RU2763161C1 - Electric-arc plasma generator for working of part surface - Google Patents

Electric-arc plasma generator for working of part surface Download PDF

Info

Publication number
RU2763161C1
RU2763161C1 RU2021110719A RU2021110719A RU2763161C1 RU 2763161 C1 RU2763161 C1 RU 2763161C1 RU 2021110719 A RU2021110719 A RU 2021110719A RU 2021110719 A RU2021110719 A RU 2021110719A RU 2763161 C1 RU2763161 C1 RU 2763161C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
plasma
axis
power supply
poles
Prior art date
Application number
RU2021110719A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Николаевич Мещеряков
Алексей Михайлович Евсеев
Владимир Владимирович Пикалов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ)
Priority to RU2021110719A priority Critical patent/RU2763161C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2763161C1 publication Critical patent/RU2763161C1/en

Links

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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

FIELD: electrothermal technology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrothermal technology, namely to electric arc devices that generate plasma. The electric arc plasmatron contains a spherical hollow body made of non-conductive refractory material, which forms a working chamber. In the body, perpendicular to the longitudinal axis, there are two holes located opposite each other, in which the anode and cathode electrodes are installed, connected to the arc ignition and power supply units with a voltage regulated in terms of level and constant in sign. On the outer surface of the housing, two poles with a winding connected to an adjustable power source are located on the same axis, surrounded by a closed magnetic circuit made in the form of a half cut along a tubular cylinder. The task unit has two outputs, the first is connected to the control input of the plasma-forming gas blower, which regulates its flow rate, and the second is connected to the input of the power supply, which regulates the current in the electromagnet winding. The moving device of the housing contains actuators for rotating the longitudinal axis of the housing in the vertical and horizontal directions.
EFFECT: increasing the uniformity of the plasma flow, reducing the dissipation of plasma energy when moving to the treated surface of the part.
1 cl, 1 dwg

Description

Известен электродуговой плазмотрон, содержащий анодный и катодный блоки, расположенные соосно вдоль оси плазмотрона, разделенные изолятором, в котором имеется узел подачи рабочего плазмообразующего газа в электро-газоразрядную камеру, при этом в анодном и катодном блоках имеются входное и выходное отверстия и полости для прохождения охлаждающего агента, кроме того в анодном блоке имеется радиальное отверстие для ввода порошкового материала. В анодном и катодном блоках дополнительно имеются отверстия, в которых закреплены штуцеры, при этом дополнительные отверстия расположены с диаметрально противоположной стороны относительно входного анодного и катодного отверстий, при этом дополнительные штуцеры соединены дугообразным электроизоляционным трубопроводом для прохождения охлаждающего агента из анодного в катодный блок, концы которого закреплены на анодном выходном и катодном входном штуцерах [1].Known electric arc plasmatron, containing anode and cathode blocks located coaxially along the axis of the plasmatron, separated by an insulator, which has a unit for supplying the working plasma-forming gas to the electric-gas discharge chamber, while the anode and cathode blocks have inlet and outlet openings and cavities for the passage of the cooling agent, in addition, the anode block has a radial hole for introducing the powder material. In the anode and cathode blocks, there are additionally holes in which the fittings are fixed, while the additional holes are located on the diametrically opposite side relative to the inlet anode and cathode holes, while the additional fittings are connected by an arc-shaped electrical insulating pipeline for the passage of the cooling agent from the anode to the cathode block, the ends of which fixed on the anode outlet and cathode inlet fittings [1].

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, и сложность регулирования подачи энергии и регулирования температуры в объеме электро-газоразрядной камеры.The disadvantage of this device is the complexity of the design, and the complexity of the regulation of energy supply and temperature regulation in the volume of the electric-gas-discharge chamber.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является электродуговой плазмотрон, содержащий расположенный горизонтально трубчатый корпус, выполненный из непроводящего ток тугоплавкого материала, внутренняя полость которого образует продольную щелевую камеру, анодный и катодный электроды, подключенные к блоку питания с регулируемым по уровню и постоянным по знаку напряжением, блок зажигания дуги, узел подачи рабочего плазмообразующего газа в щелевую камеру, трубопровод для прохождения охлаждающего агента, в трубчатом корпусе перпендикулярно оси щелевой камеры выполнены два расположенных друг против друга отверстия, в одном из которых установлен анодный электрод, а в другом установлен катодный электрод, один торцевой конец трубчатого корпуса соединен с узлом подачи рабочего плазмообразующего газа, соосно с трубчатым корпусом установлен трубчатый магнитопровод, внутренний диаметр которого больше наружного диаметра трубчатого корпуса, в полости подвижного трубчатого магнитопровода между его внутренней поверхностью и внешней поверхностью трубчатого корпуса расположены два полюса с обмотками, подключенными к другому источнику регулируемого напряжения постоянного тока, причем ось полюсов расположена перпендикулярно по отношению к оси положения электродов, трубчатый магнитопровод выполнен подвижным и соединен с приводом возвратно-поступательного движения, трубопровод для прохождения охлаждающего электроды агента выполнен в виде каналов в стенке трубчатого корпуса, трубчатый корпус закреплен на подвижной платформе, имеющей приводы возвратно-поступательного движения вверх-вниз, вправо-влево [2].The closest technical solution to the proposed invention is an electric-arc plasmatron containing a horizontally located tubular body made of a non-conductive refractory material, the inner cavity of which forms a longitudinal slotted chamber, anode and cathode electrodes connected to a power supply unit with a voltage regulated in level and constant in sign , the arc ignition unit, the unit for supplying the working plasma-forming gas to the slotted chamber, the pipeline for the passage of the cooling agent, in the tubular body, perpendicular to the axis of the slotted chamber, there are two holes located opposite each other, in one of which the anode electrode is installed, and in the other there is the cathode electrode, one end end of the tubular body is connected to the unit for supplying the working plasma-forming gas, a tubular magnetic circuit is installed coaxially with the tubular body, the inner diameter of which is larger than the outer diameter of the tubular body, in the cavity of the movable tubular ma There are two poles with windings connected to another source of regulated DC voltage between its inner surface and the outer surface of the tubular body, and the pole axis is located perpendicular to the axis of position of the electrodes, the tubular magnetic circuit is movable and connected to a reciprocating drive, the pipeline for the passage of the agent cooling the electrodes is made in the form of channels in the wall of the tubular body, the tubular body is fixed on a movable platform having drives for reciprocating movement up and down, right and left [2].

Недостатком данного устройства является значительное рассеивание тепловой энергии при движении плазмы к обрабатываемой поверхности, так как тепловые потоки не сконцентрированы, и при выходе из корпуса через отверстие большого диаметра имеют неравномерную температуру, частично рассеиваются в воздухе и не в полной мере достигают поверхности обрабатываемой детали. Это снижает эффективность действия плазмотрона.The disadvantage of this device is a significant dissipation of thermal energy when the plasma moves to the treated surface, since the heat fluxes are not concentrated, and when leaving the housing through a large diameter hole, they have an uneven temperature, partially dissipate in the air and do not fully reach the surface of the workpiece. This reduces the efficiency of the plasmatron.

Задачей изобретения является обеспечение при обработке поверхностей деталей наиболее эффективного использования энергии плазмы, за счет подачи выработанной в камере плазмы через горелку, на выходе которой обеспечивается более равномерный по температуре сконцентрированный потока плазмы, подаваемый на обрабатываемую поверхность.The objective of the invention is to provide the most efficient use of plasma energy when processing the surfaces of parts, due to the supply of plasma generated in the chamber through the burner, at the output of which a more uniform in temperature concentrated plasma flow is provided, supplied to the surface to be treated.

Решение поставленной задачи достигается тем, что электродуговой плазмотрон, содержит корпус, выполненный из непроводящего ток тугоплавкого материала, внутренняя полость которого образует рабочую камеру, в корпусе перпендикулярно его продольной оси выполнены два расположенных друг против друга отверстия, в одном из которых установлен анодный электрод, а в другом установлен катодный электрод, электроды подключены к блоку зажигания дуги и блоку питания с регулируемым по уровню и постоянным по знаку напряжением, с камерой соединен нагнетатель плазмообразующего газа, на внешней поверхности корпуса расположены напротив друг друга северный и южный магнитные полюсы, причем ось магнитных полюсов расположена перпендикулярно по отношению к оси положения электродов, окончания полюсов замкнуты магнитопроводом, на полюсах установлена обмотка, подключенная к другому блоку питания с регулируемым по уровню и постоянным по знаку напряжением, корпус закреплен в перемещающем устройстве, корпус соединен с охлаждающим устройством, корпус выполнен в виде полой сферы, соосно с продольной осью корпуса в нем выполнены два сквозных отверстия, выходное отверстие в корпусе соединено с соплом, имеющим вид конического полого постепенно сужающегося к выходному концу цилиндра, выполненного из непроводящего ток тугоплавкого материала, а длина сопла не менее, чем в три раза превышает внутренний диаметр выходного конца сопла, входное отверстие в корпусе соединено с одним концом другого трубчатого цилиндра выполненного из непроводящего ток тугоплавкого материала, а второй конец трубчатого цилиндра соединен через гибкий полый трубопровод с нагнетателем плазмообразующего газа, управляющий вход нагнетателя плазмообразующего газа соединен с первым задающим расход плазмообразующего газа выходом блока задания, управляющий вход второго блока питания соединен со вторым задающим ток в обмотке полюсов выходом блока задания, ось полюсов расположена, между осью положения электродов и выходным отверстием в корпусе, перемещающее устройство корпуса содержит исполнительные приводы для поворота продольной оси корпуса в вертикальном и горизонтальном направлениях, охлаждающее устройство содержит установленный на внешней поверхности корпуса экран, выполненный из материала с высокой теплоотдачей, в котором имеется трубчатая спираль, выходы которой соединены с устройством подачи охлаждающего агента.The solution to this problem is achieved by the fact that the electric arc plasmatron contains a housing made of a non-conductive refractory material, the inner cavity of which forms a working chamber, two holes located opposite each other are made in the housing perpendicular to its longitudinal axis, in one of which an anode electrode is installed, and in the other, a cathode electrode is installed, the electrodes are connected to the arc ignition unit and the power supply unit with a voltage regulated in level and constant in sign, a plasma-forming gas blower is connected to the chamber, north and south magnetic poles are located opposite each other on the outer surface of the housing, and the axis of the magnetic poles is located perpendicular to the axis of position of the electrodes, the ends of the poles are closed by a magnetic circuit, a winding is installed at the poles, connected to another power supply unit with a voltage regulated by the level and constant in sign, the body is fixed in the moving device, the body is connected to a cooling device, the body is made in the form of a hollow sphere, two through holes are made in it coaxially with the longitudinal axis of the body, the outlet in the body is connected to a nozzle in the form of a conical hollow gradually tapering towards the outlet end of a cylinder made of a non-conductive refractory material, and the length no less than three times the inner diameter of the outlet end of the nozzle, the inlet in the body is connected to one end of another tubular cylinder made of a non-conductive refractory material, and the second end of the tubular cylinder is connected through a flexible hollow pipeline with a plasma-forming gas blower, the control inlet The plasma-forming gas blower is connected to the first setting the plasma-forming gas flow rate by the output of the setting unit, the control input of the second power supply unit is connected to the second setting current in the pole winding by the output of the setting unit, the pole axis is located between the axis of position of the electrodes and the outlet in the housing, The moving device of the housing contains actuators for rotating the longitudinal axis of the housing in vertical and horizontal directions, the cooling device contains a screen mounted on the outer surface of the housing, made of a material with high heat transfer, in which there is a tubular spiral, the outputs of which are connected to a device for supplying a cooling agent.

На чертеже приведена конструкция плазмотрона.The drawing shows the construction of the plasmatron.

Устройство содержит сферический полый корпус 1, выполненный из непроводящего ток тугоплавкого материала, образующей рабочую камеру. В стенке сферического корпуса 1 выполнены сквозные расположенные соосно друг другу и перпендикулярно продольной оси корпуса два отверстия, в которых находятся анодный электрод 2 и катодный электрод 3, подключенные к выходам блока питания 4 с регулируемым по уровню и постоянным по знаку напряжением. К электродам 2 и 3 подключены также выходы устройства электродугового разряда 5 для зажигания дуги.The device contains a spherical hollow body 1 made of non-conductive refractory material, which forms a working chamber. In the wall of the spherical body 1 there are two through holes arranged coaxially to each other and perpendicular to the longitudinal axis of the body, in which the anode electrode 2 and the cathode electrode 3 are located, connected to the outputs of the power supply 4 with a voltage controlled in level and constant in sign. The outputs of the electric arc discharge device 5 for arc ignition are also connected to electrodes 2 and 3.

На внешней поверхности сферического корпуса расположены друг против друга на одной оси два полюса 6 и 7, замкнутых магнитопроводом 8, выполненным в виде половины разрезанного вдоль трубчатого цилиндра, охватывающего полюса и корпус 1, причем ось полюсов 6 и 7 расположена, перпендикулярно по отношению к оси положения электродов 2, 3. На полюсах 6, 7 размещена обмотка 9, подключенная к выходам другого регулируемого блока питания напряжением постоянного тока 10. По продольной оси корпуса 1 выполнено выходное отверстие 11, а в другой диаметрально противоположной части корпуса соосно выполнено входное отверстие 12. Ось полюсов 6 и 7 расположена между осью положения электродов 2, 3 и выходным отверстием 11 в корпусе 1. Выходное отверстие 11 в корпусе 1 соединено с одним концом полого конического цилиндра, являющегося соплом 13, выполненным из непроводящего ток тугоплавкого материала, причем внутренний диаметр выходного конца сопла меньше внутреннего диаметра входного конца сопла, длина сопла 13 не менее, чем в три раза превышает внутренний диаметр выходного конца сопла 13. Входное отверстие 12 в сферическом корпусе 1 соединено с одним концом другого трубчатого цилиндра 14, выполненного из непроводящего ток тугоплавкого материала, второй конец трубчатого цилиндра 14 соединен через гибкий полый трубопровод 15 с нагнетателем плазмообразующего газа 16. Управляющий вход нагнетателя плазмообразующего газа 16 соединен с первым задающим расход плазмообразующего газа выходом блока задания 17, управляющий вход второго блока питания 10 соединен со вторым задающим ток в обмотке электромагнита 9 выходом блока задания 17. Корпус 1 соединен с перемещающим устройством 18. Перемещающее устройство 18 может быть выполнено следующим образом. Оно содержит стержень 19, один конец которого жестко соединен с корпусом 1, а на втором конце стержня находится шарнирная пара 20, стержень соединен с исполнительными приводами 21, обеспечивающими поворот корпуса вертикальном и горизонтальном направлениях. На поверхности корпуса 1 установлен теплоохлаждающий экран 22, в котором имеется трубчатая спираль 23, выходы которой соединены с устройством подачи охлаждающего агента 24.On the outer surface of the spherical body, two poles 6 and 7 are located opposite each other on the same axis, closed by a magnetic circuit 8, made in the form of a half cut along a tubular cylinder, covering the poles and body 1, and the axis of the poles 6 and 7 is located perpendicular to the axis positions of electrodes 2, 3. On poles 6, 7 there is a winding 9 connected to the outputs of another regulated power supply unit with DC voltage 10. An outlet opening 11 is made along the longitudinal axis of the housing 1, and inlet 12 is coaxially made in the other diametrically opposite part of the housing. The axis of poles 6 and 7 is located between the axis of position of the electrodes 2, 3 and the outlet 11 in the housing 1. The outlet 11 in the housing 1 is connected to one end of a hollow conical cylinder, which is a nozzle 13 made of a non-conductive refractory material, and the inner diameter of the outlet the end of the nozzle is less than the inner diameter of the inlet end of the nozzle, the length of the nozzle 13 is not less than three times the inner diameter of the outlet end of the nozzle 13. The inlet 12 in the spherical body 1 is connected to one end of another tubular cylinder 14 made of a non-conductive refractory material, the second end of the tubular cylinder 14 is connected through a flexible hollow conduit 15 with a plasma-forming gas blower 16. The control input of the plasma-forming gas blower 16 is connected to the first setting the plasma gas flow rate by the output of the task unit 17, the control input of the second power supply unit 10 is connected to the second setting current in the electromagnet winding 9 by the output of the task unit 17. The housing 1 is connected to the displacement device 18. The transferring device 18 can be constructed as follows. It contains a rod 19, one end of which is rigidly connected to the body 1, and at the second end of the rod there is a hinge pair 20, the rod is connected to actuators 21, which ensure the rotation of the body in the vertical and horizontal directions. A heat-cooling screen 22 is installed on the surface of the housing 1, in which there is a tubular spiral 23, the outlets of which are connected to the cooling agent supply device 24.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

К электродам аноду 2 и катоду 3 от блока питания 4 подводится напряжение, устройство электродугового разряда 5 инициирует электродуговой разряд и зажигается дуга. В полость корпуса 1 от нагнетателя 16 через гибкий полый трубопровод 15, трубчатый цилиндр 14 и входное отверстие 12 подается плазмообразующий газ под давлением, который проходит через дугу, и ионизируется с образованием плазмы, которая выходит из сферического корпуса 1 через выходное отверстие 11 в сопло 13. Под действием движущегося плазмообразующего газа дуга растягивается. Для предотвращения ее разрыва подключают обмотку возбуждения 9, установленную на полюсах 6 и 7, к источнику регулируемого напряжения постоянного тока 10. Ток возбуждения, протекая по обмотке 9, создает электромагнитное поле, возникает электромагнитная сила, действующая на дугу, в направлении, противоположном направлению движения плазмообразующего газа, и стабилизирующая положение дуги.Voltage is supplied to the electrodes of the anode 2 and cathode 3 from the power supply 4, the electric arc discharge device 5 initiates the electric arc discharge and the arc is ignited. Plasma-forming gas under pressure is supplied to the cavity of the housing 1 from the blower 16 through the flexible hollow pipeline 15, the tubular cylinder 14 and the inlet 12, which passes through the arc and is ionized to form plasma, which leaves the spherical housing 1 through the outlet 11 into the nozzle 13 The arc is stretched under the action of the moving plasma-forming gas. To prevent its rupture, the excitation winding 9, installed at poles 6 and 7, is connected to a source of regulated DC voltage 10. The excitation current, flowing through the winding 9, creates an electromagnetic field, an electromagnetic force arises that acts on the arc in the direction opposite to the direction of motion plasma-forming gas, and stabilizing the position of the arc.

При увеличении сигнала задания, поступающего с первого выхода блока задания 17 на вход нагнетателя плазмообразующего газа 16, увеличивается расход плазмообразующего газа. Для предотвращения разрыва горящей дуги увеличенным потоком плазмообразующего газа, увеличивают сигнал задания, поступающего с второго выхода блока задания 17 на вход источника 10, соответственно, увеличивают напряжение на выходе источника 10, в результате возрастает ток возбуждения в обмотке 9, вследствие чего увеличивается величина электромагнитного потока, создаваемого полюсами 6 и 7. В результате возрастает электромагнитная сила, действующая на дугу в зоне ее горения в направлении, противоположном направлению движения плазмообразующего газа, стабилизирующая положению дуги и препятствующая ее разрыву.With an increase in the reference signal coming from the first output of the reference unit 17 to the input of the plasma-forming gas blower 16, the plasma-forming gas flow rate increases. To prevent the breaking of the burning arc by the increased flow of plasma-forming gas, the reference signal coming from the second output of the reference unit 17 to the input of the source 10 is increased, respectively, the voltage at the output of the source 10 is increased, as a result, the excitation current in the winding 9 increases, as a result of which the magnitude of the electromagnetic flux increases created by poles 6 and 7. As a result, the electromagnetic force increases, acting on the arc in the zone of its combustion in the direction opposite to the direction of motion of the plasma-forming gas, stabilizing the position of the arc and preventing its rupture.

Поток плазмы и тепловые потоки, проходят из корпуса 1 в сопло 13, где происходит догорание плазмообразующего газа и повышение температуры плазмы. Поскольку внутренний диаметр сопла меньше диаметра сферической камеры и сужается по направлению к выходному концу сопла 13, давление газа в полости сопла 13 будет большим, чем в сферическом корпусе 1, что также повышает равномерность распределения температуры по объему выработанной плазмы. Расположение оси полюсов 6, 7 между осью положения электродов 2, 3 и выходным отверстием в корпусе 1, позволяет лучше стабилизировать положение верхней часть дуги прямо под осью полюсов, при этом будут создаваться максимальные электромагнитные силы, стабилизирующие положение дуги.The plasma flow and heat flows pass from the housing 1 to the nozzle 13, where the plasma-forming gas burns out and the plasma temperature rises. Since the inner diameter of the nozzle is less than the diameter of the spherical chamber and tapers towards the outlet end of the nozzle 13, the gas pressure in the cavity of the nozzle 13 will be greater than in the spherical body 1, which also increases the uniformity of the temperature distribution over the volume of the generated plasma. The location of the axis of the poles 6, 7 between the axis of position of the electrodes 2, 3 and the outlet in the housing 1 makes it possible to better stabilize the position of the upper part of the arc directly under the axis of the poles, while the maximum electromagnetic forces will be created, stabilizing the position of the arc.

Обрабатываемую плазмой деталь помещают в зону потока плазмы. Перемещающее устройство 18 содержит исполнительные приводы для перемещения продольной оси корпуса в вертикальном и горизонтальном направлениях, и соответственно изменение положения выхода сопла 16, что позволяет обрабатывать плазмой требуемые площади деталей сложной конструкции.The part to be processed by plasma is placed in the zone of the plasma flow. The moving device 18 contains actuators for moving the longitudinal axis of the housing in the vertical and horizontal directions, and, accordingly, changing the position of the outlet of the nozzle 16, which allows plasma to process the required areas of parts of a complex design.

В результате догорания плазмообразующего газа в сопле 13 поток плазмы будет более равномерным по составу и по температуре. Потоки рассеивания энергии плазмы снижаются. Это позволяет более эффективно использовать энергию плазмы при обработке поверхностей деталей.As a result of the afterburning of the plasma-forming gas in the nozzle 13, the plasma flow will be more uniform in composition and temperature. Plasma energy dissipation fluxes are reduced. This makes it possible to more efficiently use the plasma energy when treating the surfaces of parts.

Список литературыBibliography

1. Патент РФ №2465748. Электродуговой плазмотрон / Мчедалов С.Г. Опубл. 27.10.2012. Бюл. №30.1. RF patent No. 2465748. Electric arc plasmatron / Mchedalov S.G. Publ. October 27, 2012. Bul. No. 30.

2. Патент РФ №2713746. Электродуговой плазмотрон для обработки плоских поверхностей деталей / Мещеряков В.Н., Евсеев A.M., Пикалов В.В., Данилова О.В., Ласточкин Д.В. Опубл. 07.02.2020. Бюл. №4.2. RF patent No. 2713746. Electric arc plasmatron for processing flat surfaces of parts / Meshcheryakov V.N., Evseev A.M., Pikalov V.V., Danilova O.V., Lastochkin D.V. Publ. 02/07/2020. Bul. No. 4.

Claims (1)

Электродуговой плазмотрон, содержащий корпус, выполненный из непроводящего ток тугоплавкого материала, внутренняя полость которого образует рабочую камеру, в корпусе перпендикулярно его продольной оси выполнены два расположенных друг против друга отверстия, в одном из которых установлен анодный электрод, а в другом установлен катодный электрод, электроды подключены к блоку зажигания дуги и блоку питания с регулируемым по уровню и постоянным по знаку напряжением, с камерой соединен нагнетатель плазмообразующего газа, на внешней поверхности корпуса расположены напротив друг друга северный и южный магнитные полюсы, причем ось магнитных полюсов расположена перпендикулярно по отношению к оси положения электродов, окончания полюсов замкнуты магнитопроводом, на полюсах установлена обмотка, подключенная к другому блоку питания с регулируемым по уровню и постоянным по знаку напряжением, корпус закреплен в перемещающем устройстве, корпус соединен с охлаждающим устройством, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде полой сферы, соосно с продольной осью корпуса в нем выполнены два сквозных отверстия, выходное отверстие в корпусе соединено с соплом, имеющим вид конического полого постепенно сужающегося к выходному концу цилиндра, выполненного из непроводящего ток тугоплавкого материала, а длина сопла не менее чем в три раза превышает внутренний диаметр выходного конца сопла, входное отверстие в корпусе соединено с одним концом другого трубчатого цилиндра выполненного из непроводящего ток тугоплавкого материала, а второй конец трубчатого цилиндра соединен через гибкий полый трубопровод с нагнетателем плазмообразующего газа, управляющий вход нагнетателя плазмообразующего газа соединен с первым задающим расход плазмообразующего газа выходом блока задания, управляющий вход второго блока питания соединен со вторым задающим ток в обмотке полюсов выходом блока задания, ось полюсов расположена, между осью положения электродов и выходным отверстием в корпусе, перемещающее устройство корпуса содержит исполнительные приводы для поворота продольной оси корпуса в вертикальном и горизонтальном направлениях, охлаждающее устройство содержит установленный на внешней поверхности корпуса экран, выполненный из материала с высокой теплоотдачей, в котором имеется трубчатая спираль, выходы которой соединены с устройством подачи охлаждающего агента.An electric arc plasmatron containing a housing made of a non-conductive refractory material, the inner cavity of which forms a working chamber, in the housing perpendicular to its longitudinal axis there are two holes located opposite each other, in one of which an anode electrode is installed, and in the other there is a cathode electrode, electrodes connected to an arc ignition unit and a power supply unit with a level-regulated voltage constant in sign, a plasma-forming gas blower is connected to the chamber, north and south magnetic poles are located opposite each other on the outer surface of the housing, and the axis of the magnetic poles is perpendicular to the position axis electrodes, the ends of the poles are closed by a magnetic circuit, a winding is installed on the poles, connected to another power supply unit with a voltage controlled in level and constant in sign, the body is fixed in the moving device, the body is connected to a cooling device, characterized in that the body is made in the form of a hollow sphere, two through holes are made in it coaxially with the longitudinal axis of the body, the outlet opening in the body is connected to a nozzle in the form of a conical hollow gradually tapering towards the outlet end of a cylinder made of a non-conductive refractory material, and the length of the nozzle is not less than three times the inner diameter of the outlet end of the nozzle, the inlet in the housing is connected to one end of another tubular cylinder made of a non-conductive refractory material, and the second end of the tubular cylinder is connected through a flexible hollow pipeline to the plasma-forming gas blower, the control inlet of the plasma-forming gas blower is connected with the first setting the plasma gas flow rate output of the setting unit, the control input of the second power supply is connected to the second setting current in the pole winding by the output of the setting unit, the pole axis is located between the axis of position of the electrodes and the outlet in the housing, moving the device to The housing contains actuators for rotating the longitudinal axis of the housing in the vertical and horizontal directions, the cooling device contains a screen mounted on the outer surface of the housing, made of a material with high heat transfer, in which there is a tubular spiral, the outputs of which are connected to a cooling agent supply device.
RU2021110719A 2021-04-15 2021-04-15 Electric-arc plasma generator for working of part surface RU2763161C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110719A RU2763161C1 (en) 2021-04-15 2021-04-15 Electric-arc plasma generator for working of part surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021110719A RU2763161C1 (en) 2021-04-15 2021-04-15 Electric-arc plasma generator for working of part surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763161C1 true RU2763161C1 (en) 2021-12-27

Family

ID=80039168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021110719A RU2763161C1 (en) 2021-04-15 2021-04-15 Electric-arc plasma generator for working of part surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2763161C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2163424C1 (en) * 1999-06-15 2001-02-20 Кубанский государственный технологический университет Device for dynamic plasma treatment of articles
US20160024635A1 (en) * 2012-03-08 2016-01-28 Vladimir E. Belashchenko Plasma Systems and Methods Including High Enthalpy And High Stability Plasmas
WO2018135771A1 (en) * 2017-01-23 2018-07-26 Edwards Korea Ltd. Plasma generating apparatus and gas treating apparatus
RU188618U1 (en) * 2018-10-09 2019-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) ELECTRIC ARC PLASMOTRON
RU2713746C1 (en) * 2019-07-11 2020-02-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) Electric-arc plasmatron for treatment of flat surfaces of parts
RU2019124162A (en) * 2019-07-25 2021-01-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) ELECTRIC ARC PLASMA TORCH

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2163424C1 (en) * 1999-06-15 2001-02-20 Кубанский государственный технологический университет Device for dynamic plasma treatment of articles
US20160024635A1 (en) * 2012-03-08 2016-01-28 Vladimir E. Belashchenko Plasma Systems and Methods Including High Enthalpy And High Stability Plasmas
WO2018135771A1 (en) * 2017-01-23 2018-07-26 Edwards Korea Ltd. Plasma generating apparatus and gas treating apparatus
RU188618U1 (en) * 2018-10-09 2019-04-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) ELECTRIC ARC PLASMOTRON
RU2713746C1 (en) * 2019-07-11 2020-02-07 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) Electric-arc plasmatron for treatment of flat surfaces of parts
RU2019124162A (en) * 2019-07-25 2021-01-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Липецкий государственный технический университет" (ЛГТУ) ELECTRIC ARC PLASMA TORCH

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11032900B2 (en) Plasma torch with structure capable of performing reversed polarity/straight polarity operation
US5227603A (en) Electric arc generating device having three electrodes
HU215324B (en) A plasma torch for chemical processes
US5944901A (en) Indirect plasmatron
JP7271489B2 (en) Energy efficient, high output plasma torch
CN110153539A (en) A kind of welding method and device using toroidal magnetic field control plasma-arc
SE523135C2 (en) Plasma spraying device
CN103533733A (en) Atmospheric pressure magnetic field enhanced low-temperature plasma electric brush generating device
JP2813398B2 (en) Electric arc generator
US3521106A (en) Plasma burner with adjustable constriction structure in gas flow path
US6781087B1 (en) Three-phase plasma generator having adjustable electrodes
KR100486939B1 (en) Non-Transferred Type Plasma Torch With Step-Shaped Nozzle
CN203504870U (en) Atmospheric pressure magnetic field enhanced low-temperature plasma electric brush generating device
RU2763161C1 (en) Electric-arc plasma generator for working of part surface
US4034250A (en) Plasmatron
RU2713746C1 (en) Electric-arc plasmatron for treatment of flat surfaces of parts
KR20120041475A (en) Atmospheric pressure plasma torch generating apparatus by nozzle design for large area
JPH0719672B2 (en) Plasma torch and method for adjusting wear of plasma torch
RU2762196C2 (en) Electric arc plasmatron
Kuznetsov et al. Application field and ways to control alternating-current plasma torch with rail electrodes
RU2715054C1 (en) Electric arc plasmatron
KR20190094273A (en) Plasma torch
GB2365810A (en) Reverse polarity dc plasma arc welding
JPH1128554A (en) Plasma torch and molten steel heating tundish utilizing the same
RU202987U1 (en) AC THREE-PHASE PLASMA TORCH