RU2374791C1 - Электродуговой плазмотрон переменного тока - Google Patents
Электродуговой плазмотрон переменного тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374791C1 RU2374791C1 RU2008114546/06A RU2008114546A RU2374791C1 RU 2374791 C1 RU2374791 C1 RU 2374791C1 RU 2008114546/06 A RU2008114546/06 A RU 2008114546/06A RU 2008114546 A RU2008114546 A RU 2008114546A RU 2374791 C1 RU2374791 C1 RU 2374791C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- cooling jacket
- slot
- magnetic coil
- electrodes
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, в частности, в электродуговых устройствах для получения низкотемпературной плазмы. Электродуговой плазмотрон переменного тока содержит расположенные вдоль общей оси осесимметричные трубчатые металлические электроды. Электроды разделены между собой завихрителем газа. Один из электродов закрыт торцевой заглушкой и снабжен магнитной катушкой, которая охватывает рубашку охлаждения. Второй электрод имеет отверстие для выхода горячего газа. Каждый электрод снабжен рубашкой водяного охлаждения наружной поверхности. В электроде с торцевой заглушкой выполнена, по крайней мере, одна продольная сквозная щель. Длина щели больше длины магнитной катушки, но меньше длины электрода. Щель заполнена вставкой из неэлектропроводного материала. Вставка обеспечивает герметичность рубашки охлаждения электрода. Изобретение позволяет увеличить ресурс работы плазмотрона. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехнике и может быть использовано, в частности, в электродуговых устройствах для получения низкотемпературной плазмы.
Плазменные технологии, основанные на использовании электродуговых плазмотронов в качестве источников низкотемпературной плазмы, являются весьма перспективными для многих отраслей промышленности, так как они позволяют увеличить рабочую температуру технологического процесса по сравнению с традиционными источниками тепла (топливные горелки) и тем самым повысить его эффективность. Однако обязательным условием успешного внедрения плазменных технологий является обеспечение непрерывной работы плазмотрона (т.е. ресурса) в течение сотен, а иногда и тысяч часов. Это является весьма трудной задачей, так как электроды подвержены эрозии под действием опорных пятен дуги.
Плазмотроны переменного тока имеют ряд известных преимуществ по сравнению с плазмотронами постоянного тока, в том числе больший ресурс и надежность.
Известен плазмотрон, содержащий трубчатые металлические электроды с рубашками охлаждения и расположенный между электродами завихритель рабочего газа, обеспечивающий положение дуги на оси плазмотрона и изолирующий электроды друг от друга. Этот плазмотрон может питаться от источника как постоянного, так и переменного тока (А.С.Коротеев, В.М.Миронов, Ю.С.Свирчук «Плазмотроны конструкции, характеристики, расчет». - М.: Машиностроение, 1993 г.).
Недостатком описанного плазмотрона переменного тока является то, что приэлектродная часть (ножка дуги) и, соответственно, опорное пятно дуги вращаются внутри электрода только за счет газового вихря. Однако известно, что такой способ вращения не обеспечивает ресурс электрода, необходимый для промышленных применений описанного плазмотрона. Для увеличения ресурса в плазмотронах постоянного тока используется магнитное вращение ножки дуги, для чего на электрод помещается магнитная катушка, включаемая последовательно с дугой. Однако прямое перенесение этого метода на плазмотрон переменного тока невозможно из-за экранирующего действия электрода на магнитное поле внутри него.
Задачей предлагаемого изобретения является создание внутри электрода магнитного поля, способного непрерывно двигать в одном направлении опорное пятно дугового разряда по поверхности электрода и тем самым обеспечить увеличение его ресурса.
Указанная цель достигается тем, что электродуговой плазмотрон переменного тока снабжен двумя осесимметричными трубчатыми медными электродами, расположенными вдоль общей оси и разделенными между собой завихрителем газа.
Передний по отношению к потоку газа электрод закрыт с одной стороны заглушкой.
Задний по отношению к потоку электрод имеет отверстие для выхода горячего газа.
Электроды охлаждаются водой, причем рубашка охлаждения каждого электрода образована внутренней поверхностью корпуса рубашки и наружной поверхностью электрода. Передний электрод снабжен соленоидом (магнитной катушкой), расположенным на наружной поверхности корпуса рубашки концентрично с ней. Магнитная катушка электрически включена последовательно с дугой. В стенке переднего электрода сделана сквозная продольная щель, параллельная оси электрода, длина которой больше длины магнитной катушки, но меньше длины электрода. Кроме того, в щели расположена вставка из неэлектропроводного материала, герметизирующая щель для предотвращения попадания воды из рубашки охлаждения внутрь дугового канала или рабочего газа из дугового канала в рубашку охлаждения.
Известно, что ресурс заднего электрода обычно значительно больше ресурса переднего электрода. Это связано с быстрым возвратно-поступательным движением ножки дуги вдоль оси заднего электрода, обусловленным явлением шунтирования дуги. Поэтому использование магнитной катушки на заднем электроде для вращения опорного пятна дуги нецелесообразно.
Достигаемый с помощью изобретения технический результат заключается в следующем. При отсутствии щели магнитная катушка наводит в электроде большой тангенциальный ток, который искажает магнитное поле внутри электрода по величине и фазе и делает принципиально невозможным вращение ножки дуги в одном направлении с газовым вихрем, без чего невозможно обеспечить приемлемый ресурс электрода. Щель препятствует протеканию тангенциального тока и тем самым позволяет организовать однонаправленное вращение ножки дуги.
На чертеже показано принципиальное исполнение плазмотрона согласно изобретению.
Плазмотрон содержит передний 1 и задний 2 по отношению к потоку электроды, разделенные завихрителем 3, в который через штуцер 9 подается рабочий газ в тангенциальном направлении. Передний электрод закрыт с одного конца торцевой заглушкой 4 (уплотнения на чертеже не показаны). Каждый электрод снабжен рубашкой охлаждения, образованной наружной поверхностью электрода 5 и внутренней поверхностью корпуса рубашки 6. Вода в каждую рубашку подается через штуцеры 7 и отводится через штуцеры 8. На корпусе рубашки охлаждения переднего электрода 1 расположена магнитная катушка 10. Электрический ток от источника питания подводится к одному концу катушки, второй ее конец соединен с корпусом рубашки охлаждения. Поскольку в приведенном варианте исполнения катушка на заднем электроде отсутствует, то ток подводится непосредственно к корпусу рубашки охлаждения. В переднем электроде 1 сделана продольная щель, заполненная герметизирующей вставкой 11 из неэлектропроводного материала.
Плазмотрон работает следующим образом. Через штуцер 9 подают в плазмотрон рабочий газ, а через штуцер 7 воду. После подачи воды и рабочего газа на плазмотрон подается рабочее напряжение и между электродами 1 и 2 инициируется дуга одним из известных способов (например, поджигом вспомогательного маломощного разряда). За счет совокупного действия осевой и тангенциальной составляющих скорости газа дуга располагается в приосевой области плазмотрона, а нагретый газ вытекает через нижнее по потоку отверстие в заднем электроде 2. Ножка дуги вращается в основном под действием электромагнитной силы, образующейся при взаимодействии тока дуги с магнитным полем катушки. Благодаря наличию щели в переднем электроде возникновение тангенциального тока в этом электроде и его отрицательный эффект невозможны, поэтому ножка вращается только в направлении газового вихря, что приводит к снижению эрозии электрода и увеличению ресурса плазмотрона.
Claims (1)
- Электродуговой плазмотрон переменного тока, содержащий расположенные вдоль общей оси осесимметричные трубчатые металлические электроды, разделенные между собой завихрителем газа, причем один электрод закрыт торцевой заглушкой, а второй электрод имеет отверстие для выхода горячего газа, при этом каждый электрод снабжен рубашкой водяного охлаждения наружной поверхности, отличающийся тем, что электрод с торцевой заглушкой снабжен магнитной катушкой, охватывающей рубашку охлаждения, кроме того в этом электроде выполнена по крайней мере одна продольная сквозная щель, длина которой больше длины магнитной катушки, но меньше длины электрода, при этом щель заполнена вставкой из неэлектропроводного материала, обеспечивающей герметичность рубашки охлаждения электрода.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008114546/06A RU2374791C1 (ru) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Электродуговой плазмотрон переменного тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008114546/06A RU2374791C1 (ru) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Электродуговой плазмотрон переменного тока |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2374791C1 true RU2374791C1 (ru) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008114546/06A RU2374791C1 (ru) | 2008-04-17 | 2008-04-17 | Электродуговой плазмотрон переменного тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2374791C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469517C1 (ru) * | 2011-06-01 | 2012-12-10 | Сергей Александрович Шилов | Способ рекуперативного охлаждения электрода плазмотрона, плазмотрон для осуществления способа и электродный узел этого плазмотрона |
-
2008
- 2008-04-17 RU RU2008114546/06A patent/RU2374791C1/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2469517C1 (ru) * | 2011-06-01 | 2012-12-10 | Сергей Александрович Шилов | Способ рекуперативного охлаждения электрода плазмотрона, плазмотрон для осуществления способа и электродный узел этого плазмотрона |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7271489B2 (ja) | 高エネルギー効率、高出力のプラズマトーチ | |
EP2663168A2 (en) | Plasma torch of non-transferred and hollow type | |
JP6692642B2 (ja) | プラズマトーチシステムおよびプラズマトーチアセンブリ | |
WO2015033252A1 (en) | Plasma torch with improved cooling system and corresponding cooling method | |
RU2374791C1 (ru) | Электродуговой плазмотрон переменного тока | |
RU2441353C1 (ru) | Электродуговой плазмотрон с паровихревой стабилизацией дуги | |
TWI581671B (zh) | Plasma torch device | |
Anshakov et al. | Electric-arc steam plasma generator | |
Surov et al. | The investigation of movement dynamics of an AC electric arc attachment along the working surface of a hollow cylindrical electrode under the action of gas-dynamic and electromagnetic forces | |
RU2713746C1 (ru) | Электродуговой плазмотрон для обработки плоских поверхностей деталей | |
CN207720494U (zh) | 风冷式非转移弧等离子枪 | |
Anshakov et al. | Investigation of thermal plasma generator of technological function | |
RU2225686C1 (ru) | Трехфазный генератор плазмы переменного тока | |
Hrabovský | Generation of Thermal Plasmas | |
KR100493731B1 (ko) | 플라즈마 발생장치 | |
RU128953U1 (ru) | Устройство импульсного генератора плазмы на переменном токе | |
Tazmeev et al. | Application of gas discharge with liquid electrolytic cathode to create flow of steam-water plasma | |
Anshakov et al. | Laboratory and technological electric-arc plasma generators | |
RU2387107C1 (ru) | Электродуговой плазмотрон | |
RU2231936C1 (ru) | Трехфазный генератор плазмы переменного тока | |
US20150151269A1 (en) | Apparatus for Flow-Through of Electric Arcs | |
RU2529056C2 (ru) | Высоковольтный плазмотрон | |
RU2363119C2 (ru) | Плазмотрон | |
Rutberg et al. | Multi-phase AC plasma generators | |
RU2518171C2 (ru) | Электродуговой нагреватель водяного пара |