FR2754969A1 - Torche a plasma a etancheite amelioree - Google Patents
Torche a plasma a etancheite amelioree Download PDFInfo
- Publication number
- FR2754969A1 FR2754969A1 FR9612680A FR9612680A FR2754969A1 FR 2754969 A1 FR2754969 A1 FR 2754969A1 FR 9612680 A FR9612680 A FR 9612680A FR 9612680 A FR9612680 A FR 9612680A FR 2754969 A1 FR2754969 A1 FR 2754969A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- cathode
- anode
- plasma torch
- plasma
- torch according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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
- H05H1/52—Generating plasma using exploding wires or spark gaps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F41—WEAPONS
- F41A—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS COMMON TO BOTH SMALLARMS AND ORDNANCE, e.g. CANNONS; MOUNTINGS FOR SMALLARMS OR ORDNANCE
- F41A19/00—Firing or trigger mechanisms; Cocking mechanisms
- F41A19/58—Electric firing mechanisms
- F41A19/63—Electric firing mechanisms having means for contactless transmission of electric energy, e.g. by induction, by sparking gap
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Le secteur technique de l'invention est celui des torches à plasma. La torche a plasma selon l'invention comprend une anode (2) et une cathode (3) séparées par un tube capillaire (4) réalisé en un matériau isolant électrique et ablatable par l'action du plasma, elle est caractérisée en ce que l'anode (2) comporte un étui conducteur (12) fermé à une première extrémité, étui à l'intérieur duquel est disposé le tube capillaire (4).
Description
Le domaine technique de l'invention est celui des torches
à plasma.
Une torche à plasma est un système qui permet d'engendrer des gaz à haute pression (de l'ordre de 500 MPa) à partir d'une décharge électrique de haute tension (de l'ordre de 20 kV) provoquée entre deux électrodes. Les torches à plasma sont utilisées dans l'industrie pour réaliser par exemple la découpe de matériaux conducteurs, ou encore pour détruire certains produits ou matériels, ou pour10 effectuer des dépôts métalliques. Elles sont également utilisées dans le domaine de l'armement pour engendrer une
pression permettant le tir d'un projectile. On pourra par exemple considérer le brevet US4895062 qui décrit une arme utilisant une torche à plasma.
Les torches à plasma connues comprennent une anode et une cathode séparées par un tube capillaire réalisé en un matériau qui est à la fois isolant électrique et susceptible de se décomposer pour engendrer un plasma (par exemple une matière plastique). La décharge électrique entre anode et20 cathode est amorcée au moyen d'un fusible en cuivre ou autre matériau conducteur. L'arc électrique ainsi créé provoque un plasma qui réalise l'ablation de la paroi du tube capillaire ce qui entraine la génération de gaz légers à haute pression et haute température.25 Ces gaz sont utilisés soit pour accélérer directement un projectile, soit pour vaporiser un fluide (par exemple de l'eau) qUi permet d'accroitre le volume de gaz. Dans les torches à plasma connues, anode et cathode sont fixées de part et d'autre d'un tube support qui assure la
rigidité de la torche et le confinement radial du plasma engendré.
La cathode est annulaire afin de permettre une sortie axiale du jet de plasma au travers de celle ci.
Il en résulte lors du fonctionnement un niveau de
pression au niveau de l'anode qui est bien supérieur à celui développé au niveau de la cathode.
Concrètement on a pu mesurer des pressions de l'ordre de 400 MPa au niveau de la cathode et de 600 MPa au niveau de
1 'anode.
Une telle différence de pression nuit à la tenue mécanique de la torche. Elle peut également provoquer une
dégradation de l'étanchéité entre l'anode et le support 5 pouvant conduire à l'émission au niveau de l'anode de jets de plasma dirigés vers l'extérieur de la torche.
C'est le but de l'invention que de proposer une torche à plasma ne présentant pas de tels inconvénients.
Ainsi l'invention propose une torche à plasma dont la
tenue mécanique et l'étanchéité sont améliorées.
L'invention a donc pour objet une torche à plasma comprenant une anode et une cathode séparées par un tube capillaire réalisé en un matériau isolant électrique et ablatable par l'action du plasma, torche caractérisée en ce15 que l'anode comporte un étui conducteur fermé à une première extrémité, étui à l'intérieur duquel est disposé le tube
capillaire. Selon une modalité particulière de réalisation, le tube capillaire est séparé de l'anode par un fourreau isolant.
Avantageusement, l'étui de l'anode s'étend longitu- dinaiement sensiblement jusqu'à la cathode, le fourreau isolant entourant au moins partiellement la cathode. La cathode pourra comporter une portée conique venant se positionner dans un logement complémentaire conique de l'étui conducteur, le fourreau isolant comportant une partie évasée qui est interposée entre la portée conique de la cathode et
le logement conique de l'étui conducteur. L'anode pourra comporter un culot formant pied d'arc disposé au fond de l'étui conducteur.
La cathode pourra comporter une lèvre d'étanchéité annulaire appliquée contre le fourreau isolant et délimitant un alésage recevant une extrémité à diamètre réduit du capillaire. La cathode pourra comporter un logement axial dans lequel
sera disposé un anneau conducteur formant pied d'arc.
La torche selon l'invention pourra comporter un manchon tubulaire isolant entourant l'anode et assurant sa
solidarisation avec la cathode.
Elle pourra également comporter au moins un joint torique disposé entre le manchon tubulaire et le fourreau isolant.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de
réalisation, description faite en référence au dessin annexé qui représente en coupe longitudinale une torche à plasma
selon l'invention. Cette torche à plasma 1 comprend une anode 2 et une cathode 3 séparées par un tube capillaire 4.
La torche 1 présente globalement une symétrie de révolution. Elle est mise en place dans un alésage 5 aménagé
sur un support 6, qui est ici une arme (non représentée en détail), arme qui comporte un tube 7 et une plaque de culasse 8.
Le capillaire 4 est réalisé en un matériau isolant électrique et susceptible de s'ablater, c'est à dire d'engendrer des gaz légers par l'action du plasma. On
réalisera par exemple le capillaire en une matière plastique telle que le polyéthylène. Il comporte un alésage axial 9 à20 l'intérieur duquel est positionné un fusible (non représenté), par exemple un fil de cuivre.
L'anode 2 est constituée par un étui métallique qui comporte un fond 10 de diamètre réduit et un corps cylindrique 12.25 Le fond 10 est destiné à recevoir un contact électrique
11 qui est solidaire mécaniquement de la plaque de culasse 8.
Le corps cylindrique 12 présente un alésage axial 13 à l'intérieur duquel se loge le capillaire 4 ainsi qu'un culot
14 formant pied d'arc.
Le culot 14 est réalisé en un matériau très conducteur et
à haute tenue mécanique qui a pour fonction de limiter l'érosion due au pied de l'arc électrique.
Il comporte un canal longitudinal 15 qui permet d'évacuer l'air emprisonné entre le fond 10 et le culot 14 au moment de la mise en place de ce dernier, ce qui permet d'appliquer le culot 14 fortement contre le fond pour assurer un bon contact électrique. Le tube capillaire 4 est séparé de l'anode 2 par un fourreau cylindrique 19, qui est réalisé en un matériau isolant électrique, par exemple un composite à base de fibres de verre. Ce fourreau a pour fonction d'assurer l'isolation électrique entre l'anode et la cathode. L'extrémité ouverte de l'anode 2 a un profil conique 16 qui est complémentaire d'une portée conique 17 aménagée sur la cathode 3. Ce profil conique facilite le montage de la cathode et assure la coaxialité de ces deux pièces.10 Le fourreau isolant 19 comporte une partie évasée 20 qui s'interpose entre la portée conique 17 de la cathode 3 et le
logement conique 16 de l'étui conducteur de l'anode 2 et évite tout court-circuit électrique à ce niveau entre l'anode et la cathode.
La cathode 3 comporte une lèvre d'étanchéité annulaire 18 qui est appliquée contre le fourreau isolant 19 et qui délimite un alésage recevant une extrémité 21 à diamètre réduit du capillaire 4. La lèvre 18 est destinée à se déformer par l'effet de la pression du plasma engendré par la torche pour empêcher toute fuite de plasma entre la cathode 3 et le fourreau isolant 19, fuites qui nuiraient à l'efficacité de la torche et détérioreraient l'isolation électrique. Afin de localiser le pied de l'arc électrique, la cathode 3 comporte également un logement axial 22 dans lequel est disposé un anneau conducteur 23 formant pied d'arc. Cet anneau est réalisé dans le même matériau que le culot 14. La cathode 3 présente un orifice axial 24 qui fait communiquer l'intérieur de la torche avec une chambre 25 destinée à recevoir un projectile (non représenté) et
éventuellement un matériau générateur de gaz (par exemple de l'eau).
La partie évasée 20 du fourreau isolant 19 se termine par une portion cylindrique 26 qui entoure la cathode 3.
Un manchon tubulaire isolant 27 entoure l'anode 2 et assure sa solidarisation avec la cathode 3 par l'intermédiaire de vis radiales 28. Le manchon 27 complète l'isolation électrique entre anode et cathode. Des joints toriques 29, 30, 31 sont disposés entre le manchon 27 et le fourreau isolant 19. Ils permettent d'éviter la formation d'un arc électrique au niveau des jeux de montage radiaux. 5 L'amenée de courant au niveau de la cathode 3 est assurée par une bague de contact 34 qui reste solidaire du support 6 et qui porte au moins deux languettes longitudinales flexibles 35. Ces dernières assurent un bon contact électrique malgré la présence d'un jeu radial entre cathode 3 et support 6, jeu destiné à faciliter la mise en place et le remplacement de la torche 1. Le manchon 27 comporte également un usinage annulaire 32 qui est destiné à recevoir et guider une couronne 33
solidaire d'une gaine isolante 36 qui entoure le contact 11 et l'isole électriquement de la plaque de culasse 8.
Cette disposition particulière empêche la formation d'un arc électrique entre le support 6 et l'anode 2.
Le fonctionnement de cette torche est le suivant.
Une différence de potentiel électrique de l'ordre de 20 kilo volts est appliquée entre l'anode 2 et la cathode 3.
Le courant est appliqué à l'anode par le contact
électrique 11 et à la cathode par le support 6 et la bague de contact 34.
L'isolation électrique est assurée par la gaine 36 entourant le contact 11, le manchon isolant 27, les joints toriques 29,30 et 31 et le fourreau isolant 19. Ainsi anode et cathode ne sont reliées entre elles que par le fusible disposé à l'intérieur du capillaire 4. Ce fusible amorce un arc électrique entre anode et cathode, arc qui se maintien et provoque l'ablation du matériau du
capillaire et la génération d'un plasma qui sort de la torche 1 par l'orifice axial 24.
Du fait de son caractère monobloc au niveau de son fond 10, lwanode 2 proposée par l'invention permet d'éviter toute fuite de plasma vers l'arrière de la torche (vers le contact 11). Elle permet également d'améliorer la résistance mécanique de la torche, car celle ci possède alors une structure massive et monobloc à l'emplacement o la pression engendrée est maximale, c'est à dire au niveau du fond 10 de l'anode 2. Le corps cylindrique 12 de l'anode 2 entoure le capillaire 4 sur toute sa longueur. Il assure le maintien radial de celui ci malgré les fortes pressions développées à l'intérieur de la torche. Il en résulte une excellente tenue mécanique de la torche avec un encombrement radial minimal. La torche selon l'invention peut être utilisée dans le
domaine de l'armement pour le tir de projectiles à vitesses importantes (supérieures à 2000 m/s).
Elle peut également être utilisée dans le domaine civil pour les opérations de découpe ou destruction de matériaux ou
pour réaliser des dépôts de matériaux.
Claims (7)
1-Torche à plasma (1) comprenant une anode (2) et une cathode (3) séparées par un tube capillaire (4) réalisé en un matériau isolant électrique et ablatable par l'action du plasma, torche caractérisée en ce que l'anode (2) comporte un étui conducteur (12) fermé à une première extrémité (10),
étui à l'intérieur duquel est disposé le tube capillaire (4).
2-Torche à plasma selon la revendication 1, caractérisée
en ce que le tube capillaire (4) est séparé de l'anode (2) par un fourreau isolant (19).
3-Torche à plasma selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'étui de l'anode s'étend longitudinalement
sensiblement jusqu'à la cathode (3), le fourreau isolant (19)15 entourant au moins partiellement la cathode (3).
4-Torche à plasma selon la revendication 3, caractérisée en ce que la cathode (3) comporte une portée conique (17) qui vient se positionner dans un logement complémentaire conique (16) de l'étui conducteur, le fourreau isolant (19) comportant une partie évasée (20) qui est interposée entre la portée conique de la cathode et le logement conique (16) de
l'étui conducteur. 5-Torcha à plasma selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'anode (2) comporte un culot (14)
formant pied d'arc disposé au fond de l'étui conducteur.
6-Torche à plasma selon une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que la cathode (3) comporte une lèvre
d'étanchéité annulaire (18) qui est appliquée contre le fourreau isolant (19) et qui délimite un alésage recevant une30 extrémité (21) à diamètre réduit du capillaire (4).
7-Torche à plasma selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la cathode (3) comporte un logement
axial (22) dans lequel est disposé un anneau conducteur (23) formant pied d'arc.35 8-Torche à plasma selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte un manchon tubulaire
isolant (27) entourant l'anode (2) et assurant sa solidarisation avec la cathode (3).
9-Torche à plasma selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un joint torique (29,30,31) disposé entre le manchon tubulaire (27) et le fourreau
isolant (19).
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9612680A FR2754969B1 (fr) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | Torche a plasma a etancheite amelioree |
DE69719142T DE69719142D1 (de) | 1996-10-18 | 1997-10-14 | Plasmabrenner mit neuen Dichtungsmerkmalen |
EP97402414A EP0837621B1 (fr) | 1996-10-18 | 1997-10-14 | Torche à plasma avec nouvelles caractéristiques d'étanchéité |
US08/954,036 US5938950A (en) | 1996-10-18 | 1997-10-20 | Plasma torch with improved gas-tightness |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9612680A FR2754969B1 (fr) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | Torche a plasma a etancheite amelioree |
US08/954,036 US5938950A (en) | 1996-10-18 | 1997-10-20 | Plasma torch with improved gas-tightness |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FR2754969A1 true FR2754969A1 (fr) | 1998-04-24 |
FR2754969B1 FR2754969B1 (fr) | 1998-11-27 |
Family
ID=26233049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FR9612680A Expired - Fee Related FR2754969B1 (fr) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | Torche a plasma a etancheite amelioree |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5938950A (fr) |
EP (1) | EP0837621B1 (fr) |
FR (1) | FR2754969B1 (fr) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1273875A1 (fr) | 2001-07-06 | 2003-01-08 | Giat Industries | Dispositif d'allumage pour un chargement propulsive |
FR2844873A1 (fr) * | 2002-09-25 | 2004-03-26 | Giat Ind Sa | Inflammateur a double effet et procede d'allumage mettant en oeuvre un tel inflammateur |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6329628B1 (en) * | 1998-12-10 | 2001-12-11 | Polytechnic University | Methods and apparatus for generating a plasma torch |
GB0011080D0 (en) * | 2000-05-08 | 2000-06-28 | Wang Wang N | Electrodes and plasma generating devices including electrodes |
US6805055B1 (en) * | 2003-06-25 | 2004-10-19 | Gamma Recherches & Technologies Patent Sa | Plasma firing mechanism and method for firing ammunition |
US7091441B1 (en) * | 2004-03-19 | 2006-08-15 | Polytechnic University | Portable arc-seeded microwave plasma torch |
EP1689216A1 (fr) * | 2005-02-04 | 2006-08-09 | Vlaamse Instelling Voor Technologisch Onderzoek (Vito) | Jet de plasma à pression atmosphérique |
SE533831C2 (sv) * | 2005-03-15 | 2011-02-01 | Bae Systems Bofors Ab | Plasmajettändare för en elektro-termisk-kemisk(ETK) kanon, kulspruta eller annat eldrörsvapen av motsvarande typ |
CN102897892B (zh) * | 2012-10-26 | 2013-10-16 | 清华大学 | 一种增强型毛细管针放电等离子体水处理装置 |
US11617610B2 (en) | 2018-04-26 | 2023-04-04 | Us Patent Innovations Llc | System and method for micro-sized cold atmospheric plasma treatment |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0338458A1 (fr) * | 1988-04-18 | 1989-10-25 | Fmc Corporation | Arme de plasma à augmentation de combustion |
US5287791A (en) * | 1992-06-22 | 1994-02-22 | Fmc Corporation | Precision generator and distributor device for plasma in electrothermal-chemical gun systems |
GB2276801A (en) * | 1993-03-29 | 1994-10-05 | Fmc Corp | Multiple arc plasma initiating ignition/combustions in a cartridge for a projectile |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5261315A (en) * | 1991-11-04 | 1993-11-16 | Fmc Corporation | Precision capillary discharge switch |
-
1996
- 1996-10-18 FR FR9612680A patent/FR2754969B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-10-14 EP EP97402414A patent/EP0837621B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-20 US US08/954,036 patent/US5938950A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0338458A1 (fr) * | 1988-04-18 | 1989-10-25 | Fmc Corporation | Arme de plasma à augmentation de combustion |
US5287791A (en) * | 1992-06-22 | 1994-02-22 | Fmc Corporation | Precision generator and distributor device for plasma in electrothermal-chemical gun systems |
GB2276801A (en) * | 1993-03-29 | 1994-10-05 | Fmc Corp | Multiple arc plasma initiating ignition/combustions in a cartridge for a projectile |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1273875A1 (fr) | 2001-07-06 | 2003-01-08 | Giat Industries | Dispositif d'allumage pour un chargement propulsive |
FR2827039A1 (fr) | 2001-07-06 | 2003-01-10 | Giat Ind Sa | Dispositif d'allumage pour un chargement propulsif |
FR2844873A1 (fr) * | 2002-09-25 | 2004-03-26 | Giat Ind Sa | Inflammateur a double effet et procede d'allumage mettant en oeuvre un tel inflammateur |
EP1403611A1 (fr) * | 2002-09-25 | 2004-03-31 | Giat Industries | Inflammateur à double effet et procédé d'allumage mettant en oeuvre un tel inflammateur |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0837621B1 (fr) | 2003-02-19 |
EP0837621A1 (fr) | 1998-04-22 |
US5938950A (en) | 1999-08-17 |
FR2754969B1 (fr) | 1998-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1258695B1 (fr) | Culot pour munition destiné à recevoir un allumeur électrique | |
EP0837621B1 (fr) | Torche à plasma avec nouvelles caractéristiques d'étanchéité | |
FR2807610A1 (fr) | Torche a plasma incorporant un fusible d'amorcage reactif et tube allumeur integrant une telle torche | |
EP1994808B1 (fr) | Torche a plasma a arc transfere | |
US9863813B2 (en) | Flame sensor | |
EP0905470B1 (fr) | Composant d'allumage pour composition pyrotechnique ou charge propulsive | |
US9006570B2 (en) | Sealing between an electrical cable and a flexible metal conduit to be used in a high temperature, high vibration environment | |
JPH025147B2 (fr) | ||
FR2807611A1 (fr) | Torche plasma comportant des electrodes separees par un entrefer et allumeur incorporant une telle torche | |
FR2706112A1 (fr) | Injecteurs de plasma à arc en série. | |
FR2724716A1 (fr) | Arme a tube. | |
US20170345529A1 (en) | Triaxial mineral insulated cable in flame sensing applications | |
FR2952245A1 (fr) | Systeme de transmission de puissance electrique a travers une paroi | |
FR2590739A1 (fr) | Tete de cable, notamment pour cable a haute tension isole par de la matiere synthetique | |
FR2657955A1 (fr) | Projectile pour dispositifs d'acceleration electrothermiques. | |
EP0073168A2 (fr) | Torche pour coupage, soudage ou rechauffage | |
FR3100571A1 (fr) | Canalisation pour une turbomachine d’aéronef | |
FR2640090A1 (fr) | Dispositif formant eclateur comprenant un chemisage interieur en materiau refractaire electriquement isolant et appareil generateur d'ondes de choc, notamment pour la lithotritie hydraulique, pourvu d'un tel dispositif | |
FR3119506A1 (fr) | Dispositif de production d’un plasma comprenant une unité d’allumage de plasma | |
CH415812A (fr) | Générateur électrique magnétohydrodynamique comportant des électrodes continues et des moyens d'asservissement de ces électrodes | |
FR2735940A1 (fr) | Torche a plasma a structure generale sensiblement axi-symetrique | |
EP4353329A1 (fr) | Extincteur d'incendie de moteur | |
FR2535431A1 (fr) | Structure pour etancher une tige de transmission de poussee mobile vers l'interieur et vers l'exterieur d'une cellule | |
FR2844873A1 (fr) | Inflammateur a double effet et procede d'allumage mettant en oeuvre un tel inflammateur | |
FR2984027A1 (fr) | Eclateur dont la cathode est montee sur une resistance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CL | Concession to grant licences | ||
ST | Notification of lapse |