SU498769A1 - Электродуговой генератор низкотемпературной плазмы - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам дл  получени  высоких температур, что необходимо во многих отрасл х промышленности (ракетной, химической, металлургической и т. д.). Оно может быть использовано дл  проведени  высокотемпературных реакций, нагрева газа, химикотермической обработки материалов , в малогабаритных высокоэффективных реакторах с плазменным слоем.

Известна установка дл  получени  низкотемпературной плазмы, котора  образуетс  между псевдоожижениым слоем графита,  вл ющегос  одним из электродов, и расположенным над ним водоохлаждаемым электродом (см. С. С. Забродский. «Высокотемпературные установки с псевдоожиженным слоем, «Энерги , М. 1971 г.).

В этой установке примен ютс  электроды из жароупорных металлов, которые в процессе работы из-за высокой температуры и электроэррозии обгорают. Охлаждение электродов приводит к огромным тепловым потер м. Кроме того, существует пульсации сло  около электрода, что нарушает стабильность плазменной дуги.

Предложенный генератор плазмы позвол ет устранить отмеченные недостатки благодар  тому, что в псевдоожиженном слое электропроводного мелкодиснерсного материала создают локальную зону с повышенной плотностью тока путем разделени  сло  относительно токоподводов на части, контактирующие между собой в этой зоне.

На чертеже показана схема предложенного генератора низкотемпературной нлазмы.

Генератор состоит из корпуса 1, заполненного электропроводным дисперсным материалом , токоподводов 2, перегородки 3 со щелью 4 и вибратора 5.

Низкотемпературна  плазма получаетс  следующим образом.

При помощи вибратора 5 электропроводный мелкодисперсный материал (например, графит, криптол и др.) привод т в псевдоожиженное состо ние, затем через этот материал пропускают электрический ток, подава  напр жение на токоподводы 2.

Так как площадь поверхности материала в щели 4 перегородки 3 во много раз меньше площади поверхности токоподводов 2, то плотность тока на поверхности материала в щели во много раз больше. Поэтому материал в щели 4 быстро разогреваетс  до повышенных температур и затем возникает плазменна  дуга между псевдоожиженными электропроводными сло ми материала, разделенными пере городкой 3.

Пример. Корпус генератора выполнен из огнеупорного легковеса с размерами рабочего объема 100X200X150 мм. В центре пр моугольный корпус разделен перегородкой из огнеупорной керамики с отверстием диаметром 15 мм.

В боковых стенках камеры параллельно перегородке укреплены два токоподвода из стали размерами ЮОХЮО мм. Корпус укреплен на вибраторе, при по.мощи которого в камере генератора слой электропроводного материала (графита) приводитс  в псевдоожиженное состо ние. Температура в зоне отверсти  измен етс  от 800 до 3000°С при изменении силы тока в цепи от 8 до 50а. Напр жение при этом измен етс  от 70 до 130 в, частота равна 25 гц, амплитуда 0,8-I мм.

Прп напр жении ПО-120 в и указанных параметрах вибрапии возникает устойчива  плазменна  дуга между псевдоожижеиными электропроводными сло ми в зоне отверсти . Пульсаци  тока и напр жени  незначительны.

Так как частицы материала около щели наход тс  в непрерывном движении, то описанный генератор низкотемпературной плазмы может работать очень длительное врем . Это позволит при сравнительно небольших затратах энергии и малых потер х тепла проводить в таком генераторе р д высокотемпературных химических реакций, например пр мое восстановление окиси тугоплавких металлов, получение водорода н др.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Электродуговой генератор низкотемпературной плазмы, состо щий из двух токоподводов, разделенных слоем электропроводного псевдоожиженного дисперсного материала, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  стабильности дуги и уменьшени  тепловых потерь , электропроводный слой разделен относительно токоподводов непровод щей перегородкой с отверстием.

   //xTTVxx/x