RU2418341C1 - Device for heating of electrodes and creation of self-sustained arc discharge with ignition from thin metal wire - Google Patents
Device for heating of electrodes and creation of self-sustained arc discharge with ignition from thin metal wire Download PDFInfo
- Publication number
- RU2418341C1 RU2418341C1 RU2009142830/07A RU2009142830A RU2418341C1 RU 2418341 C1 RU2418341 C1 RU 2418341C1 RU 2009142830/07 A RU2009142830/07 A RU 2009142830/07A RU 2009142830 A RU2009142830 A RU 2009142830A RU 2418341 C1 RU2418341 C1 RU 2418341C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrodes
- discharge
- wire
- arc discharge
- heating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Discharge Heating (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области исследования физических свойств вещества, в частности, к исследованию процессов в плазме и в газоразрядных приборах, между анодом и катодом в которых при фиксированном расстоянии между ними подается напряжение. Возникающий ток плавит и испаряет тонкую проволочку, которая размещается между электродами, контактируя с ними. Расстояние между электродами выбирается таким, при котором разряд без проволоки не возникает. Между электродами создаются условия для лавинного пробоя разрядного промежутка. Сами же электроды помещаются в камере с отверстиями для подсоса и обеспечения протока газа через разрядный промежуток и служат источником тепла при сгорании металла электродов в воздухе.The invention relates to the field of studying the physical properties of a substance, in particular, to studying processes in a plasma and in gas-discharge devices, between which the voltage is applied between the anode and cathode at a fixed distance between them. The resulting current melts and evaporates a thin wire that is placed between the electrodes in contact with them. The distance between the electrodes is chosen so that a discharge without a wire does not occur. Between the electrodes, conditions are created for an avalanche breakdown of the discharge gap. The electrodes themselves are placed in a chamber with holes for suction and gas flow through the discharge gap and serve as a source of heat during the combustion of metal electrodes in air.
Технический результат изобретения - разработка способа нагрева электродов и зажигания самостоятельного дугового разряда с поджигом от тонкой металлической проволочки.The technical result of the invention is the development of a method of heating electrodes and ignition of an independent arc discharge with ignition from a thin metal wire.
Известно устройство для нагрева электродов и создания дугового разряда при подаче напряжения между неподвижными друг относительно друга электродами за счет взрыва тонкой проволочки, расположенной между ними [1].A device is known for heating the electrodes and creating an arc discharge when voltage is applied between the electrodes that are stationary relative to each other due to the explosion of a thin wire located between them [1].
Это устройство не позволяет нагревать электроды и получать самостоятельный дуговой разряд.This device does not allow to heat the electrodes and receive an independent arc discharge.
Известно устройство для нагрева катода и зажигания дугового разряда за счет начального плотного соприкосновения перемещающихся друг относительно друга электродов с последующим их разведением.A device for heating the cathode and ignition of an arc discharge due to the initial close contact of moving relative to each other electrodes with their subsequent dilution.
Это устройство не позволяет нагревать катод и зажигать дуговой разряд в разрядном промежутке между неподвижными электродами [2].This device does not allow heating the cathode and igniting an arc discharge in the discharge gap between the stationary electrodes [2].
Техническая задача, решаемая в предложенном изобретении, заключается в разработке устройства для нагрева электродов и создания самостоятельного дугового разряда при плавлении и испарении проволочки внутри разрядного промежутка при помещении электродов в камере с отверстиями для подсоса и обеспечения протока газа через разрядный промежуток, позволяющего получать тепло при сгорании металла электродов в воздухе.The technical problem solved in the proposed invention is to develop a device for heating the electrodes and creating an independent arc discharge during melting and evaporation of the wire inside the discharge gap when the electrodes are placed in the chamber with holes for suction and gas flow through the discharge gap, which allows heat to be generated during combustion metal electrodes in the air.
Поставленная задача достигается тем, что между анодом и катодом при фиксированном расстоянии между ними плавится и испаряется тонкая металлическая проволочка. При этом происходит разогрев электродов и зажигается самостоятельный дуговой разряд в случае, когда электроды помещаются в камере с отверстиями для подсоса и обеспечения протока газа через разрядный промежуток и служат источником тепла при сгорании металла электродов в воздухе.The problem is achieved in that between the anode and cathode at a fixed distance between them, a thin metal wire melts and evaporates. In this case, the electrodes are heated and an independent arc discharge is ignited in the case when the electrodes are placed in a chamber with holes for suction and gas flow through the discharge gap and serve as a heat source during the combustion of metal electrodes in air.
Данное устройство впервые дает возможность нагреть электроды и зажечь самостоятельный дуговой разряд в промежутке с расстоянием между электродами, при котором без проволочки и без камеры с отверстиями для подсоса и обеспечения протока газа через разрядный промежуток он самопроизвольно не зажигается.This device for the first time makes it possible to heat the electrodes and ignite an independent arc discharge in the gap with the distance between the electrodes, at which it does not spontaneously ignite without a wire and without a chamber with holes for suction and ensuring the gas flow through the discharge gap.
Сущность устройства заключается в следующем. Тонкая металлическая проволочка помещается между электродами, контактируя с ними. При этом расстояние между электродами выбирается таким, при котором дуга самопроизвольно не образуется. На электроды подается напряжение от источника. Возникающий электрический ток плавит и испаряет проволочку. Между электродами создаются условия для лавинного пробоя разрядного промежутка. В том случае, если электроды помещаются в камере с отверстиями для подсоса и обеспечения протока газа через разрядный промежуток, происходящее окисление металла в замкнутом пространстве производит дополнительный разогрев электродов и между ними возникает самостоятельный дуговой разряд, причем пары металла для поддержания разряда поступают из самих раскаленных электродов. Происходит разогрев электродов и между электродами возникает самостоятельный дуговой разряд.The essence of the device is as follows. A thin metal wire is placed between the electrodes, in contact with them. In this case, the distance between the electrodes is chosen such that the arc does not spontaneously form. The electrodes are supplied with voltage from the source. The resulting electric current melts and evaporates the wire. Between the electrodes, conditions are created for an avalanche breakdown of the discharge gap. In the event that the electrodes are placed in a chamber with openings for suction and gas flow through the discharge gap, the oxidation of the metal in a confined space produces additional heating of the electrodes and an independent arc discharge arises between them, and the metal vapor to maintain the discharge comes from the hot electrodes themselves . The electrodes are heated and an independent arc discharge arises between the electrodes.
Схема устройства показана на чертеже. Между электродами 1 натянута проволочка 2, контактирующая с электродами, электроды помещаются внутри камеры 3, через которую самотоком проходит поток воздуха. К электродам прикладывается напряжение от источника. Использовался источник постоянного напряжения величиной 240 В, а также источник переменного напряжения с частотой 50 Гц и максимальным напряжением 380 В. Применялись различные металлические электроды (Cu, Ni, Fe, латунь, нержавеющая сталь и другие). Брались проволочки разных металлов и сплавов (Cu, Ni, Fe, нихром, ковар и другие). Толщина проволочек менялась в интервале 0,07-0,15 мм, их длина менялась от 10 до 30 мм.The device diagram is shown in the drawing. Between the electrodes 1, a wire 2 is pulled in contact with the electrodes, the electrodes are placed inside the chamber 3, through which a stream of air flows by gravity. The voltage from the source is applied to the electrodes. A constant voltage source of 240 V was used, as well as an alternating voltage source with a frequency of 50 Hz and a maximum voltage of 380 V. Various metal electrodes were used (Cu, Ni, Fe, brass, stainless steel and others). We took wires of various metals and alloys (Cu, Ni, Fe, nichrome, Kovar, and others). The thickness of the wires varied in the range of 0.07-0.15 mm, their length varied from 10 to 30 mm.
При подаче напряжения между анодом и катодом с натянутой между ними проволочкой происходит нагрев электродов, и возникает самостоятельный дуговой разряд в атмосфере в случае, если электроды помещаются в камере с отверстиями для подсоса и обеспечения протока воздуха через разрядный промежуток и служат источником тепла при сгорании металла электродов в воздухе.When voltage is applied between the anode and the cathode with a wire stretched between them, the electrodes are heated, and an independent arc discharge occurs in the atmosphere if the electrodes are placed in a chamber with holes for suction and air flow through the discharge gap and serve as a heat source for the combustion of metal electrodes in the air.
В отсутствие проволочки между электродами разряд не возникает из-за высокого напряжения пробоя. Так, при атмосферном давлении в воздухе при расстоянии между электродами 10-2 м пробой происходит при напряжении 3,1·104 В [3]. В присутствии проволочки, но в отсутствие камеры с отверстиями для подсоса и обеспечения протока воздуха через разрядный промежуток между электродами возникает кратковременный несамостоятельный разряд [1].In the absence of a wire between the electrodes, the discharge does not occur due to the high breakdown voltage. So, at atmospheric pressure in air at a distance between the electrodes of 10 -2 m, breakdown occurs at a voltage of 3.1 · 10 4 V [3]. In the presence of a wire, but in the absence of a chamber with holes for suction and air flow through the discharge gap between the electrodes, a short-term non-self-sustained discharge occurs [1].
Таким образом, в предложенном устройстве впервые дано решение нагрева электродов и создания самостоятельного дугового разряда при плавлении и испарении проволочки в разрядном промежутке в том случае, если электроды помещаются в камере с отверстиями для подсоса и обеспечения протока газа через разрядный промежуток и служит источником тепла при сгорании металла электродов в воздухе. Устройство может быть использовано в технике, например, в сварочном производстве.Thus, in the proposed device, for the first time, a solution was given to heating the electrodes and creating an independent arc discharge during melting and evaporation of the wire in the discharge gap if the electrodes are placed in a chamber with holes for suction and gas flow through the discharge gap and serves as a heat source during combustion metal electrodes in the air. The device can be used in engineering, for example, in the welding industry.
Устройство просто в осуществлении и эффективно. Его можно применять в технике и в научных исследованиях.The device is easy to implement and efficient. It can be used in engineering and in research.
Источники информацииInformation sources
1. Р.Н.Кузьмин, Н.А.Мискинова, Б.Н.Швилкин. Заявка на изобретение №2008112377 (имеется положительное решение о выдаче патента).1. R.N. Kuzmin, N.A. Miskinova, B.N. Shvilkin. Application for invention No. 2008112377 (there is a positive decision on the grant of a patent).
2. Теория сварочных процессов, редактор В.В.Фролов. М.: «Высшая школа», 1988.2. Theory of welding processes, editor V.V. Frolov. M .: "Higher School", 1988.
3. Радиофизическая электроника, редактор Н.А.Капцов. Издательство МГУ, 1960, с.497.3. Radiophysical electronics, editor N. A. Kaptsov. MSU Publishing House, 1960, p. 497.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142830/07A RU2418341C1 (en) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Device for heating of electrodes and creation of self-sustained arc discharge with ignition from thin metal wire |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009142830/07A RU2418341C1 (en) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Device for heating of electrodes and creation of self-sustained arc discharge with ignition from thin metal wire |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2418341C1 true RU2418341C1 (en) | 2011-05-10 |
Family
ID=44732806
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009142830/07A RU2418341C1 (en) | 2009-11-20 | 2009-11-20 | Device for heating of electrodes and creation of self-sustained arc discharge with ignition from thin metal wire |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2418341C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2577040C2 (en) * | 2014-07-29 | 2016-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Magnetic killer of self-maintained arc discharge |
-
2009
- 2009-11-20 RU RU2009142830/07A patent/RU2418341C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2577040C2 (en) * | 2014-07-29 | 2016-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Magnetic killer of self-maintained arc discharge |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2388192C2 (en) | Method of heating cathode and igniting arc discharge with metal wire between electrodes | |
JP6403830B2 (en) | Plasma torch | |
Korolev et al. | Features of a near-cathode region in a gliding arc discharge in air flow | |
Pai et al. | Images of nanosecond repetitively pulsed plasmas in preheated air at atmospheric pressure | |
RU188618U1 (en) | ELECTRIC ARC PLASMOTRON | |
JP2023060181A (en) | Energy-efficient high power plasma torch | |
RU2418341C1 (en) | Device for heating of electrodes and creation of self-sustained arc discharge with ignition from thin metal wire | |
RU2537383C2 (en) | Method of channels creation in electrode in dependent arc discharge | |
RU2483500C2 (en) | Method for local heating of cathode surface section | |
RU2368472C1 (en) | Method of thin metal sheet butt welding | |
RU2402632C2 (en) | Procedure for metal part local nitriding in plasma of glow discharge | |
RU2554085C2 (en) | Method for heating of electrodes and creation of self-sustained arc discharge with ignition from thin metal wire in magnetic field free space | |
RU2577040C2 (en) | Magnetic killer of self-maintained arc discharge | |
RU2453408C1 (en) | Method of butt welding of thin metal plates | |
RU2465747C1 (en) | Polymer thermionic arc extinguisher with metal electrodes during electric explosion of wire | |
RU112678U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING CARBON NANOSTRUCTURES (OPTIONS) | |
Zhang et al. | Comparison of $\mu $ s-and ns-Pulse Gliding Discharges in Air Flow | |
Yusupov et al. | High-pressure ignition plasma torch for aerospace testing facilities | |
RU2398328C2 (en) | Gas ionisation method | |
RU2285358C2 (en) | Device for generation of plasma stream | |
RU2374791C1 (en) | Electric arc ac plasmotron | |
Davydov et al. | Application of the High-Speed Photography Technique to Study Pulsed Vacuum Arc Plasma in a Short Gap | |
RU2610214C1 (en) | Collapsible inverted-magnetron vacuum-gauge converter with additional carbon field-effect emitter, protected from ion bombardment | |
Tazmeev et al. | The emergence and development of spark channels in the plasma column of a gas discharge between water-solution cathode and a copper anode | |
RU2677624C2 (en) | Method and device for preventing formation of thermal cumulative channel on metallic surface of cathode and fixing position of discharge channel at cathode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111121 |