Устройство торцового типа для получения эрозионных плазменных струй

 

Изобретение касается физики плазмы и может быть использовано для получения импульсных (квазистационарныхJ эрозионных плазменных потоков заданного состава в газах при атмосферном давлении, изучения оптических и теплофизических свойств веществ при высоких температурах и давлениях, а также для нанесения металлических покрытий на различные поверхности. Цель изобретения - увеличение скорости и температуры плазмы за счет повышения эффективности вводя энергии з пчазму, Устройство состоит из корпуса-толятора, в котором кречятся внутренняя и внешний электроды. Источником питания устройства служит секционированная батарея конденсаторов, разделенная на две равные по емкости части. В устройство введен дополнительно электгюд, выполненный в виде стержней, симметрично расположенных н фланце-изол торе по окружности, количество стешшей равно удвоенному количеству секций внешнего с-лектрода. Секции первой частя батареи конденсаторов подключены между внутренним и внешними электродами , а секции второй части - между внутренним и стержневыми электродами. Расстояние между стержневыми электродами и изолятором, а также между тор- ,цом изолятора и фланцем-изолятором, на котором установлены стержневые электроды, определяется из условия отсутствия шунтирования разряда. 2 ил. / х.. &,../Г Ь О

СОЮЗ СС8ЕТСНИХ

ЯЗЦИАЛКСТМЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

-Яа Иааз к.

«1 " ;ь (5!)5 Н 05 Н !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° --. (1

1 ч,"

1 ,1

4 ! белым (А, ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO. ИЭОБРЕТЕНИРМ И UYHPbfTMRM

ОРИ ГКНТ СССР, (46) 15. 02. 92. Вюл. 1. (61) 91577? (21) 4147? 68/? 5 (22) 14. 11.86 (71) Институт физики АН БССР (72) Л. Я . Минько и В. И, Асташинский .(53) 533.9(088.8) (56) Ав торское свиде тельство СССР

М 9!5772, кл. Н 05.Н !!24, 1979.! (54) УСТРОЙСТВО ТОРЦОВОГО ТИПА ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ ЭРОЗИОННЫХ ПЛАЗМЕННИХ СТРУЙ (57) Изобретение касается физики плазмы и может быть использовано для получения импульсных (квазистационарных) эроэионных плазменных потоков заданного состава в газах при атмосферном давлении, изучения оптических и теплофизических свойств веществ при высоких температурах и давлениях, а также дпя нанесения металлических покрытий на различные JIQBppxHocTH Цель изобретения — увеличение скорости и температуры плазмы за счет повьпчения

Изобретение касается физики плазмы и может быть использовано для получе.ния импульсных (кваэистационарных) эрозиопных плазменных потоков заданного состава в газах при атмосферном давлении и изучения оптических и теплофизических свойств различных веществ при высоких температурах и давлениях, а также для нанесения металлических покрытий на различные поверхности

Цель изобретения — увеличение темлературы v схорости истечения плазмы

2 эффективности ввода эйергии в пчаэму.

Устройство состоит иэ корпуса-изолятора, в котором крепятся внутренний и внешний электроды, Источником питания устройства служит секционированная батарея конденсаторов, разделенная на две равные по емкости части. В устройство введен дополнительно электрод, выполненный в виде стержней, симметрично расположенных на флапце-изоляторе по окружности, количество стержней равно удвоенному количеству секций внешнего электрода. Секции первой асти батареи конде пса торов подключены между внутренним и внешними электродами, а секции второй части — между ьчU тренним и стержневыми электродами.

Расстояние между стержневыми электро- 1(- .

« .,» дами и изолятором, а также между тор, цом иэ опята ра и фпанцем-изолято- Ф, „.

-ром, на котором установлены стержневые электроды, определяется из условия

)к.л:отсутствия шунтирования разряда. 2 нл.

,с: заданного состава за счет повышения эффективности ввода эцергии в плазму.

На фиг. 1 и 2 приведено предлагаемое устройство в двух проекциях.

В несущем фча нце-изоля то ре !, иэ— готовленном из оргстекла в виде диска, крепится торцовое эрозионное устройство, состоящее из корпуса-изолятора 2, представляющего собой цилиндр, изготовленный иэ оргстекла, в котором

° крепятся вдоль оси внутренний электрод Э, Ъ также четыре стержня 4-7 внещиега электрода, симметрично расположенные по окружности, причем тор1565333 цы стержней 4-У находятся в одной " плэскостн с торцом корпуса-изолятора 2, До фганце-изоляторе 1 крепится также дополиительньй электрод, выполненный в виде стержней 8-15, симметрично распо5 ложенных по окружности, соосной е; корпусом-изолятором 2 1 стержни 8-15 параллельны оси системы). Количество стержней дополнительного .электрода равно удвоенному числу стержней внешнего электрода торцового устройства и сос тавляет 8 шт.

Секцнонированная ба тарея, состоящая из 16 конденсаторов ИМ5-150 (на чертеже не показана), разделяется на две равные части. Одна часть батареи с числом секций, равным числу стержней внешнего электрода торцовоrc устройства, подключается к внутреннему электроду 3 и через вакуумный раз рядник {на чертеже не показан) к одному из стержней внешнего электрода.

Вторая часть батареи с числом секций, равным числу стержней дополнительного Z5 электрода, соединяется с внутренним электродом 3 и дополнительным электро-. дом таким образом, чтобы каждая секция подключалась к внутреннему электроду

3 и через вакуумный разрядник к одному из стержней дополнительного электрода.

Использование дополнительного электрода в виде набора стержней делает электрод прозрачным (в отличие от сплошного электрода). Этим исключается возможность накопления периферийной плазмы и повышения ее давления в объеме. разрядного устройства, что вызвало бы эрозию элементов. конструкции 40 и их попадание в основной плазменныи поток, истекающий .с внутреннего электрода.

Стержни 8-15 дополнительного .элек- " трода размещены по окружности, диаметр которой равен двум диаметрам корпуса-изолятора 2, причем торец его отстоит от поверхности несущего фланцаизолятора 1 на расстояние, равное диаметру корпуса-изолятора. Дополнительный электрод своей внутренней боковой поверхностью не должен касаться корпуса-изолятора 2 во избежание шунтирования разряда второй части батареи, поэтому внутренний диаметр дополнитель ного электрода должен быть боль ше диаметра корпуса-изолятора. С другой стороны, увеличение диаметра окружности, на которой размещены стержни 8-15 допо пп тельных электродов, свыше двух диаметров корпуса-изолятора 2, вызове". увеличение пробивного напряжения, а также энергии, идущей на ионизации атмосферного газа и, как следствие, уменьшение вкладываемой в

r поток энергии. Торец корпуса-изолятора .2 не должен лежать в одной плоскости с фланцем-изолято ром 1, ч то также вызвало бы шунтирование разряда вто рой части батареи по поверхности изолятора, поэтому он отстоит от фланцаизолятора на расстояние, равное диаметру корпуса-изолятора. Дальнейшее увеличение указанного расстояния вызыВаеТ неоправданное увеличение линейных размеров устройства. Таким образом, описанное выше взаимное расположение конструктивных элементов предлагаемого устройства устраняет возможность шунтирования разряда по. поверхности изоляторов, которое препятством вало бы эффективному вводу энергии второй части батареи непосредственно в основной плазменный поток.

1 устройство работает следующим образом. При подаче высоковольтного под-. жигающего импульса на разрядник первой части батареи происходит электрический пробой между торцами внутреннего и внешнего электродов торцового устройства. На внутреннем электроде формируется основной плазменный поток, устойчивость которого обеспечивается электродинамическим воздействнем с эрозионными плазменными факелами, истекающими из стержней внешнего электрода. Это взаимодействие приводит к отклонении плазменных факелов, благодаря чему материал внешнего электрода не попадает в основной плазменный поток, истекающий с внутреннего электрода,. В этот момент подачей поджигаищего импульса на разрядник происходит включение второй части конденсаторной батареи, разряд которой происходит между дополнительным стержневым электродом и сформировавши ся основным плазменным потоком, являющимся естественным продолжением внутреннего электрода 3, Поскольку каждая секция батареи разряжается независимо от других секций, а емкость отдельно взятой секции второй части батареи меньше емкости секции первой части, то вторая часть батареи успевает разрядиться одновременно с первой, не- . смотря на то, что первая часть бата5 1 565333 б реи начала разряжаться раньше на увеличения температуры и скорости время Формирования основного плазмен- истечения плазмы заданного состава эа ного патока. То,. что разряд второй счет повышения э4фективности ввода части батареи происходит непосредст- энергии н плвэмуу Оно дополнительно венно на основной плазменный поток и содержит стеркневые электроды, снимет»

5 заканчивается практически однонремен- рично размещенные по окружности вона с разрядом первой части батареи, круг секционированного внешнего элекобеспечивает эффективный ввод энергии трода и установленные во фланце-изо-. в саи поток и повышение его парамет- ц ляторе, и дополнительную секциониро» ров (скорости и температуры). ванную батарею конденсаторов с еико-:.

Устройство позволяет. получать стью, равной емкости основной конденппаэменные потоки с большой скоростью саторной батареи, при этои,количество и температурой, сохраняя при этом со- стержней ранна удвоенному количеству стан самого потока, определяемый мате- 5 секций внешнего электрода, квкдая секриалом внутреннего электрода, ция дополнительной батареи конденсаторов подключена мелинду ннутреиним зле

Ф о р и у л а и э о б р е т е н и я . ктродом и одним стержневым электродом, причем. расстояние иекду стермневьвчй»

Устройство торцового типа для по- 20 электродами и изолятором, а также лучения эроэионных плазменных струй между торцом изолятора и фланцемизо по авт, св, СССР Ф 915772, о т л и — лятором определяется иэ условия отсут ч Л ю ще е с я тем, что, с целью ствия шунтирования разряда.

1565333

Составитель А. Иельян дактор В. Фельдман . Техреду,Олиднцк Корректор М. Иаксимншннец

Тираж " каэ 1305 Подписное

ИИПИ.Государственного комитета по изобретениям и открытнйи при ГАНГ СССР

113D35, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Ю ВЮЮ Ю ЮЮЮФ

Ю Ю В оизводственно-издательский комбинат "Патент", r. Уж.орол, ул. Гагарина, !01