RU2479438C2 - Плазменные устройство и система - Google Patents
Плазменные устройство и система Download PDFInfo
- Publication number
- RU2479438C2 RU2479438C2 RU2009124487/07A RU2009124487A RU2479438C2 RU 2479438 C2 RU2479438 C2 RU 2479438C2 RU 2009124487/07 A RU2009124487/07 A RU 2009124487/07A RU 2009124487 A RU2009124487 A RU 2009124487A RU 2479438 C2 RU2479438 C2 RU 2479438C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plasma
- head
- anode
- cathode
- plasma head
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 17
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010327 methods by industry Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 46
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 24
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 238000004157 plasmatron Methods 0.000 description 15
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 4
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000007750 plasma spraying Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/44—Plasma torches using an arc using more than one torch
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/3452—Supplementary electrodes between cathode and anode, e.g. cascade
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/3478—Geometrical details
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/3484—Convergent-divergent nozzles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Arc Welding Control (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области плазменной обработки материалов. Плазменное устройство включает в себя первую анодную плазменную головку и первую катодную плазменную головку. Каждая из плазменных головок содержит электрод, канал для потока плазмы, и элемент для впуска основного газа, расположенный между, по меньшей мере, частью указанного электрода и указанным каналом для потока плазмы. Первая анодная плазменная головка и первая катодная плазменная головка расположены под некоторым углом друг относительно друга в одной плоскости. Плазменное устройство также содержит вторую анодную плазменную головку и вторую катодную плазменную головку, расположенные под некоторым углом друг относительно друга в другой плоскости. Угол между плоскостями, в которых расположены первые катодная и анодная головки и вторые катодная и анодная головки, составляет 50-90 градусов. Технический результат - повышение эффективности обработки материалов. 6 з.п. ф-лы, 12 ил.
Description
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка притязает на приоритет заявки на патент США № 11/564080, поданной 28 ноября 2006, описание которой включено в данную заявку путем ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее описание относится в целом к плазмотронам (плазменным горелкам) и плазменным системам и, более точно, к сдвоенным плазмотронам для плазменной обработки и напыления материалов.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На эффективность и стабильность плазменных термических систем, предназначенных для плазменной обработки материалов и плазменного напыления, может влиять множество параметров. На надлежащее образование плазменной струи и поддержание рабочих параметров плазменной струи может, например, повлиять способность к образованию стабильной дуги, имеющей постоянное соединение с электродами. Аналогичным образом, стабильность горения дуги может также зависеть от эрозии электродов и/или стабильности профиля или положения плазменной струи. Изменения профиля и положения плазменной струи могут привести к изменениям характеристик плазменной струи, создаваемой плазмотроном. Кроме того, на качество материала, подвергнутого плазменной обработке, или покрытия, полученного посредством плазменной системы, могут повлиять подобные изменения профиля, положения и характеристик плазмы.
В обычном сдвоенном плазменном устройстве 100, подобном показанному на фиг.1, катодная и анодная головки 10, 20 обычно расположены под углом, составляющим приблизительно 90 градусов, друг относительно друга. Подающая труба 112, как правило, расположенная между головками, может обеспечивать подачу материала, подлежащего обработке плазмой. Компоненты обычно расположены с образованием замкнутой зоны 110 обработки, в которой будет происходит соединение дуг. Относительная непосредственная близость друг к другу и, тем самым, огороженное небольшое пространство часто создают тенденцию дестабилизации дуг, в особенности при высоких напряжениях и/или при низкой интенсивности подачи (низком расходе) плазмообразующего газа. Дестабилизация дуги, часто называемая «образованием побочных дуг (side arcing)», происходит, когда дуги предпочтительно соединяются с контурами с более низким сопротивлением. Попытки предотвратить образование побочных дуг часто предусматривают использование защитных газов, однако данный подход, как правило, приводит к более сложной конструкции, а также к более низким температурам и энтальпиям плазмы. В результате более низкая температура и энтальпия плазмы приводят к более низкой эффективности процесса.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Признаки и преимущества заявленного предмета изобретения будут очевидными из нижеприведенного описания вариантов осуществления, соответствующих ему, при этом указанное описание следует рассматривать совместно с сопровождающими чертежами, в которых:
фиг.1 представляет собой детализированный схематический вид одного варианта осуществления обычного углового сдвоенного плазменного устройства;
фиг.2 представляет собой схематическую иллюстрацию сдвоенного плазменного устройства;
фиг.3а-b схематически показывают варианты осуществления соответственно катодной плазменной головки и анодной плазменной головки в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.4 представляет собой детализированный вид одного варианта осуществления плазменного канала, включающего в себя три цилиндрических участка с разными диаметрами, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения;
фиг.5 представляет собой детализированный схематический вид одного варианта осуществления образующего модуля в соответствии с настоящим изобретением, имеющего расположенные впереди и позади по потоку части образующего модуля;
фиг.6 иллюстрирует вариант осуществления, выполненный с конфигурацией, обеспечивающей возможность подачи вспомогательного плазмообразующего газа в плазменный канал;
фиг.7а-b показывают аксиальное и радиальное сечения устройства для введения вспомогательного плазмообразующего газа в соответствии с настоящим изобретением;
фиг.8а-b иллюстрируют виды одного сдвоенного плазмотрона, выполненного с конфигурацией, обеспечивающей аксиальное введение материалов;
фиг.9а-с иллюстрируют один сдвоенный плазмотрон, выполненный с конфигурацией, обеспечивающей радиальное введение материалов;
фиг.10 представляет собой схематический вид комплекта плазмотронов, включающего в себя два сдвоенных плазмотрона;
фиг.11а-b представляют собой иллюстрации сверху и снизу комплекта плазмотронов, включающего в себя два сдвоенных плазмотрона, выполненных с конфигурацией, обеспечивающей аксиальное введение материалов; и
фиг.12а-b иллюстрируют влияние интенсивностей подачи плазмообразующих газов и тока на напряжение дуги для плазмотронов, расположенных под углом 50°.
ОПИСАНИЕ
В качестве общего представления, в соответствии с настоящим изобретением могут быть предложены системы со сдвоенными плазмотронами, модули и элементы систем со сдвоенными плазмотронами и т.д., которые могут в различных вариантах осуществления обеспечивать одну или несколько из следующих характеристик: сравнительно широкий рабочий диапазон параметров плазмы, более стабильную и/или однородную плазменную струю и более высокую стойкость электродов. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением могут быть обеспечены средства, которые могут обеспечить регулирование введения материала, подлежащего плазменной обработке или плазменному напылению, в плазменную струю. Сдвоенные плазменные устройства могут найти широкое применение при плазменной обработке материалов, сфероидизации порошков, обработке отходов (очистке сточных вод), плазменном напылении и т.д. вследствие сравнительно высокой эффективности подобных устройств.
Сдвоенное плазменное устройство согласно настоящему изобретению может обеспечить значительно более высокую эффективность плазменной обработки материалов. Более высокая эффективность может быть обеспечена частично за счет интенсивностей подачи и скоростей потока плазмы, которые являются сравнительно низкими, и соответствующих чисел Рейнольдса, которые могут составлять около или ниже приблизительно 700-1000. При подобных интенсивностях подачи и скоростях потока плазмы время выдержки материалов в плазменной струе может быть достаточным для обеспечения возможности эффективного использования энергии плазмы, и желательная трансформация материалов во время плазменной обработки может происходить с высокой эффективностью и производительностью. Кроме того, сдвоенное плазменное устройство согласно настоящему изобретению может также обеспечить уменьшение или устранение возникновения побочных дуг, которое обычно связано с высоким напряжением и/или низкими числами Рейнольдса.
Как показано на фиг.2, сдвоенное плазменное устройство 100 может генерировать дугу 7 между анодной плазменной головкой 20 и катодной плазменной головкой 10, соответственно соединенными с положительным и отрицательным выводами источника питания постоянного тока. Как показано на фиг.2, оси плазменных головок 10 и 20 могут быть расположены под углом α друг относительно друга, при этом сходимость осей обеспечивает образование зоны взаимодействия плазменных головок 10, 20.
При рассмотрении сначала фиг.3 можно отметить, что в соответствии с настоящим изобретением в целом может быть предложено сдвоенное плазменное устройство, включающее в себя катодную плазменную головку, показанную на фиг.3а, и анодную плазменную головку, показанную на фиг.3b. Как показано, анодная и катодная плазменные головки могут иметь по существу аналогичную конструкцию. Основное различие между анодной и катодной плазменными головками может состоять в конструкции электродов. Например, в конкретном варианте осуществления анодная плазменная головка может включать в себя анод 45а, который может быть выполнен из материала со сравнительно высокой удельной электропроводностью. Приведенные в качестве примера аноды могут включать в себя медь или медный сплав, при этом легко можно представить другие пригодные материалы и конфигурации. Катодная плазменная головка может включать в себя вставку 43, которая вставлена в катододержатель 45b. Катододержатель 45b может быть выполнен из материала с высокой удельной электропроводностью. Аналогично аноду, катододержатель 45b может представлять собой медь или медный сплав и т.д. Материал вставки 43 может быть выбран таким, чтобы обеспечить длительный срок службы вставки при использовании ее вместе с определенными плазмообразующими газами. Например, лантанированный или торированный вольфрам может представлять собой материал, пригодный для использования, когда азот или аргон используются в качестве плазмообразующих газов, при добавлении или без добавления водорода или гелия. Аналогичным образом, вставка из гафния или циркония может представлять собой пригодный материал в вариантах осуществления, в которых воздух используется в качестве плазмообразующего газа. В других вариантах осуществления анод может иметь конструкцию, аналогичную конструкции катода, и может содержать вставку из вольфрама или гафния, или другие вставки, которые могут обеспечить повышение стабильности горения дуги и увеличение стойкости анода. Плазменные головки могут быть образованы в целом электродным модулем 99 и плазмообразующим узлом 97. Электродный модуль 99 может включать в себя основные элементы, такие как корпус 23 электрода, канал 25 для подачи основного плазмообразующего газа, имеющий входной патрубок 27, вихреобразующую гайку 47, образующую вихревую составляющую плазмообразующего газа, и электрод 45а или 45b с водяным охлаждением. Различные дополнительные и/или заменяющие компоненты можно легко представить и предпочтительно использовать вместе с электродным модулем по настоящему изобретению.
Плазмообразующий узел 97 может включать в себя основные элементы, такие как корпус 11, образующий модуль 30, имеющий расположенную впереди по потоку секцию 39 и выходную секцию 37, канал 13 для охлаждающей воды, соединенный с элементом 15 для впуска воды, кольцевой изолятор 35. В образующем модуле 30 может быть по существу образован плазменный канал 32.
В проиллюстрированных приведенных в качестве примера плазменных головках основной плазмообразующий газ подается через входной патрубок 27 в канал 25, который находится в изоляторе 51. Затем плазмообразующий газ дополнительно направляется через ряд прорезей или отверстий, выполненных в вихреобразующей гайке 47, и в плазменный канал 32 через зазор 44 между анодом 45а или катододержателем 45b с установленным в нем катодом 43 и расположенной впереди по потоку секцией 39 образующего модуля 30. Различные другие конфигурации могут быть в качестве альтернативы или дополнительно использованы для подачи основного плазмообразующего газа в плазменный канал 32.
Плазменный канал 32 в соответствии с настоящим изобретением может специфическим образом способствовать образованию регулируемой дуги и может обеспечить поддержание регулируемой дуги, характеризующейся уменьшенной склонностью или отсутствием склонности к образованию побочных дуг при сравнительно низких интенсивностях подачи основного плазмообразующего газа, например, таких, которые могут давать число Рейнольдса в интервале от приблизительно 800 до 1000 и, более точно, характеризуются числом Рейнольдса в диапазоне ниже 700.
Плазменный канал 32 может включать в себя три по существу цилиндрических участка, как проиллюстрировано более подробно на фиг.4. Расположенный впереди по потоку участок 38 плазменного канала 32 может находиться рядом с электродами, например, рядом с катодной вставкой 43 и анодом 45а, и может иметь диаметр D1 и длину L1. Средний участок 40 плазменного канала 32 может иметь диаметр D2 > D1 и длину L2. Выходной участок 42 плазменного канала 32 может иметь диаметр D3 > D2 и длину L3.
Расположенный впереди по потоку цилиндрический участок 38 может обеспечивать оптимизированную скорость плазменной струи, обеспечивая надежное расширение или распространение плазменной струи до зоны 12 взаимодействия, показанной на фиг.2. Диаметр D1 может быть больше диаметра D0 катода. Как правило, оптимальное значение диаметра D1 зависит от интенсивности подачи плазмообразующего газа и тока дугового разряда. Например, в одном варианте осуществления диаметр D1 может находиться по существу в интервале от приблизительно 4,5 до 5,5 мм, если в качестве плазмообразующего газа используется азот, при интенсивности подачи плазмообразующего газа от приблизительно 0,3 до 0,6 г/с и токе дугового разряда в диапазоне от приблизительно 200 до 400 А. Диаметр D1 первого участка обычно может быть увеличен в вариантах осуществления, в которых используется более высокая интенсивность подачи плазмообразующего газа и/или больший ток дугового разряда.
Длина (L1) первого участка, как правило, может быть выбрана достаточно большой для обеспечения возможности образования стабильной плазменной струи. Тем не менее, увеличивающаяся вероятность образования побочных дуг внутри первого участка может иметь место при L1 > 2D1. Экспериментально желательное значение отношения L1/D1 может быть описано следующим образом.
Более предпочтительное соотношение между L1 и D1 может быть описано следующим образом.
Второй 40 и третий 42 участки плазменного канала 32 могут обеспечить возможность повышения уровня ионизации плазмообразующего газа внутри канала, а также дополнительного образования плазменной струи с обеспечением желательной скорости. Диаметры указанных второго 40 и третьего 42 участков плазменного канала 32 в общем могут быть охарактеризованы соотношением D3 > D2 > D1. Вышеприведенное соотношение диаметров может способствовать избежанию дополнительного образования побочных дуг внутри указанных второго 40 и третьего 42 участков плазменного канала 32, а также уменьшению рабочего напряжения.
Дополнительные характеристики второго участка могут быть описаны следующим образом.
Дополнительные характеристики третьего участка могут быть описаны следующим образом.
Различные модификации и варианты вышеупомянутых геометрических параметров, приведенных посредством вышеуказанных соотношений и характеристик, в некоторых вариантах осуществления также могут обеспечить желательные эксплуатационные параметры. В проиллюстрированных вариантах осуществления по фиг.3 и 4 плазменный канал 32 имеет ступенчатый профиль между тремя по существу цилиндрическими участками. Помимо ступенчатой конфигурации могут быть соответствующим образом использованы различные другие возможные варианты, относящиеся к геометрическим формам плазменного канала, обеспечивающим соединение трех цилиндрических участков. Например, конические или аналогичные переходы между цилиндрическими участками, а также закругленные края уступов также могут быть использованы с той же целью.
Сдвоенное плазменное устройство, имеющее плазменные каналы, соответствующие соотношениям (1)-(5), приведенным выше, может обеспечить стабильную работу при уменьшении или устранении образования побочных дуг в сравнительно широком диапазоне рабочих параметров. Тем не менее, в некоторых случаях «образование побочных дуг» может все же иметь место, когда интенсивность подачи плазмообразующего газа и скорость плазмы дополнительно уменьшены. Например, приведенный в качестве примера вариант осуществления сдвоенного плазмотрона с плазменным каналом, имеющим размеры D1=5 мм, L1=3 мм, D2=8 мм, L2=15 мм, D3=13 мм, L3=6 мм, может работать без «образования побочных дуг» при токе дугового разряда 150-350 Ампер при использовании азота в качестве основного плазмообразующего газа, подаваемого при интенсивности подачи, превышающей 0,35 г/с. Уменьшение интенсивности подачи азота до значений менее 0,35 г/с и особенно ниже 0,3 г/с может привести к «образованию побочных дуг». В соответствии с настоящим изобретением дополнительное уменьшение интенсивности подачи плазмообразующих газов может быть выполнено при одновременной минимизации или предотвращении образования побочных дуг посредством выполнения электрически изолированных элементов в конструкции образующего модуля 30.
На фиг.5 также имеется иллюстрация одного варианта осуществления образующего модуля 30, в котором расположенная впереди по потоку часть 39 образующего модуля 30 электрически изолирована от расположенной позади по потоку части 37 образующего модуля керамическим кольцевым изолятором 75. В данном проиллюстрированном варианте осуществления уплотнительное кольцо 55 может быть использовано совместно с кольцевым изолятором 75. Электрическая изоляция расположенной впереди по потоку части 39 и расположенной позади по потоку части 37 образующего модуля 30 может привести к дополнительной стабильности горения дуги и плазменной струи, то есть к получению плазменной струи, характеризующейся уменьшением или устранением образования побочных дуг, даже при очень низких интенсивностях подачи (расходах) плазмообразующего газа, и соответственными низкими значениями числа Рейнольдса. Например, во время испытаний приведенного в качестве примера варианта осуществления плазменной головки, имеющей такие же размеры плазменного канала и работающей при том же уровне тока, как и в приведенном в качестве примера варианте осуществления, описанном выше, когда интенсивность подачи азота была уменьшена до 0,25 г/с, не наблюдалось образования побочных дуг. Может потребоваться дополнительная электрическая изоляция элементов образующего модуля 30 для обеспечения возможности еще бóльших дополнительных уменьшений интенсивности подачи плазмообразующего газа при одновременном уменьшении или устранении образования побочных дуг. Подобная дополнительная изоляция соответственно может привести к повышению сложности сдвоенного плазменного устройства.
Фиг.3а-b иллюстрируют вариант осуществления сдвоенного плазменного устройства, в котором плазмообразующий газ или смесь плазмообразующих газов подается только по каналу 27 для подачи газа и через вихреобразующую гайку 47. В некоторых случаях подача плазмообразующего газа вокруг электродов может вызвать чрезмерную эрозию электродов, особенно в том случае, если смесь плазмообразующих газов включает в себя воздух или другой активный газ. В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения эрозия электродов может быть уменьшена или предотвращена посредством подачи инертного газа, например, аргона, через вихреобразующую гайку 47, как описано выше, и пропускания его вокруг электродов. Активный или дополнительный вспомогательный газ или смесь газов может быть подан(-а) в зоне, находящейся по потоку за зазором 44, который находится между анодом 45а или катодом 43 и расположенной впереди по потоку секцией 39 образующего модуля 30. Вариант осуществления, обеспечивающий дополнительное введение плазмообразующего газа, показан на фиг.6 для катодной плазменной головки. Соответствующую конструкцию для анодной плазменной головки можно легко представить. Вспомогательный плазмообразующий газ может быть подан в газовый канал 79 через элемент 81 для впуска газа, расположенный внутри распределителя 41. Из канала 79 вспомогательный газ может быть подан в плазменный канал 32 через прорези или отверстия 77, находящиеся в расположенной впереди по потоку секции 39 образующего модуля 30. Если обратиться также к фиг.7, приведенный в качестве примера вариант осуществления одного возможного элемента для подачи вспомогательного плазмообразующего газа показан в аксиальном и радиальном сечениях. В проиллюстрированном варианте осуществления четыре прорези 77 могут быть выполнены в расположенной впереди по потоку секции 39 для подачи вспомогательного плазмообразующего газа в плазменный канал 32. Как показано, прорези 77 могут быть выполнены так, чтобы обеспечить введение вспомогательного плазмообразующего газа по существу по касательной в плазменный канал 32. Другие конструкции также могут быть использованы соответствующим образом.
Может существовать множество разных возможных конструкций, в которых выполнены одно или несколько сдвоенных плазменных устройств в соответствии с настоящим изобретением для удовлетворения разных технологических требований, связанных с плазменной обработкой материалов и плазменным напылением. Аксиальное, радиальное введение или сочетание аксиального/радиального введения материалов, подлежащих плазменной обработке, могут быть использованы в данных конструкциях. Фиг.8-11 иллюстрируют приведенные в качестве примера конфигурации для введения материала в сочетании со сдвоенным плазменным устройством. Различные другие конфигурации также могут быть использованы соответствующим образом.
Фиг.8 и 9 иллюстрируют конфигурации для введения, реализованные в комбинации с одним сдвоенным плазмотроном, соответственно обеспечивающие аксиальную и радиальную подачу материалов, подлежащих обработке. Угол α между катодной головкой 10 и анодной головкой 20 может представлять собой один из основных параметров, определяющих положение зоны взаимодействия, длину дуги и, следовательно, рабочее напряжение дуги. Меньшие углы α, как правило, могут приводить к более длинной дуге и более высокому рабочему напряжению. Экспериментальные данные показывают, что для эффективной плазменной сфероидизации керамических порошков предпочтительно может быть использован угол α, находящийся в интервале 45-80 градусов, при этом угол, находящийся в интервале примерно 50° < α < 60°, является особенно предпочтительным.
Фиг.8а-8b иллюстрируют катодную 10 и анодную 20 плазменные головки, ориентированные так, чтобы образовать систему 126 с одним угловым сдвоенным плазмотроном. Питание плазменных головок 10, 20 может осуществляться посредством источника 130 питания. Аксиальный инжектор 120 для порошков может быть расположен между соответствующими плазменными головками 10, 20 и может быть ориентирован для направления вводимого материала по существу по направлению к зоне взаимодействия. Аксиальный инжектор 120 для порошков может быть закреплен относительно плазменных головок 10, 20 посредством держателя 124 инжектора. В разных вариантах осуществления держатель инжектора может обеспечивать электрическую и/или тепловую изоляцию инжектора 120 от системы 126 с плазмотроном.
Конфигурация плазмотрона, обеспечивающая радиальную подачу материалов, проиллюстрирована на фиг.9а-с. Как показано, радиальный инжектор 128 может быть расположен рядом с концом одной или обеих плазменных головок, например, катодной плазменной головки 10. Радиальный инжектор 128 может быть ориентирован так, чтобы обеспечить введение материала в плазменную струю, выходящую из плазменной головки, по существу в радиальном направлении. Радиальный инжектор 128 может иметь круглое поперечное сечение канала 140 для подачи материала, как показано на фиг.9с. Однако в других вариантах осуществления эллиптическая или аналогичная форма канала 136, ориентированная так, что более длинная ось будет ориентирована вдоль оси плазменной струи, выходящей из плазменной головки, как показано на фиг.9b, может привести к улучшенному использованию энергии плазмы и, следовательно, к более высокой производительности.
Фиг.10-11 иллюстрируют возможные конструкции комплекта 132 с двумя сдвоенными плазмотронами. Ось каждой пары из катодной плазменной головки 10а, 10b и соответствующей анодной плазменной головки 20а, 20b может находиться в соответствующей плоскости 134а, 134b. Плоскости 134а и 134b могут образовывать угол β друг с другом. Некоторые экспериментальные результаты показали, что угол β, составляющий от около 50 до 90 градусов и более предпочтительно находящийся в диапазоне примерно 55° < β < 65°, может обеспечить эффективную плазменную сфероидизацию керамических порошков. Образование побочных дуг может начинаться, когда угол β между плоскостями 134а, 134b уменьшается до величин менее приблизительно 50 градусов. Углы β, превышающие приблизительно 80-90 градусов, могут привести к некоторым недостаткам при аксиальном введении порошков.
Как рассмотрено выше, конфигурации для аксиальной подачи материалов проиллюстрированы на фиг.8 и 11. Инжектор 120 для порошков может быть установлен в держателе 124 инжектора для обеспечения возможности регулирования положения инжектора 120 для удовлетворения различных технологических требований. Хотя это и не показано, радиальные инжекторы для материалов, такие как показанный на фиг.9а-с, аналогичным образом могут быть смонтированы с возможностью регулирования относительно плазменных головок, например, для обеспечения возможности регулирования промежутка между инжектором и плазменной струей, а также для обеспечения возможности регулирования положения места введения вдоль плазменной струи. Аксиальный инжектор 120 может иметь круглое поперечное сечение 140 канала для подачи материала. Тем не менее, аналогично радиальному введению, может быть использован канал инжектора, имеющий эллиптическую или аналогичную форму, например, с более длинной осью отверстия, ориентированной, как показано на фиг.11b. Подобная конфигурация может привести к улучшенному использованию энергии плазмы, что, в свою очередь, может обеспечить более высокую производительность. В других вариантах осуществления улучшенное использование энергии плазмы может быть достигнуто посредством использования комбинированного одновременного радиального и аксиального введения материалов, подлежащих плазменной обработке. Можно представить множество разных возможностей введения, которые могут обеспечить возможность регулирования и оптимизации параметров плазмы и введения для определенных применений.
Несмотря на то, что разработанные и выполненные по заказу источники питания могут быть соответствующим образом использованы в сочетании с плазменной системой согласно настоящему изобретению, следует понимать, что можно обеспечить управление рабочим напряжением и регулирование рабочего напряжения плазменной системы для приспосабливания к имеющимся выходным параметрам промышленно изготавливаемых и имеющихся на рынке источников питания. Например, компания ESAB (Florence, Южная Каролина, США) изготавливает источники питания ESP-400 и ESP-600, которые широко используются для плазменной резки и других плазменных технологий. Данные промышленно изготавливаемые и имеющиеся на рынке источники питания могут быть использованы эффективным образом также для сдвоенных плазменных устройств и систем. Однако максимальное рабочее напряжение данной группы источников питания для получения плазмы при 100%-й нагрузке составляет около 260-290 Вольт. Таким образом, конструкцию сдвоенного плазменного устройства, тип плазмообразующего газа и интенсивность подачи плазмообразующего газа можно регулировать так, чтобы они соответствовали доступному напряжению источников питания ESP-типа. Подобную регулировку можно выполнить для обеспечения сопряжения сдвоенного плазменного устройства с другим промышленно изготавливаемым и имеющимся на рынке или изготавливаемым по заказу источником питания.
Фиг.12а-b иллюстрируют влияние размеров плазменного канала, интенсивностей подачи плазмообразующих газов и тока на напряжение дуги для приведенных в качестве примера вариантов осуществления сдвоенных плазмотронов, выполненных с углом 50° между соответствующими катодной и анодной плазменными головками. Азот часто может представлять собой плазмообразующий газ, представляющий интерес для применений, вследствие его высокой энтальпии, невысокой цены и доступности. Однако применение только азота в качестве плазмообразующего газа может потребовать высокого рабочего напряжения, составляющего около 310 Вольт, как проиллюстрировано кривой 1 на фиг.12а-b. Уменьшение рабочего напряжения, например, до значений, находящихся в пределах интервала выходных напряжений, подаваемых промышленно изготавливаемыми и имеющимися на рынке источниками питания, может быть обеспечено посредством использования, например, смеси аргона и азота при оптимизированных интенсивностях подачи, что проиллюстрировано кривыми 2-5 на фиг.12а. Уменьшение рабочего напряжения также может быть обеспечено посредством оптимизации профиля и размеров плазмообразующего канала 32. Данные, представленные на фиг.12а, были получены посредством использования сдвоенного плазмотрона, в котором плазменный канал 32 каждой плазменной головки имел профиль, определяемый диаметрами D1=4 мм, D2=7 мм и D3=11 [мм]. Плазмообразующие газы и интенсивности подачи, связанные с каждой из кривых 1-5, соответственно были следующими: кривые 1 и 1а: N2, 0,35 г/с; кривая 2: Ar, 0,35 г/с, N2, 0,2 г/с; кривая 3: N2, 0,25 г/с; кривая 4: Ar, 0,5 г/с, N2, 0,15 г/с, и кривая 5: Ar, 0,5 г/с, N2, 0,05 г/с. Фиг.12b показывает, что даже сравнительно незначительное увеличение диаметров D1, D2, D3 от соответственно 4 мм, 7 мм и 11 мм до 5 мм, 8 мм и 12 мм может привести к уменьшению рабочего напряжения от около 310 Вольт до приблизительно 270-280 Вольт, что проиллюстрировано на фиг.12b.
Различные признаки и преимущества изобретения были приведены посредством описания приведенных в качестве примера вариантов осуществления в соответствии с изобретением. Следует понимать, что многочисленные модификации и изменения описанных вариантов осуществления могут быть выполнены без принципиального отхода от изобретения, представленного здесь. Соответственно, изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления, но охватывает полный объем формулы изобретения, приложенной к данному описанию.
Claims (7)
1. Плазменное устройство, содержащее:
первую анодную плазменную головку, имеющую канал для потока плазмы, и первую катодную плазменную головку, имеющую канал для потока плазмы, каждая из которых содержит электрод и элемент для впуска основного газа, расположенный между, по меньшей мере, частью каждого из указанных электродов и указанными каналами для потока плазмы, причем каждый из указанных предназначенных для потока плазмы каналов содержит первый, по существу, цилиндрический участок, находящийся рядом с указанным электродом и имеющий диаметр D1, второй, по существу, цилиндрический участок, примыкающий к указанному первому участку и имеющий диаметр D2, и третий, по существу, цилиндрический участок, примыкающий к указанному второму участку и имеющий диаметр D3, при этом D1<D2<D3,
причем указанная первая анодная плазменная головка и указанная первая катодная плазменная головка расположены под некоторым углом друг относительно друга и способны генерировать дугу между указанными первой анодной и первой катодной плазменной головками, причем упомянутая дуга, которая генерируется между указанной первой анодной плазменной головкой и первой катодной плазменной головкой, является такой, что дуга проходит последовательно из участков с диаметрами Dl, D2 и D3 одного из упомянутых каналов для потока плазмы и последовательно в участки с диаметрами D3, D2 и D1 другого из каналов для потока плазмы;
вторую анодную плазменную головку, имеющую канал для потока плазмы, и вторую катодную плазменную головку, имеющую канал для потока плазмы, каждая из которых содержит электрод, элемент для впуска основного газа, расположенный между, по меньшей мере, частью каждого из указанных электродов и указанными каналами для потока плазмы, причем каждый из указанных предназначенных для потока плазмы каналов содержит первый, по существу, цилиндрический участок, находящийся рядом с указанным электродом и имеющий диаметр D1, второй, по существу, цилиндрический участок, примыкающий к указанному первому участку и имеющий диаметр D2, и третий, по существу, цилиндрический участок, примыкающий к указанному второму участку и имеющий диаметр D3, при этом D1<D2<D3,
причем указанная вторая анодная плазменная головка и указанная вторая катодная плазменная головка расположены под некоторым углом друг относительно друга и способны генерировать дугу между указанными второй анодной и второй катодной плазменной головками, причем упомянутая дуга, которая генерируется между указанной второй анодной плазменной головкой и второй катодной плазменной головкой, является такой, что дуга проходит последовательно из D1, D2 и D3 одного из упомянутых каналов для потока плазмы и последовательно в D3, D2 и D1 другого из каналов для потока плазмы;
при этом указанные первая анодная плазменная головка и первая катодная плазменная головка расположены в первой плоскости, и указанная вторая анодная плазменная головка и указанная вторая катодная плазменная головка расположены во второй плоскости, причем указанные первая и вторая плоскости расположены под углом друг относительно друга, составляющим от около 50° до около 90°.
первую анодную плазменную головку, имеющую канал для потока плазмы, и первую катодную плазменную головку, имеющую канал для потока плазмы, каждая из которых содержит электрод и элемент для впуска основного газа, расположенный между, по меньшей мере, частью каждого из указанных электродов и указанными каналами для потока плазмы, причем каждый из указанных предназначенных для потока плазмы каналов содержит первый, по существу, цилиндрический участок, находящийся рядом с указанным электродом и имеющий диаметр D1, второй, по существу, цилиндрический участок, примыкающий к указанному первому участку и имеющий диаметр D2, и третий, по существу, цилиндрический участок, примыкающий к указанному второму участку и имеющий диаметр D3, при этом D1<D2<D3,
причем указанная первая анодная плазменная головка и указанная первая катодная плазменная головка расположены под некоторым углом друг относительно друга и способны генерировать дугу между указанными первой анодной и первой катодной плазменной головками, причем упомянутая дуга, которая генерируется между указанной первой анодной плазменной головкой и первой катодной плазменной головкой, является такой, что дуга проходит последовательно из участков с диаметрами Dl, D2 и D3 одного из упомянутых каналов для потока плазмы и последовательно в участки с диаметрами D3, D2 и D1 другого из каналов для потока плазмы;
вторую анодную плазменную головку, имеющую канал для потока плазмы, и вторую катодную плазменную головку, имеющую канал для потока плазмы, каждая из которых содержит электрод, элемент для впуска основного газа, расположенный между, по меньшей мере, частью каждого из указанных электродов и указанными каналами для потока плазмы, причем каждый из указанных предназначенных для потока плазмы каналов содержит первый, по существу, цилиндрический участок, находящийся рядом с указанным электродом и имеющий диаметр D1, второй, по существу, цилиндрический участок, примыкающий к указанному первому участку и имеющий диаметр D2, и третий, по существу, цилиндрический участок, примыкающий к указанному второму участку и имеющий диаметр D3, при этом D1<D2<D3,
причем указанная вторая анодная плазменная головка и указанная вторая катодная плазменная головка расположены под некоторым углом друг относительно друга и способны генерировать дугу между указанными второй анодной и второй катодной плазменной головками, причем упомянутая дуга, которая генерируется между указанной второй анодной плазменной головкой и второй катодной плазменной головкой, является такой, что дуга проходит последовательно из D1, D2 и D3 одного из упомянутых каналов для потока плазмы и последовательно в D3, D2 и D1 другого из каналов для потока плазмы;
при этом указанные первая анодная плазменная головка и первая катодная плазменная головка расположены в первой плоскости, и указанная вторая анодная плазменная головка и указанная вторая катодная плазменная головка расположены во второй плоскости, причем указанные первая и вторая плоскости расположены под углом друг относительно друга, составляющим от около 50° до около 90°.
2. Плазменное устройство по п.1, в котором указанная первая плоскость и указанная вторая плоскость расположены под углом друг относительно друга, составляющим между около 55° и около 65°.
3. Плазменное устройство по п.1, дополнительно содержащее инжектор для порошка, взаимодействующий с, по меньшей мере, одной плазменной головкой, при этом указанный инжектор выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность введения порошкообразного материала в струю плазмы, генерированную указанной, по меньшей мере, одной плазменной головкой.
4. Плазменное устройство по п.3, в котором указанный инжектор для порошка выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность введения порошка, по существу, в радиальном направлении относительно указанной струи плазмы, и в котором указанный инжектор для порошка имеет удлиненное поперечное сечение отверстия, при этом длинная ось указанного отверстия ориентирована, по существу, параллельно оси указанного предназначенного для потока плазмы канала указанной, по меньшей мере, одной плазменной головки.
5. Плазменное устройство по п.3, в котором указанный инжектор для порошка выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность направления порошкообразного материала к зоне, находящейся между зоной взаимодействия указанной первой анодной плазменной головки и указанной первой катодной плазменной головки и зоной взаимодействия указанной второй анодной плазменной головки и указанной второй катодной плазменной головки.
6. Плазменное устройство по п.3, содержащее первый инжектор для порошка, выполненный с конфигурацией, обеспечивающей возможность введения порошка, по существу, в радиальном направлении относительно указанной струи плазмы, и второй инжектор для порошка, выполненный с конфигурацией, обеспечивающей возможность направления порошкообразного материала к зоне, находящейся между зоной взаимодействия указанной первой анодной плазменной головки и указанной первой катодной плазменной головки и зоной взаимодействия указанной второй анодной плазменной головки и указанной второй катодной плазменной головки.
7. Плазменное устройство по п.1, в котором, по меньшей мере, одна из указанных плазменных головок содержит элемент для впуска вспомогательного газа, расположенный по потоку за указанным элементом для впуска основного газа.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/564,080 US7671294B2 (en) | 2006-11-28 | 2006-11-28 | Plasma apparatus and system |
US11/564,080 | 2006-11-28 | ||
PCT/US2007/085606 WO2008067292A2 (en) | 2006-11-28 | 2007-11-27 | Plasma apparatus and system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009124487A RU2009124487A (ru) | 2011-01-10 |
RU2479438C2 true RU2479438C2 (ru) | 2013-04-20 |
Family
ID=39462574
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009124487/07A RU2479438C2 (ru) | 2006-11-28 | 2007-11-27 | Плазменные устройство и система |
RU2009124486/02A RU2459010C2 (ru) | 2006-11-28 | 2007-11-27 | Плазменные устройство и система |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009124486/02A RU2459010C2 (ru) | 2006-11-28 | 2007-11-27 | Плазменные устройство и система |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7671294B2 (ru) |
EP (2) | EP2091758B1 (ru) |
JP (2) | JP5396609B2 (ru) |
KR (3) | KR20090097895A (ru) |
CN (2) | CN101605663B (ru) |
AU (2) | AU2007325292B2 (ru) |
BR (2) | BRPI0719558A2 (ru) |
CA (2) | CA2670256C (ru) |
MX (2) | MX2009005566A (ru) |
RU (2) | RU2479438C2 (ru) |
WO (2) | WO2008067292A2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680723C1 (ru) * | 2015-08-12 | 2019-02-26 | Термакат, К.С. | Сопло дуговой плазменной горелки с профилем соплового отверстия переменной кривизны на входе |
Families Citing this family (50)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009016932B4 (de) | 2009-04-08 | 2013-06-20 | Kjellberg Finsterwalde Plasma Und Maschinen Gmbh | Kühlrohre und Elektrodenaufnahme für einen Lichtbogenplasmabrenner sowie Anordnungen aus denselben und Lichtbogenplasmabrenner mit denselben |
US8350181B2 (en) * | 2009-08-24 | 2013-01-08 | General Electric Company | Gas distribution ring assembly for plasma spray system |
US8237079B2 (en) * | 2009-09-01 | 2012-08-07 | General Electric Company | Adjustable plasma spray gun |
US9315888B2 (en) | 2009-09-01 | 2016-04-19 | General Electric Company | Nozzle insert for thermal spray gun apparatus |
TW201117677A (en) * | 2009-11-02 | 2011-05-16 | Ind Tech Res Inst | Plasma system including inject device |
US10486260B2 (en) | 2012-04-04 | 2019-11-26 | Hypertherm, Inc. | Systems, methods, and devices for transmitting information to thermal processing systems |
US10455682B2 (en) | 2012-04-04 | 2019-10-22 | Hypertherm, Inc. | Optimization and control of material processing using a thermal processing torch |
US20130263420A1 (en) * | 2012-04-04 | 2013-10-10 | Hypertherm, Inc. | Optimization and Control of Material Processing Using a Thermal Processing Torch |
US9782852B2 (en) | 2010-07-16 | 2017-10-10 | Hypertherm, Inc. | Plasma torch with LCD display with settings adjustment and fault diagnosis |
US9226378B2 (en) | 2011-02-25 | 2015-12-29 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Plasma torch |
RU2458489C1 (ru) * | 2011-03-04 | 2012-08-10 | Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет"" | Двухструйный дуговой плазматрон |
US9395715B2 (en) | 2012-04-04 | 2016-07-19 | Hypertherm, Inc. | Identifying components in a material processing system |
US20150332071A1 (en) | 2012-04-04 | 2015-11-19 | Hypertherm, Inc. | Configuring Signal Devices in Thermal Processing Systems |
US9672460B2 (en) | 2012-04-04 | 2017-06-06 | Hypertherm, Inc. | Configuring signal devices in thermal processing systems |
US9737954B2 (en) | 2012-04-04 | 2017-08-22 | Hypertherm, Inc. | Automatically sensing consumable components in thermal processing systems |
US11783138B2 (en) * | 2012-04-04 | 2023-10-10 | Hypertherm, Inc. | Configuring signal devices in thermal processing systems |
CN102773597A (zh) * | 2012-07-24 | 2012-11-14 | 昆山瑞凌焊接科技有限公司 | 双丝高效垂直气电水冷焊枪 |
US9272360B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-03-01 | General Electric Company | Universal plasma extension gun |
US9643273B2 (en) | 2013-10-14 | 2017-05-09 | Hypertherm, Inc. | Systems and methods for configuring a cutting or welding delivery device |
US11278983B2 (en) | 2013-11-13 | 2022-03-22 | Hypertherm, Inc. | Consumable cartridge for a plasma arc cutting system |
US10456855B2 (en) | 2013-11-13 | 2019-10-29 | Hypertherm, Inc. | Consumable cartridge for a plasma arc cutting system |
US11684995B2 (en) | 2013-11-13 | 2023-06-27 | Hypertherm, Inc. | Cost effective cartridge for a plasma arc torch |
US9981335B2 (en) | 2013-11-13 | 2018-05-29 | Hypertherm, Inc. | Consumable cartridge for a plasma arc cutting system |
US11432393B2 (en) | 2013-11-13 | 2022-08-30 | Hypertherm, Inc. | Cost effective cartridge for a plasma arc torch |
US11939477B2 (en) | 2014-01-30 | 2024-03-26 | Monolith Materials, Inc. | High temperature heat integration method of making carbon black |
US10370539B2 (en) | 2014-01-30 | 2019-08-06 | Monolith Materials, Inc. | System for high temperature chemical processing |
US10100200B2 (en) | 2014-01-30 | 2018-10-16 | Monolith Materials, Inc. | Use of feedstock in carbon black plasma process |
US10138378B2 (en) | 2014-01-30 | 2018-11-27 | Monolith Materials, Inc. | Plasma gas throat assembly and method |
CA2937909C (en) | 2014-01-31 | 2023-09-19 | Monolith Materials, Inc. | Plasma torch design |
WO2015134966A1 (en) | 2014-03-07 | 2015-09-11 | Hypertherm, Inc. | Liquid pressurization pump and systems with data storage |
US10786924B2 (en) | 2014-03-07 | 2020-09-29 | Hypertherm, Inc. | Waterjet cutting head temperature sensor |
US20150269603A1 (en) | 2014-03-19 | 2015-09-24 | Hypertherm, Inc. | Methods for Developing Customer Loyalty Programs and Related Systems and Devices |
EP2942144B1 (de) * | 2014-05-07 | 2024-07-03 | Kjellberg-Stiftung | Plasmaschneidbrenneranordnung sowie die Verwendung von Verschleißteilen bei einer Plasmaschneidbrenneranordnung |
WO2016025616A1 (en) * | 2014-08-12 | 2016-02-18 | Hypertherm, Inc. | Cost effective cartridge for a plasma arc torch |
KR20170129713A (ko) | 2015-02-03 | 2017-11-27 | 모놀리스 머티어리얼스 인코포레이티드 | 카본 블랙 생성 시스템 |
US10618026B2 (en) | 2015-02-03 | 2020-04-14 | Monolith Materials, Inc. | Regenerative cooling method and apparatus |
MX2018001259A (es) | 2015-07-29 | 2018-04-20 | Monolith Mat Inc | Aparato y método de diseño de energía eléctrica para soplete de plasma cc. |
JP2018523896A (ja) | 2015-08-04 | 2018-08-23 | ハイパーサーム インコーポレイテッド | 液冷プラズマアークトーチ用カートリッジ |
EP3332615B1 (en) | 2015-08-04 | 2022-04-13 | Hypertherm, Inc. | Improved plasma arc cutting systems, consumables and operational methods |
MX2018003122A (es) | 2015-09-14 | 2018-06-19 | Monolith Mat Inc | Negro de humo de gas natural. |
US10413991B2 (en) | 2015-12-29 | 2019-09-17 | Hypertherm, Inc. | Supplying pressurized gas to plasma arc torch consumables and related systems and methods |
MX2018013162A (es) | 2016-04-29 | 2019-07-04 | Monolith Mat Inc | Adicion de calor secundario para el proceso y aparato de produccion de particulas. |
WO2017190015A1 (en) | 2016-04-29 | 2017-11-02 | Monolith Materials, Inc. | Torch stinger method and apparatus |
CH712835A1 (de) * | 2016-08-26 | 2018-02-28 | Amt Ag | Plasmaspritzvorrichtung. |
USD824966S1 (en) | 2016-10-14 | 2018-08-07 | Oerlikon Metco (Us) Inc. | Powder injector |
CA3055830A1 (en) | 2017-03-08 | 2018-09-13 | Monolith Materials, Inc. | Systems and methods of making carbon particles with thermal transfer gas |
CN110506453B (zh) * | 2017-04-04 | 2022-02-01 | 株式会社富士 | 等离子体发生装置 |
USD823906S1 (en) | 2017-04-13 | 2018-07-24 | Oerlikon Metco (Us) Inc. | Powder injector |
CN110799602A (zh) | 2017-04-20 | 2020-02-14 | 巨石材料公司 | 颗粒系统和方法 |
EP3700980A4 (en) | 2017-10-24 | 2021-04-21 | Monolith Materials, Inc. | PARTICULAR SYSTEMS AND PROCEDURES |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5376767A (en) * | 1991-04-25 | 1994-12-27 | Tetronics Research & Development Co. Limited | Plasma torch and an apparatus for producing fused silica using plasma arc electrodes |
US5591356A (en) * | 1992-11-27 | 1997-01-07 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Plasma torch having cylindrical velocity reduction space between electrode end and nozzle orifice |
RU2196010C2 (ru) * | 2001-04-13 | 2003-01-10 | Батрак Игорь Константинович | Установка плазменного напыления |
WO2004028221A1 (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-01 | Smatri Ab | Plasma-spraying device |
US6744006B2 (en) * | 2000-04-10 | 2004-06-01 | Tetronics Limited | Twin plasma torch apparatus |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3330375A1 (de) * | 1983-08-23 | 1985-03-07 | Technica Entwicklungsgesellschaft mbH & Co KG, 2418 Ratzeburg | Verfahren und anordnung zum impraegnieren einer fluessigkeit mit einem gas durch injektorwirkung, insb. zum impraegnieren von giesswasser mit co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) fuer gartenbaubetriebe |
BR8403815A (pt) * | 1983-08-23 | 1985-07-09 | Technica Entwicklung | Processo e aparelho para impregnacao de um liquido com um gas e,mais especificamente,para impregnacao de agua de irrigacao com co2 para plantacoes comerciais horticolas,jardinagem de lazer ou similares,e conjunto para obtencao do processo |
US4982067A (en) * | 1988-11-04 | 1991-01-01 | Marantz Daniel Richard | Plasma generating apparatus and method |
JPH03226509A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-07 | Sumitomo Metal Ind Ltd | プラズマ発生装置および超微粒粉末の製造方法 |
US5013885A (en) * | 1990-02-28 | 1991-05-07 | Esab Welding Products, Inc. | Plasma arc torch having extended nozzle of substantially hourglass |
WO1992012273A1 (en) * | 1990-12-26 | 1992-07-23 | Inzhenerny Tsentr ''plazmodinamika'' | Method and device for plasma processing of material |
WO1992012610A1 (en) * | 1990-12-26 | 1992-07-23 | Inzhenerny Tsentr ''plazmodinamika'' | Device for plasma-arc processing of material |
RU2032280C1 (ru) * | 1992-02-18 | 1995-03-27 | Инженерный центр "Плазмодинамика" | Способ управления плазменным потоком и плазменное устройство |
JP3203754B2 (ja) * | 1992-03-30 | 2001-08-27 | 住友電気工業株式会社 | ダイヤモンドの製造法および製造装置 |
US5408066A (en) * | 1993-10-13 | 1995-04-18 | Trapani; Richard D. | Powder injection apparatus for a plasma spray gun |
WO1996023394A1 (fr) * | 1995-01-26 | 1996-08-01 | ZAKRYTOE AKTSIONERNOE OBSCHESTVO PROIZVODSTVENNAYA FIRMA 'Az' | Appareil generateur de flux plasmique |
JP2000511344A (ja) * | 1996-05-31 | 2000-08-29 | アイペック・プリシジョン・インコーポレーテッド | プラズマジェットを発生しかつ偏向するための装置 |
CN1138019C (zh) * | 1999-06-14 | 2004-02-11 | 大连海事大学 | 一种金属表面强化用的常压非平衡等离子体设备与工艺 |
GB2364875A (en) * | 2000-07-10 | 2002-02-06 | Tetronics Ltd | A plasma torch electrode |
US7281478B2 (en) * | 2001-02-27 | 2007-10-16 | Yan Tai Long Yuan Electric Technology Co., Ltd. | Assembled cathode and plasma igniter with such cathode |
ITRM20010291A1 (it) * | 2001-05-29 | 2002-11-29 | Ct Sviluppo Materiali Spa | Torcia al plasma |
US7573000B2 (en) * | 2003-07-11 | 2009-08-11 | Lincoln Global, Inc. | Power source for plasma device |
US6969819B1 (en) * | 2004-05-18 | 2005-11-29 | The Esab Group, Inc. | Plasma arc torch |
WO2006012165A2 (en) * | 2004-06-25 | 2006-02-02 | H.C. Starck Inc. | Plasma jet generating apparatus and method of use thereof |
US7750265B2 (en) * | 2004-11-24 | 2010-07-06 | Vladimir Belashchenko | Multi-electrode plasma system and method for thermal spraying |
-
2006
- 2006-11-28 US US11/564,080 patent/US7671294B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-11-27 MX MX2009005566A patent/MX2009005566A/es not_active Application Discontinuation
- 2007-11-27 CA CA2670256A patent/CA2670256C/en not_active Expired - Fee Related
- 2007-11-27 MX MX2009005528A patent/MX2009005528A/es active IP Right Grant
- 2007-11-27 WO PCT/US2007/085606 patent/WO2008067292A2/en active Application Filing
- 2007-11-27 EP EP07864818.5A patent/EP2091758B1/en not_active Not-in-force
- 2007-11-27 BR BRPI0719558-3A patent/BRPI0719558A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-11-27 KR KR1020097013206A patent/KR20090097895A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-11-27 KR KR1020097013208A patent/KR101438463B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2007-11-27 CN CN2007800437717A patent/CN101605663B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-11-27 AU AU2007325292A patent/AU2007325292B2/en not_active Ceased
- 2007-11-27 KR KR1020147032401A patent/KR101495199B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2007-11-27 AU AU2007325285A patent/AU2007325285B2/en not_active Ceased
- 2007-11-27 WO PCT/US2007/085591 patent/WO2008067285A2/en active Application Filing
- 2007-11-27 EP EP07864811.0A patent/EP2097204B1/en not_active Not-in-force
- 2007-11-27 RU RU2009124487/07A patent/RU2479438C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-11-27 BR BRPI0719557-5A patent/BRPI0719557A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2007-11-27 RU RU2009124486/02A patent/RU2459010C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-11-27 CN CN2007800437810A patent/CN101605625B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2007-11-27 JP JP2009539440A patent/JP5396609B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-11-27 JP JP2009539436A patent/JP5396608B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2007-11-27 CA CA2670257A patent/CA2670257C/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5376767A (en) * | 1991-04-25 | 1994-12-27 | Tetronics Research & Development Co. Limited | Plasma torch and an apparatus for producing fused silica using plasma arc electrodes |
US5591356A (en) * | 1992-11-27 | 1997-01-07 | Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho | Plasma torch having cylindrical velocity reduction space between electrode end and nozzle orifice |
US6744006B2 (en) * | 2000-04-10 | 2004-06-01 | Tetronics Limited | Twin plasma torch apparatus |
RU2196010C2 (ru) * | 2001-04-13 | 2003-01-10 | Батрак Игорь Константинович | Установка плазменного напыления |
WO2004028221A1 (en) * | 2002-09-17 | 2004-04-01 | Smatri Ab | Plasma-spraying device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2680723C1 (ru) * | 2015-08-12 | 2019-02-26 | Термакат, К.С. | Сопло дуговой плазменной горелки с профилем соплового отверстия переменной кривизны на входе |
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2479438C2 (ru) | Плазменные устройство и система | |
AU2012371647B2 (en) | Extended cascade plasma gun | |
US5374802A (en) | Vortex arc generator and method of controlling the length of the arc | |
US11109475B2 (en) | Consumable assembly with internal heat removal elements | |
JP2014004629A (ja) | プラズマ切断トーチ用電極及びその使用 | |
KR20040097585A (ko) | 소재공정 용도에 따른 구조 변경이 가능하도록 모듈화된막대-노즐형 비이송식 열플라즈마 토치 | |
US20220151053A1 (en) | Thermal plasma processing apparatus | |
EP2375875B1 (en) | Swirler for plasma cutting torches |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171128 |