PL52367B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 5.1.1967 52367 KI. 21 h, 16/60 MKP UKD H 05 b ?A faO ^i^- iri-rsTK-Afc Wspóltwórcy wynalazku: prof. dr inz. Wojciech Brzozowski, mgr inz. \f-.y:.-u, Michal Mikos, mgr inz. Janusz Niewiadomski *---¦ ^fr'-*v Wlasciciel patentu: Instytut Badan Jadrowych, Warszawa (Polska) Piec plazmowy Przedmiotem wynalazku jest piec plazmowy, oparty na zasadzie poruszajacego sie po okregu kola laminarnego strumienia plazmy, lub laminar- nej kolumny plazmowej luku elektrycznego.Zastosowanie strumienia plazmy o temperaturze rzedu 4.000—10.000°K otwiera zupelnie nowe mo¬ zliwosci w dziedzinie badan materialów zaroodpor¬ nych, o wysokich temperaturach topnienia.Bedacy przedmiotem wynalazku piec plazmowy pracujacy w atmosferze ochronnej, np. w argonie jest piecem laboratoryjnym o stosunkowo niewiel¬ kiej objetosci przestrzeni rzedu 1—2 dcm3, jednak¬ ze na opisanej zasadzie moga byc równiez zbudo¬ wane jednostki wieksze o przeznaczeniu przemy¬ slowym.Znane jest wykorzystanie bezposredniego dziala¬ nia strumienia plazmy do topienia materialów o temperaturach topnienia powyzej 3.000°C. Nie¬ wielkie próbki materialów zaroodpornych umiesz¬ czano w strumieniu plazmy, topiac je lub przepro¬ wadzajac z nimi odpowiednie reakcje chemiczne.Proces nagrzewania materialów utrudniony byl zazwyczaj przez dynamiczne oddzialywanie stru¬ mienia (duza energia kinetyczna strumienia plaz¬ my, wydmuchiwanie stopionego materialu itp.). W niektórych procesach technologicznych techniki ja¬ drowej sposób ten znalazl swoje zastosowanie, np.: przy sferoidyzacji tlenków i weglików uranu, przy syntezie weglika uranu i plutonu itd. Znane sa równiez piece plazmowe, w których palnik plaz- 2 mowy jest zródlem ciepla, w piecach tych palnik plazmowy jest nieruchomy, a strumien plazmy nagrzewa bezposrednio tygiel z materialem, przy czym tygiel ten moze wykonywac ruch obrotowy 5 wokól swej osi. Slaba strona takiego rozwiazania jest to, ze obszar wysokich temperatur jest ogra¬ niczony do obszaru strumienia plazmowego i ma¬ terial nagrzewany poddany jest bezposredniemu oddzialywaniu strumienia plazmy, a wiec samo 10 nagrzewanie materialu jest nierównomierne.Celem wynalazku bylo opracowanie pieca plaz¬ mowego, który bylby pozbawiony wyzej wymie¬ nionych wad i niedogodnosci.Cel ten zostal osiagniety przez mimosrodowe 15 osadzenie palnika plazmowego na obracajacej sie pokrywie pieca, w wyniku czego dokola tygla wi¬ ruje laminarny strumien plazmy zapewniajac ró¬ wnomierne jego nagrzewanie i nie oddzialywujac bezposrednio na wsad znajdujacy sie w tyglu. W 20 piecu tym mozna osiagnac temperatury znacznie przekraczajace 3.000°C.Piec plazmowy wedlug wynalazku pokazano przykladowo na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia schematycznie piec plazmowy, fig. 2 widok 25 tego pieca z góry, a fig. 3 odmiane pieca plazmo¬ wego z pierscieniowa anoda.Zródlem ciepla do nagrzewania tygla 7 umiesz¬ czonego w komorze jest laminarny strumien plaz¬ my 2 wyplywajacy z dyszla palnika plazmowego 30 1. Dla uzyskania mozliwie równomiernego pola 5236752367 3 temperatur, palnik plazmowy 1 wykonuje ruch po okregu kola o promieniu R zatoczonym ze srodka tygla 7. Laminarny strumien plazmy 2 przeplywa wzdluz tworzacej walca o promieniu R równomier¬ nie nagrzewajac tygiel 7. Wprawianie palnika pla¬ zmowego, w ruch po okregu zrealizowano przez mimosrodowe umieszczenie go na obracajacej sie pokrywie 4 napedzanej silnikiem 3. Promien R tzn. odleglosc palnika od osi przebiegajacej przez sro¬ dek tygla, mozna regulowac za pomoca mimosrodu 5. Wadzsdla 10 zapobiega obrotowi plazmotronu 1 wokól wlasnej osi. Tygiel 7 umieszczony jest na pionowo przesuwnym wsporniku 12 umozliwiaja¬ cym zmiane odleglosci (H) tygla (7) od pokrywy.Do zmiany odleglosci H sluzy mechanizm 9. Regu¬ lacja temperatury w tyglu 7 odbywac sie moze w czasie trwania procesu nagrzewania w duzym za¬ kresie przez: zmiane mocy doprowadzonej do pal¬ nika plazmowego 1, zmiane odleglosci H tygla 7 od pokrywy, zmiane wielkosci promienia R, oraz przez zmiane predkosci obrotowej pokrywy 4.W odmianie konstrukcyjnej pieca plazmowego przedstawionej, na fig. 3 rysunku* zródlem ciepla jest laminarna kolumna plazmowa luku elektrycz¬ nego 11, jarzacego sie miedzy katoda palnika 1, a chlodzonym pierscieniem 8, umieszczonym na wsporniku 12 tygla 7 stanowiacym anode. Rozwia¬ zanie to daje korzystniejsze warunki pracy i umo¬ zliwia uzyskanie jeszcze wyzszych temperatur w tyglu 7, niz w rozwiazaniu poprzednim. W odmia¬ nie tej palnik plazmowy 1 równiez porusza sie po okregu kola o promieniu R, zakreslonym ze srodka tygla 7 (os pionowa pieca), zas kolumna plazmowa luku elektrycznego 11 wirujac dookola tygla 7 nagrzewa go równomiernie. 10 PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Piec plazmowy skladajacy sie z tygla umiesz¬ czonego w komorze oraz palnika plazmowego wytwarzajacego strumien plazmy o wysokiej 15 temperaturze, znamienny tym, ze posiada osa¬ dzona obrotowo pokrywe (4), na której umiesz¬ czony jest mimosrodowo, w nastawnej odle¬ glosci od osi tygla (7) palnik plazmowy (1), przy czym tygiel (7) umieszczony jest na pionowo 20 przesuwnym wsporniku (12) umozliwiajacym zmiane odleglosci (H) tygla (7) od pokrywy pieca.
2. 2. Piec plazmowy wedlug zastrzezenia 1, zna¬ mienny tym, ze posiada chlodzone pierscienie 25 (8) umieszczone na wsporniku (12) tygla (7), przy czym luk plazmowy wytworzony zostaje miedzy katoda palnika plazmowego (1), a piers¬ cieniem (8) stanowiacym anode. «&/.KI. 21 h, 16/60 52367 MKP H 05 b %2 Fig.
3. 3. PL