Получение плазмы, управление плазмой: ....конструктивные элементы, например электроды, сопла – H05H 1/34

Заявленное изобретение относится к электроду плазменной горелки. Заявленное устройство содержит продолговатый электрододержатель с передней поверхностью на острие электрода и сверлением, выполненным на острие электрода по средней оси через электрододержатель, и эмиссионную вставку, установленную в сверлении таким образом, что излучающая поверхность эмиссионной вставки остается свободной. При этом излучающая поверхность смещена назад относительно передней поверхности электрододержателя и электрод плазменной горелки содержит гнездо для своего размещения и электрододержатель, причем гнездо под электрод имеет внутреннюю резьбу, а электрододержатель содержит наружную резьбу и сплошное кольцо в канавке на цилиндрической наружной поверхности. При этом электрододержатель свинчен с гнездом под электрод с помощью наружной и внутренней резьбы и уплотнен посредством сплошного кольца. Заявленная плазменная горелка выполнена с указанным электродом. Техническим результатом является повышение срока службы электрода. 2 н. и 7 з. п. ф-лы, 11 ил.

Группа изобретений относится к плазменной технике. Охлаждающая труба для плазменно-дуговой горелки включает в себя продолговатое тело с располагаемым в открытом конце электрода концом и проходящим через это тело каналом для охлаждающей среды, при этом на упомянутом конце стенка охлаждающей трубы имеет валикообразное, направленное внутрь и/или наружу утолщение. Устройство из охлаждающей трубы для плазменно-дуговой горелки включает в себя продолговатое тело с разъемно соединяемым с электрододержателем для плазменно-дуговой горелки задним концом и проходящим через это тело каналом для охлаждающей среды. Электрододержатель для плазменно-дуговой горелки включает в себя продолговатое тело с концом для размещения электрода и полостью, причем на наружной поверхности охлаждающей трубы расположен, по меньшей мере, один выступ для ее центрирования в электрододержателе. Технический результат - предотвращение перегрева электрода плазменно-дуговых горелок. 10 н. и 21 з.п. ф-лы, 17 ил.

Изобретение относится к области электротермической техники, а именно к устройствам плазменно-дуговых сталеплавильных печей. Плавильный плазмотрон включает водоохлаждаемый корпус, каналы для подачи плазмообразующего газа, расположенные параллельно оси плазмотрона и соединенные с вертикально расположенным водоохлаждаемым соплом, электрическую изоляцию, электрическую сеть, вольфрамовый электрод-катод, электрододержатель. Плазмотрон дополнительно снабжен вторым каналом для подачи плазмообразующего газа с соплом, причем сопла установлены симметрично относительно вертикальной оси плазмотрона и под углом 30-35° к вертикальной оси электрододержателя. Технический результат - снижение расхода электроэнергии. 2 ил.

Изобретение относится к области плазменной техники. Генератор дуговой плазмы с многоступенчатой подачей газа содержит катод и анод. Анод выполнен, по меньшей мере, из двух участков, причем любые два соседних анодных участка электрически соединены друг с другом. Между любыми двумя соседними анодными участками обеспечены направляющие газ отверстия, которые являются тангенциальными отверстиями или отверстиями, которые обеспечивают газовый поток, направление скорости которого одновременно имеет тангенциальную и осевую составляющие. Технический результат - повышение надежности работы генератора плазмы. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области плазменной техники, а именно к катодам-компенсаторам, работающим на газообразных рабочих телах. Технический результат - увеличение ресурса надежной работы и снижение трудоемкости изготовления. Плазменный катод содержит полый держатель 1 с торцевыми стенками 2, 3 и проходными отверстиями 4, 5 рабочего тела, внутри которого размещен эмиттер 6, между которыми расположен барьерный слой 7 химически пассивного материала, между внутренними поверхностями 8 полого держателя и наружными поверхностями 9 эмиттера образованы зазоры 10, 10а, 10б, между которыми размещен экран 11. Поверхности экрана покрыты барьерными слоями 7а. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

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.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для нагрева газов до высоких температур с помощью электрической дуги, и может использоваться в плазмохимических, металлургических процессах, в частности, для выплавки ферросплавов, уничтожения бытовых и техногенных отходов, а также в исследовательских целях. Электродуговой плазмотрон содержит установленные вдоль продольной оси изолированные друг от друга медные стаканообразный анод и катод переменного сечения, причем анод выполнен в виде ступенчато сужающегося цилиндра в направлении потока газа с соотношениями геометрических размеров: d₃/d₂,=1,5-1,8, d₂/d₁=1,13-1,17; 4,8<L₃/d ₃<6,5; L₂/d₂=1,2-1,6, катод переменного сечения с углом конфузора =5-15° имеет соотношение L₁/d₁ =1,5-2 в плавильном режиме и L₁/d₁=2,5-4 в струйном режиме работы плазмотрона. Техническим результатом является повышение ресурса работы плазмотрона и снижение металлоемкости анода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и аналитическому приборостроению, а именно к источникам возбуждения эмиссионных спектров анализируемых проб, и может быть использовано в плазмохимии для получения дисперсных материалов. Двухструйный дуговой плазматрон включает две электродные головки, каждая из которых содержит электродные камеры: катодную и анодную, с электродами, и сопло, соосное электроду, образованное из трех электроизолированных диафрагм с каналами охлаждения, в каждой электродной головке средняя диафрагма сопла выполнена с проточкой вокруг соплового отверстия со стороны, обращенной к электроду головки, и с выступом вокруг соплового отверстия с противоположной стороны, а в крайних диафрагмах выполнены: выступ, соответственно проточке средней диафрагмы, или проточка, соответственно выступу средней диафрагмы; в катодной камере установлен вольфрамовый электрод-катод, рабочая сторона которого выполнена в форме конуса, противоположный конец электрода выполнен в виде лезвия плоской отвертки и установлен в проточку упора, который поджимается гайкой, закрепленной с возможностью возвратно-поступательного передвижения с помощью резьбового соединения в металлической втулке, установленной соосно электроду-катоду 3 в текстолитовом основании катодной головки; в анодной камере установлен медный анод, выполненный в виде водоохлаждаемого цилиндра с плоской рабочей поверхностью. Технический результат - увеличение ресурса работы плазмотрона и повышение воспроизводимости и точности результатов спектрального анализа. 8 ил.

Изобретение относится к плазменным горелкам для обработки материалов при сверхвысокой температуре в атмосфере с управляемой реактивностью и находит применение, в частности, для сварки, разметки, термического напыления и для обработки отходов. Объектом настоящего изобретения является плазменная горелка с дугой прямого действия, содержащая охлаждаемую текучей средой (21) оболочку (25) и электрод, входящий в указанную оболочку. Электрод выполнен из расходуемого материала, а горелка содержит средства (80) для питания электрода этим материалом таким образом, чтобы компенсировать его эрозию, и содержит средства обволакивания электрода нейтральным и плазмообразующим газом во внутренней полости указанной оболочки. Техническим результатом является уменьшение размеров горелки, сложности монтажа и технического обслуживания. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для термического напыления порошкообразных материалов, к интерфейсу сменного сопла для использования с плазменной пушкой для термического напыления. Группа изобретений представляет стандартный интерфейс для предоставления конструктивного положения, конструктивной ориентации, электрических соединений и уплотнений водяной камеры для смены разновидностей формирующих плазму сопел, каждое из которых связано с конкретной характеристикой струи плазмы. Гибкость присоединения сопла улучшается по сравнению с прежними конструкциями благодаря предоставлению стандартной внешней конфигурации сопла и зажимной сборки сопла на плазменной пушке, так что множество конфигураций сопел, выдающих различные свойства потока плазмы, могут быть с легкостью использованы с одним устройством. Соединение сопла и держателя формирует канал для протока охлаждающей жидкости из плазменной пушки через сопло и в обратный канал в плазменную пушку и создает электрический контакт между плазменной пушкой и соплом. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к плазмотронам для плазменной обработки изделий. Плазмотрон для плазменной обработки изделий содержит центральный электрод 2, коаксиальный ему цилиндрический наружный электрод 1, электрический изолятор 3 и источник питания. Изолятор расположен коаксиально между наружным и центральным электродами. Между центральным электродом и изолятором образован разрядный канал, имеющий дальний конец и ближний конец. На дальнем конце разрядного канала расположено подводящее отверстие 6 для подачи плазмообразующего газа в разрядный канал. На ближнем конце изолятор выступает за пределы наружной поверхности наружного электрода в виде радиально расположенного кольца 20. В другом варианте плазмотрон может содержать два наружных электрода и два изолятора, которые расположены по обеим сторонам центрального электрода и параллельны ему. Способ получения плазменной струи включает использование одного из указанных вариантов плазмотрона, подачу плазменного газа через подводящее отверстие, подачу химически активного соединения через подводящее отверстие 6 и/или через центральный электрод 1 и создание между центральным 1 и наружным 2 электродами напряжения величиной от 1 до 100 кВ. Изобретение позволяет повысить эффективность работы плазмотрона. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области вакуумной электротермии и порошковой металлургии и предназначено для использования в электротермических установках различного назначения, в которых в качестве нагревателя используется сильноионизированная плазма. Заявленый катодный узел вакуумной электронно-плазменной печи снабжен перемещающимся электромагнитным экраном, охватывающим катод и имеющим самостоятельный источник электропитания, и по меньшей мере одним термоподогревателем рабочей поверхности катода, расположенным осесимметрично катоду и имеющим самостоятельный источник электропитания. Изобретение позволяет значительно увеличить ресурс работы катода, управлять положением, протяженностью и пространственным направлением столба плазмы и обеспечить равномерный нагрев частиц исходного порошка, что приводит к улучшению качества конечного порошка либо слитка металла. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для создания струи плазмы температурой свыше 30000 К и может быть использовано преимущественно для быстрой резки металла. Плазматрон водно-пленочного внутреннего охлаждения содержит неподвижный стержневой электрод 1, электродную камеру 2 с тангенциальными отверстиями 3 и холодильную камеру 4 с отверстием 5 для подвода воды и отверстием 6 для отвода воды. Плазматрон водно-пленочного внутреннего охлаждения снабжен сопловым газовым каналом 7, внутренняя 8 и внешняя 9 стенки которого образуют канал 10 вододисперсного охлаждения с кольцевым коллектором 11 и кольцевой направляющей 12. Изобретение позволяет повысить эффективность охлаждения плазматрона, увеличить срок его службы и снизить гидравлические потери. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области косвенного нагрева объектов электродуговым разрядом, а именно к устройствам для генерирования плазмы, к дуговым плазмотронам, в частности используемым в металлургии для получения сферических порошков и гранул. Сопло дугового плазмотрона содержит металлический корпус с кольцевой полостью для охлаждения сопла и термостойкую коническую втулку с каналом для выхода плазмы. Втулка закреплена в коническом гнезде. Гнездо выполнено в корпусе сопла соосно с кольцевой полостью. Коническая втулка выполнена из материала, имеющего коэффициент теплового расширения по величине меньше, чем коэффициент теплового расширения металла, из которого выполнен корпус сопла. Коническая втулка выступает из конического гнезда в корпусе с возможностью последующего углубления ее в гнездо при нагревании в процессе диффузионной сварки втулки с корпусом. Изобретение направлено на снижение трудоемкости изготовления и стоимости сопла дугового плазмотрона, а также на повышение чистоты продукции, получаемой посредством плазменного нагрева данным соплом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и технологии и может быть использовано для получения многоканального разряда в большем объеме. Технический результат - получение многоканального разряда в процессе дробления нестационарных струй жидкости в большом объеме. По первому варианту, в способе получения многоканального разряда, включающем подачу постоянного напряжения между струей - электродом и металлическим электродом, в качестве струи - электрода используют струйный электролит, состоящий из ламинарного потока в верхней части струи и из дробленых нестационарных струек, полученный путем подачи напряжения между электродами, равного 300 U 550 В, при токе разряда 80 I 10000 мА, при диаметре ламинарного участка струи d _c 0,5 мм, при общей длине струи l=8÷120 мм, при расходе электролита 2 G<16·10⁶ м ³/с, при насыщенном растворе электролита струи и составе с потенциалом ионизации атомов U <6 эВ, где U - напряжение между электродами, I - ток между электрическим разрядом ламинарного участка, d _c - диаметр ламинарного участка струи, G - расход электролита. По второму варианту, в способе получения многоканального разряда, включающем подачу постоянного напряжения между струей - электродом и электродом, в качестве второго электрода используют электролитическую ячейку. По третьему варианту, в способе получения многоканального разряда в качестве второго электрода используют струю, которая составляет угол с первой 0 <180°, По четвертому варианту, в способе получения многоканального разряда в качестве второго электрода используют диэлектрик с металлическим токоподводом. 4 н. и 3 з.п. ф-лы. 13 ил.

Изобретение относится к удлинителю ввода горелки для газоэлектрической сварки и плазменно-механической обработки, который содержит трубопровод, имеющий дистальный конец и проксимальный конец. Дистальный соединительный элемент расположен на дистальном конце трубопровода, и проксимальный соединительный элемент расположен на проксимальном конце трубопровода. Дистальный соединительный элемент выполнен с возможностью входа в зацепление с соединительным элементом ввода горелки, закрепленным на проксимальном конце ввода горелки. Проксимальный соединительный элемент выполнен с возможностью входа в зацепление с соединительным элементом источника питания. Дистальный соединительный элемент и соединительный элемент ввода горелки образуют дистальное быстроразъемное соединение, а проксимальный соединительный элемент и соединительный элемент источника питания образуют проксимальное быстроразъемное соединение. Таким образом, удлинитель ввода горелки может быть быстро установлен между вводом горелки и источником питания или отсоединен от ввода горелки и источника питания, и его использование позволяет осуществлять сварочные работы на объектах, удаленных от источника питания горелок. 17 н. и 54 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области газоплазменной техники и может быть использовано преимущественно при создании электродов низкотемпературных плазмотронов. Техническим результатом изобретения является повышение ресурса работы электрода и снижение стоимости плазмотехнических работ за счет повышения теплопроводности конструкции в целом и снижения температуры ее поверхности. В электроде, состоящем из двух слоев с различными теплофизическими свойствами, в области электрода, противоположной рабочей поверхности, выполнен охлаждающий канал, при этом при создании дуги со стороны торца электрода теплопроводный слой выполнен по его внешнему периметру, а при создании дуги со стороны образующей электрода жаростойкий слой выполнен по его внешнему периметру, радиус жаростойкого слоя выбран в определенных пределах. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к электроразрядным устройствам с жидким электродом, и может быть применено в плазмохимии, в частности, в качестве источника плазменного потока в плазмохимическом реакторе. Плазмотрон с жидким электролитным катодом содержит проточную электролитическую ванну, снабженную металлической крышкой с отверстием, и металлический анод. Анод выполнен в виде полого горизонтального стержня с изогнутыми вверх под углом в пределах 30-60° концами и закреплен к крышке с внутренней стороны напротив ее отверстия так, чтобы расстояние между анодом и токоподводом электролитической ванны было в пределах 15-20 мм. Патрубки анода для подвода и отвода охлаждающей жидкости пропущены через крышку наружу. Участки патрубков анода, находящиеся ниже крышки, покрыты влаговпитывающим термостойким материалом. Металлическая крышка выполнена водоохлаждаемой. С внутренней стороны к ней прикреплена таких же габаритных размеров пластина из пористого огнеупорного материала с продолговатым вырезом в середине. Патрубки анода размещены в вырезе пластины. К металлической крышке сверху прикреплено кольцо из термостойкого диэлектрического материала. Оно состыковано со стенками электролитической ванны так, что между стенкой ванны с одной стороны и пластиной из пористого огнеупорного материала и металлической крышкой с другой стороны образован боковой зазор шириной 1-2 см. Электролитическая ванна заполнена электролитом так, что уровень электролита находится ниже анода на 2-5 мм. Изобретение позволяет повысить температуру плазменного потока. 1 ил.

Изобретение относится к плазменным горелкам и способу улучшения эксплуатационной долговечности расходуемых деталей плазменной горелки, а именно электрода, наконечника и экранирующего колпачка. Способ предусматривает создание турбулентности газа при его протекании поверх открытых поверхностей электрода, наконечника и экранирующего колпачка для повышения турбулентности в гидродинамическом пограничном слое газового потока, в результате чего усиливается конвекционная теплопередача. В результате усиления охлаждения повышается эксплуатационная долговечность расходуемых деталей. Для повышения турбулентности газового потока, например поверх внешней поверхности электрода, электрод плазменной горелки имеет шероховатую или текстурированную внешнюю поверхность, имеющую углубления, идущие по оси канавки, или спиральные канавки, образованные на внешней поверхности электрода. Внутренняя и внешняя поверхности наконечника и внутренняя поверхность экранирующего колпачка также могут быть текстурированными. 15 н. и 59 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится, в основном, к плазменно-дуговым горелкам с контактным пуском. Плазменная горелка с контактным возбуждением с использованием отрицательно заряженного катодного тела и положительно заряженного анодного тела содержит токопроводящий элемент, который выполнен из электропроводного материала и свободен от жесткого соединения с катодным телом и анодным телом. Горелка может работать в холостом режиме, в котором токопроводящий элемент создает токопроводящую дорожку между катодным телом и анодным телом, и в дежурном режиме, в котором образуется вспомогательная дуга между токопроводящим элементом и, по меньшей мере, одним из катодного тела и анодного тела. Вспомогательная дуга переносится рабочим газом, текущим через горелку, к выходному отверстию горелки, благодаря чему рабочий газ выходит из горелки в виде ионизированной плазмы. Технический результат - устранение необходимости осевого движения электрода и/или наконечника при создании вспомогательной дуги, снижение риска повреждения наконечника у центрального выходного отверстия наконечника и снижение риска несоосности между электродом и наконечником. 14 с. и 51 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к электроразрядным устройствам с жидкими неметаллическими электродами, и может быть применено в плазмохимии, а также в других отраслях производства, в частности для плазменного пиролиза пластмассовых и резиновых отходов. Технический результат изобретения - увеличение мощности генератора плазмы тлеющего разряда, повышение его теплового к.п.д. и надежности эксплуатации. В электроразрядном устройстве, содержащем проточную электролитическую ячейку с токоподводящей пластиной и водоохлаждаемый анод, токоподводящая пластина изготавливается с отверстием, площадь которого больше площади рабочего торца анода и в это отверстие вставляется заглушка из диэлектрического материала. Токоподводящая пластина устанавливается так, что ее отверстие, заглушенное диэлектриком, расположено напротив рабочего торца анода и глубина погружения пластины в электролит составляет 5-10 мм. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в конструкции катода плазмотрона, применяемого при термической и термохимической обработке металлов, а именно при плазменно-дуговых процессах резки, сварки, напыления, наплавки. В глухое отверстие на торце медного держателя по его оси вмонтирована биметаллическая цилиндрическая катодная вставка, содержащая сердечник из сплава гафния и циркония и оболочку. Соотношение площадей поперечных сечений оболочки и сердечника составляет (0,5-0,7):1. Соотношение длины вставки и ее наружного диаметра составляет 0,75-4,5. Эксцентриситет катодной вставки относительно держателя составляет не более 0,1 мм. Между сердечником и оболочкой может быть размещена алюминиевая прослойка. Вставка с держателем соединена объемной штамповкой. Конструктивные параметры вставки электрода выбраны с точки зрения повышения ресурса электрода и за счет повышения эффективности теплового контакта и точности изготовления, а также улучшения условий охлаждения элементов. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.