RU2059344C1

RU2059344C1 - Plasma current generating device

Info

Publication number: RU2059344C1
Application number: RU93003951A
Authority: RU
Inventors: О.В. Синягин
Original assignee: Акционерное общество Научно-производственная фирма "АЗ"
Priority date: 1993-01-27
Filing date: 1993-01-27
Publication date: 1996-04-27

Abstract

FIELD: plasma engineering; thermal and plasmochemical treatment of parts. SUBSTANCE: device has electrode units in quantity multiple of two and magnetic system in the form of open magnetic circuits and solenoids. Electrode units are arranged symmetrically relative to center line of device at angle smaller than 45 deg. to this line. Each magnetic circuit has ferromagnetic tap made between solenoids. Poles of magnetic circuits and ferromagnetic taps are placed in space so that external magnetic field stabilizes position of plasma jets produced by electrode units. EFFECT: improved design. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано при термической и плазмохимической обработке поверхностей изделий, а также напылении порошков и аэрозолей. The invention relates to plasma technology and can be used in the thermal and plasma-chemical treatment of product surfaces, as well as the spraying of powders and aerosols.

Известно устройство для плазменной обработки материалов, содержащее камеру с шихтопроводом по оси и три генератора плазмы, равномерно расположенных вокруг шихтопровода под углом к нему. A device for plasma processing of materials is known, comprising a chamber with a charge line along the axis and three plasma generators evenly spaced around the charge line at an angle to it.

В данном устройстве материал вводят в зону смешения трех плазменный струй по оси камеры и обрабатывают в суммарном плазменном потоке. In this device, the material is introduced into the mixing zone of three plasma jets along the axis of the chamber and processed in the total plasma stream.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность использования обрабатываемого материала, так как при встрече плазменных струй, формируемых каждым генератором плазмы, в зоне смешения возникают поперечные потоки плазмы, выбрасывающие вводимый материал из зоны обработки. The disadvantage of this device is the low efficiency of use of the processed material, since when meeting the plasma jets formed by each plasma generator in the mixing zone, transverse plasma flows appear, ejecting the introduced material from the processing zone.

Известно также устройство для плазменно-дуговой обработки материалов, содержащее камеру с шихтопроводом по оси и три электродуговых генератора плазмы переменного тока, в основу действия которого положен способ, включающий ввод материала в зону смешения трех плазменных струй с электрическими дугами трехфазного переменного тока и обработку в суммарном плазменном потоке [1]
Недостатком также является низкая эффективность использования обрабатываемого материала в результате выброса материала из зоны смешения плазменно-дуговых струй поперечными потоками плазмы.It is also known a device for plasma-arc processing of materials, containing a chamber with a charge line along the axis and three electric arc generators of alternating current plasma, the basis of the action of which is a method comprising introducing material into the mixing zone of three plasma jets with electric arcs of three-phase alternating current and processing in total plasma flow [1]
A disadvantage is also the low efficiency of using the processed material as a result of ejection of the material from the mixing zone of the plasma-arc jets by transverse plasma flows.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для плазменно-дуговой обработки материала, содержащее шихтопровод и электродуговые генераторы плазменных струй, расположенные симметрично вокруг оси шихтопровода, содержащие магнитную систему, а каждый электродуговой генератор плазменной струи выполнен из двух электродных узлов, оси которых расположены под острым углом α к оси шихтопровода, к которой направлены выходные части электродных узлов, установленных симметрично относительно плоскости, в которой расположена ось шихтопровода, при этом магнитная система выполнена в виде разомкнутых магнитопроводов в количестве, равном числу электродных узлов, причем на каждом полюсе каждого разомкнутого магнитопровода установлен соленоид, концы полюсов каждого разомкнутого магнитопровода расположены симметрично относительно плоскости, параллельной оси шихтопровода и в которой размещена ось соответствующего электродного узла и, кроме того, размещены между двумя плоскостями, перпендикулярными оси шихтопровода, одна из которых проходит через точку пересечения осей электродных узлов, а другая через центр торцевой плоскости выходной части электродного узла, причем участок каждого разомкнутого магнитопровода между соленоидами снабжен ферромагнитным отводом, конец которого расположен между осью шихтопровода и соответствующим электродным узлом, а центр конца отвода расположен в плоскости симметрии полюсов данного разомкнутого магнитопровода [2]
Недостатком указанного устройства является относительно невысокий ресурс работы электродных узлов. Это обусловлено тем, что плазменно-дуговая струя, выходя из сопла электродного узла, изгибается в магнитном поле, создаваемом магнитопроводом. В результате тот край сопла, в сторону которого изгибается струя, испытывает большие тепловые нагрузки, чем остальные края, и быстрее эродирует, что искажает форму сопла и делает его непригодным для использования.Closest to the proposed device is a plasma-arc material treatment containing a charge line and electric arc generators of plasma jets located symmetrically around the axis of the charge line containing a magnetic system, and each electric arc generator of a plasma jet is made of two electrode nodes whose axes are at an acute angle α to the axis of the charge line, to which the output parts of the electrode assemblies are installed, installed symmetrically relative to the plane in which the axis of the charge water, while the magnetic system is made in the form of open magnetic cores in an amount equal to the number of electrode assemblies, with a solenoid installed at each pole of each open magnetic circuit, the ends of the poles of each open magnetic circuit are symmetrically relative to a plane parallel to the axis of the charge circuit and in which the axis of the corresponding electrode assembly is located and, in addition, placed between two planes perpendicular to the axis of the charge line, one of which passes through the intersection point of the axes of electric of the electrode nodes, and the other through the center of the end plane of the output part of the electrode assembly, the portion of each open magnetic circuit between the solenoids equipped with a ferromagnetic tap, the end of which is located between the axis of the charge circuit and the corresponding electrode assembly, and the center of the tap end is located in the symmetry plane of the poles of this open magnetic circuit [2 ]
The disadvantage of this device is the relatively low life of the electrode assemblies. This is due to the fact that the plasma-arc jet, leaving the nozzle of the electrode assembly, is bent in the magnetic field created by the magnetic circuit. As a result, the edge of the nozzle toward which the jet bends experiences greater thermal loads than the other edges and erodes faster, which distorts the shape of the nozzle and makes it unusable.

Для уменьшения односторонней эрозии необходимо уменьшить угол изгиба струи, т. е. уменьшить угол между осями электродных узлов. Но при этом указанное устройство не обеспечивает стабилизации плазменного потока, что является его вторым недостатком. Это обусловлено следующим. При острых углах между плазменно-дуговыми струями силы электромагнитного взаимоотталкивания струй значительно больше, чем при тупых углах. Поэтому для удержания плазменных струй в указанном устройстве необходимо сменить направление вектора магнитной индукции магнитопроводов на противоположное, что лишает систему магнитных полей стабилизирующего эффекта для плазменной струи. To reduce unilateral erosion, it is necessary to reduce the angle of the bend of the jet, i.e., reduce the angle between the axes of the electrode assemblies. But while this device does not provide stabilization of the plasma flow, which is its second disadvantage. This is due to the following. At sharp angles between plasma-arc jets, the forces of electromagnetic mutual repulsion of jets are much greater than at obtuse angles. Therefore, to hold the plasma jets in the specified device, it is necessary to change the direction of the magnetic induction vector of the magnetic cores to the opposite, which deprives the system of magnetic fields of the stabilizing effect for the plasma jet.

Цель изобретения повышение ресурса работы электродных узлов устройства и улучшение устойчивости плазменного потока за счет того, что в устройстве, содержащем электродные узлы в количестве, кратном двум, расположенные симметрично вокруг оси симметрии устройства и магнитную систему, при этом каждый электродный узел направлен под углом к оси симметрии устройства, а магнитная система выполнена в виде разомкнутых магнитопроводов, причем на каждом полюсе разомкнутого магнитопровода установлен соленоид, участок каждого разомкнутого магнитопровода между соленоидами снабжен ферромагнитным отводом, концы ферромагнитных отводов расположены в области пространства, ограниченной симметричными плоскостями, пересекающими ось симметрии устройства, и в которой лежат оси симметрии электродных узлов, концы полюсов каждого разомкнутого магнитопровода расположены вне этой области и симметрично относительно плоскости, в которой лежит ось симметрии устройства и центр конца ферромагнитного отвода разомкнутого магнитопровода, причем каждый электродный узел установлен под углом к оси симметрии устройства, меньшим 45^о, при этом разомкнутые магнитопроводы по одному расположены в секторах пространства, ограниченных пересекающимися плоскостями, в каждой из которых лежат ось симметрии устройства и ось симметрии электродного узла, причем концы полюсов и ферромагнитных отводов разомкнутых магнитопроводов размещены в области пересечения осей электродных узлов, которая ограничена пересекающимися плоскостями, каждая из которых проходит через центр выходной торцевой части электродного узла перпендикулярно его оси симметрии. При этом в устройстве расстояние между ближайшими полюсами соседних разомкнутых магнитопроводов выбрана в диапазоне от диаметра выходного сопла электродного узла до половины расстояния между соплами соседних электродных узлов.The purpose of the invention is to increase the operating life of the electrode assemblies of the device and improve the stability of the plasma flow due to the fact that in a device containing electrode assemblies in a multiple of two, located symmetrically around the axis of symmetry of the device and the magnetic system, with each electrode assembly pointing at an angle to the axis symmetry of the device, and the magnetic system is made in the form of open magnetic cores, with a solenoid installed at each pole of the open magnetic circuit, a section of each open magnet the wire between the solenoids is equipped with a ferromagnetic tap, the ends of the ferromagnetic tapes are located in a region of space bounded by symmetrical planes intersecting the axis of symmetry of the device, and in which are the symmetry axes of the electrode nodes, the ends of the poles of each open magnetic circuit are located outside this region and symmetrically with respect to the plane in which the axis of symmetry of the device and the center of the end of the ferromagnetic tap of the open magnetic circuit, with each electrode assembly mounted at an angle to and the symmetry of the device, less than 45 ^o, wherein the open magnetic circuit on the one located in the sectors of the space bounded by intersecting planes, each of which lie the axis of the device symmetry axis of the electrode assembly of symmetry, wherein the pole ends and ferromagnetic taps of open magnetic circuits are arranged in the region of intersection of the axes electrode nodes, which is limited by intersecting planes, each of which passes through the center of the output end part of the electrode node perpendicular to its axis of symmetry etria. Moreover, in the device, the distance between the nearest poles of adjacent open magnetic circuits is selected in the range from the diameter of the output nozzle of the electrode assembly to half the distance between the nozzles of the neighboring electrode assemblies.

Установление каждого электродного узла под углом к оси симметрии, меньшим чем 45^о, соответственно уменьшает угол, на который изгибают плазменно-дуговые струи электродных узлов, формирующие общий плазменный поток, направленный вдоль оси симметрии устройства. В результате уменьшается односторонняя тепловая нагрузка на стены сопел, снижается односторонняя эрозия этих стенок, соответственно, увеличивается ресурс работы электродных узлов.Establishment of each electrode assembly at an angle to the axis of symmetry of less than ^about 45, respectively, reduces the angle to which the bent plasma arc jet electrode sections forming the total plasma stream is directed along the axis of symmetry of the device. As a result, the one-sided thermal load on the nozzle walls decreases, the one-sided erosion of these walls decreases, and accordingly, the service life of the electrode assemblies increases.

Размещение разомкнутых магнитопроводов по одному в секторах пространства, ограниченных пересекающимися плоскостями, в каждой из которых лежит ось симметрии устройства, ось симметрии электродного узла, обеспечивает работоспособность устройства и достижение эффекта стабилизации плазменных струй, и, соответственно, общего плазменного потока, в условиях сильного электромагнитного взаимоотталкивания плазменных струй. Placing open magnetic circuits one at a time in sectors of space bounded by intersecting planes, in each of which lies the axis of symmetry of the device, the axis of symmetry of the electrode assembly, ensures the operability of the device and the effect of stabilization of plasma jets, and, accordingly, the total plasma flow, under conditions of strong electromagnetic repulsion plasma jets.

Размещение концов полюсов и ферромагнитных отводов разомкнутых магнитопроводов в области пересечения осей электродных узлов, которая ограничена пересекающимися плоскостями, каждая из которых проходит через центр выходной торцевой части электродного узла перпендикулярно его оси симметрии, обеспечивает выполнение условия, при котором внешнее магнитное поле действует только на участок плазменной струи вне электродного узла, и не действует на струю внутри электродного узла. В результате струя внутри электродного узла не смещается от оси и не происходит односторонней эрозии внутри электродного узла, т.е. повышается ресурс работы электродного узла. The placement of the ends of the poles and ferromagnetic taps of the open magnetic circuits in the area of intersection of the axes of the electrode assemblies, which is limited by intersecting planes, each of which passes through the center of the output end part of the electrode assembly perpendicular to its axis of symmetry, ensures that the external magnetic field acts only on the plasma jet outside the electrode assembly, and does not act on the jet inside the electrode assembly. As a result, the jet inside the electrode assembly does not shift from the axis and there is no one-sided erosion inside the electrode assembly, i.e. increases the service life of the electrode assembly.

Размещение ближайших полюсов соседних разомкнутых магнитопроводов на расстоянии в диапазоне от диаметра выходного сопла электродного узла до половины расстояния между соплами соседних электродных узлов обеспечивает конфигурацию внешнего магнитного поля, обуславливающего работоспособность устройства и достижение технического результата. Placing the nearest poles of adjacent open magnetic circuits at a distance in the range from the diameter of the output nozzle of the electrode assembly to half the distance between the nozzles of the neighboring electrode assemblies provides an external magnetic field configuration that determines the operability of the device and the achievement of a technical result.

На фиг. 1 изображено устройство для создания плазменного потока с четырьмя электродными узлами; на фиг.2 вид А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 схема взаимодействия плазменной струи с внешними магнитными полями. In FIG. 1 shows a device for creating a plasma stream with four electrode nodes; figure 2 view a in figure 1; in Fig.3 section BB in Fig. 1; figure 4 diagram of the interaction of the plasma jet with external magnetic fields.

Устройство для создания плазменного потока содержит электродные узлы 1 в количестве, кратном двум, но не менее четырех (фиг.1). Каждый электродный узел 1 выполнен в виде цилиндрической камеры 2 с выходным соплом 3, центральным электродом 4, закрепленным в диэлектрической крышке 5, и патрубком 6 для ввода плазмообразующего газа. Электродные узлы 1 попарно подключены к силовому источнику 7 постоянного тока с чередованием полярностей потенциалов центральных электродов 4. Электродные узлы 1 закреплены на основании 8 с помощью кронштейнов 9 под углом, меньшим 45^о, между осью 10 электродного узла 1 и осью 11 симметрии устройства. Ось 11 симметрии устройства совпадает с осью общего плазменного потока, создаваемого устройством. Электродные узлы 1 расположены симметрично вокруг оси 11 симметрии устройства с шагом 360^о/n, соответственно, где n количество электродных узлов 1. На фиг.1 показано устройство с четырьмя электродными узлами 1, расположенными с шагом 90^о вокруг оси 11. Так, например, для шести электродных узлов 1 шаг соответственно устанавливается 60^о и т.д. Магнитная система включает закрепленные на кронштейнах 9 разомкнутые магнитопроводы 12 с полюсами 13 на концах. На каждом полюсе 13 магнитопровода 12 установлен соленоид 14. Соленоиды 14 подключены к источнику 15 тока. Участок каждого разомкнутого магнитопровода 12 имеет ферромагнитный отвод 16, расположенный между соленоидами 14. Каждый разомкнутый магнитопровод 12 расположен в секторах пространства, ограниченных пересекающимися плоскостями, в каждой из которых лежит ось 11 симметрии устройства и ось 10 электродного узла 1. Концы ферромагнитных отводов 16 расположены в области пространства, ограниченной симметричными плоскостями, пересекающими ось 11 симметрии устройства, в которых лежат оси 10 электродных узлов 1, концы полюсов 13 каждого разомкнутого магнитопровода 12 расположены вне этой области и симметрично относительно плоскости, в которой лежит ось 11 симметрии устройства и центр конца ферромагнитного отвода 16, разомкнутого магнитопровода 12, причем концы полюсов 13 и ферромагнитных отводов 16 разомкнутых магнитопроводов 12 размещены в области, которая ограничена пересекающимися плоскостями, каждая из которых проходит через центр выходной торцевой части электродного узла 1 перпендикулярно его оси. При этом расстояние между ближайшими полюсами 13 соседних разомкнутых магнитопроводов 12 установлено в диапазоне от диаметра выходного сопла 3 электродного узла 1 до половины расстояния между соплами 3 соседних электродных узлов 1.A device for creating a plasma stream contains electrode nodes 1 in an amount multiple of two, but not less than four (figure 1). Each electrode assembly 1 is made in the form of a cylindrical chamber 2 with an outlet nozzle 3, a central electrode 4 fixed in a dielectric cover 5, and a nozzle 6 for introducing a plasma-forming gas. Electrode units 1 are pairwise connected to a power source 7, a DC alternating polarities of the potentials of the central electrode 4. Electrode units 1 fixed to the base 8 by brackets 9 at an angle of less than ^about 45, between the axis 10 of the electrode assembly 1 and the axis of symmetry 11 of the device. The axis of symmetry 11 of the device coincides with the axis of the total plasma flow generated by the device. Electrode units 1 are arranged symmetrically around the symmetry axis 11 of the device ^of step 360 / n, respectively, where n number of electrode units 1. Figure 1 shows an apparatus with four electrode assemblies 1 arranged with a pitch ^of 90 around the axis 11. Thus, e.g. , for six electrode nodes 1 step is respectively set to 60 ^about , etc. The magnetic system includes open magnetic cores 12 fixed to the brackets 9 with poles 13 at the ends. A solenoid 14 is installed at each pole 13 of the magnetic circuit 12. Solenoids 14 are connected to a current source 15. The section of each open magnetic circuit 12 has a ferromagnetic tap 16 located between the solenoids 14. Each open magnetic circuit 12 is located in sectors of space bounded by intersecting planes, in each of which lies the axis of symmetry 11 of the device and the axis 10 of the electrode assembly 1. The ends of the ferromagnetic taps 16 are located in areas of space bounded by symmetrical planes intersecting the axis of symmetry 11 of the device, in which the axes 10 of the electrode assemblies 1 lie, the ends of the poles 13 of each open magnet the wires 12 are located outside this region and symmetrically with respect to the plane in which the axis of symmetry of the device 11 lies and the center of the end of the ferromagnetic tap 16, the open magnetic circuit 12, the ends of the poles 13 and the ferromagnetic taps 16 of the open magnetic circuits 12 are placed in a region that is bounded by intersecting planes, each of which passes through the center of the output end part of the electrode assembly 1 perpendicular to its axis. The distance between the nearest poles 13 of the adjacent open magnetic circuits 12 is set in the range from the diameter of the output nozzle 3 of the electrode assembly 1 to half the distance between the nozzles 3 of the neighboring electrode assemblies 1.

Устройство для создания плазменного потока работает следующим образом. A device for creating a plasma stream operates as follows.

Через патрубки 6 в электродные узлы 1 подают газ, который выходит через сопла 3. Между центральными электродами 4 в каждой паре электродных узлов 1 зажигают электродуговой разряд постоянного тока от источников 7 тока. В результате каждый электродный узел 1 генерирует плазменную струю 17, условно показанную на фиг.2, которые формируют общий плазменный поток. Through the nozzles 6, gas is supplied to the electrode assemblies 1, which exits through the nozzles 3. Between the central electrodes 4 in each pair of electrode assemblies 1, a DC electric arc discharge from the current sources 7 is ignited. As a result, each electrode assembly 1 generates a plasma jet 17, conventionally shown in FIG. 2, which form a common plasma stream.

На каждую плазменную струю 17 действует сила

(фиг.4), обусловленная взаимодействием электрического тока

, протекающего в этой струе 17 и суперпозиции собственных магнитных полей остальных плазменных струй 17. Сила

направлена от оси 11 общего плазменного потока (ось симметрии устройства) вдоль оси Х (фиг.4), под ее действием каждая плазменная струя 17 отклоняется от своего исходного направления, совпадающего с осью электродного узла 1, также в сторону от оси 11 общего плазменного потока.Each plasma jet 17 is acted upon by a force

(figure 4) due to the interaction of electric current

flowing in this jet 17 and a superposition of the intrinsic magnetic fields of the remaining plasma jets 17. Strength

is directed from the axis 11 of the total plasma flow (the axis of symmetry of the device) along the X axis (Fig. 4), under its action, each plasma jet 17 deviates from its original direction, which coincides with the axis of the electrode assembly 1, also to the side from the axis 11 of the total plasma flow .

В соленоиды 14 от источников 15 тока подают электрический ток и вокруг каждой плазменной струи 17 образуются магнитные поля

и

между соответствующими концами полюсов 13 и отвода 16 (фиг.4), которые действуют на плазменную струю 17 с силами

и

соответственно. Сумма составляющих этих сил вдоль оси Х:

=

+

компенсирует сила

.An electric current is supplied to the solenoids 14 from current sources 15 and magnetic fields are formed around each plasma jet 17

and

between the respective ends of the poles 13 and branch 16 (figure 4), which act on the plasma jet 17 with forces

and

respectively. The sum of the components of these forces along the X axis:

=

+

compensates for the power

.

Подбирая значение электрических токов в соленоидах 14, т.е. в большей или меньшей степени осуществляя взаимокомпенсацию сил, регулируют положение в пространстве каждой плазменной струи 17 к или от оси 11 симметрии устройства вдоль оси Х (фиг.4) по желанию пользователя. Selecting the value of electric currents in the solenoids 14, i.e. to a greater or lesser extent, performing mutual compensation of forces, adjust the position in space of each plasma jet 17 to or from the axis of symmetry 11 of the device along the X axis (Fig. 4) at the request of the user.

Равновесное положение плазменной струи 17 при этом зависит от разности этих сил и инерционности изгибаемого движущегося потока газа (плазмы) в плазменной струе 17. The equilibrium position of the plasma jet 17 in this case depends on the difference of these forces and the inertia of the bending moving stream of gas (plasma) in the plasma jet 17.

Изменение соотношения электрических токов в соленоидах 14 при постоянном значении их суммы, т.е. изменение соотношения величин индукций

и

магнитных полей, позволяет смещать плазменную струю 17 вдоль направления Y (фиг. 4), не изменяя ее положения в направлении Х. В результате также расширяются функциональные возможности плазменного потока, так как можно независимо корректировать положение каждой плазменной струи 17 для формирования требуемой конфигурации общего плазменного потока, что особенно важно при значительных угловых отклонениях общего плазменного потока от среднего положения во время, например, сканирования поверхности изделий с магнитным управлением. Если синхронно для всех плазменных струй периодически изменять величины индукции

и

внешних магнитных полей, то будут происходить колебания общего плазменного потока вокруг его оси при сохранении его конфигурации, что расширяет возможности, например, улучшая смешение и нагрев вводимых в общий плазменный поток дисперсных материалов при их обработке, усредняя по свойствам плазменное пятно на поверхности обрабатываемой детали.The change in the ratio of electric currents in the solenoids 14 with a constant value of their sum, i.e. change in the ratio of induction values

and

of magnetic fields, allows the plasma jet 17 to be displaced along the Y direction (Fig. 4) without changing its position in the X direction. As a result, the functionality of the plasma stream is also expanded, since the position of each plasma jet 17 can be independently adjusted to form the desired configuration of the common plasma flow, which is especially important with significant angular deviations of the total plasma flow from the middle position during, for example, scanning the surface of products with magnetic control. If synchronously for all plasma jets periodically change the magnitude of induction

and

external magnetic fields, then the oscillations of the total plasma flow around its axis will occur while maintaining its configuration, which expands the possibilities, for example, improving the mixing and heating of dispersed materials introduced into the general plasma flow during their processing, averaging the properties of the plasma spot on the surface of the workpiece.

В заявляемом устройстве обеспечивается повышение стабильности плазменной струи 17 в направлении Х (фиг.4) при реальных неоднородных магнитных полях. При случайном малом смещении струи 17 в сторону оси 11 симметрии устройства уменьшаются индукции

и

и наоборот. Но сила

взаимоотталкивания плазменных струй увеличивается по мере приближения плазменной струи 17 и оси 11 общего плазменного потока и, наоборот, уменьшается при удалении. Возникающие в обоих случаях разности сил

и

при случайных смещениях возвращают плазменную струю 17 обратно в равновесное положение.In the inventive device provides an increase in the stability of the plasma jet 17 in the X direction (figure 4) with real inhomogeneous magnetic fields. With a random small displacement of the jet 17 towards the axis of symmetry of the device 11, the induction decreases

and

and vice versa. Carried

the mutual repulsion of the plasma jets increases with the approach of the plasma jet 17 and the axis 11 of the total plasma stream and, conversely, decreases with distance. Differences of forces arising in both cases

and

at random displacements return the plasma jet 17 back to the equilibrium position.

Наличие магнитных полей

и

обеспечивает стабилизацию плазменной струи в направлении Y (фиг.4). В равновесном положении силы

и

действующие на плазменную струю 17 со стороны этих магнитных полей, взаимокомплексируются. При случайном смещении плазменной струи 17 влево или вправо в направлении Y равновесие нарушается и появляется разностная сила, возвращающая плазменную струю 17 в равновесное положение.The presence of magnetic fields

and

provides stabilization of the plasma jet in the Y direction (figure 4). In equilibrium

and

acting on the plasma jet 17 from the side of these magnetic fields are intercomplexed. If the plasma jet 17 is randomly displaced left or right in the Y direction, the equilibrium is violated and a difference force appears, returning the plasma jet 17 to its equilibrium position.

Требуемую температуру плазмы в центре общего плазменного потока получают, изменяя значение электрических токов

, расходов газов через электродные узлы 1 и величиной отклонения плазменных струй 17 от оси 11 общего плазменного потока.The required plasma temperature in the center of the total plasma flow is obtained by changing the value of electric currents

, gas flows through the electrode nodes 1 and the deviation of the plasma jets 17 from the axis 11 of the total plasma stream.

Для электрических токов в струях 50-300 л, расходов газов 0,1-5 л/мин через электродные узлы, расстояний между соплами электродных узлов и осью симметрии устройства 0,03-0,1 м, углах α40-25^о, индукция внешних магнитных полей составляла

≈ 0,001-0,003 Тл.For electric currents in jets of 50-300 l, gas flow rates of 0.1-5 l / min through electrode nodes, distances between nozzles of electrode nodes and the axis of symmetry of the device 0.03-0.1 m, angles α40-25 ^о , external induction magnetic fields amounted

≈ 0.001-0.003 T.

Claims

1. DEVICE FOR CREATING A PLASMA FLOW, containing electrode assemblies in a multiple of two, located symmetrically around the axis of symmetry of the device, and a magnetic system, with each electrode assembly pointing at an angle to the axis of symmetry of the device, and the magnetic system is made in the form of open magnetic circuits, moreover, a solenoid is installed at each pole of the open magnetic circuit, a section of each open magnetic circuit between the solenoids is equipped with a ferromagnetic tap, the ends of the ferromagnetic tap are located in a region of space bounded by symmetrical planes intersecting the axis of symmetry of the device, and in which the axis of the electrode assemblies lie, the ends of the poles of each open magnetic circuit are located outside this region and symmetrically relative to the plane in which the symmetry axis of the device and the center of the end of the ferromagnetic tap of the open magnetic circuit differ the fact that each electrode assembly is installed at an angle to the axis of symmetry of the device less than 45 ^o , while the open magnetic cores are one at a time located in sectors of space bounded by intersecting planes, in each of which lie the axis of symmetry of the device and the electrode assembly, and the ends of the poles and taps of the open magnetic circuits are located in the intersection of the axes of the electrode assemblies, which is limited by intersecting planes, each of which passes through the center of the output end part of the electrode assembly perpendicular to its axis of symmetry.

2. The device according to claim 1, characterized in that the distance between the nearest poles of adjacent open magnetic circuits is selected in the range from the diameter of the output nozzle of the electrode assembly to half the distance between the nozzles of the neighboring electrode assemblies.