RU201278U1 - Microwave plasma torch with heating of sprayed viscous oil - Google Patents

Microwave plasma torch with heating of sprayed viscous oil Download PDF

Info

Publication number
RU201278U1
RU201278U1 RU2020131290U RU2020131290U RU201278U1 RU 201278 U1 RU201278 U1 RU 201278U1 RU 2020131290 U RU2020131290 U RU 2020131290U RU 2020131290 U RU2020131290 U RU 2020131290U RU 201278 U1 RU201278 U1 RU 201278U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
discharge chamber
swirler
supply unit
built
waveguide
Prior art date
Application number
RU2020131290U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Григорьевич Дроков
Виктор Владиславович Дроков
Владимир Валерьевич Мурыщенко
Юрий Дмитриевич Скудаев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ")
Priority to RU2020131290U priority Critical patent/RU201278U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU201278U1 publication Critical patent/RU201278U1/en

Links

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
    • H05H1/46—Generating plasma using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области электротехники, а именно к плазмотронам, в которых плазму получают путем воздействия СВЧ-поля на газовый поток. Может найти применение в плазменной технологии машиностроения, в химико-технологических процессах, а также для определения дисперсных характеристик аэрозоля различной вязкости в широком диапазоне размеров частиц.СВЧ-плазмотрон, содержащий волновод с вводом энергии, цилиндрическую разрядную камеру, закрепленную в волноводе перпендикулярно его широкой стенке, завихритель, крепящийся на одном торце разрядной камеры, выходное сопло, встроенное в завихритель и находящееся в противоположной части разрядной камеры, узел подачи золя, в узел подачи золя для снижения вязкости распыляемого масла встроен электронагреватель, через который проходит игла, распыляющая вязкое масло.Технический эффект - увеличение эффективности испарения капель аэрозоля.The proposed utility model relates to the field of electrical engineering, namely to plasmatrons, in which plasma is obtained by the action of a microwave field on a gas flow. It can find application in plasma technology of mechanical engineering, in chemical-technological processes, as well as for determining the disperse characteristics of aerosols of various viscosities in a wide range of particle sizes. , a swirler attached to one end of the discharge chamber, an outlet nozzle built into the swirler and located in the opposite part of the discharge chamber, a sol supply unit, an electric heater is built into the sol supply unit to reduce the viscosity of the sprayed oil, through which a needle passes through which sprays a viscous oil. effect - increasing the efficiency of evaporation of aerosol droplets.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области электротехники, а именно к плазмотронам, в которых плазму получают путем воздействия СВЧ-поля на газовый поток. Может найти применение в плазменной технологии машиностроения, в химико-технологических процессах, а также для определения дисперсных характеристик аэрозоля различной вязкости в широком диапазоне размеров частиц.The proposed utility model relates to the field of electrical engineering, namely to plasmatrons, in which plasma is obtained by the action of a microwave field on a gas flow. It can find application in plasma engineering technology, in chemical-technological processes, as well as for determining the disperse characteristics of aerosols of various viscosities in a wide range of particle sizes.

Известен СВЧ-плазмотрон /Патент РФ № 2718715, H05H 1/26, H05H 1/46, опубликован 14.04.2020/, содержащий СВЧ-генератор, соединенный через магистральный прямоугольный волновод с плазмотроном волноводного типа на волне Н10, который содержит прямоугольный волновод плазмотрона и диэлектрическую разрядную трубку, расположенную перпендикулярно широкой стенке этого волновода и проходящую через его середину, а также подсоединяемую к ней разрядную камеру. Устройство снабжено вторым дополнительным волноводом.Known microwave plasmatron / RF Patent No. 2718715, H05H 1/26, H05H 1/46, published on 04/14/2020 / containing a microwave generator connected through a main rectangular waveguide with a waveguide-type plasmatron on a wave of H 10 , which contains a rectangular plasmatron waveguide and a dielectric discharge tube located perpendicular to the wide wall of this waveguide and passing through its middle, as well as a discharge chamber connected to it. The device is equipped with a second additional waveguide.

Известен плазмотрон /Патент РФ № 2639140, H05H 1/24, опубликован 20.12.2017/, включающий коаксиально расположенные конденсаторные пластины, между которыми расположены излучатель и по меньшей мере пара выполненных из пористого проницаемого керамического (фаянсового) состава для подачи кислорода и водорода труб, изолированных диэлектрическим огнеупорным составом, причем кислород и водород по трубам подается в камеру смешивания, после чего в разрядной камере происходит пробой смеси с образованием водяной плазмы, которая, дополнительно ускоряясь электромагнитным полем излучателя, линейно излучается в пространство.Known plasmatron / RF Patent No. 2639140, H05H 1/24, published on 20.12.2017 /, including coaxially located capacitor plates, between which are located the emitter and at least a pair of pipes made of porous permeable ceramic (faience) composition for supplying oxygen and hydrogen, insulated with a dielectric refractory composition, and oxygen and hydrogen are fed through pipes to the mixing chamber, after which a breakdown of the mixture occurs in the discharge chamber with the formation of a water plasma, which, additionally accelerated by the electromagnetic field of the emitter, is linearly emitted into space.

Известен /Патент РФ № 2082284, кл. Н05В 7/18, Н05Н 1/46, H01J 37/32, 1997/, содержащий волновод, по которому подастся СВЧ-мощность, цилиндрическую разрядную камеру, выполненную из кварца, которая проходит через волновод в широкой стенке, завихритель, расположенный в нижней части разрядной камеры. Завихритель имеет ввод тангенциальной подачи воздуха. В завихритель встроено выхлопное сопло выходное, которое расположено в нижней части разрядной камеры, как и завихритель. В верхней части разрядной камеры находится узел подачи аэрозоля - мелкодисперсного порошка или распыленной жидкости.Known / RF Patent No. 2082284, class. Н05В 7/18, Н05Н 1/46, H01J 37/32, 1997 / containing a waveguide through which microwave power is supplied, a cylindrical discharge chamber made of quartz, which passes through a waveguide in a wide wall, a swirler located in the lower part discharge chamber. The swirler has a tangential air inlet. An outlet exhaust nozzle is built into the swirler, which is located in the lower part of the discharge chamber, like the swirler. In the upper part of the discharge chamber there is an aerosol supply unit - fine powder or atomized liquid.

Ближайшим аналогом является СВЧ-плазмотрон /Патент РФ на ПМ № 117054, H05B7/18, H05H1/00, опубликован 10.06.2012/, содержащий волновод с вводом энергии, цилиндрическую разрядную камеру, закрепленную в волноводе перпендикулярно его широкой стенке, завихритель, расположенный в нижней части разрядной камеры, узел подачи аэрозоля пробы, выходное сопло, встроенное в завихритель и находящееся в нижней части разрядной камеры, в узел подачи аэрозоля пробы установлено цилиндрическое плохо обтекаемое тело (зонд) в виде полого цилиндра диаметром меньшим диаметра выхлопного сопла, выполненное из термостойкого диэлектрика.The closest analogue is a microwave plasmatron / RF Patent for PM No. 117054, H05B7 / 18, H05H1 / 00, published 10.06.2012 / containing a waveguide with energy input, a cylindrical discharge chamber fixed in the waveguide perpendicular to its wide wall, a swirler located in the lower part of the discharge chamber, the sample aerosol supply unit, the outlet nozzle built into the swirler and located in the lower part of the discharge chamber, a cylindrical bluff body (probe) in the form of a hollow cylinder with a diameter smaller than the diameter of the exhaust nozzle made of heat-resistant dielectric.

Недостатком известных устройств является то, что при распылении масел с высокой вязкостью размер капель в аэрозоле увеличивается, а в горелке крупные капли плохо испаряются, при этом снижается уровень аналитического сигнала и засоряется горелка остатками несгоревших капель масла.The disadvantage of the known devices is that when spraying oils with high viscosity, the size of the droplets in the aerosol increases, and in the burner, large droplets evaporate poorly, while the level of the analytical signal decreases and the burner becomes clogged with the remnants of unburned oil droplets.

Задачей предполагаемой полезной модели является изменение конструкции узла ввода распыляемой пробы масла с целью увеличение эффективности испарения капель аэрозоля, вводимого в плазменную горелку, за счет уменьшения размеров капель масла, путем нагрева распыляемого масла в выхлопной (распыляющей игле ультразвукового распылителя. The objective of the proposed utility model is to change the design of the unit for the injection of a sprayed oil sample in order to increase the efficiency of evaporation of aerosol droplets introduced into the plasma burner by reducing the size of oil droplets by heating the sprayed oil in the exhaust (spray needle of an ultrasonic atomizer).

Поставленная задача достигается тем, что в СВЧ-плазмотроне, содержащем волновод с вводом энергии, цилиндрическую разрядную камеру, закрепленную в волноводе перпендикулярно его широкой стенке, завихритель, закрепленный на торце цилиндрической разрядной камере, выходное сопло, встроенное в завихритель, и узел подачи аэрозоля, который крепится к противоположному торцу разрядной камеры, к узлу подачи аэрозоля крепится нагреватель, представляющий собой корпус, в котором крепится алундовая трубка с намотанной на нее спиралью из нихрома, а распыляющая игла ультразвукового распылителя при работе вставляется в плазменную горелку, проходя через нагреватель. При этом игла нагревается и, соответственно, нагревается находящееся в ней масло.The task is achieved by the fact that in a microwave plasmatron containing a waveguide with energy input, a cylindrical discharge chamber fixed in the waveguide perpendicular to its wide wall, a swirler fixed at the end of the cylindrical discharge chamber, an outlet nozzle built into the swirler, and an aerosol supply unit, which is attached to the opposite end of the discharge chamber, a heater is attached to the aerosol supply unit, which is a housing in which an alundum tube with a nichrome spiral wound around it is attached, and the spray needle of the ultrasonic atomizer is inserted into the plasma torch during operation, passing through the heater. This heats up the needle and, accordingly, heats up the oil in it.

Эффективность работы блока СВЧ-плазмотрон - ультразвуковой распылитель зависит от размера капель аэрозоля, который определяется вязкостью анализируемой жидкости, зависящей от ее температуры. The efficiency of the unit microwave plasmatron - ultrasonic nebulizer depends on the size of aerosol droplets, which is determined by the viscosity of the analyzed liquid, depending on its temperature.

Схема предлагаемого устройства показана на Фиг.1.The scheme of the proposed device is shown in Fig. 1.

СВЧ плазмотрон содержит цилиндрическую разрядную камеру 1, выполненную из цилиндрической кварцевой трубки, к которой крепится завихритель 2 с выхлопной трубкой 3, волновод 4, на противоположной стороне кварцевой трубки крепится узел подачи аэрозоля 5, с встроенным электрическим нагревателем 6, представляющий собой корпус, в котором крепится алундовая трубка 7 с намотанной на нее спиралью из нихрома 8. При работе распыляющая игла 9 ультразвукового распылителя 10 вставляется узел ввода золя проходя через электронагреватель 6, при этом она нагревается и передает тепло маслу, проходящему через распыляющую трубку.The microwave plasmatron contains a cylindrical discharge chamber 1 made of a cylindrical quartz tube, to which a swirler 2 with an exhaust pipe 3, a waveguide 4 is attached, an aerosol supply unit 5 is attached to the opposite side of the quartz tube, with a built-in electric heater 6, which is a housing in which an alundum tube 7 with a nichrome spiral wound on it is attached 8. During operation, the spray needle 9 of the ultrasonic atomizer 10 is inserted into the sol injection unit passing through the electric heater 6, while it heats up and transfers heat to the oil passing through the spray tube.

Устройство работает следующим образом: The device works as follows:

Предлагаемое устройство предназначено для испарения и атомизации металлических частиц, находящихся в анализируемой пробе. The proposed device is intended for the evaporation and atomization of metal particles in the analyzed sample.

Перед подачей пробы в СВЧ-плазмотрон включается электронагреватель 6, игла распылителя 9 через алундовую трубку нагревателя вставляется в узел ввода аэрозоля 5 и подается анализируемое масло, к моменту подхода масла к распыляющему торцу иглы 9, нагретой до температуры 100 – 200 0С, масло нагревается. При этом значительно снижается вязкость масла, и оно легко распыляется, превращаясь в аэрозоль с малым размером капель, которые стабилизируются в центральной области плазмы, мгновенно испаряются и не выбрасываются на стенки.Before the sample is fed into the microwave plasmatron, the electric heater 6 is turned on, the spray needle 9 is inserted through the alundum tube of the heater into the aerosol injection unit 5 and the analyzed oil is supplied, by the time the oil approaches the spray end of the needle 9, heated to a temperature of 100 - 200 0 С, the oil is heated ... At the same time, the viscosity of the oil is significantly reduced, and it is easily sprayed, turning into an aerosol with a small size of droplets, which are stabilized in the central region of the plasma, instantly evaporate and are not thrown onto the walls.

Температура нагрева иглы для каждого типа масла подбирается экспериментально.The heating temperature of the needle for each type of oil is selected experimentally.

СВЧ-мощность, подаваемая по волноводу 4, поддерживает СВЧ-разряд атмосферного давления в разрядной камере - 1, образованной цилиндрической кварцевой трубкой с завихрителем 2, выходным соплом 3 и узлом подачи аэрозоля 5. Плазмообразующий газ подается через патрубки завихрителя 2 и, нагревшись в СВЧ-поле, выходит в выходное сопло 3.The microwave power supplied through the waveguide 4 maintains a microwave discharge of atmospheric pressure in the discharge chamber - 1 formed by a cylindrical quartz tube with a swirler 2, an outlet nozzle 3 and an aerosol supply unit 5. Plasma-forming gas is fed through the swirler nozzles 2 and heated up in the microwave -field, goes to the outlet nozzle 3.

Технический результат - увеличение эффективности испарения капель аэрозоля.The technical result is an increase in the efficiency of evaporation of aerosol droplets.

Claims (2)


 СВЧ-плазмотрон с подогревом распыляемого вязкого масла, содержащий волновод с вводом энергии, цилиндрическую разрядную камеру, закрепленную в волноводе перпендикулярно его широкой стенке, завихритель, крепящийся на одном торце разрядной камеры, выходное сопло, встроенное в завихритель и находящееся в противоположной части разрядной камеры, узел подачи золя, отличающийся тем, что в узел подачи золя встроен электронагреватель, представляющий собой корпус, в котором крепится алундовая трубка с намотанной на нее спиралью из нихрома, для нагрева распыляющей иглы ультразвукового распылителя, вставляемой в узел ввода аэрозоля. A microwave plasmatron with heating of sprayed viscous oil, containing a waveguide with energy input, a cylindrical discharge chamber fixed in the waveguide perpendicular to its wide wall, a swirler attached to one end of the discharge chamber, an outlet nozzle built into the swirler and located in the opposite part of the discharge chamber, a sol supply unit, characterized in that an electric heater is built into the sol supply unit, which is a housing in which an alundum tube with a nichrome spiral wound on it is attached to heat the spray needle of an ultrasonic nebulizer inserted into the aerosol injection unit.
RU2020131290U 2020-09-23 2020-09-23 Microwave plasma torch with heating of sprayed viscous oil RU201278U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131290U RU201278U1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Microwave plasma torch with heating of sprayed viscous oil

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020131290U RU201278U1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Microwave plasma torch with heating of sprayed viscous oil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU201278U1 true RU201278U1 (en) 2020-12-08

Family

ID=73727598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020131290U RU201278U1 (en) 2020-09-23 2020-09-23 Microwave plasma torch with heating of sprayed viscous oil

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU201278U1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2082284C1 (en) * 1994-12-27 1997-06-20 Научно-исследовательский институт прикладной физики при Иркутском государственном университете Microwave cyclone-type plasma gun
RU117054U1 (en) * 2011-11-21 2012-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" Microwave plazmotron
RU187161U1 (en) * 2018-12-29 2019-02-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Ultrasonic atomizer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2082284C1 (en) * 1994-12-27 1997-06-20 Научно-исследовательский институт прикладной физики при Иркутском государственном университете Microwave cyclone-type plasma gun
RU117054U1 (en) * 2011-11-21 2012-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" Microwave plazmotron
RU187161U1 (en) * 2018-12-29 2019-02-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Ultrasonic atomizer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5973289A (en) Microwave-driven plasma spraying apparatus and method for spraying
RU2569861C2 (en) System of plasma transferred wire arc thermal spraying
CN107218623B (en) A kind of sliding arc auxiliary combustion equipment generating atmospheric non-equilibrium plasma
US20070007257A1 (en) Microwave plasma burner
CA2385324A1 (en) Liquid atomization methods and devices
JP2017524628A (en) Method for densifying and spheronizing solid material and solution precursor droplets of material using plasma
KR20040105788A (en) Apparatus and method for preparing and delivering fuel
CN103900107A (en) Dual-fuel nozzle for plasma and gas-assisted atomization burning
RU201278U1 (en) Microwave plasma torch with heating of sprayed viscous oil
KR101810831B1 (en) an eletric heating element for nozzled spray droplet and the liquid fuel spraying and mixing device uisng both multistage-perforated heating plate and an eletric heating element
KR101501260B1 (en) Evaporator and burner using the same
CN112963273B (en) Self-air-entraining kerosene pre-combustion cracking activation device and method for concave cavity flame stabilizer
CN112004304B (en) Corona composite dielectric barrier discharge plasma jet generating device
RU117054U1 (en) Microwave plazmotron
CN109868160A (en) Plasma nozzle, gasification furnace and gasification process for coal water slurry gasification
RU2082284C1 (en) Microwave cyclone-type plasma gun
SU1094569A1 (en) High-frequency flame plasma generator for heating dispersed material
RU2672961C2 (en) Electric arc plasmotron
RU2153781C1 (en) Microwave plasma generator
RU2601396C1 (en) Electrostatic burner for burning liquid fuels in furnace of power boilers
JP2794903B2 (en) Atomic absorption spectrometer atomizer
CN215453370U (en) Normal-pressure jet-type microwave plasma cleaning equipment capable of being started instantly
KR102424988B1 (en) Method for controlling plasma spray device
RU2357150C1 (en) Acoustic liquid fuel atomiser
RU2041039C1 (en) Steam-and-water plasmotron

Legal Events

Date Code Title Description
QB9K Licence granted or registered (utility model)

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20211110

Effective date: 20211110