-пористой оболочкой 28 из материала с высокой теплопроводностью, расположенной с возможностью контакта одной стороной с поверхностью испарителя 24 и другой стороной - с влаговпитывающим материалом 19 с низкой теплопроводностью.
Корпус 1 выполнен в виде втулки, один из концов которой имеет резьбу для присоединения к фланцу 17, с возможностью поджатия насадки 3 и трубчатого электрода 2 к перегородке 23.
Средство вихревой стабилизации электрической дуги выполнено в виде завихрителя 29, являющегося частью пароперегревателя 25, примыкающей к насадке 3, и содержит выполненные в завихрителе 29 тангенциальные каналы 30, расположенные в двух плоскостях, перпендикулярных оси, расстояние L1 между которыми составляет 0,5-1,3 от максимального значения диаметра D1 внутренней полости разрядной камеры 7. В завихрителе 29 и пароперегревателе 25 по обе стороны от места их соединения выполнены расточки 31, 32 по внутреннему диаметру.
Диэлектрическая трубка 8 выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью и внешней одноступенчатой цилиндрической поверхностью с образованием цилиндрического выступа 33 и установлена с возможностью совместного центрирования завихрителя 29, трубчатого электрода 2 и диэлектрической трубки 8 по цилиндрическому выступу 33, и выступает в резервуаре 14 за торец трубчатого электрода 2, по меньшей мере, на длину, равную 0,5 от ее наружного диаметра. Торец диэлектрической трубки 8, обращенный к отверстию 4 насадки 3, расположен с образованием торца разрядной камеры 7, которая выполнена конфузорной с длиной в пределах 0,5÷1,8 от максимального значения диаметра ее внутренней полости.
Ходовой винт 9 установлен неподвижно вдоль оси стержневого электрода 5 в торцевой стенке 16 и выполнен с центральным односторонним одноступенчатым цилиндрическим отверстием, с образованием полости с торцевой кольцевой опорной поверхностью 34, взаимодействующей с возвратной пружиной 11, и с радиальной прорезью 35 вдоль оси ходового винта 9. Причем длина прорези 35 соответствует величине возвратно-поступательного перемещения стержневого электрода 5.
Подпружиненный ползун 12 выполнен в виде цилиндра с радиальным отверстием и размещен в полости ходового винта 9 с опорой одним из торцов 38 на возвратную пружину 11 и возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, ограниченного токоподводом 20 в виде штыря, расположенного в радиальном отверстии ползуна 12 с возможностью фиксации и размещенного в прорези 35 ходового винта 9. Другой торец ползуна 12 выступает из полости ходового винта 9.
Ходовая гайка 10 соединена при помощи резьбы с ходовым винтом 9 с возможностью взаимодействия своей кольцевой торцевой опорной поверхностью 36 с токоподводом 20 в виде штыря, радиально выступающим из прорези 35 ходового винта 9, торец 39 ползуна 12, выступающий из полости ходового винта 9, снабжен кнопкой 13, выступающей из центрального отверстия 37 ходовой гайки 10 с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения.
Ползун 12 соединен с электрододержателем 6, выполненным со стороны соединения со стержневым электродом 5 диаметром в пределах 1,01÷1,25 от диаметра стержневого электрода 5 и с развитой поверхностью теплообмена 40 на длине, по меньшей мере, между торцом диэлектрической трубки 8 в резервуаре 14 и торцевой стенкой 16, с обеспечением возможности центрирования по цилиндрической поверхности 41 полости ходового винта 9 и внутренней цилиндрической поверхности 42 диэлектрической трубки 8.
Диаметр стержневого электрода 5 составляет 0,27÷0,83 от максимального значения диаметра внутренней полости разрядной камеры 7, поперечный размер резервуара 14 в зоне испарителя 24 составляет 1,7÷3,2 от наружного диаметра D испарителя 24, длина резервуара 14 выбрана в пределах 1,5÷3,5 от длины L испарителя 24, а отношение суммарной площади поперечного сечения пазов 26 на поверхности испарителя 24 к суммарной площади проходных сечений тангенциальных каналов 30 составляет 0,7÷1,5.
Пазы 26 для отвода пара выполнены с шириной в пределах 0,3÷0,6 мм, глубиной 0,3÷0,5 мм и шириной ребра выступа в пределах a/h=0,6÷0,7.
Толщина стенки трубчатого электрода 2 на участке испарителя 24 выполнена в пределах 0,5÷2 мм.
Капиллярно-пористая оболочка 24 из материала с высокой теплопроводностью выполнена с объемной пористостью 0,7÷0,8, со средним размером пор 20÷100 мкм и толщиной 0,8÷2 мм.
Влаговпитывающий материал 19 с низкой теплопроводностью выполнен с объемной пористостью в пределах 0,6÷0,9, со средним размером пор 20÷50 мкм.
Горелка содержит также вставку 43 из термоэмиссионного материала (гафний, цирконий), размещенную в электроде 5, пробку 44, размещенную в патрубке 18, и уплотнение 45 центрального отверстия фланца 16.
Функционирует горелка следующим образом:
1) Обработка поверхности материалов сжатой дугой косвенного действия (плазменной струей).
Через патрубок 18 подают жидкое рабочее тело, пропитывая влаговпитывающий материал 19 в резервуаре 14 и заполняя им каналы, сообщающие резервуар с разрядной камерой, до появления капли жидкого рабочего тела из сквозного отверстия 4 насадки 3. Патрубок 18 закрывают пробкой 44. Включают независимый источник электрического тока и подают напряжение на стержневой электрод 5 относительно насадки 3. Нажатием кнопки 13 сообщают возвратно-поступательное перемещение стержневому электроду 5 и кратковременно приближают торец стержневого электрода 5 к насадке 3 вплоть до положения взаимного контакта, затем отпускают кнопку 13, и возвратная пружина 11 отводит стержневой электрод 5 от насадки 3 в исходное положение, создавая зазор, позволяющий жидкому рабочему телу протекать через сквозное отверстие 4 насадки 3. При разрыве электрического контакта стержневого электрода 5 и насадки 3 между ними возбуждается электрическая дуга. Энергия, выделяемая на насадке 3, при протекании электрического тока через дугу, разогревает ее, и тепло через трубчатый электрод 2 передается жидкому рабочему телу. Жидкое рабочее тело превращается в пар, используемый в качестве плазмообразующей среды, создавая избыточное давление, под действием которого пар проходит по каналам, сообщающим резервуар с разрядной камерой, сжимает столб электрической дуги и выходит через сквозное отверстие 4 насадки 3 с образованием плазменной струи.
Влаговпитывающий материал 19 обеспечивает равномерную подпитку жидким рабочим телом участка испарителя 24 нагревательного элемента и, соответственно, равномерное во времени испарение жидкого рабочего тела. Оптимальный зазор между стержневым электродом 5 и насадкой 3 выставляют путем вращения (навинчивая или отвинчивая) ходовой гайки 10, перемещая при этом ползун 12, связанный с электрододержателем 6. Для изменения электрически мощности, выделяемой в электрической дуге, изменяют выходной ток источника электрического тока.
2) Обработка поверхности материалов сжатой дугой прямого действия (выносной электрической дугой, совмещенной с плазменной струей).
Выполняют все операции, необходимые для обработки поверхности материалов сжатой дугой косвенного действия. Далее подают напряжение и создают разность потенциалов между стержневым электродом 5 и обрабатываемым металлом. Затем уменьшают расстояние между насадкой 3 и обрабатываемым металлом до возникновения прямой (выносной) электрической дуги между стержневым электродом и обрабатываемым металлом.
Таким образом, горелка, выполненная в соответствии с предложенными техническими решениями, обеспечивает наилучшие показатели эксплуатации и функционирования.
При проведении испытаний горелки, выполненной в соответствии с изобретением, получено устойчивое возбуждение и горение электрической дуги с надежным охлаждением элементов конструкции в диапазоне токов в дуге 4-16 А и напряжении на дуге в пределах 80-200 В. Горелка устойчиво работает в любом пространственном положении.
Испытания показали, что горелка надежно функционирует при использовании в качестве жидкого рабочего тела дистиллированной воды, водного раствора пероксида водорода, а также смесей и эмульсий жидкого углеродсодержащего топлива и водного раствора пероксида водорода.
Промышленная применимость
Изобретение может быть использовано при изготовлении горелок для обработки поверхности материалов плазменной струей или выносной электрической дугой, совмещенной с плазменной струей, а также для концентрации тепла при нагреве, резке, пайке и сварке металлов в ремонтных мастерских и машиностроении при монтаже металлоконструкций.
Claims (5)
1. Горелка, содержащая размещенные соосно в корпусе трубчатый электрод, насадку с осевым сквозным отверстием, съемный стержневой электрод, расположенный в стержневом электрододержателе коаксиально внутри трубчатого электрода и с зазором относительно него и насадки с обеспечением возможности образования разрядной камеры и с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, диэлектрическую трубку, установленную на электрододержателе, средство контактного возбуждения электрической дуги между насадкой и стержневым электродом, выполненное в виде разрывного электрического контакта, включающее механизм осевого перемещения стержневого электрода, имеющий ходовой винт, ходовую гайку, возвратную пружину, ползун и кнопку, средство для парообразования и подачи в разрядную камеру плазмообразующей среды в виде пара жидкого рабочего тела, включающее резервуар в виде тонкостенной оболочки с торцевой стенкой, фланцем и патрубком для подачи жидкого рабочего тела, соосно соединенный с корпусом и заполненный влаговпитывающим материалом с возможностью контакта влаговпитывающего материала с трубчатым электродом и с возможностью сообщения резервуара с разрядной камерой, средство вихревой стабилизации электрической дуги, средство охлаждения насадки и стержневого электрода, средство центрирования стержневого электрода относительно сквозного отверстия насадки, токоподводы для электрического подсоединения терминалов независимого источника электрического тока и защитный кожух, отличающаяся тем, что торцевая стенка выполнена с уплотненным центральным отверстием, фланец выполнен в виде штуцера и снабжен перегородкой с центральным отверстием, в котором помещен трубчатый электрод с возможностью образования нагревательного элемента, состоящего из испарителя и пароперегревателя, отделенных перегородкой, испаритель, расположенный в резервуаре, имеет длину в пределах 1,8-3,0 от его наружного диаметра и снабжен на его поверхности пазами для отвода пара в коллектор из кольцевой проточки на поверхности пароперегревателя, расположенного вне резервуара, и капиллярно-пористой оболочкой из материала с высокой теплопроводностью, расположенной с возможностью контакта одной стороной с поверхностью испарителя и другой стороной с влаговпитывающим материалом с низкой теплопроводностью, корпус выполнен в виде втулки, один из концов которой имеет резьбу для присоединения к фланцу, с возможностью поджатия насадки и трубчатого электрода к перегородке, средство вихревой стабилизации электрической дуги выполнено в виде завихрителя, являющегося частью пароперегревателя, примыкающей к насадке, и содержит выполненные в завихрителе тангенциальные каналы, расположенные в двух, перпендикулярных оси, плоскостях, расстояние между которыми составляет 0,5-1,3 от максимального значения диаметра внутренней полости разрядной камеры, в завихрителе и пароперегревателе по обе стороны от места их соединения выполнены расточки по внутреннему диаметру, диэлектрическая трубка выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью и внешней одноступенчатой цилиндрической поверхностью с образованием цилиндрического выступа, установлена с возможностью совместного центрирования завихрителя, трубчатого электрода и диэлектрической трубки по цилиндрическому выступу и выступает в резервуаре за торец трубчатого электрода, по меньшей мере, на длину, равную 0,5 от ее наружного диаметра, торец диэлектрической трубки, обращенный к отверстию насадки, расположен с образованием торца разрядной камеры, которая выполнена конфузорной с длиной в пределах 0,5-1,8 от максимального значения диаметра ее внутренней полости, ходовой винт установлен неподвижно вдоль оси стержневого электрода в торцевой стенке и выполнен с центральным одноступенчатым цилиндрическим отверстием, с образованием полости с торцевой кольцевой опорной поверхностью, взаимодействующей с возвратной пружиной, и с радиальной прорезью вдоль оси ходового винта, причем длина прорези соответствует величине возвратно-поступательного перемещения стержневого электрода, подпружиненный ползун выполнен в виде цилиндра с радиальным отверстием и размещен в полости ходового винта с опорой одним из торцов на возвратную пружину и с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, ограниченного токоподводом в виде штыря, расположенного в радиальном отверстии ползуна с возможностью фиксации и размещенного в прорези ходового винта, другой торец ползуна выступает из полости ходового винта, ходовая гайка соединена при помощи резьбы с ходовым винтом с возможностью взаимодействия своей кольцевой торцевой опорной поверхностью с токоподводом в виде штыря, радиально выступающим из прорези ходового винта, в торце ползуна, выступающем из полости ходового винта, установлена кнопка, выступающая из центрального отверстия ходовой гайки с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, ползун соединен с электрододержателем, выполненным со стороны соединения со стержневым электродом диаметром в пределах 1,01-1,25 от диаметра стержневого электрода и с развитой поверхностью теплообмена на длине, по меньшей мере, между торцом диэлектрической трубки в резервуаре и торцевой стенкой, с обеспечением возможности центрирования по внутренней цилиндрической поверхности ходового винта и внутренней цилиндрической поверхности диэлектрической трубки, при этом диаметр стержневого электрода составляет 0,27-0,83 от максимального значения диаметра внутренней полости разрядной камеры, поперечный размер резервуара в зоне испарителя составляет 1,7-3,2 от наружного диаметра испарителя, длина резервуара выбрана в пределах 1,5-3,5 от длины испарителя, а отношение суммарной площади поперечного сечения пазов для отвода пара на поверхности испарителя к суммарной площади проходных сечений тангенциальных каналов завихрителя составляет 0,7-1,5.
2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что пазы для отвода пара выполнены с шириной в пределах 0,3-0,6 мм и глубиной 0,3-0,5 мм.
3. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что толщина стенки трубчатого электрода на участке испарителя выполнена в пределах 0,5-2 мм.
4. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что капиллярно-пористая оболочка из материала с высокой теплопроводностью выполнена с объемной пористостью 0,7-0,8, со средним размером пор 20-100 мкм и толщиной 0,8-2 мм.
5. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что влаговпитывающий материал с низкой теплопроводностью выполнен с объемной пористостью в пределах 0,6-0,9, со средним размером пор 20-50 мкм.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114329/06A RU2278328C1 (ru) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Горелка |
| CN2006800241641A CN101213402B (zh) | 2005-05-13 | 2006-05-04 | 燃烧器 |
| PCT/RU2006/000229 WO2006121370A1 (fr) | 2005-05-13 | 2006-05-04 | Bruleur |
| EP06757946A EP1887282A1 (en) | 2005-05-13 | 2006-05-04 | Burner |
| EA200702492A EA012150B1 (ru) | 2005-05-13 | 2006-05-04 | Горелка |
| US11/914,214 US7820935B2 (en) | 2005-05-13 | 2006-05-04 | Burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005114329/06A RU2278328C1 (ru) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Горелка |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2278328C1 true RU2278328C1 (ru) | 2006-06-20 |
Family
ID=36714210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005114329/06A RU2278328C1 (ru) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Горелка |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7820935B2 (ru) |
| EP (1) | EP1887282A1 (ru) |
| CN (1) | CN101213402B (ru) |
| EA (1) | EA012150B1 (ru) |
| RU (1) | RU2278328C1 (ru) |
| WO (1) | WO2006121370A1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2375513C1 (ru) * | 2008-03-21 | 2009-12-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Плазариум" | Способ получения капиллярно-пористого влаговпитывающего материала на основе минерального волокна, капиллярно-пористый влаговпитывающий вкладыш, полученный из материала по этому способу, и плазменная горелка с этим капиллярно-пористым вкладышем |
| RU180547U1 (ru) * | 2016-04-11 | 2018-06-18 | Гипертерм, Инк. | Система для плазменно-дуговой резки, включающая завихрительные кольца и другие расходные компоненты, и соответствующие способы работы |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9560732B2 (en) | 2006-09-13 | 2017-01-31 | Hypertherm, Inc. | High access consumables for a plasma arc cutting system |
| US10194516B2 (en) | 2006-09-13 | 2019-01-29 | Hypertherm, Inc. | High access consumables for a plasma arc cutting system |
| US10098217B2 (en) * | 2012-07-19 | 2018-10-09 | Hypertherm, Inc. | Composite consumables for a plasma arc torch |
| US9662747B2 (en) | 2006-09-13 | 2017-05-30 | Hypertherm, Inc. | Composite consumables for a plasma arc torch |
| KR100872682B1 (ko) * | 2007-02-02 | 2008-12-10 | 강방권 | 균일한 상압 플라즈마 발생장치 |
| RU2506724C1 (ru) * | 2012-06-27 | 2014-02-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) | Электродуговой плазмотрон с водяной стабилизацией дуги |
| CN104566378B (zh) * | 2013-10-29 | 2017-02-08 | 中国科学院工程热物理研究所 | 基于电弧放电等离子体的燃烧器喷嘴 |
| CN104713088A (zh) * | 2013-12-11 | 2015-06-17 | 中国科学院工程热物理研究所 | 基于等离子体射流的燃烧器喷嘴 |
| CN105444164B (zh) * | 2015-12-24 | 2017-03-22 | 韩汶冀 | 一种燃烧装置 |
| RU2675420C2 (ru) | 2016-04-11 | 2018-12-19 | Гипертерм, Инк. | Система для плазменно-дуговой резки, включающая завихрительные кольца и другие расходные компоненты, и соответствующие способы работы |
| EP3945885B1 (en) | 2019-03-29 | 2025-04-02 | Juul Labs, Inc. | Cartridges for vaporizer devices |
| GB202014233D0 (en) | 2020-01-24 | 2020-10-28 | Waters Technologies Corp | Sprayer assembly |
| IT202200003048U1 (it) * | 2022-07-20 | 2024-01-20 | Beckett Thermal Solutions S R L | Membrana di combustione per un bruciatore a gas, realizzato mediante fili a fibre continue |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1380966A (en) * | 1972-02-23 | 1975-01-22 | Electricity Council | Plasma torches |
| RU2057625C1 (ru) * | 1992-12-10 | 1996-04-10 | Научно-производственная и внедренческая фирма "Масс-спектрометрические приборы для экологии" | Плазменная горелка |
| RU2066263C1 (ru) * | 1992-12-10 | 1996-09-10 | Научно-производственная и внедренческая фирма "Масс-спектрометрические приборы для экологии" | Плазменная горелка |
| RU2072640C1 (ru) * | 1994-02-21 | 1997-01-27 | Александр Иванович Апуневич | Электродуговая плазменная горелка |
| US5719370A (en) * | 1993-12-17 | 1998-02-17 | Adamas At Ag | Electric arc plasma-steam torch |
| RU2112635C1 (ru) * | 1997-06-20 | 1998-06-10 | Апуневич Александр Иванович | Способ осевой стабилизации электродугового столба в плазменной горелке с подвижным катодом и плазменная горелка для его осуществления |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6234623U (ru) * | 1985-08-12 | 1987-02-28 | ||
| US5026464A (en) * | 1988-08-31 | 1991-06-25 | Agency Of Industrial Science And Technology | Method and apparatus for decomposing halogenated organic compound |
| CN2179946Y (zh) * | 1992-06-26 | 1994-10-19 | 田苗 | 射吸式自身预热加热炬燃烧器 |
| US5560844A (en) * | 1994-05-26 | 1996-10-01 | Universite De Sherbrooke | Liquid film stabilized induction plasma torch |
| US6525291B1 (en) * | 1999-09-21 | 2003-02-25 | Hypertherm, Inc. | Process and apparatus for cutting or welding a workpiece |
| EA200000252A1 (ru) * | 2000-02-10 | 2001-08-27 | Владимир Семенович Тверской | Плазменная горелка |
-
2005
- 2005-05-13 RU RU2005114329/06A patent/RU2278328C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2006
- 2006-05-04 EP EP06757946A patent/EP1887282A1/en not_active Withdrawn
- 2006-05-04 EA EA200702492A patent/EA012150B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2006-05-04 WO PCT/RU2006/000229 patent/WO2006121370A1/ru not_active Ceased
- 2006-05-04 CN CN2006800241641A patent/CN101213402B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2006-05-04 US US11/914,214 patent/US7820935B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1380966A (en) * | 1972-02-23 | 1975-01-22 | Electricity Council | Plasma torches |
| RU2057625C1 (ru) * | 1992-12-10 | 1996-04-10 | Научно-производственная и внедренческая фирма "Масс-спектрометрические приборы для экологии" | Плазменная горелка |
| RU2066263C1 (ru) * | 1992-12-10 | 1996-09-10 | Научно-производственная и внедренческая фирма "Масс-спектрометрические приборы для экологии" | Плазменная горелка |
| US5719370A (en) * | 1993-12-17 | 1998-02-17 | Adamas At Ag | Electric arc plasma-steam torch |
| RU2072640C1 (ru) * | 1994-02-21 | 1997-01-27 | Александр Иванович Апуневич | Электродуговая плазменная горелка |
| RU2112635C1 (ru) * | 1997-06-20 | 1998-06-10 | Апуневич Александр Иванович | Способ осевой стабилизации электродугового столба в плазменной горелке с подвижным катодом и плазменная горелка для его осуществления |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2375513C1 (ru) * | 2008-03-21 | 2009-12-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Плазариум" | Способ получения капиллярно-пористого влаговпитывающего материала на основе минерального волокна, капиллярно-пористый влаговпитывающий вкладыш, полученный из материала по этому способу, и плазменная горелка с этим капиллярно-пористым вкладышем |
| RU180547U1 (ru) * | 2016-04-11 | 2018-06-18 | Гипертерм, Инк. | Система для плазменно-дуговой резки, включающая завихрительные кольца и другие расходные компоненты, и соответствующие способы работы |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101213402A (zh) | 2008-07-02 |
| EA200702492A1 (ru) | 2008-04-28 |
| US7820935B2 (en) | 2010-10-26 |
| EA012150B1 (ru) | 2009-08-28 |
| WO2006121370A1 (fr) | 2006-11-16 |
| CN101213402B (zh) | 2012-06-06 |
| US20080230522A1 (en) | 2008-09-25 |
| EP1887282A1 (en) | 2008-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2278328C1 (ru) | Горелка | |
| US5609777A (en) | Electric-arc plasma steam torch | |
| KR101793314B1 (ko) | 개선된 열전달과 신규한 조립 방법을 가진 플라즈마 토치용 전극 | |
| RU2071190C1 (ru) | Электродуговая плазменная горелка | |
| RU2003128884A (ru) | Плазменная горелка (варианты), способ ее пуска и элементы плазменной горелки | |
| RU2066263C1 (ru) | Плазменная горелка | |
| RU2278327C1 (ru) | Горелка | |
| WO2013051255A1 (en) | A plasma generating method and system | |
| EP0640426B1 (en) | Electric arc plasma torch | |
| RU2353485C1 (ru) | Плазменная горелка (варианты) | |
| RU2072640C1 (ru) | Электродуговая плазменная горелка | |
| EA001829B1 (ru) | Плазменная горелка | |
| KR100262800B1 (ko) | 아크플라즈마토치,아크플라즈마 토치용전극 및 이들의 작동방법 | |
| RU2112635C1 (ru) | Способ осевой стабилизации электродугового столба в плазменной горелке с подвижным катодом и плазменная горелка для его осуществления | |
| RU2066517C1 (ru) | Электродуговая плазменная горелка | |
| RU2283737C1 (ru) | Плазменная горелка | |
| KR101002082B1 (ko) | 플라즈마 아크 토치용 전극 | |
| RU2469517C1 (ru) | Способ рекуперативного охлаждения электрода плазмотрона, плазмотрон для осуществления способа и электродный узел этого плазмотрона | |
| RU2343649C1 (ru) | Электродуговая плазменная горелка | |
| RU97109334A (ru) | Способ осевой стабилизации электродугового столба в плазменной горелке с подвижным катодом и устройство для его осуществления | |
| RU2040124C1 (ru) | Электродуговая плазменная горелка | |
| RU115141U1 (ru) | Плазмотрон парожидкостный электродуговой | |
| RU2431685C2 (ru) | Способ обработки поверхности металлов нагреванием плазменной струей | |
| RU99678U1 (ru) | Плазмотрон парожидкостной | |
| JPH11345699A (ja) | 液体プラズマ発生方法及びその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150514 |