Получение плазмы, управление плазмой: ....с обеспечением введения материалов в плазму, например порошка, жидкости – H05H 1/42

Изобретение относится к металлургической промышленности. Содержащий частицы пыли газ-носитель подают в зону нагрева безэлектродной плазменной горелки, пропускают его через плазму, образованную в зоне нагрева за счет подачи и перевода плазмообразующего газа посредством индукционного нагрева в состояние плазмы, и вдувают его в содержащий металлический расплав участок упомянутой установки. Для осуществления способа используют устройство, содержащее безэлектродную плазменную горелку (5) с трубчатым корпусом (1), который коаксиально окружен вблизи выходного отверстия индуктивной катушкой (4), образующей зону нагрева (6). Устройство также содержит инжекционную трубу (7) для подачи содержащего частицы пыли газа-носителя, проходящую с входной стороны корпуса до упомянутой зоны нагрева, и газонаправляющую трубу (8) для подачи плазмообразующего газа, коаксиально окружающую инжекционную трубу. Изобретение обеспечивает однородное смешивание вдуваемой плазмы с частицами пыли и металлического расплава, предотвращает охлаждение шлака. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для создания высокояркостных источников оптического излучения. Техническим результатом является повышение КПД и расширение функциональных возможностей при упрощении конструкции. Указанный технический результат достигается за счет того, что в электроразрядном плазменно-вихревом источнике оптического излучения с зарядным устройством, емкостным накопителем, управляемым разрядником и двумя электродами у капиллярного отверстия в плоском изоляторе, в капиллярном отверстии установлена цилиндрическая токопроводящая трубка из плазмообразующего вещества, второй электрод выполнен в виде кольца, причем оба электрода установлены в электрическом контакте с токопроводящей втулкой, а конструктивные параметры устройства удовлетворяют расчетным соотношениям, связывающим емкость накопителя, напряжение заряда емкостного накопителя, массу и теплофизические параметры плазмообразующего вещества, диаметр и длину капиллярного отверстия в плоском изоляторе и индуктивность разрядного контура. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области дуговой сварки плавлением, в частности к способам наплавки изделий порошкообразным присадочным материалом с использованием плазменной дуги прямого действия. Порошкообразный присадочный материал подают в плазменную дугу самотеком через дозирующее отверстие выпускной полости бункера с элементом перекрытия отверстия и вводят в столб дуги по вертикали сплошным потоком под действием сил тяжести порошкообразного присадочного материала. Плазмотрон располагают под углом к потоку, а выпускную полость бункера сообщают с атмосферой. Создают ламинарный узкоцилиндрический поток порошкообразного присадочного материала и направляют его в приосевую зону столба дуги с возможностью перемещения по его поверхности. Поперечное сечение потока порошкообразного присадочного материала устанавливают меньше поперечного сечения приосевой зоны столба дуги в области его максимального обжатия. Длину дозирующего отверстия выпускной полости бункера выполняют меньше диаметра его проходного сечения, поверхность отверстия обрабатывают до шероховатости Ra не более 0,2 мкм при закруглении кромок входного и выходного сечений. Изобретение позволяет повысить качество наплавки путем увеличения равномерности и скорости плавления порошкообразного присадочного материала в столбе плазменной дуги при его переносе на наплавляемую поверхность. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройству плазмохимического реактора, предназначенного для обработки минеральных руд перед флотацией, восстановления из окислов металлов (молибдена, свинца, олова) чистого металла, а также для освобождения сульфидных минералов от серы. Плазмохимический реактор для обработки руды с разделением фаз содержит корпус, устройство генерации плазмы, устройства подачи газа и руды, устройство вывода продукта. В нижней части корпуса реактора по его оси выполнены конусообразное устройство, обращенное вершиной вверх и обеспечивающее уменьшение проходного сечения канала не менее чем в 2 раза, и размещенная под конусообразным устройством кольцевая перегородка, закрепленная к днищу аппарата, центральная труба для отвода газа из нижней части реактора и конические бункеры для отвода руды. Обеспечивается увеличение производительности плазмохимического реактора по руде при улучшении качества продукта, снижение капитальных и эксплуатационных затрат на охлаждение продуктов в теплообменнике и на его ремонт и сокращение времени контакта высокотемпературного газа и обрабатываемого материала. 1 ил.

Изобретение относится к генерированию нагруженного частицами теплового потока. Предлагаемое устройство содержит источник (1) плазмы с главной осью (2), вдоль которой плазменная струя (3) направляется наружу, и по меньшей мере один инжектор (5) частиц. Инжектор (5) имеет выходное отверстие (6) и предназначен для инжектирования газа-носителя и частиц в плазменную струю (3). Устройство содержит также опору, средства наклона, первый оптический детектор, средства визуализации для определения средней траектории частиц и средства определения средней скорости упомянутых частиц. Опора может перемещаться в двух направлениях для осевого и радиального позиционирования инжектора (5) относительно оси (2). Средства наклона предназначены для управления угловым положением упомянутого инжектора (5) относительно оси (7). Средства определения средней скорости содержат синхронизированные источник света (10) и второй оптический детектор (11). Предлагаемый способ заключается в генерировании нагруженного частицами теплового потока в предлагаемом устройстве, корректировании положения и наклона инжектора (5) для максимизации средней скорости частиц на расстоянии D от конца источника (1) и расположении на этом расстоянии объекта. Изобретение позволяет моделировать контролируемым образом нагруженные частицами тепловые потоки, характерные для твердотопливных ракетных двигателей или спусков в околопланетную атмосферу. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для получения покрытий. Изобретение позволяет стабильно получать высококачественные покрытия из широкого класса материалов с высокой адгезией к подложкам из металлов, диэлектриков, полупроводников. Покрытие получают путем ионного осаждения на предварительно очищенную подложку, которое осуществляют из осевой зоны потока струйного диафрагменного разряда с энергией Е ионов, соответствующей условию: E_cв<E<E_pacп, гдe Е_св - энергия связи атомов синтезируемого вещества слоя покрытия, кэВ, Е_расп - энергия распыления вещества в синтезируемом слое покрытия, кэВ, и с заданной длительностью. После формирования покрытия осуществляют отжиг в течение промежутка времени, достаточного для рекомбинации междоузельных атомов и вакансий, насыщения незаполненных химических связей в слое покрытия и образования устойчивых химических соединений после окончания процесса хемосорбции на поверхности покрытия. Сепарирующая камера и камера осаждения устройства герметично присоединены к разрядной камере. Сепарирующая камера размещена перед камерой осаждения и выполнена с входным окном в виде экрана с формой и отверстием с диаметром, равным диаметру осевой зоны струи разряда, и с выходным окном в виде геометрического сопла, размеры и форма которого обеспечивают сверхзвуковое ускорение потока плазмы. Высоковольтный импульсный источник электропитания выполнен с возможностью получения заданной амплитуды тока разряда. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

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 для получения из исходного металлического порошка слитка металла либо мелкодисперсного очищенного порошка. Катодный узел вакуумной электронно-плазменной печи состоит из катододержателя, полого цилиндрического катода, имеющего канал для подачи плазмообразующего газа и механизм крепления катода к катододержателю, и установленной внутри катода охлаждаемой трубки для подачи порошка исходного материала в столб плазмы. Охлаждаемая трубка снабжена механизмом перемещения вдоль продольной оси катода, в ней установлен регулятор направления и формы струи газа и частиц исходного порошка. Пролетая через профильные каналы регулятора внутрь столба плазмы и приобретая при этом заданный вектор скорости и требуемое направление, частицы исходного порошка равномерно нагреваются, расплавляются и рафинируются. Изменяя с помощью механизма перемещения местоположение охлаждаемой трубки внутри катода, управляют распределением подаваемого в катод порошка по сечению плазменного разряда в зависимости от условий горения и формы разряда. Тем самым достигают контролируемости и существенного улучшения свойств конечного порошка либо слитка. 1 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для быстрого и экономного, недорогого и совершенного по большинству параметров жилья. Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости. Способ возведения и реставрации строительных объектов с использованием соединений кремния включает измельчение сырьевого материала, содержащего песок и/или глину, подачу сырьевого материала в плазменную горелку, формирование в плазменной горелке, за счет воздействия плазмы на измельченный сырьевой материал, направленного потока оплавленной массы в межопалубочное пространство и заполнение пространства между опалубкой монолитной оплавленной массой сырьевого материала. Горелка включает корпус и трубу для подачи сырьевого материала. Внутри корпуса выполнены сектора, составляющие сопло, имеющее кожух. В каждом секторе выполнены электродуговые узлы со штуцером для подачи воздуха, газов и/или аэрозолей. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к плазменной горелке. Плазменная горелка имеет плазменную дугу из дугообразующего материала, проходящую от первого электрода, на который подано высокое напряжение, ко второму электроду, расположенному на расстоянии от первого электрода, причем дугообразующий материал находится в средствах хранения и подается в плазменную дугу через выпускное отверстие, расположенное в указанных средствах, и вдоль плазменной дуги расположен по меньшей мере один коллиматор, вызывающий образование плазменной дуги и обеспечивающий ее сходимость, дугообразующий материал образован парами по меньшей мере одного металла или металлического соединения. Указанный по меньшей мере один металл выбран из щелочных металлов, щелочноземельных металлов или их смесей или их соединений. Указанный по меньшей мере один металл или по меньшей мере один металлический компонент металлического соединения является натрием (Na) или калием (K) или их смесью. Дугообразующий материал находится в расплавленном состоянии в средствах хранения, которые снабжены узлом, выполненным с возможностью преобразования расплавленного дугообразующего материала в пар. Указанный узел, выполненный с возможностью преобразования расплавленного дугообразующего материала в пар, является нагревателем. Сам по себе дугообразующий материал является первым электродом. Второй электрод заземлен. Плазменная дуга (10) по меньшей мере частично окружена корпусом (2) горелки, который обеспечивает возможность вхождения плазменной дуги (10) в корпус (2) горелки и выхода из него. Корпус (2) горелки выполнен в виде элемента с двойной оболочкой, содержащего наружную и внутреннюю стенки (5а, 5b), причем между наружной и внутренней стенками (5а, 5b) находится хладагент. Коллиматор (14) полностью расположен внутри корпуса (2) горелки и граничит с его внутренней стенкой (5b). Второй электрод расположен снаружи корпуса (2) горелки и выполнен полым. Дугообразующий материал содержит компонент, который во время его перехода в возбужденное состояние испускает интенсивное ультрафиолетовое излучение. Указанный компонент, испускающий интенсивное ультрафиолетовое излучение, является веществом, содержащим ртуть. Изобретение позволяет эффективно использовать разогрев вследствие столкновений, вызванный воздействием на мишень ионов дугообразующего материала, находящихся в состоянии плазмы. 3 н. и 22 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к плазменной технике напыления покрытий различного назначения. Катод плазменной установки выполнен полым с конической частью со стороны сопла плазмотрона. Канал подачи напыляемого материала выполнен в виде осевого отверстия в трубке, расположенной внутри полого катода. В плоскостях, проходящих через ось полого катода, на наружной поверхности трубки и внутренней поверхности катододержателя выполнена система каналов, соединенных с системой подачи горючей, плазмообразующей смеси. Сопло в конце плазмотрона выполнено сверхзвуковым, охлаждаемым, секционированным с электрически изолированными секциями. Одна из секций выполнена из электропроводящего материала и подсоединена к плюсу высоковольтного источника постоянного тока. На расстоянии не более внутреннего диаметра последней секции сопла от секции-анода сопла расположена электромагнитная катушка. Межэлектродная вставка (МЭВ) выполнена секционированной из охлаждаемых секций. Отношение суммы длин дугового канала, расположенного в МЭВ и сопле к диаметру дугового канала МЭВ находится в пределах от 4 до 250. Изобретение направлено на повышение качества покрытий, повышение скорости и температуры напыляемых частиц, увеличение адгезии и прочности покрытий, увеличение КПД нагрева напыляемых частиц, повышение производительности, на уменьшение расходов и себестоимости покрытий. 6 н. и 18 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к дуговым плазматронам с аксиальным вводом порошка для напыления металлических и неметаллических защитных покрытий на изделия. Технический результат заключается в уменьшении эрозии материала анода и катода, повышении ресурса эксплуатации плазматрона, а также в повышении качества защитных покрытий. Согласно изобретению плазматрон для напыления состоит из катодного 1 и анодного 2 узлов, разделенных изоляционной вставкой 3. Анодный узел 2 содержит водоохлаждаемый сопло-анод 4, уплотненный двумя резиновыми кольцами 5. Катодный узел 1 содержит воздушноохлаждаемый катод 6 с термохимической катодной вставкой 7, который крепится на конце штуцера-катододержателя 8, в центральный канал 9 которого вставлен завихритель 10. Для аксиального ввода воздушнопорошковой смеси в столб дугового разряда на конце воздушноохлаждаемого катода 6 выполнены порошковые каналы 11, которые расположены вокруг термохимической катодной вставки 7 под острым углом к его оси. 1 ил.

Изобретение относится к плазменной технологии в металлургическом производстве, а именно к способам и устройствам для переработки дисперсных материалов, и может быть использовано для получения чистых элементов. В способе сырье и восстановительный газ подают во встречном плазменному потоку направлении, а невосстановленное сырье направляют по замкнутому каналу в зону восстановления до момента окончательного восстановления и конденсации металла. Плазменный реактор содержит плазмотрон, каналы для подачи дисперсного материала, тигель из тугоплавкого материала, причем тигель состыкован с анодом плазмотрона. Восстановительная камера неразрывно связана с циркуляционной камерой, с выполненными в ней под одинаковым углом к оси реактора радиальными каналами с возможностью подачи сырья во встречном плазменному потоку направлении. Изобретение позволяет максимально полно переработать минеральное сырье за счет непрерывной подачи дисперсного порошка и невосстановленного сырья непосредственно в плазменную струю во встречном направлении по замкнутому циклу с возможностью достижения максимальной теплопередачи от плазмы к восстановленному элементу, обеспечивая повышение эффективности переработки дисперсного минерального сырья. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к аппаратам химической технологии и может быть использовано в производстве диоксида титана. Получение диоксида титана осуществляется в плазмохимическом реакторе, содержащем осесимметричный корпус с водоохлаждаемыми стенками и выходным отверстием в нижней части, генератор плазмы, размещенный в верхней части корпуса, и форсунки для ввода реагентов, установленные в средней зоне корпуса, сопла которых направлены в сторону выходного отверстия. На стенке корпуса выполнено кольцевое сопло в виде направленного соосно к выходному отверстию пристенного кольцевого канала, образованного кольцевым буртиком корпуса и внутренней стенкой кольцевого коллектора для ввода защитного газа, снабженной равномерно расположенными тангенциальными отверстиями, при этом плоскость выходного сечения кольцевого сопла размещена ниже уровня выходных сечений сопел форсунок, равномерно установленных по окружности, на расстоянии

H<1/2(D₁-D ₂)ctg( /2),

где Н - расстояние между плоскостью выходного сечения кольцевого сопла и уровнем расположения выходных отверстий форсунок;

D₁ - диаметр корпуса;

D ₂ - диаметр окружности, по которой установлены форсунки;

- угол факела распыла форсунок.

Изобретение позволяет повысить надежность и улучшить эксплуатационные характеристики плазмохимического реактора путем исключения образования наростов на стенке реактора в зоне факела распыливания форсунками исходящих реагентов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.