SU1168071A1 - Электродуговой плазмотрон - Google Patents

Abstract

ЭЛВКТРОДУГОВОЙ ПЛАЗМОТРОН, содержащий соосно установленные стержневой электрод, заглубленный рабочим торцом в полый выходной электрод, внутренн   поверхность которого от плоскости, перпендикул рной рабочему торцу стержневого электрода, выполнена переменного сечени , мёжэлектродный изол тор и узел ввода газа, о тлич ающ йс  тем, что, с целью повьппени  надежности работы путем снижени  эрозии выходного электрода, внутренн   поверхность выходного / электрода на прилегающем к указанной плоскости участке длиной от 6 до 20 г выполнена в виде расшир ющегос  к выходу конуса с конусностью 5-10 , пе- реход щего в цилиндр, длина которого i выбрана от 2 до 6 г, где г - наи (Л меньший радиус выходного электрода.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к электродуговым плазмотронам, и может быть применено при проведении различных технологических процессов, а также дл  научных исследований высокотемпературных процессов.

Целью насто щего изобретени   в- л етс  повышение надежности работы плазмотрона путем снижени  эрозии наружного электрода.

На чертеже схематически изображен электродуговой плазмотрон.

Плазмотрон содержит стержневой электрод 1 с наконечником 2 из торированного или лантанированного вольфрама ,  вл ющийс  катодом, с канала-, ми 3 дл  подачи газа, выходной электрод 4 с внутренним каналом, имеющим участок, в виде конуса 5 и цилиндрический участок 6, а также изол тор 7

Плазмотрон работает следук цим образом .

Включаетс  подача охлаждающей воды и рабочего газ-а Затем подаетс  напр жение на электроды 1 и 4 и одни из известных способов, например закорачиванием металлической проволокой , зажигаетс  дуга в плазмотроне,

Поток газа стабилизирует дугу в центральной части внутреннего канала выходного электрода 4 и выт гивает столб дуги,

В расшир ющемс  участке дуги из-з взаимодействи  дуги с потоком газа диаметр столба дуги возрастает по течению газа, и к концу участка 5 он почти равен диаметру канала . При этом газ становитс  электропроводным , за исключением области пограничного сло , В цилиндрическом участке 6 вкладываетс  много меньше энергии, и она, в основном тер етс  в результате тепловых потоков на поверхность электрода 4, но этот участок необходим дл  замыкани  электрического тока на наружный электрод

(анод), которое происходит посредством микродуг между электродом 4 и электропроводным  дром потока. Выбор формы и размеров канала выходного электрода определ етс  следующим.

Если конус имеет угол менее 5°, возрастают тепловые потери на стенку и уменьшаетс  тепловой КПД устройства . Если угол более 10, нарушаетс  условие безотрьганого течени  потока газа и в области отрыва резко ухудшаетс  эрозионна  стойкость наружного электрода. Минимальное значение длины участка канала соответствует максимальному значению угла и наоборот. Если длина участка менее 6 радиусов наименьшего сечени , из-за изменени  механизма протекани  электрического тока. резко уменьшаетс  эрозионна  стойкость выходного электрода. При длине участка более 20 радиусов наименьшего сечени  уменьшаетс  тепловой КПД устройства. При указанных соотношени х между длиной участка и углом раскрыти  конуса диаметр дугового столба и диаметр участка на конце отличаютс  друг от друга только на величину пограничного сло ,

При длине цилиндрического у-частка канала менее 2 радиусов наименьшего сечени  канала наружного электрода на этом участке резко возрастают удельные тепловые потоки и уменьшаетс  надежность работы плазмотрона изза ухудшени  эрозионной стойкости выходного электрода. При длине более 6 радиусов возрастают тепловые потери за счет увеличени  площади поверхности и уменьшени  теплового КПД устройства.

Выполнение предлагаемого электродугового плазмотрона с конусообразны внутренним каналом, заканчивакщимс  цилиндрическим участком, при предлагаемых геометрических параметрах позвол ет повысить надежность работы плазмотрона путем улучшени  эрозионной стойкости наружного электрода.

Claims (1)

1. ЭЛВКТРОДУГОВОЙ ПЛАЗМОТРОН, » содержащий соосно установленные стержневой электрод, заглубленный рабо- чим торцом в полый выходной электрод, внутренняя поверхность которого от плоскости, перпендикулярной рабочему торцу стержневого электрода, выполнена переменного сечения,· межэлектродный изолятор и узел ввода газа, о тличающяйся тем, что, с целью повышения надежности работы путем снижения эрозии выходного электрода, внутренняя поверхность выходного электрода на прилегающем к указанной плоскости участке длиной от 6 до 20 г выполнена в виде расширяющегося к выходу конуса с конусностью 5-10 , переходящего в цилиндр, длина которого выбрана от 2 до 6 г, где г - наименьший радиус выходного электрода.