RU2278328C1 - Горелка - Google Patents

Горелка Download PDF

Info

Publication number
RU2278328C1
RU2278328C1 RU2005114329/06A RU2005114329A RU2278328C1 RU 2278328 C1 RU2278328 C1 RU 2278328C1 RU 2005114329/06 A RU2005114329/06 A RU 2005114329/06A RU 2005114329 A RU2005114329 A RU 2005114329A RU 2278328 C1 RU2278328 C1 RU 2278328C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
possibility
electrode
evaporator
nozzle
screw
Prior art date
Application number
RU2005114329/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Семенович Тверской (RU)
Владимир Семенович Тверской
Алексей Владимирович Тверской (RU)
Алексей Владимирович Тверской
Original Assignee
Ооо "Плазариум"
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 Ооо "Плазариум" filed Critical Ооо "Плазариум"
Priority to RU2005114329/06A priority Critical patent/RU2278328C1/ru
Priority to PCT/RU2006/000229 priority patent/WO2006121370A1/ru
Priority to EP06757946A priority patent/EP1887282A1/en
Priority to US11/914,214 priority patent/US7820935B2/en
Priority to EA200702492A priority patent/EA012150B1/ru
Priority to CN2006800241641A priority patent/CN101213402B/zh
Application granted granted Critical
Publication of RU2278328C1 publication Critical patent/RU2278328C1/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3442Cathodes with inserted tip
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3423Connecting means, e.g. electrical connecting means or fluid connections
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3468Vortex generators
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3478Geometrical details
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3489Means for contact starting

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

Изобретение относится к конструкции горелки. Сущность изобретения заключается в том, что фланец выполнен в виде штуцера и снабжен перегородкой с центральным отверстием, в котором помещен трубчатый электрод с возможностью образования нагревательного элемента, состоящего из испарителя и пароперегревателя, отделенных перегородкой. Испаритель, расположенный в резервуаре, снабжен на его поверхности пазами для отвода пара в коллектор из кольцевой проточки на поверхности пароперегревателя, расположенного вне резервуара, и капиллярно-пористой оболочкой. Диэлектрическая трубка установлена с возможностью совместного центрирования завихрителя, трубчатого электрода и диэлектрической трубки и выступает в резервуаре за торец трубчатого электрода, ходовой винт установлен неподвижно вдоль оси стержневого электрода в торцевой стенке и выполнен с образованием полости с торцевой кольцевой опорной поверхностью, взаимодействующей с возвратной пружиной, и с радиальной прорезью вдоль оси ходового винта, ходовая гайка соединена при помощи резьбы с ходовым винтом, взаимодействуя опорной поверхностью с токопроводом в виде штыря, торец ползуна, выступающий из полости винта, снабжен кнопкой, выступающей из отверстия ходовой гайки с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и повышение эксплуатационных качеств горелки путем осуществления рекуперации больших тепловых потоков высокой плотности теплоотвода с малым термическим сопротивлением. 1 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Description

Изобретение относится к конструкции горелки, предназначенной для термической обработки поверхности материалов, в частности, для выжигания краски на металлических бочках.
Известна горелка, содержащая размещенные соосно в корпусе трубчатый электрод, насадку с осевым сквозным отверстием, съемный стержневой электрод, расположенный в стержневом электрододержателе коаксиально внутри трубчатого электрода и с зазором относительно него и насадки с обеспечением возможности образования разрядной камеры и с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, диэлектрическую трубку, установленную на электрододержателе, средство контактного возбуждения электрической дуги между насадкой и стержневым электродом, выполненное в виде разрывного электрического контакта, включающее механизм осевого перемещения стержневого электрода, имеющий ходовой винт, ходовую гайку, возвратную пружину, ползун и кнопку, средство для парообразования и подачи в разрядную камеру плазмообразующей среды в виде пара жидкого рабочего тела, включающее резервуар в виде тонкостенной оболочки с торцевой стенкой, фланцем и патрубком для подачи жидкого рабочего тела, соосно соединенный с корпусом и заполненный влаговпитывающим материалом с возможностью контакта влаговпитывающего материала с трубчатым электродом и с возможностью сообщения резервуара с разрядной камерой, средство вихревой стабилизации электрической дуги, средство охлаждения насадки и стержневого электрода, средство центрирования стержневого электрода относительно сквозного отверстия насадки, токоподводы для электрического подсоединения терминалов независимого источника электрического тока, и размещенные в защитном кожухе (Евразийский патент №001829, 27.08.2001 - аналог и прототип).
Недостатком известной горелки является:
- ухудшение со временем транспортных возможностей пористого влаговпитывающего материала по обеспечению подсоса жидкого рабочего тела в зону испарения,
- ухудшение интенсивности теплообмена в зоне испарения при увеличении теплового потока из-за высокого термического сопротивления нагревательного элемента в зоне испарения вследствие оттеснения жидкого рабочего тела от греющей поверхности нагревательного элемента.
В ней паровая пленка находится внутри каркаса пористой структуры влаговпитывающего материала, что затрудняет отвод пара, вызывает разрушение структуры влаговпитывающего материала, нарушение контакта нагревательного элемента с влаговпитывающим материалом и появление зазора между ними, вследствие чего становится возможным попадание в разрядную камеру двухфазной парокапельной смеси.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и повышение эксплуатационных качеств горелки, за счет осуществления рекуперации больших тепловых потоков высокой плотности теплоподвода с малым термическим сопротивлением.
Достигается это тем, что торцевая стенка выполнена с уплотненным центральным отверстием, фланец выполнен в виде штуцера и снабжен перегородкой с центральным отверстием, в котором помещен трубчатый электрод с возможностью образования нагревательного элемента, состоящего из испарителя и пароперегревателя, отделенных перегородкой, испаритель, расположенный в резервуаре, имеет длину в пределах 1,8÷3,0 от его наружного диаметра и снабжен на его поверхности пазами для отвода пара в коллектор из кольцевой проточки на поверхности пароперегревателя, расположенного вне резервуара, и капиллярно-пористой оболочкой из материала с высокой теплопроводностью, расположенной с возможностью контакта одной стороной с поверхностью испарителя и другой стороной - с влаговпитывающим материалом с низкой теплопроводностью, корпус выполнен в виде втулки, один из концов которой имеет резьбу для присоединения к фланцу, с возможностью поджатия насадки и трубчатого электрода к перегородке, средство вихревой стабилизации электрической дуги выполнено в виде завихрителя, являющегося частью пароперегревателя, примыкающей к насадке, и содержит выполненные в завихрителе тангенциальные каналы, расположенные в двух плоскостях, перпендикулярных оси, расстояние между которыми составляет 0,5÷1,3 от максимального значения диаметра внутренней полости разрядной камеры, в завихрителе и пароперегревателе по обе стороны от места их соединения выполнены расточки по внутреннему диаметру, диэлектрическая трубка выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью и внешней одноступенчатой цилиндрической поверхностью с образованием цилиндрического выступа и установлена с возможностью совместного центрирования завихрителя, трубчатого электрода и диэлектрической трубки по цилиндрическому выступу, и выступает в резервуаре за торец трубчатого электрода, по меньшей мере, на длину, равную 0,5 от ее наружного диаметра, торец диэлектрической трубки, обращенный к отверстию насадки, расположен с образованием торца разрядной камеры, которая выполнена конфузорной с длиной в пределах 0,5÷1,8 от максимального значения диаметра ее внутренней полости, ходовой винт установлен неподвижно вдоль оси стержневого электрода в торцевой стенке и выполнен с центральным односторонним одноступенчатым цилиндрическим отверстием, с образованием полости с торцевой кольцевой опорной поверхностью, взаимодействующей с возвратной пружиной, и с радиальной прорезью вдоль оси ходового винта, причем длина прорези соответствует величине возвратно-поступательного перемещения стержневого электрода, подпружиненный ползун выполнен в виде цилиндра с радиальным отверстием и размещен в полости ходового винта с опорой одним из торцов на возвратную пружину и с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, ограниченного токоподводом в виде штыря, расположенного в радиальном отверстии ползуна с возможностью фиксации и размещенного в прорези ходового винта, другой торец ползуна выступает из полости ходового винта, ходовая гайка соединена при помощи резьбы с ходовым винтом с возможностью взаимодействия своей кольцевой торцевой опорной поверхностью с токоподводом в виде штыря, радиально выступающим из прорези ходового винта, торец ползуна, выступающий из полости ходового винта, снабжен кнопкой, выступающей из центрального отверстия ходовой гайки с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, ползун соединен с электрододержателем, выполненным со стороны соединения со стержневым электродом диаметром в пределах 1,01÷1,25 от диаметра стержневого электрода и с развитой поверхностью теплообмена на длине, по меньшей мере, между торцом диэлектрической трубки в резервуаре и торцевой стенкой, с обеспечением возможности центрирования по цилиндрической поверхности полости ходового винта и внутренней цилиндрической поверхности диэлектрической трубки, при этом диаметр стержневого электрода составляет 0,27÷0,83 от максимального значения диаметра внутренней полости разрядной камеры, поперечный размер резервуара в зоне испарителя составляет 1,7÷3,2 от наружного диаметра испарителя, длина резервуара выбрана в пределах 1,5÷3,5 от длины испарителя, а отношение суммарной площади поперечного сечения пазов на поверхности испарителя к суммарной площади проходных сечений тангенциальных каналов составляет 0,7÷1,5.
Также достигается это тем, что пазы для отвода пара выполнены с шириной в пределах 0,3÷0,6 мм, глубиной 0,3÷0,5 мм и шириной ребра выступа в пределах a/h=0,6÷0,7.
Также достигается это тем, что толщина стенки трубчатого электрода на участке испарителя выполнена в пределах 0,5÷2 мм.
Также достигается это тем, что капиллярно-пористая оболочка из материала с высокой теплопроводностью выполнена с объемной пористостью 0,7÷0,8, со средним размером пор 20÷100 мкм и толщиной 0,8÷2 мм.
Также достигается это тем, что влаговпитывающий материал с низкой теплопроводностью выполнен с объемной пористостью в пределах 0,6÷0,9, со средним размером пор 20÷50 мкм.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:
фиг.1 изображена горелка в сборе, в разрезе,
фиг.2 - нагревательный элемент в сборе, в разрезе,
фиг.3 - то же, сечение А-А,
фиг.4 - то же, узел Б,
фиг.5 - завихритель,
фиг.6 - то же, сечения В-В, Г-Г (совмещенные),
фиг.7 - ходовой винт,
фиг.8 - то же, сечение Д-Д,
фиг.9 - ходовая гайка,
фиг.10 - кнопка.
Горелка содержит размещенные соосно в корпусе 1 трубчатый электрод 2, насадку 3 с осевым сквозным отверстием 4, съемный стержневой электрод 5, расположенный в стержневом электрододержателе 6 коаксиально внутри трубчатого электрода 2 и с зазором относительно него и насадки 3 с обеспечением возможности образования разрядной камеры 7 и с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения.
Горелка содержит диэлектрическую трубку 8, установленную на электрододержателе 6, средство контактного возбуждения электрической дуги между насадкой 3 и стержневым электродом 5, выполненное в виде разрывного электрического контакта, включающее механизм осевого перемещения стержневого электрода 5, имеющий ходовой винт 9, ходовую гайку 10, возвратную пружину 11, ползун 12 и кнопку 13.
Горелка содержит средство для парообразования и подачи в разрядную камеру плазмообразующей среды в виде пара жидкого рабочего тела, включающее резервуар 14 в виде тонкостенной оболочки 15 с торцевой стенкой 16, фланцем 17 и патрубком 18 для подачи жидкого рабочего тела, соосно соединенный с корпусом 1 и заполненный влаговпитывающим материалом 19 с возможностью контакта влаговпитывающего материала 19 с трубчатым электродом 2 и с возможностью сообщения резервуара 14 с разрядной камерой 7.
Горелка содержит средство вихревой стабилизации электрической дуги, средство охлаждения насадки 3 и стержневого электрода 5, средство центрирования стержневого электрода 5 относительно сквозного отверстия 4 насадки 3, токоподводы 20, 21 для электрического подсоединения терминалов независимого источника электрического тока и защитный кожух 22.
Торцевая стенка 16 выполнена с уплотненным центральным отверстием, а фланец 17 выполнен в виде штуцера и снабжен перегородкой 23 с центральным отверстием, в котором помещен трубчатый электрод 2 с возможностью образования нагревательного элемента, состоящего из испарителя 24 и пароперегревателя 25, отделенных перегородкой 23.
Испаритель 24, расположенный в резервуаре 14, имеет длину L в пределах 1,8÷3,0 от его наружного диаметра D и снабжен на его поверхности пазами 26 для отвода пара в коллектор 27 из кольцевой проточки на поверхности пароперегревателя 25, расположенного вне резервуара 14, и капиллярно-пористой оболочкой 28 из материала с высокой теплопроводностью, расположенной с возможностью контакта одной стороной с поверхностью испарителя 24 и другой стороной - с влаговпитывающим материалом 19 с низкой теплопроводностью.
Корпус 1 выполнен в виде втулки, один из концов которой имеет резьбу для присоединения к фланцу 17, с возможностью поджатия насадки 3 и трубчатого электрода 2 к перегородке 23.
Средство вихревой стабилизации электрической дуги выполнено в виде завихрителя 29, являющегося частью пароперегревателя 25, примыкающей к насадке 3, и содержит выполненные в завихрителе 29 тангенциальные каналы 30, расположенные в двух плоскостях, перпендикулярных оси, расстояние L1 между которыми составляет 0,5-1,3 от максимального значения диаметра D1 внутренней полости разрядной камеры 7. В завихрителе 29 и пароперегревателе 25 по обе стороны от места их соединения выполнены расточки 31, 32 по внутреннему диаметру.
Диэлектрическая трубка 8 выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью и внешней одноступенчатой цилиндрической поверхностью с образованием цилиндрического выступа 33 и установлена с возможностью совместного центрирования завихрителя 29, трубчатого электрода 2 и диэлектрической трубки 8 по цилиндрическому выступу 33, и выступает в резервуаре 14 за торец трубчатого электрода 2, по меньшей мере, на длину, равную 0,5 от ее наружного диаметра. Торец диэлектрической трубки 8, обращенный к отверстию 4 насадки 3, расположен с образованием торца разрядной камеры 7, которая выполнена конфузорной с длиной в пределах 0,5÷1,8 от максимального значения диаметра ее внутренней полости.
Ходовой винт 9 установлен неподвижно вдоль оси стержневого электрода 5 в торцевой стенке 16 и выполнен с центральным односторонним одноступенчатым цилиндрическим отверстием, с образованием полости с торцевой кольцевой опорной поверхностью 34, взаимодействующей с возвратной пружиной 11, и с радиальной прорезью 35 вдоль оси ходового винта 9. Причем длина прорези 35 соответствует величине возвратно-поступательного перемещения стержневого электрода 5.
Подпружиненный ползун 12 выполнен в виде цилиндра с радиальным отверстием и размещен в полости ходового винта 9 с опорой одним из торцов 38 на возвратную пружину 11 и возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, ограниченного токоподводом 20 в виде штыря, расположенного в радиальном отверстии ползуна 12 с возможностью фиксации и размещенного в прорези 35 ходового винта 9. Другой торец ползуна 12 выступает из полости ходового винта 9.
Ходовая гайка 10 соединена при помощи резьбы с ходовым винтом 9 с возможностью взаимодействия своей кольцевой торцевой опорной поверхностью 36 с токоподводом 20 в виде штыря, радиально выступающим из прорези 35 ходового винта 9, торец 39 ползуна 12, выступающий из полости ходового винта 9, снабжен кнопкой 13, выступающей из центрального отверстия 37 ходовой гайки 10 с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения.
Ползун 12 соединен с электрододержателем 6, выполненным со стороны соединения со стержневым электродом 5 диаметром в пределах 1,01÷1,25 от диаметра стержневого электрода 5 и с развитой поверхностью теплообмена 40 на длине, по меньшей мере, между торцом диэлектрической трубки 8 в резервуаре 14 и торцевой стенкой 16, с обеспечением возможности центрирования по цилиндрической поверхности 41 полости ходового винта 9 и внутренней цилиндрической поверхности 42 диэлектрической трубки 8.
Диаметр стержневого электрода 5 составляет 0,27÷0,83 от максимального значения диаметра внутренней полости разрядной камеры 7, поперечный размер резервуара 14 в зоне испарителя 24 составляет 1,7÷3,2 от наружного диаметра D испарителя 24, длина резервуара 14 выбрана в пределах 1,5÷3,5 от длины L испарителя 24, а отношение суммарной площади поперечного сечения пазов 26 на поверхности испарителя 24 к суммарной площади проходных сечений тангенциальных каналов 30 составляет 0,7÷1,5.
Пазы 26 для отвода пара выполнены с шириной в пределах 0,3÷0,6 мм, глубиной 0,3÷0,5 мм и шириной ребра выступа в пределах a/h=0,6÷0,7.
Толщина стенки трубчатого электрода 2 на участке испарителя 24 выполнена в пределах 0,5÷2 мм.
Капиллярно-пористая оболочка 24 из материала с высокой теплопроводностью выполнена с объемной пористостью 0,7÷0,8, со средним размером пор 20÷100 мкм и толщиной 0,8÷2 мм.
Влаговпитывающий материал 19 с низкой теплопроводностью выполнен с объемной пористостью в пределах 0,6÷0,9, со средним размером пор 20÷50 мкм.
Горелка содержит также вставку 43 из термоэмиссионного материала (гафний, цирконий), размещенную в электроде 5, пробку 44, размещенную в патрубке 18, и уплотнение 45 центрального отверстия фланца 16.
Функционирует горелка следующим образом:
1) Обработка поверхности материалов сжатой дугой косвенного действия (плазменной струей).
Через патрубок 18 подают жидкое рабочее тело, пропитывая влаговпитывающий материал 19 в резервуаре 14 и заполняя им каналы, сообщающие резервуар с разрядной камерой, до появления капли жидкого рабочего тела из сквозного отверстия 4 насадки 3. Патрубок 18 закрывают пробкой 44. Включают независимый источник электрического тока и подают напряжение на стержневой электрод 5 относительно насадки 3. Нажатием кнопки 13 сообщают возвратно-поступательное перемещение стержневому электроду 5 и кратковременно приближают торец стержневого электрода 5 к насадке 3 вплоть до положения взаимного контакта, затем отпускают кнопку 13, и возвратная пружина 11 отводит стержневой электрод 5 от насадки 3 в исходное положение, создавая зазор, позволяющий жидкому рабочему телу протекать через сквозное отверстие 4 насадки 3. При разрыве электрического контакта стержневого электрода 5 и насадки 3 между ними возбуждается электрическая дуга. Энергия, выделяемая на насадке 3, при протекании электрического тока через дугу, разогревает ее, и тепло через трубчатый электрод 2 передается жидкому рабочему телу. Жидкое рабочее тело превращается в пар, используемый в качестве плазмообразующей среды, создавая избыточное давление, под действием которого пар проходит по каналам, сообщающим резервуар с разрядной камерой, сжимает столб электрической дуги и выходит через сквозное отверстие 4 насадки 3 с образованием плазменной струи.
Влаговпитывающий материал 19 обеспечивает равномерную подпитку жидким рабочим телом участка испарителя 24 нагревательного элемента и, соответственно, равномерное во времени испарение жидкого рабочего тела. Оптимальный зазор между стержневым электродом 5 и насадкой 3 выставляют путем вращения (навинчивая или отвинчивая) ходовой гайки 10, перемещая при этом ползун 12, связанный с электрододержателем 6. Для изменения электрически мощности, выделяемой в электрической дуге, изменяют выходной ток источника электрического тока.
2) Обработка поверхности материалов сжатой дугой прямого действия (выносной электрической дугой, совмещенной с плазменной струей).
Выполняют все операции, необходимые для обработки поверхности материалов сжатой дугой косвенного действия. Далее подают напряжение и создают разность потенциалов между стержневым электродом 5 и обрабатываемым металлом. Затем уменьшают расстояние между насадкой 3 и обрабатываемым металлом до возникновения прямой (выносной) электрической дуги между стержневым электродом и обрабатываемым металлом.
Таким образом, горелка, выполненная в соответствии с предложенными техническими решениями, обеспечивает наилучшие показатели эксплуатации и функционирования.
При проведении испытаний горелки, выполненной в соответствии с изобретением, получено устойчивое возбуждение и горение электрической дуги с надежным охлаждением элементов конструкции в диапазоне токов в дуге 4-16 А и напряжении на дуге в пределах 80-200 В. Горелка устойчиво работает в любом пространственном положении.
Испытания показали, что горелка надежно функционирует при использовании в качестве жидкого рабочего тела дистиллированной воды, водного раствора пероксида водорода, а также смесей и эмульсий жидкого углеродсодержащего топлива и водного раствора пероксида водорода.
Промышленная применимость
Изобретение может быть использовано при изготовлении горелок для обработки поверхности материалов плазменной струей или выносной электрической дугой, совмещенной с плазменной струей, а также для концентрации тепла при нагреве, резке, пайке и сварке металлов в ремонтных мастерских и машиностроении при монтаже металлоконструкций.

Claims (5)

1. Горелка, содержащая размещенные соосно в корпусе трубчатый электрод, насадку с осевым сквозным отверстием, съемный стержневой электрод, расположенный в стержневом электрододержателе коаксиально внутри трубчатого электрода и с зазором относительно него и насадки с обеспечением возможности образования разрядной камеры и с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, диэлектрическую трубку, установленную на электрододержателе, средство контактного возбуждения электрической дуги между насадкой и стержневым электродом, выполненное в виде разрывного электрического контакта, включающее механизм осевого перемещения стержневого электрода, имеющий ходовой винт, ходовую гайку, возвратную пружину, ползун и кнопку, средство для парообразования и подачи в разрядную камеру плазмообразующей среды в виде пара жидкого рабочего тела, включающее резервуар в виде тонкостенной оболочки с торцевой стенкой, фланцем и патрубком для подачи жидкого рабочего тела, соосно соединенный с корпусом и заполненный влаговпитывающим материалом с возможностью контакта влаговпитывающего материала с трубчатым электродом и с возможностью сообщения резервуара с разрядной камерой, средство вихревой стабилизации электрической дуги, средство охлаждения насадки и стержневого электрода, средство центрирования стержневого электрода относительно сквозного отверстия насадки, токоподводы для электрического подсоединения терминалов независимого источника электрического тока и защитный кожух, отличающаяся тем, что торцевая стенка выполнена с уплотненным центральным отверстием, фланец выполнен в виде штуцера и снабжен перегородкой с центральным отверстием, в котором помещен трубчатый электрод с возможностью образования нагревательного элемента, состоящего из испарителя и пароперегревателя, отделенных перегородкой, испаритель, расположенный в резервуаре, имеет длину в пределах 1,8-3,0 от его наружного диаметра и снабжен на его поверхности пазами для отвода пара в коллектор из кольцевой проточки на поверхности пароперегревателя, расположенного вне резервуара, и капиллярно-пористой оболочкой из материала с высокой теплопроводностью, расположенной с возможностью контакта одной стороной с поверхностью испарителя и другой стороной с влаговпитывающим материалом с низкой теплопроводностью, корпус выполнен в виде втулки, один из концов которой имеет резьбу для присоединения к фланцу, с возможностью поджатия насадки и трубчатого электрода к перегородке, средство вихревой стабилизации электрической дуги выполнено в виде завихрителя, являющегося частью пароперегревателя, примыкающей к насадке, и содержит выполненные в завихрителе тангенциальные каналы, расположенные в двух, перпендикулярных оси, плоскостях, расстояние между которыми составляет 0,5-1,3 от максимального значения диаметра внутренней полости разрядной камеры, в завихрителе и пароперегревателе по обе стороны от места их соединения выполнены расточки по внутреннему диаметру, диэлектрическая трубка выполнена с внутренней цилиндрической поверхностью и внешней одноступенчатой цилиндрической поверхностью с образованием цилиндрического выступа, установлена с возможностью совместного центрирования завихрителя, трубчатого электрода и диэлектрической трубки по цилиндрическому выступу и выступает в резервуаре за торец трубчатого электрода, по меньшей мере, на длину, равную 0,5 от ее наружного диаметра, торец диэлектрической трубки, обращенный к отверстию насадки, расположен с образованием торца разрядной камеры, которая выполнена конфузорной с длиной в пределах 0,5-1,8 от максимального значения диаметра ее внутренней полости, ходовой винт установлен неподвижно вдоль оси стержневого электрода в торцевой стенке и выполнен с центральным одноступенчатым цилиндрическим отверстием, с образованием полости с торцевой кольцевой опорной поверхностью, взаимодействующей с возвратной пружиной, и с радиальной прорезью вдоль оси ходового винта, причем длина прорези соответствует величине возвратно-поступательного перемещения стержневого электрода, подпружиненный ползун выполнен в виде цилиндра с радиальным отверстием и размещен в полости ходового винта с опорой одним из торцов на возвратную пружину и с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, ограниченного токоподводом в виде штыря, расположенного в радиальном отверстии ползуна с возможностью фиксации и размещенного в прорези ходового винта, другой торец ползуна выступает из полости ходового винта, ходовая гайка соединена при помощи резьбы с ходовым винтом с возможностью взаимодействия своей кольцевой торцевой опорной поверхностью с токоподводом в виде штыря, радиально выступающим из прорези ходового винта, в торце ползуна, выступающем из полости ходового винта, установлена кнопка, выступающая из центрального отверстия ходовой гайки с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения, ползун соединен с электрододержателем, выполненным со стороны соединения со стержневым электродом диаметром в пределах 1,01-1,25 от диаметра стержневого электрода и с развитой поверхностью теплообмена на длине, по меньшей мере, между торцом диэлектрической трубки в резервуаре и торцевой стенкой, с обеспечением возможности центрирования по внутренней цилиндрической поверхности ходового винта и внутренней цилиндрической поверхности диэлектрической трубки, при этом диаметр стержневого электрода составляет 0,27-0,83 от максимального значения диаметра внутренней полости разрядной камеры, поперечный размер резервуара в зоне испарителя составляет 1,7-3,2 от наружного диаметра испарителя, длина резервуара выбрана в пределах 1,5-3,5 от длины испарителя, а отношение суммарной площади поперечного сечения пазов для отвода пара на поверхности испарителя к суммарной площади проходных сечений тангенциальных каналов завихрителя составляет 0,7-1,5.
2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что пазы для отвода пара выполнены с шириной в пределах 0,3-0,6 мм и глубиной 0,3-0,5 мм.
3. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что толщина стенки трубчатого электрода на участке испарителя выполнена в пределах 0,5-2 мм.
4. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что капиллярно-пористая оболочка из материала с высокой теплопроводностью выполнена с объемной пористостью 0,7-0,8, со средним размером пор 20-100 мкм и толщиной 0,8-2 мм.
5. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что влаговпитывающий материал с низкой теплопроводностью выполнен с объемной пористостью в пределах 0,6-0,9, со средним размером пор 20-50 мкм.
RU2005114329/06A 2005-05-13 2005-05-13 Горелка RU2278328C1 (ru)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114329/06A RU2278328C1 (ru) 2005-05-13 2005-05-13 Горелка
PCT/RU2006/000229 WO2006121370A1 (fr) 2005-05-13 2006-05-04 Bruleur
EP06757946A EP1887282A1 (en) 2005-05-13 2006-05-04 Burner
US11/914,214 US7820935B2 (en) 2005-05-13 2006-05-04 Burner
EA200702492A EA012150B1 (ru) 2005-05-13 2006-05-04 Горелка
CN2006800241641A CN101213402B (zh) 2005-05-13 2006-05-04 燃烧器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005114329/06A RU2278328C1 (ru) 2005-05-13 2005-05-13 Горелка

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2278328C1 true RU2278328C1 (ru) 2006-06-20

Family

ID=36714210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005114329/06A RU2278328C1 (ru) 2005-05-13 2005-05-13 Горелка

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7820935B2 (ru)
EP (1) EP1887282A1 (ru)
CN (1) CN101213402B (ru)
EA (1) EA012150B1 (ru)
RU (1) RU2278328C1 (ru)
WO (1) WO2006121370A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180547U1 (ru) * 2016-04-11 2018-06-18 Гипертерм, Инк. Система для плазменно-дуговой резки, включающая завихрительные кольца и другие расходные компоненты, и соответствующие способы работы

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10194516B2 (en) 2006-09-13 2019-01-29 Hypertherm, Inc. High access consumables for a plasma arc cutting system
US9662747B2 (en) 2006-09-13 2017-05-30 Hypertherm, Inc. Composite consumables for a plasma arc torch
US9560732B2 (en) 2006-09-13 2017-01-31 Hypertherm, Inc. High access consumables for a plasma arc cutting system
US10098217B2 (en) * 2012-07-19 2018-10-09 Hypertherm, Inc. Composite consumables for a plasma arc torch
KR100872682B1 (ko) * 2007-02-02 2008-12-10 강방권 균일한 상압 플라즈마 발생장치
RU2506724C1 (ru) * 2012-06-27 2014-02-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук (ИТПМ СО РАН) Электродуговой плазмотрон с водяной стабилизацией дуги
CN104566378B (zh) * 2013-10-29 2017-02-08 中国科学院工程热物理研究所 基于电弧放电等离子体的燃烧器喷嘴
CN104713088A (zh) * 2013-12-11 2015-06-17 中国科学院工程热物理研究所 基于等离子体射流的燃烧器喷嘴
CN105444164B (zh) * 2015-12-24 2017-03-22 韩汶冀 一种燃烧装置
RU176471U1 (ru) 2016-04-11 2018-01-22 Гипертерм, Инк. Система для плазменно-дуговой резки, включающая сопла и другие расходные компоненты, и соответствующие способы работы
CN113631056A (zh) * 2019-03-29 2021-11-09 尤尔实验室有限公司 用于蒸发器装置的料盒

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE795891A (fr) * 1972-02-23 1973-06-18 Electricity Council Perfectionnements aux chalumeaux a plasma
JPS6234623U (ru) * 1985-08-12 1987-02-28
US5026464A (en) * 1988-08-31 1991-06-25 Agency Of Industrial Science And Technology Method and apparatus for decomposing halogenated organic compound
CN2179946Y (zh) * 1992-06-26 1994-10-19 田苗 射吸式自身预热加热炬燃烧器
RU2066263C1 (ru) * 1992-12-10 1996-09-10 Научно-производственная и внедренческая фирма "Масс-спектрометрические приборы для экологии" Плазменная горелка
RU2057625C1 (ru) * 1992-12-10 1996-04-10 Научно-производственная и внедренческая фирма "Масс-спектрометрические приборы для экологии" Плазменная горелка
RU2071190C1 (ru) * 1993-12-17 1996-12-27 Александр Иванович Апуневич Электродуговая плазменная горелка
RU2072640C1 (ru) * 1994-02-21 1997-01-27 Александр Иванович Апуневич Электродуговая плазменная горелка
US5560844A (en) * 1994-05-26 1996-10-01 Universite De Sherbrooke Liquid film stabilized induction plasma torch
RU2112635C1 (ru) * 1997-06-20 1998-06-10 Апуневич Александр Иванович Способ осевой стабилизации электродугового столба в плазменной горелке с подвижным катодом и плазменная горелка для его осуществления
WO2001021362A2 (en) * 1999-09-21 2001-03-29 Hypertherm, Inc. Process and apparatus for cutting or welding a workpiece
EA001829B1 (ru) * 2000-02-10 2001-08-27 Владимир Семенович Тверской Плазменная горелка

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU180547U1 (ru) * 2016-04-11 2018-06-18 Гипертерм, Инк. Система для плазменно-дуговой резки, включающая завихрительные кольца и другие расходные компоненты, и соответствующие способы работы

Also Published As

Publication number Publication date
EA012150B1 (ru) 2009-08-28
CN101213402B (zh) 2012-06-06
US7820935B2 (en) 2010-10-26
EA200702492A1 (ru) 2008-04-28
EP1887282A1 (en) 2008-02-13
WO2006121370A1 (fr) 2006-11-16
US20080230522A1 (en) 2008-09-25
CN101213402A (zh) 2008-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2278328C1 (ru) Горелка
US5609777A (en) Electric-arc plasma steam torch
KR101793314B1 (ko) 개선된 열전달과 신규한 조립 방법을 가진 플라즈마 토치용 전극
CN1320977C (zh) 用于高频电源和低压电源的等离子弧吹管、其使用的启动夹头、和操作该吹管的方法
RU2003128884A (ru) Плазменная горелка (варианты), способ ее пуска и элементы плазменной горелки
RU2278327C1 (ru) Горелка
RU2071190C1 (ru) Электродуговая плазменная горелка
EP0640426B1 (en) Electric arc plasma torch
RU2066263C1 (ru) Плазменная горелка
CN101658971B (zh) 一种用于空心阴极真空电弧焊接的非接触引弧焊枪
KR100262800B1 (ko) 아크플라즈마토치,아크플라즈마 토치용전극 및 이들의 작동방법
EA001829B1 (ru) Плазменная горелка
RU2072640C1 (ru) Электродуговая плазменная горелка
RU2066517C1 (ru) Электродуговая плазменная горелка
RU2469517C1 (ru) Способ рекуперативного охлаждения электрода плазмотрона, плазмотрон для осуществления способа и электродный узел этого плазмотрона
KR101002082B1 (ko) 플라즈마 아크 토치용 전극
RU2353485C1 (ru) Плазменная горелка (варианты)
RU2112635C1 (ru) Способ осевой стабилизации электродугового столба в плазменной горелке с подвижным катодом и плазменная горелка для его осуществления
RU115141U1 (ru) Плазмотрон парожидкостный электродуговой
RU2283737C1 (ru) Плазменная горелка
RU2431685C2 (ru) Способ обработки поверхности металлов нагреванием плазменной струей
RU2040124C1 (ru) Электродуговая плазменная горелка
RU99678U1 (ru) Плазмотрон парожидкостной
JP3793680B2 (ja) 電極背面冷却のプラズマトーチ
RU2596570C2 (ru) Парожидкостной плазмотрон

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150514