Vynález se týká stabilizačního zařízení obloukového, kapalinou stabilizovaného plazmového generátoru.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a stabilizer device for an arc-liquid stabilized plasma generator.
Dosud známé kapalinou stabilizované plazmové generátory používají pro ochranu stabilizačního systému před tepelnými účinky elektrického oblouku a vzniklého plazmatu, pro ochranu materiálu katody z hlediska její oxidace i pro vlastní tvorbu plazmatu jedinou stabilizační kapalinu. Používá se zejména ionizovaná voda, která se do stabilizačního systému přivádí vhodná rozmístěnými tangenciálními vstupy uspořádanými jak v sousedství katody, tak mezi jednotlivými clonami stabilizačního systému a odvádí se Štěrbinovými výstupy uspořádanými tak, aby se ve stabilizačním systému vytvořil vír, jehož středem hoří elektrický oblouk a jehož tloušťka dostačuje k tvorbě plazmatu i k chlazení stabilizačního systému. Použití jediné stabilizační kapaliny je tedy určitým kompromisem, který sice zjednodušuje konstrukci a provoz plazmového generátoru, ale omezuje možnost dosažení vyšších teplot plazmatu, zvyšuje opotřebení katody a ovlivněním redukčního charakteru rekomblnované plazmy omezuje využitelnost generátoru pouze ne některé druhy plazmových nástřiků, zejména na oblast kysličnikové keramiky. Pro odstranění těchto nevýhod bylo navrženo použití několika stabilizačních kapalin odlišných fyzikálně chemických vlastností, známé plazmové generátory však toto použití znemožňují, zejména vzhledem ke konstrukci stabilizačního systému neumožňujícího potřebnou cirkulaci dvou nebo více stabilizačních kapalin.The prior art liquid stabilized plasma generators use a single stabilizing liquid to protect the stabilizing system from the thermal effects of the arc and the plasma formed, to protect the cathode material from its oxidation point of view, and to generate the plasma itself. In particular, ionized water is used, which is supplied to the stabilization system by suitable spaced tangential inlets arranged both adjacent to the cathode and between the individual orifices of the stabilization system and discharged through slotted outlets arranged so as to form a vortex in the stabilization system. the thickness of which is sufficient to generate plasma and to cool the stabilization system. Thus, the use of a single stabilizing fluid is a compromise that simplifies the construction and operation of the plasma generator, but reduces the possibility of reaching higher plasma temperatures, increases cathode wear and, by affecting the reducing nature of recombined plasma. . It has been suggested to use several stabilizing fluids with different physicochemical properties to overcome these disadvantages, but the known plasma generators make this impossible, especially due to the construction of a stabilizing system not allowing the necessary circulation of two or more stabilizing fluids.
Tyto nevýhody odstraňuje stabilizační zařízení plazmového generátoru s tyčovou katodou, vnějSÍ rotační anodou a mezi nimi uspořádaným stabilizačním systémem s tangenciálními vstupy a štěrbinovými výstupy stabilizační kapaliny podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že ve stabilizačním systému generátoru je uspořádán přechodový díl, rozdělující jej na výbojovou komoru obklopující tyčovou katodu a na stabilizační kanál, mezi nimiž je uspořádán alespoň jeden výstup stabilizační kapaliny, přičemž tangenciální vstupy do výbojové komory a do stabilizačního kanálu jsou připojeny k samostatným výtlačným vedením stabilizačních kapalin. Přechodový díl může být s výhodou tvořen štěrbinou, nebe clonou na jejíž jedná nebo obou stranách je uspořádán výstup stabilizační kapaliny, ve štěrbině může být uspořádána dělicí clona, mezi níž a stěnami štěrbiny jsou vytvořeny samostatné výstupy z výbojové komory a ze stabilizačního kanálu, výstupy z výbojové komory a ze stabilizačního kanálu mohou být uspořádány na protilehlých vnitřních stěnách štěrbiny a v různých vzdálenostech od osy stabilizačního systému.These drawbacks are overcome by the stabilizer device of the plasma cathode generator, the external rotary anode and the stabilization system with tangential inlets and the slotted outlets of the stabilizing fluid according to the invention, which is arranged in the generator stabilization system. a discharge chamber surrounding the rod cathode and to the stabilization channel between which at least one stabilizing fluid outlet is arranged, the tangential inlets to the discharge chamber and to the stabilizing channel being connected to separate stabilizing fluid discharge lines. Preferably, the transition member may be formed by a slit or an orifice on either or both sides of the stabilizing fluid outlet, and a separating orifice may be provided in the aperture between which the discharge chamber and the stabilizing channel are formed separately from the discharge chamber. The discharge chambers and the stabilizing channel may be disposed on opposite inner walls of the slot and at different distances from the axis of the stabilizing system.
Konstrukce stabilizačního systému plazmového generátoru podle vynálezu umožní použití dvou nebo více stabilizačních kapalin a tím docílení menši oxidace katody při současném zlepšení odvodu tepla a usnadnění startovatelno sti generátoru a při možno ati zvýšení teploty rekombinované plazmy. Uspořádáni výstupu nebo výstupů stabilizační kapaliny pouze v oblasti mezi výbojovou komorou a stabilizačním systémem umožní volbu proudění tak, že ve výbojové komoře kepálina proudí směrem od katody k anodě, což se projeví zvýšením stability oblouku, a ve stabilizačním kanálu směrem od anody ke katodě, což se projeví ve zvýšeni výkonu generátoru.The construction of the plasma generator stabilization system of the invention will allow the use of two or more stabilizing liquids, thereby achieving less cathode oxidation while improving heat dissipation and facilitating the generator to be started, and possibly increasing the temperature of the recombined plasma. The arrangement of the stabilization fluid outlet (s) only in the region between the discharge chamber and the stabilization system will allow the flow to be selected such that in the discharge chamber the cepal flows from cathode to anode resulting in increased arc stability and stabilization channel from anode to cathode. will result in increased generator power.
Příklad provedení stabilizačního zařízení plazmového generátoru podle vynálezu je znázorněn na přiloženém vyobrazení, kde obr. 1 znázorňuje příčný řez stabilizačním systémem s přechodovým dílem tvořeným clonou a obr. 2 příčný řez stabilizačním systémsm s přechodovým dílem tvořeným štěrbinou.An exemplary embodiment of a plasma generator stabilization device according to the invention is shown in the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a cross-section of a diaphragm stabilization system and Fig. 2 a cross-section of a slit-stabilization stabilizer system.
Jak je patrné z obr. 1, obsahuje stabilizační systém 1 generátoru přechodový díl 2, tvořený clonou 2, rozdělující jej na stabilizační kanál 2 a na výbojovou komoru 2» obklopující tyčovou katodu 6. Ve vyústění stabilizačního kanálu 2 je uspořádána tryska S e uvnitř jsou patrné stabilizační clony 2· Bo výbojové komory 5. ústi tangenciální vstupy 1£ stabilizační kapaliny a do stabilizačního kanálu 2 ústící tangenciální vstupy H stabilizační kapaliny, přičemž obě skupiny tangenciálních vstupů jsou připojeny k samostatným výtlačným vedením 12, 16 stabilizačních kapalin. Stabilizační systém 1 má výstupy 12 z výbojové komory 2 a 13 ze stabilizačního kanálu 2 uspořádány po obou stranách clony J.As can be seen from FIG. 1, the generator stabilization system 1 comprises a transition piece 2 formed by an orifice 2 dividing it into the stabilization channel 2 and the discharge chamber 2 surrounding the cathode 6. A nozzle S e is arranged inside the stabilization channel 2. There are tangential inlets 16 of the stabilizing fluid and into the stabilizing channel 2 opening tangential inlets 11 of the stabilizing fluid, both groups of tangential inlets being connected to separate stabilizing fluid discharge lines 12, 16. The stabilization system 1 has outlets 12 from the discharge chamber 2 and 13 from the stabilization channel 2 arranged on both sides of the orifice J.
Na obr. 2 znázorněný stabilizační systém 1 používá jako přechodový díl 2 štěrbinu 4· Výstupy 12. 13 ze stabilizačního kanálu 2 a z výbojové komory í jsou uspořádány na protilehlých vnitřních stěnách Štěrbiny £ v různých vzdálenostech od osy stabilizačního systému 1, daných fyzikálními vlastnostmi použitých kapalin. Oba výstupy 12, 12 taká mohou být nahrazeny jediným. V prostoru trysky g má tento stabilizační systém vytvořen další vystup 14 ze stabilizačního kanálu 2> zmenšující ztráty stabilizační kapaliny.The stabilization system 1 shown in FIG. 2 uses a slot 4 as the transition piece 2. The outlets 12, 13 from the stabilization channel 2 and the discharge chamber 1 are arranged on opposite inner walls of the slot 6 at different distances from the axis of the stabilization system 1 given the physical properties of the liquids used. . Both outlets 12, 12 may be replaced by a single one. In the nozzle space g, this stabilizing system has a further outlet 14 from the stabilizing channel 2, reducing the loss of stabilizing liquid.