RU2458489C1 - Double-jet arc plasmatron - Google Patents

Double-jet arc plasmatron Download PDF

Info

Publication number
RU2458489C1
RU2458489C1 RU2011108246/07A RU2011108246A RU2458489C1 RU 2458489 C1 RU2458489 C1 RU 2458489C1 RU 2011108246/07 A RU2011108246/07 A RU 2011108246/07A RU 2011108246 A RU2011108246 A RU 2011108246A RU 2458489 C1 RU2458489 C1 RU 2458489C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrode
cathode
nozzle
diaphragms
head
Prior art date
Application number
RU2011108246/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Павлович Тагильцев (RU)
Александр Павлович Тагильцев
Елена Александровна Тагильцева (RU)
Елена Александровна Тагильцева
Юрий Александрович Карпов (RU)
Юрий Александрович Карпов
Василиса Борисовна Барановская (RU)
Василиса Борисовна Барановская
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет""
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 Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет"" filed Critical Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет""
Priority to RU2011108246/07A priority Critical patent/RU2458489C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2458489C1 publication Critical patent/RU2458489C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: double-string arc plasmatron comprises two electrode heads, every of which comprises electrode chambers: a cathode and an anode one, with electrodes, and a nozzle coaxial to an electrode, formed from three electrically insulated diaphragms with cooling channels, in each electrode head the middle diaphragm of the nozzle is arranged with a bore around a nozzle hole at the side facing the head electrode, and with a ledge around the nozzle hole at the opposite side, and in the extreme diaphragms there are the following components: a ledge in accordance with the middle diaphragm bore, or a bore in accordance with the middle diaphragm ledge; in the cathode chamber there is a tungsten electrode-cathode, the working side of which is arranged in the form of a cone, the opposite end of the electrode is arranged in the form of a blade of a flat screwdriver and is installed into a bore of a thrust, which is pressed with a nut, fixed as capable of reciprocal displacement with the help of a threaded joint in a metal bushing installed coaxially to the electrode-cathode 3 in a textolite base of a cathode head; in the anode chamber there is a copper anode arranged as a water-cooled cylinder with a flat working surface.
EFFECT: increased resource of plasmatron operation and higher reproducibility and accuracy of spectral analysis results.
8 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и аналитическому приборостроению, а именно к источникам возбуждения эмиссионных спектров анализируемых проб, и может быть использовано в плазмохимии для получения дисперсных материалов.The invention relates to electrical engineering and analytical instrumentation, and in particular to sources of excitation of the emission spectra of the analyzed samples, and can be used in plasma chemistry to obtain dispersed materials.

Известна конструкция двухструйного дугового плазматрона для спектрального анализа, содержащего анодный и катодный узлы, каждый из которых содержит корпус с соплом, силовой электрод с тугоплавкой вставкой, размещенной соосно с соплом, и устройство для подачи плазмообразующего газа в межэлектродную камеру, образованную силовым электродом и корпусом с соплом; силовой электрод выполнен со сквозным отверстием и снабжен с одной стороны штуцером для подачи плазмообразующего газа, а с другой стороны - тугоплавкой вставкой, при этом осевое отверстие соединено с межэлектродной камерой одним или несколькими каналами, огибающими тугоплавкую вставку (см. патент РФ на ПМ №55525, Н05В 7/18, опубл. 10.08.2006).A known design of a two-jet arc plasmatron for spectral analysis, containing anode and cathode nodes, each of which contains a housing with a nozzle, a power electrode with a refractory insert placed coaxially with the nozzle, and a device for supplying a plasma-forming gas into the interelectrode chamber formed by the power electrode and the housing with nozzle; the power electrode is made with a through hole and is equipped on one side with a nozzle for supplying plasma-forming gas, and on the other hand with a refractory insert, while the axial hole is connected to the interelectrode chamber by one or more channels enveloping the refractory insert (see RF patent for PM No. 55525 , Н05В 7/18, published on 08/10/2006).

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

1) нестабильность плазменной струи из-за того, что отсутствует охлаждение сопла каждого электродного узла, что в свою очередь приводит к разрушению сопла и ограничивает ресурс непрерывной работы;1) the instability of the plasma jet due to the fact that there is no cooling of the nozzle of each electrode assembly, which in turn leads to the destruction of the nozzle and limits the resource of continuous operation;

2) из-за опасности возникновения шунтирования плазматрона на сопло длина сопла ограничена, а известно, что пространственная и временная стабильность плазменной струи определяются не столько локализацией катодного пятна (ее можно добиться, затачивая вольфрамовый катод на конус), сколько от длины сопла и его охлаждения.2) because of the danger of plasmatron shunting to the nozzle, the nozzle length is limited, and it is known that the spatial and temporal stability of the plasma jet is determined not so much by the localization of the cathode spot (it can be achieved by sharpening the tungsten cathode on the cone), but by the length of the nozzle and its cooling .

Известен электродуговой двухструйный плазматрон для спектрального анализа, который содержит две электродные головки (анодную и катодную). Каждая головка имеет электрод, выполненный в виде стержня, и сопло из трех диафрагм с каналами охлаждения. Электрод-катод 1, выполненный из вольфрама, имеет длинную расходуемую часть с резьбой, которая соединяется с охлаждаемым катододержателем 2, патрубок 3 ввода защитного газа, патрубок 4 ввода плазмообразующего газа, три медные диафрагмы 5, изоляторы 6, фиксирующие расстояния между электродом и диафрагмами, каналы водяного охлаждения 7, сопловое отверстие 8; медный анод 11, выполненный в виде водоохлаждаемого цилиндра с плоской рабочей поверхностью, ввод охлаждающей воды 9, выход охлаждающей воды, электродные камеры 12 и 13, куда подается защитный газ (ЕА №006622, Н05В 7/22, опубл. 24.02.2006). Устройство принято за прототип.Known electric double-arc plasmatron for spectral analysis, which contains two electrode heads (anode and cathode). Each head has an electrode made in the form of a rod, and a nozzle of three diaphragms with cooling channels. The cathode electrode 1 made of tungsten has a long sacrificial part with a thread that connects to the cooled cathode holder 2, the protective gas inlet pipe 3, the plasma gas inlet pipe 4, three copper diaphragms 5, insulators 6, fixing the distance between the electrode and diaphragms, water cooling channels 7, nozzle hole 8; a copper anode 11, made in the form of a water-cooled cylinder with a flat working surface, the input of cooling water 9, the output of cooling water, electrode chambers 12 and 13, where protective gas is supplied (EA No. 006622, Н05В 7/22, publ. 24.02.2006). The device is taken as a prototype.

Недостатками известного устройства являются:The disadvantages of the known device are:

- нарушение изоляции между диафрагмами сопла из-за подгорания краев прокладок, обращенных в сторону плазмы, установленных между диафрагмами и служащих для герметизации каналов охлаждения и подачи плазмообразующего и защитного газов, а также для электроизоляции диафрагм сопла друг от друга и от катода и анода плазматрона. Этот недостаток уменьшает ресурс работы плазматрона, требует периодической переборки головок плазматрона;- violation of the insulation between the nozzle diaphragms due to burning of the edges of the gaskets facing the plasma, installed between the diaphragms and used to seal the cooling channels and supply plasma-forming and protective gases, as well as to electrically isolate the nozzle diaphragms from each other and from the cathode and anode of the plasmatron. This drawback reduces the life of the plasmatron, requires periodic bulkheads of the plasmatron heads;

- неравномерность охлаждения соплового отверстия, т.к. канал с охлаждающей водой выполнен в каждой диафрагме для ее охлаждения только с одной стороны от отверстия, из которого истекает струя плазмы, что нарушает пространственную и временную стабильность потока плазмы плазматрона, приводит к эрозии диафрагмы сопла и уменьшает ресурс работы плазматрона.- uneven cooling of the nozzle hole, because a channel with cooling water is made in each diaphragm to cool it only on one side of the hole from which the plasma jet flows, which violates the spatial and temporal stability of the plasma torch plasma flow, leads to erosion of the nozzle diaphragm and reduces the life of the plasmatron.

- недостаточный контакт резьбового соединения вольфрамового электрода - катода с катододержателем, приводящий к дополнительной эрозии вольфрамового катода.- insufficient contact of the threaded connection of the tungsten electrode - the cathode with the cathode holder, leading to additional erosion of the tungsten cathode.

Техническим результатом изобретения является увеличение ресурса безотказной работы плазматрона и повышение воспроизводимости и точности результатов спектрального анализа.The technical result of the invention is to increase the service life of the plasmatron and increase the reproducibility and accuracy of the results of spectral analysis.

Технический результат достигается тем, что в двухструйном дуговом плазматроне, включающем две электродные головки, каждая из которых содержит электродную камеру: катодную и анодную, с электродом, и сопло из трех диафрагм с каналами охлаждения; в катодной камере установлен вольфрамовый электрод-катод с удлиненной расходуемой частью, который соединен с охлаждаемым катододержателем; в анодной камере установлен медный анод, выполненный в виде водоохлаждаемого цилиндра с плоской рабочей поверхностью; обе электродные головки снабжены патрубками: ввода защитного газа, ввода плазмообразующего газа, ввода и вывода охлаждающей жидкости; согласно изобретению в каждой электродной головке средняя диафрагма сопла выполнена с проточкой вокруг соплового отверстия со стороны, обращенной к электроду головки, и с выступом вокруг соплового отверстия с противоположной стороны, а в ближней к электроду диафрагме выполнен выступ, соответственно проточке средней диафрагмы, в крайней удаленной от электрода диафрагме выполнена проточка, соответственно выступу средней диафрагмы; при этом размеры проточки и выступа на каждой диафрагме согласованы таким образом, что сохраняется установленное расстояние между диафрагмами сопла вдоль канала истечения плазмы, а изолирующие прокладки между диафрагмами сопла предохранены от свечения высокотемпературного потока плазмы; охлаждающие каналы в диафрагмах сопла и в катододержателе выполнены с трех сторон вокруг канала истечения плазмы; электрод-катод с рабочей стороны выполнен в форме конуса, противоположный конец электрода-катода выполнен в виде лезвия плоской отвертки и установлен в проточку упора, который поджимается гайкой, закрепленной с возможностью возвратно-поступательного передвижения с помощью резьбового соединения в металлической втулке, установленной соосно электроду-катоду в диэлектрическом основании катодной головки.The technical result is achieved by the fact that in a two-jet arc plasmatron, including two electrode heads, each of which contains an electrode chamber: cathode and anode, with an electrode, and a nozzle of three diaphragms with cooling channels; a tungsten electrode-cathode with an elongated sacrificial part, which is connected to a cooled cathode holder, is installed in the cathode chamber; a copper anode is installed in the anode chamber, made in the form of a water-cooled cylinder with a flat working surface; both electrode heads are equipped with nozzles: shielding gas inlet, plasma-forming gas inlet, coolant inlet and outlet; according to the invention, in each electrode head, the middle diaphragm of the nozzle is made with a groove around the nozzle hole on the side facing the electrode of the head, and with a protrusion around the nozzle hole on the opposite side, and in the proximal diaphragm, there is a protrusion corresponding to the groove of the middle diaphragm a groove is made from the electrode of the diaphragm, corresponding to the protrusion of the middle diaphragm; the dimensions of the groove and protrusion on each diaphragm are coordinated so that the set distance between the nozzle diaphragms along the plasma flow channel is maintained, and the insulating gaskets between the nozzle diaphragms are protected from the glow of the high-temperature plasma flow; cooling channels in the nozzle diaphragms and in the cathode holder are made on three sides around the plasma flow channel; the electrode-cathode on the working side is made in the shape of a cone, the opposite end of the electrode-cathode is made in the form of a flat-blade screwdriver blade and is installed in the stop groove, which is pressed by a nut fixed with the possibility of reciprocating movement with a threaded connection in a metal sleeve mounted coaxially to the electrode cathode in the dielectric base of the cathode head.

Сущность изобретения заключается в том, что диафрагмы сопла каждой электродной головки образуют канал истечения плазмы такой, что изолирующие прокладки, установленные между диафрагмами, защищены от воздействия высокотемпературной струи плазмы и не подвергаются разрушению. Это достигается особой конструкцией диафрагм. На средней диафрагме со стороны выхода плазменной струи выполнен выступ по каналу истечения плазмы, а с противоположной стороны направленной к электроду головки, выполнена проточка. На ближней к электроду диафрагме выполнен выступ соответственно проточке средней диафрагмы, на крайней удаленной от электрода диафрагме выполнена проточка соответственно выступу средней диафрагмы. Между диафрагмами сопла по каналу истечения плазмы установлен необходимый постоянный зазор. Размеры проточки и выступа на каждой диафрагме согласованы таким образом, что сохраняется установленное расстояние между диафрагмами сопла вдоль канала истечения плазмы. Такая конструкция диафрагм сопла плазменных головок исключает засвечивание и подгорание изолирующих прокладок, устанавливаемых между диафрагмами.The essence of the invention lies in the fact that the nozzle diaphragms of each electrode head form a plasma flow channel such that the insulating spacers installed between the diaphragms are protected from the action of a high-temperature plasma jet and are not subject to destruction. This is achieved by the special design of the diaphragms. A protrusion along the plasma flow channel is made on the middle diaphragm from the exit side of the plasma jet, and a groove is made on the opposite side of the head directed to the electrode. On the diaphragm closest to the electrode, a protrusion is made corresponding to the middle diaphragm groove, at a diaphragm extreme remote from the electrode, a groove is made corresponding to the middle diaphragm protrusion. Between the nozzle diaphragms, the necessary constant clearance is established along the plasma flow channel. The dimensions of the groove and protrusion on each diaphragm are coordinated so that the set distance between the nozzle diaphragms along the plasma flow channel is maintained. This design of the diaphragm nozzle of the plasma heads eliminates the clogging and burning of insulating gaskets installed between the diaphragms.

Каналы охлаждения диафрагм водой выполнены так, что обходят с трех сторон сопловое отверстие истечения плазмы, тем самым достигается лучшее охлаждение соплового отверстия и улучшается пространственная и временная стабильность плазменной струи в каждой головке.The cooling channels for the diaphragms with water are designed to bypass the nozzle hole of the plasma flow from three sides, thereby achieving better cooling of the nozzle hole and improving the spatial and temporal stability of the plasma jet in each head.

В основании плазменной головки, соосно электроду, установлена металлическая втулка с резьбой на внутренней ее поверхности, по которой перемещается гайка, опирающаяся на упор, поджимающий вольфрамовый катод в катододержателе, создавая тем самым лучший электрический и тепловой контакт между вольфрамовым электродом и медным катододержателем, охлаждаемым водой.At the base of the plasma head, coaxial to the electrode, there is a metal sleeve with a thread on its inner surface, along which a nut is moved, resting on a stop pressing the tungsten cathode in the cathode holder, thereby creating the best electrical and thermal contact between the tungsten electrode and the copper cathode holder, cooled by water .

Крайняя удаленная от электрода диафрагма сопла катодной и анодной головок выполнена в виде стакана, в боковых стенках которого выполнены четыре отверстия с резьбой вдоль стенки стакана, диафрагма с помощью четырех винтов поджимается к основанию плазменной головки, создавая тем самым необходимое уплотнение резиновых прокладок между диафрагмами.The outermost diaphragm of the nozzle of the cathode and anode heads is made in the form of a cup, in the side walls of which there are four holes with threads along the wall of the cup, the diaphragm is pressed against the base of the plasma head with four screws, thereby creating the necessary sealing of rubber gaskets between the diaphragms.

На рисунках 1-8 изображено заявленное устройство.Figures 1-8 depict the claimed device.

Плазматрон состоит из двух электродных головок - катодной 1 и анодной 2, расположенных под углом друг к другу (рис.1, рис.2). Катодная головка 1 (рис.2, рис.3) содержит электрод-катод 3 и сопло 4, образованное тремя медными диафрагмами 5,6,7. Электрод-катод 3, выполненный из вольфрама, имеет длинную расходуемую часть с резьбой, с помощью которой он установлен в охлаждаемый медный катододержатель 8. Рабочая поверхность электрода-катода 3 выполнена в виде конуса, противоположный конец электрода 3 выполнен в виде лезвия плоской отвертки и установлен в проточку упора 9, который поджимается гайкой 10, закрепленной с возможностью возвратно-поступательного движения с помощью резьбового соединения в металлической втулке 11, установленной соосно электроду-катоду 3 в текстолитовом основании 12 катодной головки 1.The plasmatron consists of two electrode heads - cathode 1 and anode 2, located at an angle to each other (Fig. 1, Fig. 2). The cathode head 1 (Fig. 2, Fig. 3) contains an electrode-cathode 3 and a nozzle 4 formed by three copper diaphragms 5,6,7. The cathode electrode 3 made of tungsten has a long sacrificial part with a thread, with which it is installed in a cooled copper cathode holder 8. The working surface of the cathode electrode 3 is made in the form of a cone, the opposite end of the electrode 3 is made in the form of a flat blade screwdriver and installed into the groove of the stop 9, which is tightened by a nut 10, mounted with the possibility of reciprocating motion using a threaded connection in a metal sleeve 11, mounted coaxially to the cathode electrode 3 in the textolite base nii 12 cathode heads 1.

Анодная головка 2 (рис.2, рис.4) плазматрона содержит медный анод 13, выполненный в виде водоохлаждаемого цилиндра с плоской рабочей поверхностью, в цилиндр медного анода 13 вставлена плоская перегородка 14, образующая узкий зазор для протекания охлаждающей воды под плоской рабочей поверхностью анода.The anode head 2 (Fig. 2, Fig. 4) of the plasmatron contains a copper anode 13, made in the form of a water-cooled cylinder with a flat working surface, a flat partition 14 is inserted into the cylinder of the copper anode 13, forming a narrow gap for the cooling water to flow under the flat working surface of the anode .

Катодная 1 и анодная 2 головки плазматрона снабжены патрубками 15 ввода охлаждающей жидкости и патрубками 16 вывода охлаждающей жидкости (рис.5); патрубками 17 подачи защитного газа и патрубками 18 подачи плазмообразующего газа (рис.5, рис.2).The cathode 1 and anode 2 of the plasmatron head are equipped with nozzles 15 for introducing coolant and nozzles 16 for outputting coolant (Fig. 5); shielding gas supply pipes 17 and plasma forming gas supply pipes 18 (Fig. 5, Fig. 2).

В корпусе анода 13 (рис.5, рис.6) в диафрагмах анодной головки 19, 6, 7 (рис.5), в катододержателе 8 (рис.7) и в диафрагмах 5, 6, 7 катодной головки (рис.5) выполнены каналы 20 перпендикулярно плоскости диафрагм 5, 6, 7, корпуса анода 13, катододержателя 8, служащие для подачи охлаждающей жидкости, и каналы 21 для выхода охлаждающей жидкости; каналы 22 (рис.6, 7, 8) выполнены в плоскости диафрагм 5, 6, 7, 19 вокруг соплового отверстия 4, в плоскости катододержателя 8 вокруг вольфрамового электрода 3, в плоскости корпуса анода 13 от канала 20 до перегородки 14 и от перегородки 14 до канала 21.In the anode casing 13 (Fig. 5, Fig. 6) in the diaphragms of the anode head 19, 6, 7 (Fig. 5), in the cathode holder 8 (Fig. 7) and in the diaphragms 5, 6, 7 of the cathode head (Fig. 5 ) channels 20 are made perpendicular to the plane of the diaphragms 5, 6, 7, the anode housing 13, the cathode holder 8, which serve to supply coolant, and channels 21 for the exit of coolant; the channels 22 (Fig. 6, 7, 8) are made in the plane of the diaphragms 5, 6, 7, 19 around the nozzle hole 4, in the plane of the cathode holder 8 around the tungsten electrode 3, in the plane of the anode body 13 from the channel 20 to the partition 14 and from the partition 14 to channel 21.

Канал 23 (рис.7, 6) служит для подачи защитного газа в электродную камеру, образованную катодом-электродом 3 и диафрагмой 5 в катодной головке 1, и в электродную камеру, образованную анодом 13 и диафрагмой 19 в анодной головке 2. Канал 24 (рис.6, 7) служит для подачи плазмообразующего газа в промежутки между диафрагмами сопел головок.Channel 23 (Fig. 7, 6) serves to supply the protective gas to the electrode chamber formed by the cathode electrode 3 and the diaphragm 5 in the cathode head 1, and to the electrode chamber formed by the anode 13 and diaphragm 19 in the anode head 2. Channel 24 ( Fig. 6, 7) serves to supply a plasma-forming gas between the diaphragms of the nozzle heads.

Резиновые прокладки 25 служат для герметизации каналов подачи охлаждающей жидкости, защитного и плазмообразующих газов. Диафрагмы 7 каждой электродной головки выполнены в виде стакана (рис.3, 4, 5), в боковых стенках которого выполнены четыре отверстия 26 с резьбой вдоль стенки стакана. С помощью четырех винтов 27 диафрагма 7 сопла 4 крепится к текстолитовому основанию 12 плазменной головки, создавая необходимое уплотнение резиновых прокладок 25 между катододержателем 8 и диафрагмой 5 в катодной головке, анодом 13 и диафрагмой 5 анодной головки 2 и между диафрагмами 5, 6, 7, 19 сопел головок 1 и 2. Во всех трех диафрагмах сопел обеих головок выполнена проточка 28 вокруг соплового отверстия 4 со стороны, обращенной к электроду. Диафрагмы 5 и 6 в катодной головке и диафрагмы 19 и 6 в анодной головке выполнены с коническим выступом 29 вокруг соплового отверстия 4 (рис.2, рис.3, рис.4). Размеры проточки 28 и выступа 29 в каждой головке согласованы таким образом, чтобы сохранялся установленный зазор между диафрагмами и не происходило засвечивание уплотнительных прокладок 25 от струй плазмы.Rubber gaskets 25 are used to seal the coolant supply channels, protective and plasma-forming gases. The diaphragms 7 of each electrode head are made in the form of a glass (Fig. 3, 4, 5), in the side walls of which four holes 26 are made with thread along the glass wall. Using four screws 27, the diaphragm 7 of the nozzle 4 is attached to the textolite base 12 of the plasma head, creating the necessary seal of the rubber gaskets 25 between the cathode holder 8 and the diaphragm 5 in the cathode head, the anode 13 and the diaphragm 5 of the anode head 2 and between the diaphragms 5, 6, 7, 19 nozzle heads 1 and 2. In all three diaphragms of the nozzles of both heads, a groove 28 is made around the nozzle hole 4 from the side facing the electrode. Diaphragms 5 and 6 in the cathode head and diaphragms 19 and 6 in the anode head are made with a conical protrusion 29 around the nozzle hole 4 (Fig. 2, Fig. 3, Fig. 4). The dimensions of the groove 28 and the protrusion 29 in each head are coordinated so that the set gap between the diaphragms is maintained and the gaskets 25 are not exposed to light from the plasma jets.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В электродные камеры головок 1, 2 по патрубкам 17 подают защитный газ, по патрубкам 18 - плазмообразующий газ. По патрубкам 15 (рис.5) подают охлаждающую жидкость, которая попадает в каналы 20, а затем по каналам 22 обтекает сопловое отверстие 4, попадает в каналы 21 и по патрубку 16 выходит из электродной головки. На электроды 3 и 13 подают напряжение от выпрямителя. С помощью устройства запуска (А.П.Тагильцев, Е.А.Тагильцева «Автоматический запуск двухструйного дугового плазматрона». Заводская лаборатория. Диагностика материалов. №3. 2009, том 75, с.23-25. На рис. не показано) зажигаются вспомогательные дуги между электродом и диафрагмами сопла в каждой головке, плазменные струи выдуваются из сопел головок и при их слиянии зажигается основная дуга между катодом и анодом, цепи запуска отключаются.Shielding gas is supplied to the electrode chambers of heads 1, 2 through nozzles 17, and plasma-forming gas is supplied through nozzles 18. Coolant is supplied through the nozzles 15 (Fig. 5), which enters the channels 20, and then the nozzle opening 4 flows around the channels 22, enters the channels 21 and leaves the electrode head through the nozzle 16. The electrodes 3 and 13 are supplied with voltage from the rectifier. Using a trigger device (A.P. Tagiltsev, E.A. Tagiltseva "Automatic start of a two-jet arc plasmatron. Factory laboratory. Diagnostics of materials. No. 3. 2009, volume 75, pp. 23-25. Fig. Not shown) auxiliary arcs between the electrode and the diaphragms of the nozzle in each head are ignited, plasma jets are blown out of the nozzles of the heads and when they merge, the main arc between the cathode and anode is ignited, the start circuits are disconnected.

Таким образом, новые конструктивные элементы заявленного устройства позволяют увеличить ресурс безотказной работы плазматрона и повысить воспроизводимость и точность результатов спектрального анализа.Thus, the new structural elements of the claimed device can increase the service life of the plasmatron and increase the reproducibility and accuracy of the results of spectral analysis.

Claims (1)

Двухструйный дуговой плазматрон, включающий две электродные головки, каждая из которых содержит электродные камеры: катодную и анодную, с электродами и сопло, соосное с электродом, образованное из трех электроизолированных диафрагм с каналами охлаждения; в катодной камере установлен вольфрамовый электрод-катод с удлиненной расходуемой частью, который соединен с охлаждаемым катододержателем; в анодной камере установлен медный анод, выполненный в виде водоохлаждаемого цилиндра с плоской рабочей поверхностью; обе электродные головки снабжены патрубками: ввода защитного газа, ввода плазмообразующего газа, ввода и вывода охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что в каждой электродной головке средняя диафрагма сопла выполнена с проточкой вокруг соплового отверстия со стороны, обращенной к электроду головки, и с выступом вокруг соплового отверстия с противоположной стороны, а в крайних диафрагмах выполнены: выступ соответственно проточке средней диафрагмы или проточка соответственно выступу средней диафрагмы; при этом размеры проточки и выступа на каждой диафрагме согласованы таким образом, что сохраняется установленное расстояние между диафрагмами сопла вдоль канала истечения плазмы, а изолирующие прокладки между диафрагмами сопла предохранены от свечения высокотемпературного потока плазмы; охлаждающие каналы в диафрагмах сопла и в катододержателе выполнены с трех сторон вокруг канала истечения плазмы; электрод-катод с рабочей стороны выполнен в форме конуса, противоположный конец электрода-катода выполнен в виде лезвия плоской отвертки и установлен в проточку упора, который поджимается гайкой, закрепленной с возможностью возвратно-поступательного движения с помощью резьбового соединения в металлической втулке, установленной соосно с электродом-катодом в диэлектрическом основании катодной головки. Two-arc arc plasmatron, including two electrode heads, each of which contains electrode chambers: cathode and anode, with electrodes and a nozzle, coaxial with the electrode, formed of three electrically insulated diaphragms with cooling channels; a tungsten electrode-cathode with an elongated sacrificial part, which is connected to a cooled cathode holder, is installed in the cathode chamber; a copper anode is installed in the anode chamber, made in the form of a water-cooled cylinder with a flat working surface; both electrode heads are equipped with nozzles: shielding gas inlet, plasma-forming gas inlet, coolant inlet and outlet, characterized in that in each electrode head the middle diaphragm of the nozzle is made with a groove around the nozzle hole on the side facing the electrode of the head and with a protrusion around the nozzle holes on the opposite side, and in the extreme diaphragms are made: a protrusion, respectively, the groove of the middle diaphragm or a groove, respectively, the protrusion of the middle diaphragm; the dimensions of the groove and protrusion on each diaphragm are coordinated so that the set distance between the nozzle diaphragms along the plasma flow channel is maintained, and the insulating gaskets between the nozzle diaphragms are protected from the glow of the high-temperature plasma flow; cooling channels in the nozzle diaphragms and in the cathode holder are made on three sides around the plasma flow channel; the electrode-cathode on the working side is made in the shape of a cone, the opposite end of the electrode-cathode is made in the form of a flat-blade screwdriver blade and is installed in the stop groove, which is pressed by a nut fixed with the possibility of reciprocating movement with a threaded connection in a metal sleeve mounted coaxially with cathode electrode in the dielectric base of the cathode head.
RU2011108246/07A 2011-03-04 2011-03-04 Double-jet arc plasmatron RU2458489C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011108246/07A RU2458489C1 (en) 2011-03-04 2011-03-04 Double-jet arc plasmatron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011108246/07A RU2458489C1 (en) 2011-03-04 2011-03-04 Double-jet arc plasmatron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2458489C1 true RU2458489C1 (en) 2012-08-10

Family

ID=46849758

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011108246/07A RU2458489C1 (en) 2011-03-04 2011-03-04 Double-jet arc plasmatron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2458489C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524173C1 (en) * 2013-02-13 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" Melting plasmatron
CN108770169A (en) * 2018-07-23 2018-11-06 大连海事大学 A kind of atmospheric non-equilibrium plasma fluidic device introducing protection gas

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1710247A1 (en) * 1989-06-05 1992-02-07 Научно-Технический Кооператив "Искра" По Оказанию Научно-Технических И Инженерных Услуг При Михайловском Горно-Обогатительном Комбинате Plasma torch
EP1281296B1 (en) * 2000-04-10 2004-09-29 Tetronics Limited Twin plasma torch apparatus
EA006622B1 (en) * 2004-04-22 2006-02-24 Карыбай Урманбетов Electric-arc double jet plazmatron for spectrum analysis
RU2276840C2 (en) * 2004-07-07 2006-05-20 Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М.Ф. Решетнева Electric-arc plasmatron
WO2008067285A2 (en) * 2006-11-28 2008-06-05 Belashchenko Vladimir E Plasma apparatus and system
JP4206399B2 (en) * 2004-04-21 2009-01-07 タカタ・ペトリ アーゲー Energy absorbing steering wheel

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1710247A1 (en) * 1989-06-05 1992-02-07 Научно-Технический Кооператив "Искра" По Оказанию Научно-Технических И Инженерных Услуг При Михайловском Горно-Обогатительном Комбинате Plasma torch
EP1281296B1 (en) * 2000-04-10 2004-09-29 Tetronics Limited Twin plasma torch apparatus
JP4206399B2 (en) * 2004-04-21 2009-01-07 タカタ・ペトリ アーゲー Energy absorbing steering wheel
EA006622B1 (en) * 2004-04-22 2006-02-24 Карыбай Урманбетов Electric-arc double jet plazmatron for spectrum analysis
RU2276840C2 (en) * 2004-07-07 2006-05-20 Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М.Ф. Решетнева Electric-arc plasmatron
WO2008067285A2 (en) * 2006-11-28 2008-06-05 Belashchenko Vladimir E Plasma apparatus and system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524173C1 (en) * 2013-02-13 2014-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" Melting plasmatron
CN108770169A (en) * 2018-07-23 2018-11-06 大连海事大学 A kind of atmospheric non-equilibrium plasma fluidic device introducing protection gas
CN108770169B (en) * 2018-07-23 2023-06-06 大连海事大学 Atmospheric pressure unbalanced plasma jet device for introducing shielding gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100827737B1 (en) Plasma arc torch, methods of assembling and disassembling a plasma arc torch, and method of replacing an electrode assembly of a plasma arc torch
US7820935B2 (en) Burner
KR20120004653U (en) Protective nozzle cap protective nozzle cap retainer and arc plasma torch having said protective nozzle cap and/or said protective nozzle cap retainer
US20230109585A1 (en) Electrodes for Gas- and Liquid-Cooled Plasma Torches
RU2458489C1 (en) Double-jet arc plasmatron
CN110402010A (en) A kind of cascade arcs cathode construction of large area high uniformity active cooling
CA3039253C (en) Consumable assembly with internal heat removal elements
RU2309825C2 (en) Plasmatron
RU159858U1 (en) CATHODE HEAD OF A TWO-JET ARC PLASMATRON
RU2259262C1 (en) Plasma generator
RU2285358C2 (en) Device for generation of plasma stream
US2906854A (en) Gas-shielded arc torches
EA001829B1 (en) Plasma burner
RU2366119C2 (en) Analytical gas plasmatron head
RU196256U1 (en) Plasma torch
RU74522U1 (en) PLASMA PLUG CANDLE
RU61974U1 (en) HEAD FOR ANALYTICAL GAS PLASMATRON
RU74523U1 (en) PLASMA PLUG CANDLE
RU178970U1 (en) WATER COOLED PLASMOTRON
RU2464745C1 (en) Straight plasmatron
RU2677223C2 (en) Method of manufacturing plasma-forming heads of a six-jet plasmatron
RU2113331C1 (en) Plant for plasma cutting of metal
SU722588A1 (en) Apparatus for producing powder by spraying
RU94070U1 (en) PLASMA PLUG CANDLE (OPTIONS)
RU45888U1 (en) PLASMATRON

Legal Events

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

Effective date: 20200305