RU2113073C1 - Device for initiating discharge in high-frequency inductance plasmatron - Google Patents

Device for initiating discharge in high-frequency inductance plasmatron Download PDF

Info

Publication number
RU2113073C1
RU2113073C1 RU94006715A RU94006715A RU2113073C1 RU 2113073 C1 RU2113073 C1 RU 2113073C1 RU 94006715 A RU94006715 A RU 94006715A RU 94006715 A RU94006715 A RU 94006715A RU 2113073 C1 RU2113073 C1 RU 2113073C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
discharge
turn
coil
plasma
plasmatron
Prior art date
Application number
RU94006715A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU94006715A (en
Inventor
Н.В. Дедов
Э.М. Кутявин
А.Т. Гончар
Ю.Н. Сенников
О.И. Составкин
Original Assignee
Сибирский химический комбинат
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 Сибирский химический комбинат filed Critical Сибирский химический комбинат
Priority to RU94006715A priority Critical patent/RU2113073C1/en
Publication of RU94006715A publication Critical patent/RU94006715A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2113073C1 publication Critical patent/RU2113073C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

FIELD: plasma engineering; plasmatrons used for heating gases. SUBSTANCE: device has high-melting metal electrodes and inductance turn secured in insulator. Turn ends are connected to electrodes arranged along longitudinal center line of turn. Inductance turn is made of material affording elastic strain. Device may incorporate annular nonretentive core placed inside inductance turn. EFFECT: improved reliability, reduced power and plasma-forming gas requirement due to reduced discharge-initiating time and dispensing with external power supply, facilitated discharge initiation procedure. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для возбуждения разряда в ВЧИ-плазмотронах, применяемых для нагрева газов. The invention relates to a plasma technique and can be used to excite a discharge in the HF plasmatrons used to heat gases.

Известно устройство для возбуждения разряда, содержащее электрод, выполненный в виде стержня из тугоплавкого металла, на который подается электрический потенциал от индуктора или постороннего источника энергии (1). A device for initiating a discharge is known, which contains an electrode made in the form of a rod of refractory metal, to which an electric potential is supplied from an inductor or an extraneous energy source (1).

Недостатками устройства являются сложность организации процесса возбуждения разряда в связи с наличием подвижных контактов и постороннего источника электроэнергии, а также недостаточная надежность при увеличенных внутренних размерах плазмотрона. The disadvantages of the device are the complexity of the organization of the process of excitation of the discharge due to the presence of moving contacts and an external source of electricity, as well as insufficient reliability with increased internal dimensions of the plasma torch.

В качестве ближайшего аналога изобретения выбрано устройство для возбуждения разряда, в котором используют угольно-графитовые стержни в высокочастотном поле плазмотрона [2] . Недостатком этого устройства являются значительное время возбуждения плазмы и затраты энергии на разогрев массы стержней, компенсацию тепловых потерь, а также значительный расход инертного газа для возбуждения разряда. As the closest analogue of the invention, a device for exciting the discharge was selected, which uses carbon-graphite rods in the high-frequency field of the plasma torch [2]. The disadvantage of this device is the significant time of plasma excitation and energy costs for heating the mass of the rods, compensation for heat loss, as well as a significant inert gas consumption for exciting the discharge.

Задачей изобретения является создание устройства для возбуждения разряда в ВИЧ-плазмотроне, обладающего более высокими эксплуатационными свойствами. The objective of the invention is to provide a device for initiating a discharge in an HIV plasmatron with higher performance properties.

Поставленная задача решается тем, что устройство для возбуждения разряда в ВЧИ-плазмотроне, содержащее два соосно размещенных электрода и изолятор, снабжено индуктивным витком, укрепленным в изоляторе, при этом концы витка соединены с электродами, расположенными вдоль его продольной оси симметрии, а виток выполнен из материала, обеспечивающего возможность упругой деформации витка. The problem is solved in that the device for exciting the discharge in the RFI plasmatron, containing two coaxially placed electrodes and an insulator, is equipped with an inductive coil mounted in the insulator, while the ends of the coil are connected to the electrodes located along its longitudinal axis of symmetry, and the coil is made of material, providing the possibility of elastic deformation of the coil.

Кроме того, устройство содержит кольцевой сердечник из магнитомягкого материала, размещенный внутри индуктивного витка. In addition, the device contains an annular core of soft magnetic material placed inside the inductive coil.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows a General view of the device, a longitudinal section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Предлагаемое устройство изображено введенным по продольной оси в корпус 1 плазмотрона, размещенного в диэлектрической трубе 2. The proposed device is shown introduced along the longitudinal axis into the housing 1 of the plasma torch, placed in a dielectric tube 2.

Устройство укреплено в изоляторе 3 и содержит индуктивный виток 4, соединенный радиальными отводами (концами) 5, 6 с электродами 7, 8 соответственно. The device is mounted in an insulator 3 and contains an inductive coil 4 connected by radial taps (ends) 5, 6 with electrodes 7, 8, respectively.

Индуктивный виток 4 выполнен упруго деформируемым, например, из вольфрамовой проволоки диаметром 2 мм. The inductive coil 4 is made elastically deformable, for example, from a tungsten wire with a diameter of 2 mm.

В изоляторе 3 выполнено гнездо 9, в котором размещен кольцевой сердечник 10 из магнитомягкого материала, например феррита М100НН, М600НН. In the insulator 3, a socket 9 is made, in which an annular core 10 of magnetically soft material, for example, ferrite M100NN, M600NN, is placed.

В гнездо 9 через отверстие 11, выполненное в изоляторе 3 и соответственно в сердечнике 10, введен радиальный отвод 5, что обеспечивает крепление индуктивного витка концентрично сердечнику и размещение электродов 7, 8 вдоль продольной оси симметрии витка. A radial outlet 5 is inserted into the socket 9 through the hole 11 made in the insulator 3 and, respectively, in the core 10, which ensures the fastening of the inductive coil concentrically to the core and the placement of the electrodes 7, 8 along the longitudinal axis of symmetry of the coil.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При кратковременном введении устройства в камеру плазмотрона (с помощью металлического или диэлектрического стержня, к которому крепится изолятор 3), в момент остановки под действием сил инерции возникают колебания электрода 8, закрепленного на свободном конце радиального отвода 6 индуктивного витка 4. При обратном ходе колебательного движения электрода 8, обусловленного упругостью индуктивного витка, происходит замыкание его концов через электроды 7, 8, при этом по витку протекает ток, возникающий под действием высокочастотного электромагнитного поля плазмотрона. Размыкание электродов 7, 8 при возврате электрода 8 в равновесное положение вызывает разряд между электродами, в результате которого происходит возбуждение основного индукционного разряда. With a short-term introduction of the device into the plasma torch chamber (using a metal or dielectric rod to which the insulator 3 is attached), at the moment of stop due to inertia forces oscillations of the electrode 8 occur, which are mounted on the free end of the radial tap 6 of the inductive coil 4. When the oscillatory motion is reversed electrode 8, due to the elasticity of the inductive coil, its ends are closed through the electrodes 7, 8, while the current flows under the influence of a high-frequency electric agnitic field of plasmatron. The opening of the electrodes 7, 8 when the electrode 8 is returned to the equilibrium position causes a discharge between the electrodes, as a result of which the main induction discharge is excited.

Расположение индуктивного витка вблизи стенок плазмотрона, а также наличие ферритового сердечника 10 увеличивает индуктивную связь витка с высокочастотным электромагнитным полем плазмотрона, что повышает мощность инициирующего разряда. The location of the inductive coil near the walls of the plasma torch, as well as the presence of a ferrite core 10 increases the inductive coupling of the coil with the high-frequency electromagnetic field of the plasma torch, which increases the power of the initiating discharge.

Размещение электродов вдоль продольной оси витка обеспечивает благоприятные условия газодинамической стабилизации и мгновенное распространение объемного индукционного разряда во всех радиальных направлениях, поскольку выделение мощности электромагнитного поля индукционного плазмотрона возрастает в направлении от оси к стенкам камеры плазмотрона. Placing the electrodes along the longitudinal axis of the coil provides favorable conditions for gas-dynamic stabilization and instantaneous propagation of a volume induction discharge in all radial directions, since the release of the electromagnetic field power of the induction plasmatron increases in the direction from the axis to the walls of the plasma torch chamber.

Замыкание и размыкание электродов 7, 8 вследствие упругой деформации индуктивного витка устраняет необходимость повышения мощности плазмотрона в процессе возбуждения разряда для обеспечения пробоя межэлектродного промежутка. The closure and opening of the electrodes 7, 8 due to the elastic deformation of the inductive coil eliminates the need to increase the power of the plasma torch in the process of excitation of the discharge to ensure the breakdown of the interelectrode gap.

Перечисленные факторы в совокупности повышают надежность возбуждения разряда в ВЧИ-плазмотроне, снижают расход электроэнергии и плазмообразующего газа за счет сокращения времени, необходимого для возбуждения разряда, а также упрощают организацию процесса возбуждения разряда за счет устранения подвижных контактов, дополнительных источников питания и связанных с ними высокочастотных пробоев во внешней области плазмотрона. These factors together increase the reliability of the discharge excitation in the RFI plasmatron, reduce the energy consumption and plasma-forming gas by reducing the time required to excite the discharge, and also simplify the organization of the discharge excitation process by eliminating moving contacts, additional power sources and associated high-frequency breakdowns in the outer region of the plasma torch.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки. Sources of information taken into account when preparing the application.

1. ВЧ-СВЧ-плазмотроны (Дресвин С. В. и др. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1992 - (Низкотемпературная плазма, т. 6), с. 17. 1. RF-microwave plasmatrons (Dresvin S.V. et al. - Novosibirsk: Nauka, Sib. Branch, 1992 - (Low-temperature plasma, v. 6), p. 17.

2. Дресвин С.В. и др. Физика и техника низкотемпературной плазмы. - М.: Атомиздат, 1972, с. 78 (прототип). 2. Dresvin C.V. and other Physics and technology of low-temperature plasma. - M .: Atomizdat, 1972, p. 78 (prototype).

Claims (2)

1. Устройство для возбуждения разряда в ВЧИ-плазмотроне, содержащее два соосных электрода и изолятор, отличающееся тем, что оно снабжено индуктивным витком, закрепленным в изоляторе, при этом концы витка соединены с электродами, расположенными вдоль его продольной оси симметрии, а виток выполнен из материала, обеспечивающего возможность упругой деформации витка. 1. A device for initiating a discharge in an RFI plasmatron containing two coaxial electrodes and an insulator, characterized in that it is equipped with an inductive coil fixed to the insulator, while the ends of the coil are connected to electrodes located along its longitudinal axis of symmetry, and the coil is made of material, providing the possibility of elastic deformation of the coil. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит кольцевой сердечник из магнитомягкого материала, размещенный внутри индуктивного витка. 2. The device according to p. 1, characterized in that it contains an annular core of soft magnetic material located inside the inductive coil.
RU94006715A 1994-02-24 1994-02-24 Device for initiating discharge in high-frequency inductance plasmatron RU2113073C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94006715A RU2113073C1 (en) 1994-02-24 1994-02-24 Device for initiating discharge in high-frequency inductance plasmatron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94006715A RU2113073C1 (en) 1994-02-24 1994-02-24 Device for initiating discharge in high-frequency inductance plasmatron

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU94006715A RU94006715A (en) 1995-10-20
RU2113073C1 true RU2113073C1 (en) 1998-06-10

Family

ID=20152908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU94006715A RU2113073C1 (en) 1994-02-24 1994-02-24 Device for initiating discharge in high-frequency inductance plasmatron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2113073C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU204397U1 (en) * 2020-12-21 2021-05-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Device for excitation of a discharge in an RFI plasmatron

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU204397U1 (en) * 2020-12-21 2021-05-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") Device for excitation of a discharge in an RFI plasmatron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2295206C9 (en) Multi-coil induction plasma burner with solid-bodied power source
TWI584331B (en) Plasma source apparatus and methods for generating charged particle beams
TW200414834A (en) Transformer ignition circuit for a transformer coupled plasma source
US4902937A (en) Capacitive starting electrodes for hid lamps
US9451685B2 (en) Electromagnetic wave high frequency hybrid plasma torch
US3437864A (en) Method of producing high temperature,low pressure plasma
US3059149A (en) Plasma accelerator
KR910011094A (en) Plasma Torch Initiated by Short Circuit
RU2113073C1 (en) Device for initiating discharge in high-frequency inductance plasmatron
CN111526653B (en) Microwave coupling plasma generating device with electromagnetic energy dual excitation function
RU2171554C2 (en) Method of plasma generation and device for its realization
US7132620B2 (en) Inductive thermal plasma torch
US4713208A (en) Spheromak reactor with poloidal flux-amplifying transformer
US4506132A (en) Induction coil in the form of a flat coil for crucible-free floating zone melting
RU204397U1 (en) Device for excitation of a discharge in an RFI plasmatron
JPH11260593A (en) Plasma generating apparatus
EP0357452A1 (en) A discharge tube arrangement
JPH06502959A (en) Gas/plasma generator
JP2003132809A (en) Magnetron
US3290219A (en) Plasma containment method and apparatus
RU2261682C2 (en) Method and device for carrying out tissue coagulation with plasma
US2164024A (en) Electric arc furnace
KR20090011059A (en) Apparatus for generating plasma
JPH03502598A (en) accelerator
US2917692A (en) Electromagnetic vibrator